三星8英寸氮化镓代工面临延期

近日，有消息称，三星电子布局于龙仁市器兴园区的8英寸氮化镓专用晶圆代工产线，在客户芯片试生产验证阶段暴露严重可靠性缺陷。受故障影响，这条产线原定2026年内实现商业化量产的计划大概率向后推迟，也为三星发力第三代半导体代工业务增添不确定性。

氮化镓作为典型宽禁带半导体材料，凭借高频、高效率、耐高温等优势，广泛适配AI服务器电源、新能源汽车车载系统、工业自动化设备等场景，是全球功率半导体产业重点布局赛道。近年来，三星持续加码化合物半导体业务，设立专门团队推进氮化镓、碳化硅双线布局，这条8英寸氮化镓代工专线正是其切入功率晶圆代工市场的核心载体。该产线为定制化工艺专线，设计月度晶圆产能区间1300片至1500片。项目推进过程中，三星已经承接多家无晶圆厂芯片设计企业订单，完成多款定制化功率芯片的试流片工作，原本距离量产落地仅有最后验证环节。

但在流片结束后的可靠性老化测试中，潜在工艺隐患集中显现。测试记录显示，经由该产线制造的部分氮化镓芯片，在100摄氏度至200摄氏度高温环境持续不间断运行约1000小时之后发生功能性失效，器件直接停止工作。对于氮化镓功率器件而言，长期高温稳定性是商业化落地的硬性指标，电动汽车、算力基础设施等终端场景对芯片寿命、高温工况可靠性有着严苛标准，当前器件失效问题意味着现有工艺尚不具备大规模推向市场的条件。

据了解，晶圆端制造工艺被初步认定为本次长期高温可靠性失效的核心诱因。业内普遍推测，研发阶段三星为优化器件电气性能、达成导通损耗等关键指标，对工艺参数做出一系列调整，而参数优化未能充分兼顾长期热稳定性，最终造成芯片在持续高温应力环境下快速退化。氮化镓器件结构复杂，外延生长、钝化处理、界面管控任一环节出现偏差，都容易催生电荷陷阱、界面缺陷，在长时间高温运行条件下缺陷持续累积，进而诱发永久性器件故障。

故障出现之后，产线运营团队已经启动全面根因复盘，同步推进工艺迭代与样品复测工作。截至目前，三星尚未对外公布问题修复所需周期，也没有释放新的量产时间节点。这条氮化镓产线建设进程本身已经经历调整，三星最早规划2025年实现产线量产，受市场环境、工艺调试进度影响推迟至2026年，本次可靠性事故或将让投产节奏再度延后。

放眼全球市场，氮化镓功率半导体正迎来需求上行周期。AI算力建设拉动服务器电源需求，新能源汽车渗透率持续提升，叠加光伏储能产业扩张，带动全球氮化镓芯片订单稳步增长。当前氮化镓代工市场参与者数量有限，海外厂商占据先发优势，众多芯片设计企业存在代工产能缺口。三星这条8英寸产线顺利量产后，有望扩充全球氮化镓代工供给、加剧赛道竞争；量产延期，则会在短期内维持当前供需格局，给予其他同行更多市场窗口期。

从三星自身战略层面来看，氮化镓代工是其摆脱存储周期波动、拓展晶圆代工第二增长曲线的重要抓手。三星晶圆代工业务长期聚焦逻辑芯片，在功率化合物半导体领域布局起步相对较晚。企业希望依托成熟的晶圆制造基础快速切入赛道，同步吸引海内外无晶圆厂客户，构建区别于传统逻辑代工的业务板块。本次试产暴露出的可靠性难题，也反映出硅基制造经验无法直接平移至第三代半导体，氮化镓工艺开发存在独特技术壁垒，性能指标与长期可靠性之间需要反复平衡调试。

第三代半导体工艺攻关普遍存在“能做出样品，难通过长期可靠性验证”的挑战。短期性能达标只是第一步，数千小时高温、高压老化测试，才是区分实验室样品与工业化产品的关键门槛。不止三星，全球多家布局硅基氮化镓产线的企业，都曾在可靠性测试阶段耗费大量时间调整工艺。工艺修复不仅需要修改制程参数，还要开展多批次流片验证、长时间老化复测，整个流程往往持续数月。