Kiselkarbid (SiC) är inte bara en kritisk teknik för nationellt försvar utan också ett centralt material för globala fordons- och energiindustrin. Som det första kritiska steget i SiC-enkristallbearbetning avgör waferskärning direkt kvaliteten på efterföljande gallring och polering. Traditionella skivningsmetoder introducerar ofta sprickor på ytan och under ytan, vilket ökar waferbrottsfrekvensen och tillverkningskostnaderna. Därför är det avgörande att kontrollera ytsprickskador för att utveckla tillverkningen av SiC-komponenter.
För närvarande står skärning av SiC-tackor inför två stora utmaningar:
- Hög materialförlust vid traditionell flertrådssågning:SiC:s extrema hårdhet och sprödhet gör det benäget att skeva och spricka under skärning, slipning och polering. Enligt data från Infineon uppnår traditionell fram- och återgående diamanthartsbunden flertrådssågning endast 50 % materialutnyttjande vid skärning, med en total förlust per skiva på ~250 μm efter polering, vilket lämnar minimalt med användbart material.
- Låg effektivitet och långa produktionscykler:Internationell produktionsstatistik visar att det tar ~273 dagar att producera 10 000 wafers med kontinuerlig flertrådssågning dygnet runt. Denna metod kräver omfattande utrustning och förbrukningsvaror samtidigt som den genererar hög ytjämnhet och föroreningar (damm, avloppsvatten).
För att åtgärda dessa problem har professor Xiu Xiangqians team vid Nanjing University utvecklat högprecisionsutrustning för laserskärning av SiC, med ultrasnabb laserteknik för att minimera defekter och öka produktiviteten. För en 20 mm SiC-tacka fördubblar denna teknik waferutbytet jämfört med traditionell trådsågning. Dessutom uppvisar de laserskurna waferna överlägsen geometrisk enhetlighet, vilket möjliggör en tjockleksreduktion till 200 μm per wafer och ytterligare ökar produktionen.
Viktiga fördelar:
- Avslutad FoU på storskalig prototyputrustning, validerad för skivning av 4–6-tums halvisolerande SiC-wafers och 6-tums ledande SiC-tackor.
- 8-tums götskärning är under verifiering.
- Betydligt kortare skivningstid, högre årsproduktion och >50 % avkastningsförbättring.
XKHs SiC-substrat av typen 4H-N
Marknadspotential:
Denna utrustning är redo att bli kärnlösningen för 8-tums SiC-götskärning, som för närvarande domineras av japansk import med höga kostnader och exportrestriktioner. Den inhemska efterfrågan på laserskärnings-/guttningsutrustning överstiger 1 000 enheter, men inga mogna kinesisktillverkade alternativ finns. Nanjing Universitys teknik har ett enormt marknadsvärde och ekonomisk potential.
Kompatibilitet med flera material:
Utöver SiC stöder utrustningen laserbearbetning av galliumnitrid (GaN), aluminiumoxid (Al₂O₃) och diamant, vilket breddar dess industriella tillämpningar.
Genom att revolutionera bearbetningen av SiC-wafers åtgärdar denna innovation kritiska flaskhalsar inom halvledartillverkning samtidigt som den anpassar sig till globala trender mot högpresterande och energieffektiva material.
Slutsats
Som branschledare inom tillverkning av kiselkarbid (SiC)-substrat specialiserar XKH sig på att tillhandahålla 2-12-tums fullstora SiC-substrat (inklusive 4H-N/SEMI-typ, 4H/6H/3C-typ) skräddarsydda för snabbväxande sektorer som nya energifordon (NEV), solcellsenergilagring (PV) och 5G-kommunikation. Genom att utnyttja storskaliga wafers med låg förlust och hög precisionsbearbetningsteknik har vi uppnått massproduktion av 8-tums substrat och genombrott inom 12-tums ledande SiC-kristalltillväxtteknik, vilket avsevärt minskar kostnaderna per chip. Framöver kommer vi att fortsätta att optimera laserskärning på götnivå och intelligenta spänningskontrollprocesser för att höja 12-tums substratutbytet till globalt konkurrenskraftiga nivåer, vilket ger den inhemska SiC-industrin möjlighet att bryta internationella monopol och accelerera skalbara applikationer inom avancerade områden som bilchips och AI-serverströmförsörjning.
XKHs SiC-substrat av typen 4H-N
Publiceringstid: 15 augusti 2025