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TMC 2025 直击:从碳化硅降本到氧化镓首秀,汽车功率半导体进入 “多技术路线混战” 时代
半导体芯闻· 2025-06-19 18:32
行业趋势 - 汽车行业处于百年变革深水区,新能源、智能化、低碳转型与全球供应链重构交织碰撞,重塑动力系统技术底座 [1] - 中国作为全球最大新能源汽车市场,加速构建以电驱动为核心的动力系统新生态 [1] - 第十七届国际汽车动力系统技术年会(TMC 2025)吸引2750名专业人士到场,线上观看人次突破80万,反映行业对动力技术创新的高度关注 [1] 功率半导体技术焦点 - 碳化硅售价过去三年下降超过70%,预计2030年渗透率将突破35% [3] - 碳化硅芯片结构从平面栅向沟槽栅演进,制程由6英寸向8英寸升级,规模化效应推动成本下降 [3] - 英飞凌提出"混合主驱"策略,通过SiC与IGBT组合实现效率与成本最优平衡 [3] - 氮化镓车规级应用从消费电子领域延伸,载流成本仅为硅器件的40%左右 [5] - 氧化镓全球首发8英寸单晶衬底,中国拥有全球超90%的氧化镓粉体资源,具备供应链控制力 [6] 封装技术创新 - 封装技术从"保护"功能向"性能提升"功能转变,成为器件性能突破的关键瓶颈 [7] - PCB嵌入式封装技术快速兴起,降低杂散电感并提升功率密度,为中国企业提供弯道超车机会 [8] 产业竞争与生态构建 - 整车厂深度参与功率半导体领域,比亚迪从技术应用者转变为技术路线定义者 [9] - 比亚迪1500V系统采用车规级模块、电芯配套、充电网络的"三位一体"策略,展现垂直整合威力 [9] - 模块与逆变器联合设计成为主机厂重要突破口,定制化趋势对传统供应商提出新挑战 [9] 技术路径多元化 - 功率半导体呈现硅、碳化硅、氮化镓、氧化镓多条技术路线并存格局 [10] - 工况导向的器件选择成为系统优化新思路,如轻载小电流场景使用SiC,峰值功率场景使用IGBT [10] 中国半导体产业现状 - 中国在碳化硅、氧化镓等细分领域具备技术实力,但在高端封装、系统集成、生态构建方面与国际先进水平仍有差距 [11] - 新能源汽车快速发展为中国功率半导体提供巨大应用市场,需将市场优势转化为技术优势 [12] 行业活动与展望 - TMC 2025设立4场并行专题论坛,覆盖电驱动系统、混合动力系统、驱动电机、功率半导体及商用车动力系统 [13] - 大会推出"权威专家巡展"路线,专家团队从产业落地可行性、市场潜力与国际竞争格局提供前瞻洞见 [13]
特斯拉FSD新芯片,花落台积电
半导体芯闻· 2025-06-19 18:32
特斯拉下一代FSD芯片进展 - 特斯拉AI5/HW5下一代FSD芯片已进入量产阶段 由台积电代工 采用3纳米N3P制程 三星为备选代工厂 [1] - 新芯片运算性能达2000-2500TOPS 是现款HW4芯片(约500TOPS)的5倍 可支持更复杂的无监督FSD演算法 [1] - 对比英伟达RTX5080(1800TOPS/1500美元)和RTX5090(3400TOPS/3000美元) 特斯拉新芯片在性价比上具有竞争力 [1] 硬件配套升级计划 - 将为AI5/HW5配备升级版FSD镜头 采用三星防天气镜头 镜片内建加热元件 可一分钟融化冰雪 减少影像变形 [2] - 21日奥斯汀启动Robotaxi试点 首批投入12辆搭载HW4硬件的Model Y测试自动驾驶 [2] 产品迭代策略 - 特斯拉将逐步改进AI5/AI6的FSD功能 但不会同步升级旧车款 仅当车辆无法以比人类更安全运行时才会升级 [1] - 2026年量产HW5车型时才会启用新硬件 新旧硬件安全性差异不影响旧硬件的安全驾驶能力 [1]
