第31屆功率半導體器件和集成電路國際會議(International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs，ISPSD)將于2019年5月19-23日在上海寶華萬豪酒店舉辦，這是ISPSD會議舉辦30多年以來第一次在中國內地召開。
ISPSD 2019由浙江大學主辦，浙江大學盛況教授擔任大會主席（General Chair），電子科技大學張波教授擔任大會副主席（Vice General Chair）；香港科技大學陳敬（Kevin J. Chen）教授擔任技術程序委員會（Technical Program Committee，TPC）主席。
ISPSD會議是功率半導體器件和集成電路領域在國際上最重要、影響力最強的頂級學術會議，它被認為是功率半導體器件和集成電路領域的奧林匹克會議，一直以來都是國內外產業界和學術界爭相發表重要成果的舞臺。
為了讓大家對ISPSD有更全面的了解，筆者特別對前30年的ISPSD會議情況進行一個簡單回顧。如有不當之處，敬請指正。
本文分三大部分：
一、ISPSD的發展和成就
1、ISPSD的起源
2、全球輪流舉辦讓ISPSD更具全球化
3、ISPSD關注的重點領域
4、ISPSD技術委員會
5、ISPSD的成就
二、ISPSD三十年的亮點
1、IGBT
2、BCDMOS技術
3、超結器件（Super Junction devices）
4、寬禁帶（Wide Bandgap）：碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）
三、中國內地在ISPSD的表現
1、中國內地論文發表情況
2、中國內地專家在ISPSD TPC的影響
3、中國內地在ISPSD的特邀報告情況
一、ISPSD的發展和成就
1、ISPSD的起源
為了滿足日益發展的功率半導體器件和技術的需求，IEEE旗下多個技術學會在20世紀80年代中后期舉辦了多個專題討論會。
1987年5月，國際電子電氣工程師學會電化學學會（IEEE ECS，IEEE Electro Chemical Society）的電子分會（Electronics division）發起舉辦了“高壓和智能功率器件論壇（Symposium on High Voltage and Smart Power Devices）”，論壇在賓夕法尼亞州費城（Philadelphia）舉行。
1988年8月，日本電氣工程師學會（IEE Japan）在日本東京舉辦了“國際功率半導體器件研討會（International Symposium on Power Semiconductor Devices）”。這次會議通常被業界認為是ISPSD的首屆會議。
1989年5月，國際電子電氣工程師學會電化學學會（IEEE ECS）在賓夕法尼亞州雷丁（Reading）發起舉辦了“高壓器件和智能功率集成電路（High Voltage & Smart Power ICs）”，會議得到國際電子電氣工程師學會電子器件學會（IEEE EDS，IEEE Electron Devices Society）的支持。
1990年4月，國際電子電氣工程師學會電子器件學會（IEEE EDS）與日本電氣工程師學會（IEE Japan）在日本東京共同舉辦第二屆ISPSD。本屆ISPSD會議在標題中加入了“IC”，會議名稱改為“國際功率半導體器件和集成電路研討會（International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs）”。但是英文縮寫沒有改變，還是縮寫為“ISPSD”。
這也表明功率半導體產品的挑戰：將高壓大功率器件與集成功率器件和IC相結合。
2、全球輪流舉辦讓ISPSD更具全球化
1991年，第三屆ISPSD在美國巴爾的摩舉行，會議得到國際電子電氣工程師學會電子器件學會（IEEE EDS）全力支持。
1994年，第六屆ISPSD在瑞士達沃斯舉行，這是ISPSD會議首次在歐洲舉辦。會議得到蘇黎世聯邦理工大學（ETH）、國際電子電氣工程師學會電子器件學會（IEEE EDS）、日本電氣工程師學會（IEE Japan）和歐洲電力電子學會（European Conf. on Power Electronics，EPE）的支持。
