Silisiumkarbid (SiC) er ikke bare en kritisk teknologi for nasjonalt forsvar, men også et sentralt materiale for global bil- og energiindustri. Som det første kritiske trinnet i SiC-enkeltkrystallprosessering bestemmer waferskjæring direkte kvaliteten på påfølgende tynning og polering. Tradisjonelle skjæremetoder introduserer ofte overflate- og underoverflatesprekker, noe som øker waferbruddsrater og produksjonskostnader. Derfor er det viktig å kontrollere overflatesprekker for å fremme produksjonen av SiC-enheter.
For tiden står SiC-barre-skjæring overfor to store utfordringer:
- Høyt materialtap ved tradisjonell flertrådssaging:SiCs ekstreme hardhet og sprøhet gjør det utsatt for vridning og sprekker under kutting, sliping og polering. Ifølge data fra Infineon oppnår tradisjonell frem- og tilbakegående diamantharpiksbundet flertrådssaging bare 50 % materialutnyttelse ved kutting, med et totalt tap av én enkelt skive på ~250 μm etter polering, noe som etterlater minimalt med brukbart materiale.
- Lav effektivitet og lange produksjonssykluser:Internasjonal produksjonsstatistikk viser at det tar ~273 dager å produsere 10 000 wafere ved bruk av 24-timers kontinuerlig flertråds saging. Denne metoden krever omfattende utstyr og forbruksvarer, samtidig som den genererer høy overflateruhet og forurensning (støv, avløpsvann).
For å løse disse problemene har professor Xiu Xiangqians team ved Nanjing University utviklet høypresisjons laserskjæreutstyr for SiC, ved å utnytte ultrahurtig laserteknologi for å minimere defekter og øke produktiviteten. For en 20 mm SiC-barre dobler denne teknologien waferutbyttet sammenlignet med tradisjonell trådsaging. I tillegg viser de laserskårne waferene overlegen geometrisk ensartethet, noe som muliggjør tykkelsesreduksjon til 200 μm per wafer og ytterligere økning av produksjonen.
Viktige fordeler:
- Fullførte FoU på storskala prototypeutstyr, validert for skjæring av 4–6-tommers halvisolerende SiC-wafere og 6-tommers ledende SiC-barrer.
- 8-tommers ingotskjæring er under verifisering.
- Betydelig kortere skjæretid, høyere årlig produksjon og >50 % avlingsforbedring.
XKHs SiC-substrat av typen 4H-N
Markedspotensial:
Dette utstyret er klar til å bli kjerneløsningen for 8-tommers SiC-barre-skjæring, som for tiden domineres av japansk import med høye kostnader og eksportrestriksjoner. Innenlandsk etterspørsel etter laserskjære-/tynningsutstyr overstiger 1000 enheter, men det finnes ingen modne kinesiskproduserte alternativer. Nanjing Universitys teknologi har enorm markedsverdi og økonomisk potensial.
Kompatibilitet med flere materialer:
Utover SiC støtter utstyret laserprosessering av galliumnitrid (GaN), aluminiumoksid (Al₂O₃) og diamant, noe som utvider de industrielle bruksområdene.
Ved å revolusjonere SiC-waferprosesseringen, adresserer denne innovasjonen kritiske flaskehalser i halvlederproduksjon, samtidig som den er i tråd med globale trender mot høytytende og energieffektive materialer.
Konklusjon
Som en bransjeleder innen produksjon av silisiumkarbid (SiC)-substrater, spesialiserer XKH seg på å tilby 2–12-tommers SiC-substrater i full størrelse (inkludert 4H-N/SEMI-type, 4H/6H/3C-type) skreddersydd for sektorer med høy vekst, som nye energikjøretøyer (NEV-er), solcelledrevet energilagring (PV) og 5G-kommunikasjon. Ved å utnytte lavtapskuttingsteknologi for store wafere og høypresisjonsbehandlingsteknologi har vi oppnådd masseproduksjon av 8-tommers substrater og gjennombrudd innen 12-tommers ledende SiC-krystallvekstteknologi, noe som reduserer kostnadene per enhetsbrikke betydelig. Fremover vil vi fortsette å optimalisere laserskive på barrenivå og intelligente stresskontrollprosesser for å heve 12-tommers substratutbyttet til globalt konkurransedyktige nivåer, noe som gir den innenlandske SiC-industrien mulighet til å bryte internasjonale monopoler og akselerere skalerbare applikasjoner innen avanserte domener som bilbrikker og strømforsyninger for AI-servere.
XKHs SiC-substrat av typen 4H-N
Publisert: 15. august 2025