0.7nm芯片会用的晶体管
半导体芯闻· 2025-06-19 18:32
半导体制造技术演进 - 领先的晶圆代工厂和IDM厂商正朝着2纳米(或同等)技术节点量产迈进,环栅(GAA)纳米片晶体管将发挥核心作用,作为FinFET技术的后继者,旨在缩小SRAM和逻辑标准单元尺寸 [1] - GAA纳米片器件垂直堆叠两个或多个纳米片状导电沟道,每个逻辑标准单元包含p型和n型堆叠,允许缩小单元高度或加宽沟道以换取更大驱动电流,栅极全方位包围通道增强控制 [1] GAA纳米片技术发展 - 在过渡到CFET技术前,GAA纳米片预计持续至少三代技术,CFET因nMOS-pMOS垂直堆叠复杂度高,量产需从A7节点开始,GAA需延伸至A10节点(单元高度90纳米) [2] - 缩小GAA纳米片标准单元尺寸极具挑战性,forksheet架构作为非破坏性技术可提供更大扩展潜力 [4] Forksheet技术优势 - 内壁forksheet通过介电壁隔离n/p栅极沟槽,实现更紧密间距,单元高度可缩至90nm,性能提升,但介电壁需薄至8-10nm且面临工艺对准和栅极控制问题 [5][8] - 外壁forksheet将介电壁置于单元边界(厚度15nm),采用wall-last集成法,简化工艺并支持Ω栅极结构,驱动电流提升25%,同时实现全沟道应变 [9][16][18][19] 性能与面积优化 - 外壁forksheet在A10节点实现90nm单元高度(较A14纳米片115nm缩小22%),SRAM位单元面积减少22%,环形振荡器频率保持与A14/2nm节点一致 [14][25] - 全沟道应力在外壁forksheet中可实现,避免纳米片/内壁架构33%的驱动电流损失,进一步提升性能 [25] 技术路线图展望 - imec路线图显示纳米片时代延伸至A10节点,外壁forksheet作为过渡方案,后续将转向A7及更高节点的CFET技术 [11][27] - 外壁forksheet兼容性研究进行中,探索其与CFET架构结合的PPA效益潜力 [27]
SK海力士,再度领先
半导体芯闻· 2025-06-19 18:32
SK海力士在HBM4市场的领先地位 - SK海力士成为首家向英伟达供应下一代HBM4模组的厂商,这些记忆体将用于英伟达Rubin AI GPU的样品测试[1] - SK海力士已公开展示其HBM4技术的显著进展,包括全球首创的16层堆叠HBM4技术,达成高达2.0 TB/s的频宽[1] - 公司还整合了台积电的逻辑芯片,可带来更高的性能和效率[1] - SK海力士已开始提供全球首款12层堆叠HBM4样品,具备36 GB记忆体容量与2 TB/s资料传输速率[1] SK海力士与英伟达的合作关系 - SK海力士已开始少量向英伟达供应HBM4,代表该技术首次被正式采用[2] - 预计SK海力士将获得HBM4订单中的大部分比例,对其营运产生重要影响[2] - 紧密合作使英伟达能按计划在2025年第四季启动客户资格验证运行,推出Rubin AI GPU架构[2] - SK海力士作为可靠供应商有助于英伟达维持约六个月的产品发布周期[2] HBM4市场竞争格局 - 美光被视为仅次于SK海力士的竞争者,但面临HBM4良率较低和生产规模受限的挑战[2] - 三星在HBM4方面取得进展,但良率仍是未知数,近期因HBM3E模组被AMD采用而品牌形象改善[3] - 三星有望被纳入英伟达HBM4供应商,达成多源采购策略[3] - 三星正重新设计其1c制程DRAM以提高良率,这将影响其HBM4产品表现[3] SK海力士股价表现 - SK海力士市值达到179.45万亿韩元(约1300亿美元),缩小与三星电子353.99万亿韩元(约2561亿美元)的差距[6] - 今年以来三星电子股价上涨12.4%,而SK海力士飙升41.8%[6] - 外国投资者推动SK海力士股价飙升,公司成为韩国交易所外资净买入最高的股票,净流入1.63万亿韩元[6] - 市场将增长归功于SK海力士在HBM领域的领先地位,公司已成为英伟达事实上的HBM独家供应商[6] 分析师观点 - 市场对SK海力士的HBM表现充满信心,尽管下半年半导体行业不确定性高[7] - 大信证券将SK海力士目标价从28万韩元上调至30万韩元,预计第二季度盈利将再次超出预期[7] 行业影响 - 英伟达Rubin GPU架构预计2025年下半年推出,将巩固其在AI芯片市场的领导地位[4] - Rubin GPU的推出将对市场竞争格局产生重大影响,推动AI运算能力进一步提升[4]
苹果高管:AI将改变芯片设计
半导体芯闻· 2025-06-19 18:32
苹果公司芯片设计战略 - 公司计划利用生成式人工智能技术加速定制芯片设计流程,硬件技术高级副总裁约翰尼·斯鲁吉在比利时演讲中明确提及该方向 [1] - 公司自2010年iPhone的A4芯片到最新Mac及Vision Pro的芯片开发中,强调必须采用最先进的电子设计自动化(EDA)工具 [1] 半导体行业技术动态 - 全球两大EDA巨头Cadence Design Systems和Synopsys正竞相将人工智能功能整合至芯片设计软件中 [1] - 独立研发集团Imec与全球主要芯片制造商保持紧密合作,斯鲁吉此次演讲与接受Imec奖项相关 [1] 苹果芯片开发方法论 - 公司在Mac产品线从英特尔芯片转向自研芯片时采取"无备用计划"策略,2020年转型投入包括大规模软件开发资源 [2] - 斯鲁吉指出芯片设计需"大胆尝试不回头",迁移至Apple Silicon被视为关键战略赌注 [2] 技术应用前景 - 生成式AI被评估具备显著提升设计生产力的潜力,可缩短芯片开发周期 [1][2] - EDA供应商对处理复杂芯片设计至关重要,AI技术有望优化其工作流程 [1][2]
事关英伟达芯片,马来西亚发起调查
半导体芯闻· 2025-06-19 18:32
马来西亚政府核实中国公司使用英伟达AI芯片情况 - 马来西亚投资、贸易与工业部正在核实中国公司是否使用搭载英伟达AI芯片的服务器训练大型语言模型[1] - 使用英伟达芯片的服务器未被列入马来西亚战略贸易法令管制商品清单[1] - 马来西亚表示将配合其他国家要求监管敏感货物贸易[1] - 马来西亚反对任何规避出口管制或从事非法贸易的行为[1] - 马来西亚对单边制裁保持中立但要求企业遵守他国出口管制[1] 中国公司规避美国芯片制裁细节 - 中国AI企业工程师携带15个80TB硬盘从北京飞往马来西亚[1] - 公司在马来西亚数据中心租用300台搭载英伟达先进芯片的服务器[2] - 工程师将数据输入服务器训练AI模型后带回中国[2] - 美国自2022年起禁止英伟达和超微向中国出口最先进AI芯片[2] - 中国企业通过第三方国家获取被禁芯片规避美国制裁[2] 美国对芯片出口的进一步限制 - 拜登政府曾提议限制向东南亚和中东出售先进芯片[2] - 此举旨在阻止中国企业通过第三方获取被禁芯片[2]
芯片的大难题
半导体芯闻· 2025-06-19 18:32