從1994年開始，ISPED在日本（亞洲地區）、美國（北美地區）和歐洲三地輪流主辦，ISPSD成為全球最重要的功率半導體器件研討會。
要注意的是，1999年ISPSD會議在加拿大多倫多舉行；2007年ISPSD會議在韓國濟州島舉行。
隨著2010年以后“其他地區”提交的論文數量增加，ISPSD咨詢委員會決定，2012年開始從美國、日本和歐洲以外的其他地區進行遴選，進行四年輪換制。于是2015年ISPSD會議在中國香港舉行。
2019年ISPSD會議將在中國上海舉辦。這是30多年以來，ISPSD會議第一次在中國內地舉辦，標志著中國內地的功率半導體器件和集成電路的研究和產業化在國際上產生著越來越重要的影響。
3、ISPSD關注的重點領域
ISPSD關注的重點領域包括高壓大功率分立器件、低壓功率器件、集成功率器件（LV和HV）和IC、雙極和MOS控制器件和技術、射頻功率器件、非硅基器件、具有寬安全工作區的新型器件。
4、ISPSD技術委員會
從1988年至2004年，大會的程序委員會不分組審查所有提交的論文。
從2005年起設立了技術程序委員會（TPC），并分成“低壓和射頻（Low Voltage and RF）、高壓（High Voltage）、集成功率（Integrated Power）”三個小組，分組審查論文。
2008年增加了寬禁帶（Wide Bandgap）小組；2010年增加了模塊和封裝（Module & Package）小組；2016年寬禁帶（Wide Bandgap）小組一分為二，分別是：氮化鎵和其他氮化物（GaN and Other Nitrides）、碳化硅和其他（SiC and Other）。
經過多次調整，目前技術程序委員會（TPC）設有六個小組：
高壓功率器件High Voltage Power Devices (HV)；
低壓功率器件Low Voltage Devices and Power IC Device Technology (LVT)；
功率集成電路Power IC Design (ICD)；
氮化鎵與氮化物器件GaN and Nitride Base Compound Materials (GaN)；
碳化硅和其他材料SiC and Other Materials (SiC)；
模塊和封裝工藝Module and Package Technologies (PK)。
本屆技術程序委員會（TPC）共有61人，其中中國共有14位，占23%。香港科技大學陳敬（Kevin J. Chen）教授擔任TPC主席。
其他13人分布在六個小組：羅小蓉（電子科技大學）、湯藝（Yi Tang，嘉興斯達半導體副總經理）、張帥（Shuai (Simon) Zhang，臺積電TSMC，原華虹宏力）；David Tsung-Yi Huang（瑞昱Richtek）；游步東（矽力杰首席技術官及首席運營官）、祝靖（東南大學）；蔡志強（Tom Tsai，臺積電，氮化鎵與氮化物器件小組主席）、劉揚（中山大學）、楊樹（浙江大學）；黃智方（Chih-Fang Huang，臺灣清華大學）、李傳英（Chwan Ying Lee，瀚薪科技總經理）、李坤彥（Kung-Yen Lee，臺灣大學）；趙振清（Zhenqing Zhao，臺達電子上海）。
5、ISPSD的成就
第一是在一個會議中結合高壓大功率器件和集成功率器件和IC。
第二是ISPSD作為國際功率半導體器件和IC首要會議的地位不可撼動。
第三是建立了一個國際功率半導體器件和IC相關領域專家社區，每年舉行一次會議，交流該領域的理論、研究、應用和發展。
第四是通過提供最新研究、課程、研討會和評論文章，提供定期論壇，促進國際功率半導體器件和IC的發展。
二、ISPSD三十年的亮點
從1988年至今，ISPSD已經有30多年的歷史。30多年來，ISPSD極大的推動了全球功率半導體器件和功率集成電路的發展。
筆者雖然無緣參加ISPSD，但是對ISPSD自1988年舉辦以來的情況非常關注，查閱了有關30年來ISPSD的文章。以下是筆者對ISPSD的一點心得，歡迎拍磚。
1、IGBT
