- 分立器件產業(yè)面臨機遇
- 技術創(chuàng)新應緊貼市場需求
- 封裝技術進步提升器件品質
從市場應用而言，消費電子、計算機和網絡通信是分立器件傳統(tǒng)的三大應用市場，而近年來汽車電子和電子照明領域的分立器件市場也在迅速增長。目前國內分立器件盡管已經具有一定的產業(yè)規(guī)模，但其發(fā)展與國內市場的需求相比仍存在較大差距，中國分立器件產業(yè)的高速發(fā)展必須以持續(xù)的技術創(chuàng)新為動力。
分立器件產業(yè)面臨機遇
電子信息產業(yè)和整機制造業(yè)的快速發(fā)展，帶動了半導體分立器件產業(yè)的發(fā)展。作為半導體產業(yè)的重要組成部分，分立器件具有其自身的特點。“集成電路發(fā)展很快，功能越來越強，但是半導體分立器件仍將在不少領域繼續(xù)存在、發(fā)展。正如人類有了飛機，但仍然需要火車、汽車一樣。”中電科技集團公司十三所科技委主任李松法向記者解釋道。
分立器件在高功率、高電壓、大電流等傳統(tǒng)應用領域將繼續(xù)發(fā)揮其不可替代的作用，在許多新興的應用領域也將扮演不可或缺的角色。杭州士蘭微電子股份有限公司分立器件事業(yè)部總經理湯學民在接受采訪時表示：“整機市場穩(wěn)步放量，帶動了分立器件用量的不斷擴大，而隨著集成電路技術的進步，在集成許多周邊器件的同時，也推動著新功能器件的發(fā)展。比如隨著CMOS（互補型金屬-氧化物-半導體）工藝向深亞微米發(fā)展，對ESD（靜電放電）保護器件提出了更高的要求，使得該器件用量劇增。此外，由于強調綠色、環(huán)保、節(jié)能的電源產品，許多電力電子器件獲得了長足的發(fā)展，例如高壓MOS（金屬-氧化物-半導體）功率晶體管在電源領域已獲得極為廣泛的應用，IGBT（絕緣柵雙極晶體管）在電機變頻驅動領域也已大顯身手。”
隨著器件性能的突破，分立器件也拓展了許多新的應用領域。“例如隨著高亮度藍光芯片技術性能的不斷提升和成本的降低，大型全彩LED（發(fā)光二極管）顯示屏得以大量應用，同時，LED在戶外景觀照明、LCD（液晶顯示屏）的背光、特種照明等領域都已取得了長足的發(fā)展。”湯學民補充道。
天津中環(huán)半導體股份有限公司總經理沈浩平也向記者表達了類似的觀點，他說：“由于能源和環(huán)境兩方面的壓力，近年來功率電子得到了快速的增長，尤其是在新興的工業(yè)國家，由于能源利用效率相對較低，功率電子產品將會有更大的發(fā)展空間。從消費電子角度而言，幾乎所有便攜式產品的瓶頸都在于電池，所以電源管理也可以說是一個永恒的話題。此外，由于很多分立器件產品具有小批量、多品種、多標準的特點，因此國際大廠商難以壟斷技術。”可見，中國的半導體分立器件企業(yè)的確面臨著良好的發(fā)展機遇。
技術創(chuàng)新應緊貼市場需求
經過幾十年的發(fā)展，中國分立器件生產企業(yè)在中低檔普通分立器件方面已經完全掌握生產工藝技術，形成了一定的生產規(guī)模，取得了有目共睹的成績；但是，在一些新興的、市場用量大的產品領域，未能實現突破，與國際大廠還有比較大的差距，一些性能要求(比如精度要求、可靠性要求等)比較高的產品也難以滿足市場的需求。此外，本土廠家的產品質量尚未達到一流水平，很難被國際一流的整機廠家所采用。因此，加強研發(fā)力度、促進技術創(chuàng)新、提升產品檔次是中國分立器件生產企業(yè)的當務之急。
不過，沈浩平也指出，技術是生產要素之一，同時也是滿足需求的一種手段，因此我們不能脫離產品市場而孤立地談論技術，中國的半導體企業(yè)在重視技術研發(fā)的同時也不能忽略市場的需求。天津中環(huán)除將維持現有產品在市場競爭中的領先地位之外，還將利用新建的芯片生產線，致力于VDMOS（垂直雙擴散MOS器件）、IGBT等功率半導體器件領域的研發(fā)和生產。
湯學民則認為，技術升級是一個循序漸進的系統(tǒng)工程，不能指望一夜之間就趕超國際大廠，如何在現有技術水平基礎上提升產品質量水平和提高產品一致性是中國分立器件生產企業(yè)的工作重點。士蘭微電子2003年第一條芯片生產線投入生產以后，2004年開始進行半導體分立器件的研發(fā)，現已陸續(xù)推出開關二極管、穩(wěn)壓二極管、肖特基管、高低壓的VDMOS功率晶體管、瞬態(tài)電壓抑制二極管（TVS）、ESD保護管和快恢復二極管等，已經逐步發(fā)展成為國內提供分立器件產品門類最多、最齊全的芯片提供商。目前，士蘭微已經在工藝開發(fā)能力和質量管控能力方面達到國內領先水平，尤其是2006年開始量產的高亮度藍綠光LED芯片，在2007年得到了跨越式的發(fā)展。
封裝技術進步提升器件品質
封裝技術也是分立器件的創(chuàng)新領域之一。由于芯片制造技術的不斷進步使得管芯面積大大縮減，封裝技術所面臨的挑戰(zhàn)就進一步凸顯出來。與此同時，管芯面積的縮小也對器件的散熱提出了更高的要求。
舉例而言，通常的SMD（表面貼裝器件）封裝引出線多為向兩側或四周探出呈“蟹爪”狀并占據了一定的空間，而QFN(四方扁平)封裝電極焊接部位全部隱含在其四方扁平QFN塑封體的底部，沒有絲毫的突露和引出，因此，QFN塑封體的幾何尺寸同時規(guī)定了封裝樹脂和電極端部。與SMD相比，QFN所占有的組裝空間更小，可以提高單位體積器件的組裝密度，并使PCB板節(jié)約出更多的空間。針對器件散熱能力面臨的新挑戰(zhàn)，QFN高密度封裝利用公共電極正好在芯片的下面的特點，使散熱更加有效。
一般片式1*5二極管陣列其典型體積為2.9mm×2.8mm×1.1mm(5管)，而蘇州固锝電子股份有限公司研發(fā)的QFN1*5二極管陣列可將體積縮小為1.6mm×1.6mm×0.75mm(5管)，其體積是前者的21.5%，且無外引線，從而大大提高安裝精度及可靠性。該器件可用在筆記本電腦、CPU電路、微型移動通信電路(手機等)、數字音視頻電路、通信整機、數碼相機等消費類電子領域的超大規(guī)模集成電路中，作為接在輸入端防靜電和瞬時電流、電壓的二極管陣列芯片，是一種無引線封裝器件。相對一般SMD片式1*5二極管陣列而言，該產品無論在體積還是可靠性方面都取得了巨大的進步。