核心观点 - AI工作负载的复杂性和规模增长导致芯片功耗需求激增,NVIDIA的Blackwell功耗范围达700瓦至1400瓦[1] - 传统横向供电架构面临功率损耗和过热问题,行业正转向垂直供电技术以缩短电源路径[3][4] - 高功率密度带来热管理挑战,先进封装采用多尺度散热技术如铟合金TIM(导热率80 W/mK)[8] - 钼金属化技术可将接触电阻降低50%,在20纳米以下线宽应用中优于传统铜/钨材料[11][12] - 背面供电网络(BSPDN)通过分离电源/信号布线提升晶体管密度,但增加热管理难度[15][16] - 系统技术协同优化(STCO)成为必要,需整合芯片设计、封装和系统级热/电仿真[18][19] 技术趋势 供电架构革新 - 垂直供电技术通过嵌入式电压调节将电源轨直接集成至芯片下方,减少PCB走线损耗[4] - 基板/中介层集成供电层配合局部去耦技术,可提升电源稳定性并释放30%顶部布线空间[4] - 背面供电网络使电源阻抗降低40%,但需解决晶圆减薄至50微米以下的机械可靠性问题[15][16] 材料创新 - 钼互连在20纳米以下线宽保持低电阻特性,电子平均自由程比铜短3倍[11][12] - 相变TIM材料替代传统焊料,空洞率需控制在5%以内以避免热点形成[8][9] - 双面散热设计采用微流体冷却技术,热阻较单面方案降低60%[9] 封装技术 - 3D堆叠使热密度提升3倍,需采用TSV对准精度达±0.5μm的混合键合工艺[2][16] - 系统级封装(SiP)中供电网络阻抗需控制在10mΩ以下以避免IR压降超5%[18][19] - 嵌入式多域电容器模块可减少电源噪声达30dB,但需解决10^6次热循环可靠性[7][17] 性能指标 - AI训练芯片持续功率突发达1kW,推理芯片瞬态响应时间需<1ms[8] - 垂直供电使电源路径缩短90%,电压降从200mV降至20mV[4][15] - 钼互连在16nm线宽下电阻率比铜低40%,电迁移寿命延长10倍[12][13] - 3D堆叠芯片层间热阻需<0.5K·cm²/W以避免10%性能降级[2][9] 行业动态 - 台积电/三星已将背面供电技术导入2nm节点,晶圆成本增加15-20%[15][16] - Lam Research开发ALD钼沉积设备,沉积速率达50nm/min,均匀性±2%[11][12] - Amkor的FCBGA封装采用激光钻孔技术,通孔密度达10^4/cm²[8][9] - Imec展示双面散热原型,结温降低25℃@500W功率[15][16]
三星痛失芯片大客户?
半导体芯闻· 2025-06-19 18:32
谷歌芯片代工订单转移 - 谷歌将Tensor芯片生产从三星晶圆代工转向台积电 这一转变对三星造成重大打击 目前三星正内部讨论解决方案[1] - 谷歌与台积电签订四年合约 涵盖Pixel 14系列智能手机芯片生产 转移原因包括产量效率问题及对三星移动部门的不信任[1] - 苹果十年前也曾因担心技术泄露从三星转向台积电 历史事件与当前情况形成呼应[1] 三星代工业务困境 - 三星连续失去高通 英伟达 谷歌等大客户 这些客户均转向台积电 台积电市场份额达67.6% 而三星份额从8.1%降至7.7%[2] - 三星3纳米制程进展不顺 仅系统LSI部门采用该技术 2纳米制程同样面临良率问题[2] - 公司五年内投入数十亿美元仍未能缩小与台积电差距 2030年超越计划面临失败风险[2] 三星应对措施 - 内部讨论重组方案 包括将代工部门分拆为独立公司 或将系统LSI部分业务转移至智能手机部门[1] - 与新思科技合作提升良率 同时拓展汽车 机器人芯片市场 降低对AI和移动芯片的依赖[2] - 将Exynos 2600作为关键产品 若解决过热和性能问题 可能赢回英伟达 高通等客户[2] 行业竞争格局 - 设备解决方案(DS)部门召开全球战略会议 由副董事长Jeon Young-hyun主持 旨在强化芯片代工能力[1] - 台积电市场份额优势显著(67.6%) 技术领先性持续挤压三星生存空间[2]