絕緣柵晶體管（IGBT）是在MOSFET和Bipolar基礎上發展起來的新型復合功率器件。具有MOS輸入、雙極輸出功能，集Bipolar通態壓降小、載流密度大、耐壓高和功率MOSFET驅動功率小、開關速度快、輸入阻抗高、熱穩定性好的優點于一身。
IGBT概念形成是在1978 年。1983年世界首款IGBT芯片由美國通用公司和RCA公司研制成功的，當時容量為500V/20A。1984年第一代IGBT產品正式形成，是穿通型平面柵(PT-Planar，Punch Through），采用DMOS工藝制造，1986年正式商業化。
之后，IGBT經過改進的穿通型平面柵（PT-Planar）、非穿通型平面柵（NPT，Non-Punch Through）、穿通型溝槽（PT-Trench）、場截止型（Field Stop，FS）、溝槽型場截止型（FS-Trench）等技術升級，以及新材料的出現（如氮化鎵GaN、碳化硅SiC等）。
在ISPSD三十年中，幾乎每年都有IGBT相關的論文入選。
1988年舉辦的第一屆ISPSD中，東芝、三菱、三洋、日立、AT&T等公司都提及了IGBT。
1992年在日本東京舉辦的第四屆ISPSD上，入選的有關IGBT論文超過10篇，并專門設立“Session 2：IGBT”。此后，每年ISPSD會議上至少有一個IGBT的Session。
1994年在瑞士達沃斯舉辦的第六屆ISPSD上，為IGBT設立了三個Session，分別是“Session 2: IGBT 1、Session 4: IGBT 2、Session 9: IGBT 3”。當年入選的有關IGBT的文章近30篇。
未來，IGBT的發展目標是：大電流、高電壓、低功耗、高頻率、功能集成化、高可靠性。
而IGBT的未來發展趨勢將表現為：1、薄片工藝，為減少熱阻，晶圓厚度將越來越薄，英飛凌已經可以減薄至50μm；2、小管芯，管芯越小，越能提高電流密度，據稱，目前管芯面積不足20年前的1/3；3、大硅片，以英飛凌為代表的已經在12英寸晶圓上生產IGBT；4、新材料，主要是以氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）為代表的寬禁帶材料。
2、BCDMOS技術
BCDMOS是一種單芯片功率集成電路技術。1986年由意法半導體（STM）率先研制成功，使得能夠在同一芯片上制作雙極（Bipolar）、CMOS和DMOS器件。
筆者發現，從1988年到2019年，每年都有BCD工藝相關的論文入選。
1988年在日本舉行的第一次ISPSD會議上，特別邀請意法半導體到場演講有關BCD技術的報告。
BCD工藝向小尺寸發展，并采用多層金屬結構，使導通電阻大幅降低，提高電流密度和效率，同時增加CMOS電路的集成度。
BCD工藝是電源管理芯片、顯示驅動芯片、汽車電子芯片等的上佳選擇，有廣闊市場。
BCD工藝今后將朝高壓、高功率、高密度等方向發展。
有專家表示，未來BCD與SOI相結合是大勢所趨。事實上，早在1991年就有討論BCD與SOI相結合的論文入選。
3、超結器件（Super Junction devices）
超結結構突破了傳統功率MOS器件的理論極限,被譽為功率MOS器件的里程碑器件。
1988年飛利浦（Philips）的D.J. Coe在其專利中首次提出在橫向高壓MOSFET中采用交替的PN結構提高漂移層耐壓的方法。1993年中國內地的陳星弼教授提出的“復合緩沖層Composite Buffer Layer，CB-Layer）”結構，在縱向功率器件中采用多個PN結作為耐壓層。1995年西門子（Siemens）的J.Tihany在其美國專利中也提出類似思路。1997年富士電機（Fuji Electric）的Tatsuhiko Fujihira等在前人的研究基礎上，正式提出超結（Super Junction）理論。之后 ，陳星弼教授對導通電阻和擊穿電壓之間的關系進行了嚴格的理論推導，并提出公式：
超結主要是將傳統的VDMOS的N型漂移區替換為N區和P區交替形成的漂移區。D.J.Coe和陳星弼教授分別申請了美國專利。早期的研究工作奠定了超結理論的基石，為后來一系列基于此理論而設計的新型器件器件提供了基礎。
1998年西門子推出第一款商用600V超結VDMOS器件“CoolMOSTM”，1999年西門子半導體部門分拆成立英飛凌，現在，英飛凌已經將CoolMOSTM發展到了第七代。東芝、安森美、意法半導體等公司都采用基于超結理念的新技術生產低功耗VDMOS器件。
