分立器件的创新体现在性能、效率、成本和交货的完美契合
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- 发布时间:2014-11-24 08:43
在人们的印象中,东芝NAND Flash(闪存)享誉世界。其实,东芝的分立器件也在市场上占有重要位置,其光耦保持着世界第一的份额,此外,功率器件、小信号器件、白光LED等产品也以高品质、高性价比在业内著称。
“分立器件的技术创新体现在提高产品性能和效率的同时,追求成本的控制。”东芝电子(中国)有限公司董事长兼总经理田中基仁指出。“因此,东芝力图开发高附加值的产品,包括更高效率所要求的功率器件和白光LED。通过持续开发更高性价比的新产品以及改善生产效率来对应。”
白光LED:硅基8英寸晶圆
东芝2012年才投产白光LED,但上升很快。原因是其工艺高起点:在200mm/8英寸硅基板上生长氮化镓(GaN),而目前业界主流还是用2英寸或4英寸晶圆的蓝宝石基板。可见东芝采用的晶圆尺寸更大,这样在单个晶圆上可切割出更多的LED芯片,从而降低单位成本;另一方面,硅材料也比蓝宝石便宜。因此,东芝估计这种硅基氮化镓产品比市场上蓝宝石基板的LED芯片便宜30%左右。同时,该公司还在开发0.2WLED的CSP(芯片尺寸封装)的产品,尺寸只有0.65×0.65mm,比目前市场上的主流产品面积减少96%。
白光LED的市场潜力巨大,预计2015年全球会有1万亿日元左右的市场规模,其中会有一大部分需求来自中国市场。品牌名称为LETERAS的东芝LED主要用于普通照明、背光和车载照明,产品分为大功率--1W,中功率--0.6W,低功率--0.2W。流行的6450/3535型产品中,145lm/W产品已经量产,今年九或十月量产170lm/W产品。
功率器件:汇聚尖端技术和材料
功率器件方面,东芝主要有三大产品线:MOS管;大功率开关器件;碳化硅(SiC)和GaN功率器件。
MOSFET分为高压(HV-MOS)和低压(LV-MOS),HV-MOS目前最先进的是平面MOS第八代和超结MOS第四代、第五代产品。东芝超结MOS第四代产品绝大部分已经推向市场。LVMOS里,东芝主要做沟槽MOS,目前90%的产品已经量产,主要应用于家电、汽车、工业等。
东芝超结MOS管的优势是:竞争对手一般使用多次外延工艺——MultiEpi,东芝是一次外延成型的SingleEpi。即竞争对手是在硅基板上多次成长,生产的周期较长。而东芝是一次外延成型,可以大幅降低成本。
目前东芝的低压MOS管电压范围涵盖30~250V,封装产品目标市场从以民用为主,正考虑转向工业应用,主要针对同步整流和DC-DC市场。
大功率产品方面,东芝在牵引电机、大功率电机驱动上已有亮丽业绩,能提供PPI饼状封装产品。目前其产品已用于中国的电机驱动和高压直流输送电领域。
GaN的产品适用于高开关速度,例如1000V以下的高频产品,适用于家电和消费类领域。SiC更适合大功率、高耐压产品,例如耐压3300V、5000V等。SiC产品方面,东芝已有肖特基二极管,未来将推出MOS管产品,电压从600V到数千伏。
小信号器件:追求精巧
东芝有目前世界最小的ESD(静电防护)二极管,相当于直径0.3mm的铅笔芯大小。
探秘加贺东芝:分立器件的核心工厂
分立器件供应商的核心竞争力,不仅体现在产品的性能、成本上,还有供货能力和品质。而工厂是后者的有力保障。加贺东芝电子公司就是这样一家肩负着东芝分立器件制造重任的企业。
加贺东芝成立于1984年12月,至今已近三十年。她位于日本北部地区,占地23万平方米。公司目前有1400名员工,再加上东芝总公司派来的开发工程师约260名员工,总计1700人左右。
加贺东芝生产制造的分立式半导体产品包括晶体管、二极管和MOS管,以及小型模拟与数字集成电路,还有白色LED等。该公司具有分立半导体的设计、开发、芯片制造、成品制造等一条龙生产能力,是东芝分立半导体旗下的唯一一家集开发、芯片制造、组装为一体的企业。
在东芝分立半导体产品方面,加贺东芝主要从事8英寸晶圆的前工序生产,还有5英寸、6英寸晶圆的生产能力;后工序主要在泰国工厂进行。前工序生产中所需的晶圆原材料是外部采购的,从原材料到晶圆片,需要经过100~150项工艺。为了保证质量,洁净室的工作全部自动化生产线,生产管理和品质管理全部是由系统执行的。工作人员只从事维持机器设备的正常运转工作。
加贺东芝电子公司社长藤原隆介绍,成长最快的是LED前道工序,目前产能是每月5000片8英寸晶圆,预计2016年产能将达到每月2.5万片8英寸晶圆。
“为了成为全球顶级分立半导体器件企业,我们将不断提高生产力。”藤原隆社长说,“同时,我们不仅仅限于半导体产品的制造上,还以提高客户满意度战略为宗旨,在成本质量交货期及服务等方面提出的需求,做出迅速的对应,力争打造成为让广大客户满意的优质企业。”
王莹
