Samsung gặp khó với dự án sản xuất chip GaN, kế hoạch thương mại hóa năm nay có nguy cơ đổ bể

Theo tin từ IT ngày 31 tháng 7, tờ TheElec của Hàn Quốc hôm nay đưa tin rằng dự án đúc bán dẫn GaN (Gallium Nitride) 8 inch của Samsung Electronics đang gặp trở ngại trong giai đoạn sản xuất thử nghiệm. Nguyên nhân là do trong quá trình thử nghiệm, một số chip được phát hiện không thể hoạt động bình thường trong môi trường nhiệt độ cao. Do ảnh hưởng này, mục tiêu đạt sản lượng hàng loạt trong năm nay dự kiến sẽ gặp khó khăn.

Theo nhiều nguồn tin trong ngành, Samsung Electronics đã thiết lập một dây chuyền sản xuất chuyên dụng cho bán dẫn GaN 8 inch tại khu phức hợp Giheung ở thành phố Yongin, với công suất hàng tháng khoảng 1.300 đến 1.500 tấm wafer, và gần đây đã tiến hành sản xuất thử nghiệm chip cho một số công ty Fabless. Tuy nhiên, trong thời gian này, người ta phát hiện ra rằng một số chip bị ngừng hoạt động sau khi tiếp xúc liên tục khoảng 1.000 giờ trong môi trường nhiệt độ cao từ 100℃ đến 200℃.

Bán dẫn GaN chủ yếu được ứng dụng trong môi trường điện áp cao 1200V và nhiệt độ trên 200℃. Nhờ đặc tính vẫn hoạt động ổn định trong điều kiện nhiệt độ cao, nó được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như xe điện, công nghệ robot và trung tâm dữ liệu. Do đó, phản hồi từ ngành cho thấy nếu sử dụng quy trình hiện tại của Samsung Electronics để sản xuất, độ tin cậy của chip sẽ không đạt tiêu chuẩn sử dụng.

IT được biết, Samsung Electronics hiện đang điều tra nguyên nhân gây ra lỗi chip. Ngành công nghiệp nhìn chung đang hướng sự chú ý vào khâu quy trình sản xuất wafer. Một số phân tích cho rằng, việc Samsung Electronics điều chỉnh một số quy trình để đạt được mục tiêu hiệu suất chip đặt ra có thể là nguồn gốc gây ra vấn đề.

Theo giới thiệu, wafer bán dẫn GaN cần sử dụng các tấm wafer epitaxial (Epitaxial Wafer) đã qua xử lý quy trình đặc biệt. Cấu trúc của nó là phát triển lớp GaN trên các tấm wafer nền như silicon thông qua quy trình Epitaxy. Nếu chất lượng hoặc cấu trúc tinh thể của lớp GaN không đạt trạng thái tối ưu, các khuyết tật sẽ bị khuếch đại thêm khi chịu nhiệt độ và áp suất cao. Samsung Electronics hiện đã đưa vào sử dụng thiết bị MOCVD (lắng đọng hóa học pha hơi kim loại hữu cơ) chuyên dụng để tự nghiên cứu và sản xuất các tấm wafer epitaxial.

Một người am hiểu vấn đề chỉ ra rằng: "Để đáp ứng yêu cầu về điện áp ngưỡng tối thiểu 2~3V của bán dẫn công suất, nhóm đã sửa đổi quy trình wafer, nhưng điều này dường như khiến họ bỏ qua ảnh hưởng đến tuổi thọ của chip." Bán dẫn GaN thường yêu cầu điện áp ngưỡng khoảng 2V. Nếu điện áp ngưỡng quá thấp, chip sẽ phản ứng ngay cả với dòng điện yếu, từ đó gây ra lỗi.

Giới chuyên môn cho rằng vấn đề khuyết tật lộ diện lần này có thể khiến thời gian đưa dây chuyền đúc vào sản xuất bị trì hoãn thêm vài tháng. Một khách hàng đúc GaN của Samsung Electronics yêu cầu giấu tên cho biết: "Samsung Electronics luôn tập trung vào các mảng kinh doanh cốt lõi như chip nhớ, khiến việc triển khai trong lĩnh vực đúc bán dẫn công suất vốn đã tụt hậu so với các đối thủ cạnh tranh." Hiện tại, các nhà sản xuất như Infineon, STMicroelectronics, Texas Instruments và Innoscience đã bắt đầu bán các sản phẩm bán dẫn GaN từ 1 đến 2 năm trước.

Liên quan đến tình hình trên, một người phụ trách của Samsung Electronics phản hồi rằng: "Sản phẩm hiện vẫn đang trong giai đoạn phát triển trước khi sản xuất hàng loạt, các vấn đề phát sinh trong thời gian này chưa thể định nghĩa trực tiếp là lỗi sản phẩm."

Tuyên bố quảng cáo: Các liên kết chuyển hướng bên ngoài trong bài viết (bao gồm nhưng không giới hạn ở siêu liên kết, mã QR, mật khẩu, v.v.) được sử dụng để truyền tải thêm thông tin, tiết kiệm thời gian lựa chọn, kết quả chỉ mang tính chất tham khảo, tất cả các bài viết của IT đều bao gồm tuyên bố này.