HBM,三星制定新目标
半导体芯闻· 2025-06-18 18:09
三星电子半导体业务战略规划 - 公司将于6月召开全球战略会议,由DS部门负责人全永铉主持,讨论下半年经营战略,重点应对特朗普政府关税政策、中美霸权战争及中东战争带来的宏观经济不确定性 [2] - 半导体业务三大支柱面临危机:存储器半导体(DRAM/NAND)、晶圆代工、系统LSI [3] 存储器业务关键挑战 - HBM(高带宽存储器)商业化是下半年成败关键,尤其需解决HBM3E供货问题:原计划6-7月向英伟达交付8/12层产品,但需重新设计1a DRAM(第四代10nm级)并推迟量产时间 [4] - HBM4(第六代)计划年底量产,将搭载领先竞争对手一代的1c DRAM(第六代10nm级),目前正全力提升良率,预计三季度获量产许可(PRA) [4][5] 晶圆代工业务竞争态势 - 市场份额持续下滑:Q1晶圆代工市占率从8.1%降至7.7%(下降0.4pct),同期台积电从67.1%升至67.6%(增长0.5pct) [6] - 2nm工艺落后台积电:台积电已在台湾两工厂以60%良率准备量产,而公司仅与PFN、高通、特斯拉等潜在客户洽谈订单 [6][7] - 计划下半年实现2nm移动产品量产,目标搭载于明年Galaxy S26的Exynos 2600处理器 [7] 美国投资与产能布局 - 加州泰勒工厂投资370亿美元(约50万亿韩元),首座2nm工厂基本完工,获美国政府47.45亿美元补贴,但面临特朗普政府施压要求扩大投资 [8] - 投资决策谨慎:因奥斯汀工厂开工率低,若泰勒工厂引进设备将直接影响盈利,故推迟设备引入 [9]
高功率DC-DC应用设计新方案:DFN3.3x3.3源极朝下封装技术
半导体芯闻· 2025-06-18 18:09
产品创新 - 推出采用DFN3 3x3 3源极朝下封装技术的AONK40202 25V MOSFET 专为高功率密度DC-DC应用设计 满足AI服务器和数据中心电源系统需求 [2] - 创新源极朝下封装技术使源极与PCB有较大接触面积 优化散热与电气性能 栅极中置布局简化PCB走线设计 减少栅极驱动器连接 提升能效与系统可靠性 [2] - AONK40202采用带夹片的DFN3 3x3 3源极朝下封装技术 提供高达319A持续电流 最高结温达175°C 显著提升系统级性能 优化散热表现 实现更高功率密度和能效水平 [2] 技术优势 - 相比传统漏极朝下封装方案 DFN3 3x3 3源极朝下封装技术在降低功率损耗和提升散热性能方面表现更出色 [3] - 凭借更低导通电阻(R DS(on))和增强散热性能 为工程师提供优化PCB空间利用率的关键技术优势 [3] - 创新特性为应对AI服务器日益增长的功率密度需求提供理想解决方案 [3] 公司概况 - 专注于设计 开发生产与全球销售一体的功率半导体公司 产品包括Power MOSFET SiC IGBT IPM TVS 高压驱动器 功率IC和数字电源产品等 [4] - 积累了丰富的知识产权和技术经验 涵盖功率半导体行业最新进展 能够推出创新产品满足先进电子设备日益复杂的电源需求 [4] - 差异化优势在于通过先进分立器件和IC半导体工艺制程 产品设计及先进封装技术相结合 开发高性能电源管理解决方案 [4] - 产品组合面向高需求应用领域 包括便携式计算机 显卡 数据中心 AI服务器 智能手机 消费类和工业类电机控制 电视 照明设备 汽车电子及各类设备电源供应 [4]