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國創(chuàng)簡述分立器件發(fā)展史

  分立器件是指具有單獨(dú)功能且功能不能拆分的電子器件,按照芯片結(jié)構(gòu)和功能可區(qū)分為二極管、三極管,以及由其通過一定方式連接形成的器件(如整流橋)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步于上世紀(jì)50年代,在發(fā)展歷程中,半導(dǎo)體二極管、雙極型晶體管、場效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極型晶體管等先后出現(xiàn),一般將雙極型晶體管、場效應(yīng)晶體管和絕緣柵雙極型晶體管統(tǒng)稱為三極管。

  隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的逐步發(fā)展,對芯片供電mA級別的電流需求、產(chǎn)品良率及成本制約下小功率器件無法集成、下游產(chǎn)品對半導(dǎo)體分立器件體積要求越來越苛刻等問題逐步凸顯,無論是二極管還是三極管,在制造工藝上均面臨突破上述發(fā)展瓶頸的需要。為解決上述問題,體積較小且通過電流較小的“小信號器件”概念開始被單獨(dú)列出,并形成了一系列專業(yè)的工藝方法,可以用于各類二極管、三極管的生產(chǎn)。

  隨著小信號器件概念的出現(xiàn),半導(dǎo)體分立器件在按照芯片結(jié)構(gòu)、功能劃分維度之外,又可按照功率、電流指標(biāo)劃分為小信號器件及功率器件兩大類。世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會(huì)將小信號器件定義為耗散功率小于1W(或者額定電流小于1A)的分立器件,而耗散功率不小于1W(或者額定電流不小于1A)的分立器件則歸類為功率器件。

  小信號器件與功率器件在生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品應(yīng)用方面存在顯著差異。小信號器件芯片尺寸和封裝尺寸均較小,對生產(chǎn)作業(yè)控制精度要求較高,對機(jī)械化自動(dòng)化要求很高,并由于產(chǎn)品組件比較脆弱,需要在生產(chǎn)過程中給予很好的保護(hù),同時(shí)其電性參數(shù)值均比較小,因此要求測試系統(tǒng)能夠快速分辨出微小的電量變化,具備較高的測試精度。而功率器件芯片尺寸和封裝尺寸都比較大,要求芯片與框架接觸良好、封裝體有較好的散熱能力、封裝應(yīng)力盡可能小、測試過程中能夠提供大電流高電壓、并進(jìn)行不同測試參數(shù)條件下自動(dòng)比對篩選。由于前述差異,在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐步專業(yè)化發(fā)展的過程中,器件在生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品應(yīng)用方面的差異程度超出了其在芯片結(jié)構(gòu)及功能方面本身的差異,小信號器件、功率器件的概念逐步被普遍接受。

  依據(jù)功率和電流對分立器件進(jìn)行劃分是業(yè)內(nèi)通用的分類方法。最新《功率半導(dǎo)體分立器件產(chǎn)業(yè)及標(biāo)準(zhǔn)化白皮書(2019版)》將分立器件劃分為小信號器件和功率器件;世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會(huì)(WSTS)在其產(chǎn)品分類手冊中也依據(jù)功率的標(biāo)準(zhǔn)采用了小信號器件、功率器件的劃分。

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