6月25日,韩国8英寸纯晶圆代工厂SK keyfoundry正式宣布,该公司近期成功开发出“基于双向可控硅整流器(Bi-SCR)的片上电磁兼容(EMC)保护技术”,这一创新成果能够显著提升汽车半导体的电磁兼容性能。据悉,该技术已被应用于其0.13微米BCD(双极-CMOS-DMOS)工艺产品,并已顺利进入量产阶段,标志着SK keyfoundry在汽车芯片领域的核心技术能力迈上新台阶。
技术原理:双向SCR如何改善EMC性能
电磁兼容性是汽车电子系统稳定运行的关键指标,尤其在电动化、智能化趋势下,车载芯片面临的电磁干扰环境日益复杂。传统的片上ESD(静电放电)保护结构在应对快速瞬态干扰时存在响应速度慢、钳位电压高等局限性,难以满足高等级汽车电子可靠性要求。
SK keyfoundry本次开发的双向SCR技术,通过优化器件结构,实现了双向电流导通能力,同时显著降低了触发电压和响应时间。与传统的单向SCR或二极管保护方案相比,Bi-SCR能够在正负两个方向提供对称的快速泄放路径,有效抑制电源轨间、信号线与地之间的电磁耦合干扰,从而从芯片层面提升整体EMC裕量。该技术嵌入0.13微米BCD工艺后,无需增加额外光刻层或工艺步骤,实现了低成本、高可靠性的片上集成。
量产落地:0.13μm BCD工艺率先搭载
SK keyfoundry表示,搭载该技术的0.13微米BCD工艺产品已经通过严格的AEC-Q100车规级可靠性认证,并进入批量生产。BCD工艺本身整合了双极晶体管的高驱动能力、CMOS的低功耗与DMOS的高耐压特性,是电源管理、电机驱动、车用传感器信号调理等模拟/混合信号芯片的理想平台。加入Bi-SCR保护结构后,该工艺平台能够提供更强的抗电磁干扰能力,尤其适用于动力系统、ADAS(高级驾驶辅助系统)、车载通信模块等对EMC要求极为严苛的应用场景。
据了解,SK keyfoundry是目前韩国少数具备独立开发车规级BCD工艺能力的8英寸代工厂。通过本次技术升级,其0.13μm BCD工艺的EMC测试通过率较上一代提升约30%,同时芯片面积未显著增加,保证了客户产品的成本竞争力。
行业意义:汽车芯片代工竞争的新筹码
全球汽车芯片需求正处于结构性增长期,特别是随着电动汽车和智能座舱的普及,每辆车搭载的芯片数量已从传统燃油车的几百颗增至上千颗,且对高可靠性、高集成度、低功耗的要求持续升级。在此背景下,晶圆代工厂能否提供差异化的车规级工艺技术,成为争夺客户订单的关键。
SK keyfoundry此举直接瞄准了汽车电子设计中的EMC痛点。以往,芯片级EMC问题往往需要客户在外围增加滤波电感、电容或TVS管等分立器件来解决,这不仅增加BOM成本,也占用宝贵的PCB空间。而将EMC保护功能直接集成到芯片内部,可以显著简化系统设计,提高整体可靠性。对于需要大量重复使用同类保护架构的汽车电源管理IC、接口IC等产品,这种片上方案具有显著优势。
此外,双向SCR结构具备良好的温度和工艺均匀性,能够在-40℃至150℃的宽温度范围内保持稳定性能,满足汽车电子对耐久性的严苛要求。目前,SK keyfoundry已就该技术申请多项国际专利,并正与多家头部汽车半导体设计公司进行联合测试,未来有望推广至更多工艺节点。
展望:加速汽车芯片本土化与差异化
韩国是全球半导体制造重镇,但8英寸车规级代工资源长期由国际巨头主导。SK keyfoundry此次在EMC保护技术上的突破,不仅增强了自身在汽车模拟代工领域的竞争力,也为韩国本土汽车芯片供应链提供了更灵活、更可靠的制造选项。
目前,公司正计划将Bi-SCR片上EMC保护技术拓展至0.18微米和0.5微米等更成熟或更高电压的BCD工艺平台,进一步覆盖动力电池管理、车载充电器、高压DC-DC转换器等应用。同时,公司也在探索将该技术用于消费电子和工业控制领域,满足物联网设备对电磁兼容性的日益增长的需求。
在汽车芯片国产替代与供应链多元化的浪潮中,SK keyfoundry以差异化工艺技术切入,有望在激烈的代工市场上开辟出一条独特的发展路径。随着基于双向SCR的片上EMC保护技术的大规模量产,汽车电子设计将迎来更高效、更集成的解决方案。