2001年在日本大阪舉行的第13屆ISPSD會議上，特別設立“Session 10：Super Junction”。
由于在超結功率半導體器件的卓越貢獻，陳星弼教授于2015年5月獲得ISPSD大會頒發的最高榮譽“國際功率半導體先驅獎”，是亞太地區首位獲此殊榮的科學家；2018年5月他又成為中國首位入選ISPSD首屆全球名人堂的科學家，全球一共32位；并當選2019年度IEEE Fellow。
4、寬禁帶（Wide Bandgap）：碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）
寬禁帶（Wide Bandgap）材料包括碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等。寬禁帶材料在ISPSD受到了廣泛的重視。
1990在日本東京舉行的第2屆ISPSD會議上，特別邀請日本京都大學H. Matsunami教授做了題為《碳化硅半導體：功率器件的未來Semiconductor Silicon Carbide -Expectation for Power Devices》的報告。
之后，隨著SiC領域的文章增多，1995年在日本橫浜舉行的第7屆ISPSD會議上，首次設立了“Session 5: SiCs”。
從開始發表的年份上比較，氮化鎵（GaN）研究領域的文章要比碳化硅（SiC）晚上不少。
2003年在英國劍橋舉行的第15屆ISPSD會議上，才首次收到有關GaN領域研究的文章，并有兩篇文章入選大會做口頭報告。
2004年在日本北九州市舉行的第16屆ISPSD會議上，在原有的碳化硅（SiC）專場加上了氮化鎵（GaN），變成“Session 5：SiC and GaN（WBG）”。
2005年在美國圣巴巴拉市舉行的第17屆ISPSD會議上，設立“Session 11（HV6）：GaN and Diamond Devices”。
2006年在意大利那不勒斯舉行的第18屆ISPSD會議上，設立“Session 10：GaN Devices”。
一系列的情況都表明，寬禁帶半導體是功率半導體器件的未來。
三、中國內地在ISPSD的表現
1、中國內地論文發表情況
1990在日本東京舉行的第2屆ISPSD會議上，西安交通大學的徐傳驤、張少云、馮玉柱、劉迪的論文《The Study of Deterioration Mechanism and Stability Technique of Surface Sustained Voltage of Power Electronic Devices 》入選，并在“Session 6-1: Modeling & Simulation of Devices”進行口頭報告。
這是中國內地學者首次在ISPSD以第一作者單位發表論文。之后，沉寂了好長時間。
1999年在加拿大多倫多舉行的第11屆ISPSD會議上，北京工業大學亢寶衛教授團隊提交的論文《Monolithically Integrated Power Device Consisting of a GAT and a MPS Diode with Increased Switching Speed》入選，并在“SESSION 11:HV - Controlled Switches”進行口頭報告。
2000年在法國圖盧茲舉行的第12屆ISPSD會議上，電子科技大學的李平教授團隊提交的論文《Novel Power MOS Devices with SiGe/Si Heterojunctions》入選，并在“Session: SiC”進行報告。
2003年在英國劍橋舉行的第15屆ISPSD會議上，北京工業大學的亢寶衛教授團隊提交的論文《Improving the CoolMOS Body-Diode Switching Performance with Integrated Schottky Contacts》入選，列入“Poster Session Group 6: Charge Compensation - 'superjunction' MOSFETs”。
