Infineon è la prima a padroneggiare la produzione con wafer così sottili che permettono una riduzione delle perdite di oltre il 15 percento. La tecnologia è già qualificata e rilasciata ai clienti.
Dopo aver annunciato il primo wafer di potenza in nitruro di gallio (GaN) da 300 millimetri al mondo ed aver iniziato la costruzione della più grande fabbrica per la produzione di dispositivi in carburo di silicio (SiC) da 200 millimetri a Kulim, oggi Infineon Technologies annuncia di aver introdotto wafer di silicio ultrasottili con uno spessore di soli 20 micrometri e un diametro di 300 millimetri destinati alla produzione su larga scala di dispositivi di potenza. I wafer di silicio ultrasottili sono spessi solo un quarto di un capello umano e la metà degli attuali wafer più avanzati da 40-60 micrometri.
“Il wafer di silicio più sottile al mondo è la prova del nostro impegno nel fornire un valore eccezionale al cliente, spingendo i confini tecnici della tecnologia dei semiconduttori di potenza”, ha affermato Jochen Hanebeck, CEO di Infineon Technologies. “La svolta di Infineon nella tecnologia dei wafer ultrasottili segna un significativo passo avanti nelle soluzioni di potenza per risparmio energetico e ci aiuta a sfruttare appieno il potenziale delle tendenze globali di decarbonizzazione e digitalizzazione. Con questo capolavoro tecnologico, stiamo consolidando la nostra posizione di leader dell’innovazione del settore, padroneggiando tutti e tre i materiali semiconduttori rilevanti: Si, SiC e GaN”.
Questa innovazione contribuirà in modo significativo ad aumentare l’efficienza energetica, la densità di potenza e l’affidabilità nelle soluzioni di conversione di potenza per applicazioni nei data center AI, nonché applicazioni consumer, di controllo motore e di elaborazione.
Dimezzare lo spessore di un wafer riduce la resistenza del substrato del wafer del 50 percento, riducendo la perdita di potenza di oltre il 15 percento nei sistemi di alimentazione, rispetto alle soluzioni basate su wafer di silicio convenzionali. Per le applicazioni server AI di fascia alta, in cui la crescente domanda di energia è guidata da livelli di corrente più elevati, questo è particolarmente importante nella conversione di potenza: qui le tensioni devono essere ridotte da 230 V a una tensione del processore inferiore a 1,8 V. La tecnologia del wafer ultra sottile potenzia il design di erogazione di potenza verticale, che si basa sulla tecnologia MOSFET Trench verticale e consente una connessione molto stretta al processore del chip AI, riducendo così la perdita di potenza e migliorando l’efficienza complessiva.
“La nuova tecnologia wafer ultrasottile guida la nostra ambizione di alimentare diverse configurazioni di server AI dalle reti intelligenti ai core, nel modo più efficiente dal punto di vista energetico“, ha affermato Adam White, Division President Power & Sensor Systems di Infineon. “Dato che la domanda di energia per i data center AI sta aumentando in modo significativo, l’efficienza energetica acquisisce sempre più importanza. Per Infineon, questa è un’opportunità di business in rapida crescita. Con tassi di crescita a due cifre, prevediamo che il nostro business AI raggiungerà un miliardo di euro entro i prossimi due anni”.
Per superare gli ostacoli tecnici nella riduzione dello spessore del wafer all’ordine di 20 micrometri, gli ingegneri di Infineon hanno dovuto stabilire un approccio innovativo e unico alla smerigliatura e lucidatura del wafer.
Inoltre, le sfide tecniche e legate alla produzione come la curvatura del wafer e la separazione del wafer hanno un impatto importante sui processi di assemblaggio del backend, garantendo la stabilità e la robustezza ottimale dei wafer. Il processo per ottenere wafer ultrasottili da 20 micrometri si basa sull’esperienza di produzione esistente di Infineon e garantisce che la nuova tecnologia possa essere integrata senza problemi nelle attuali linee di produzione Si ad alto volume senza incorrere in ulteriore complessità di produzione, garantendo così la massima resa possibile e la sicurezza della fornitura.
La tecnologia è stata qualificata e applicata negli Integrated Smart Power Stages (convertitore DC-DC) di Infineon che sono già stati consegnati ai primi clienti. Ciò sottolinea la leadership dell’innovazione dell’azienda nella produzione di semiconduttori in quanto detentrice di un solido portafoglio di brevetti relativi alla tecnologia wafer da 20 micrometri.
Con l’attuale accelerazione della tecnologia wafer ultrasottile, Infineon prevede una sostituzione dell’attuale tecnologia wafer convenzionale per convertitori di potenza a bassa tensione entro i prossimi tre o quattro anni. Questa svolta sta rafforzando la posizione di Infineon sul mercato con il più ampio portafoglio di prodotti e tecnologie, inclusi dispositivi basati su silicio, carburo di silicio e nitruro di gallio che sono fattori chiave per la decarbonizzazione e la digitalizzazione.
Infineon presenterà pubblicamente il primo wafer di silicio ultrasottile a electronica 2024 dal 12 al 15 novembre a Monaco di Baviera (Padiglione C3, Stand 502).