2005年在美國圣巴巴拉舉行的第17屆ISPSD會議上，東南大學時龍興教授團隊提交的論文《PDP scan driver with NVDMOS and RESURF PLDMOS》入選。
2006年在意大利那不勒斯舉行的第18屆ISPSD會議上，電子科技大學張波教授團隊提交的論文《Design and Optimization of a Versatile 700 V SPIC Process Using a Fully Implanted Triple-well Technology》入選。
從2008年開始，中國內地每年都有論文入選ISPSD，且每年的入選論文數量都有所提升。
據芯思想研究院（ChipInsights）統計，從1990年中國內地第一篇文章入選，至2018年已經有120篇文章入選。其中高校116篇，產業界4篇。其中電子科技大學以53篇雄霸第一（其中張波教授團隊45篇，陳星弼院士團隊7篇，李平教授團隊1篇），東南大學以26篇排第二，浙江大學以15篇排第三，其他分別是北京大學6篇，中科院5篇，北京工業大學4篇，華虹宏力、華中科技大學，西安電子科技大學、中山大學各為2篇，西安交通大學、株洲中車時代電氣、英諾賽科各有一篇。
目前，中國內地高校有三大高產團隊，分別是電子科技大學功率集成技術實驗室（PITEL）、東南大學功率集成電路研發部（PIC）、浙江大學電氣工程學院電力子器件團隊（PEDL），三大團隊共有86篇文章入選，占中國大陸總入選數的71.7%。
不過三大高產團隊各有特色，各有側重。
電子科技大學功率集成技術實驗室（PITEL）專注于功率半導體科學和技術研究，進行功率半導體器件和功率集成電路設計研發，包括分立器件（從高性能功率二極管、雙極型功率晶體管、功率MOSFET、IGBT、MCT到RF LDMOS，從硅基到SiC和GaN）、可集成功率半導體器件（包括含硅基、SOI基和GaN基）和功率高壓集成電路（含、高低壓工藝集成、電源管理集成電路、功率集成電路、數字輔助功率集成以及面向系統芯片的低功耗集成電路等）設計研發工作。
東南大學功率集成電路（PIC）研發部是國家專用集成電路系統工程技術研究中心的重要組成部分，在南京、無錫和蘇州設有三個實驗室。功率集成電路研發部專注于功率器件與功率集成技術研究，開展了功率半導體器件與可靠性（包括超結DMOS、IGBT、SiC功率器件和GaN功率器件等）、高低壓集成工藝（包括硅基BCD和SOI BCD等）、功率集成電路（包括數字電源芯片、柵驅動芯片等）和高功率密度電源模塊等方向的研發工作。
浙江大學電氣工程學院電力子器件團隊（PEDL）一直以來致力于開展碳化硅和氮化鎵等寬禁帶功率半導體器件的研究，已經成功自主研制出了碳化硅超級結肖特基二極管、結勢壘肖特基二極管、結型場效應晶體管、常關型氮化鎵晶體管和垂直型氮化鎵二極管，開發出了容量領先的碳化硅肖特基二極管模塊、碳化硅結型場效應開關管模塊以及碳化硅MOSFET功率模塊，同時還基于寬禁帶半導體功率器件的電力電子變壓器、DC-DC變換器、PFC、充電樁等應用方向開展了一系列研究工作。
據最新消息，中國內地在ISPSD 2019會議上一共入選了36篇論文。三大高產團隊總計入選24篇，其中電子科技大學入選13篇，數量居全球第一，文章主要集中在功率集成電路（4篇），高壓器件（3篇）和低壓器件（3篇）領域，在GaN器件和SiC器件領域則分別有2篇和1篇。浙江大學今年一共有6篇文章入選，文章全部集中在碳化硅和氮化鎵寬禁帶半導體器件領域。在寬禁帶半導體器件領域，浙江大學的論文數量排名全球第一。東南大學今年則有5篇文章入選，包括低壓器件2篇，高壓器件1篇，功率集成電路1篇和GaN器件1篇。
》》》有關中國入選ISPSD論文的更多情況請點擊閱讀《ISPSD即將首次在中國大陸舉辦，凸顯中國大陸在功率半導體領域的地位》
2、中國內地專家在ISPSD TPC的影響
ISPSD2019技術程序委員會（Technical Program Committee，TPC）共有61人，其中中國共有14位，占23%。其中中國內地8人（劉揚、羅小蓉、湯藝、楊樹、游步東、張帥、趙振清、祝靖），中國香港1人（陳敬），中國臺灣5人（瑞昱Tsung-Yi Huang、臺積電蔡志強Tom Tsai、臺灣清華大學黃智方Chih-Fang Huang、瀚薪科技李傳英Chwan Ying Lee、臺灣大學李坤彥Kung-Yen Lee）。
中國內地8人中來自高校的有4 人，分別是中山大學劉揚教授、電子科技大學羅小蓉教授、浙江大學楊樹教授、東南大學祝靖副教授；來自產業界的4人分別是斯達半導體副總湯藝、臺積電上海研發副總監張帥、臺達電子趙振清、矽力杰首席技術官游步東。
下面我們看看中國內地專家在歷年TPC的情況。
2010年，中國內地學者正式進入ISPSD2011的技術程序委員會。當年電子科技大學（微電子與固體電子學院）的張波教授進入高壓（High Voltage）小組委員會，浙江大學（電氣工程學院）的盛況教授進入寬禁帶（Wide Bandgap）小組委員會。
2013年公布的ISPSD2014技術程序委員會名單中，來自東南大學（電子科學與工程學院、微電子學院）的孫偉鋒教授進入集成功率（Integrated Power）小組委員會，來自西安交通大學（電信學院）的張安平教授進入寬禁帶（Wide Bandgap）小組委員會。
2015年ISPSD在中國香港舉行，浙江大學盛況教授擔任TPC主席，電子科技大學張波教授擔任TPC共同主席。在TPC名單中，我們看到作為新生力量，來自臺積電的張帥（Shuai Zhang，原華虹宏力）進入高壓（High Voltage）小組委員會。
2015年，來自電子科技大學（微電子與固體電子學院）的羅小蓉教授進入ISPSD2016技術程序委員會高壓（High Voltage）小組委員會。張波教授和盛況教授由于任期時間限制，不再擔任TPC委員。
2016年公布的ISPSD2017技術程序委員會名單中，中國內地專家名單沒有變化。
2017年公布的ISPSD2018技術程序委員會名單中，來自中山大學（物理科學與工程技術學院）的劉揚教授進入氮化鎵與氮化物器件（GaN and Nitride Base Compound Materials）小組委員會。
2018年公布的ISPSD2019技術程序委員會名單中，來自東南大學（電子科學與工程學院、微電子學院）的祝靖副教授進入集成功率（Integrated Power）小組委員會，孫偉鋒教授由于任期時間限制，不再擔任TPC委員；來自浙江大學（電氣工程學院）的楊樹教授進入氮化鎵與氮化物器件（GaN and Nitride Base Compound Materials）小組委員會。
3、中國內地在ISPSD的特邀報告情況
近幾年來，隨著政府支持和社會投入力度的不斷加大，我國在功率半導體領域取得可喜的進步，并得到國際同行的認可。從2015年到2017年連續三年有中國內地公司作為特邀報告單位，表明中國內地在功率半導體領域的重要性。
2015年，中車株洲電力機車研究所有限公司（原南車株洲研究所）作為特邀報告單位，在ISPSD2015上作了題了《電力電子器件在鐵路運輸牽引系統中的應用Application of Power Electronic Devices in Rail Transportation Traction System》的報告，其他三個特邀報告分別來自美國Efficient Power、 日本松下（Panasonic）和法國Yole Développement。
2016年，國家電網公司旗下全球能源互聯網研究院作為特邀報告單位，在ISPSD2016上作了題了《功率器件發展對電網的影響Impact of Power Electronic Device Development on Power Grids》的報告，其他三個特邀報告分別來自美國KKR、日本日產汽車（Nissan Motor）、瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zürich）。
2017年，臺達電子（上海）作為特邀報告單位，在ISPSD2017上作了題了《寬禁帶功率器件在電源中的應用機遇與展望Application Opporunities and Expectation for Wide Bandgap Power Device In Power Supply》，其他三個特邀報告分別來自比利時魯汶大學（Katholieke Universiteit Leuven）、日本安川電機（Yaskawa Electric）、美國納微（Navitas）。