Carbura de siliciu (SiC) nu este doar o tehnologie critică pentru apărarea națională, ci și un material esențial pentru industriile auto și energetică la nivel global. Fiind prima etapă critică în procesarea monocristalină a SiC, felierea napolitanelor determină direct calitatea subțierii și lustruirii ulterioare. Metodele tradiționale de feliere introduc adesea fisuri la suprafață și sub suprafață, crescând ratele de rupere a napolitanelor și costurile de fabricație. Prin urmare, controlul deteriorării fisurilor de suprafață este vital pentru avansarea fabricării dispozitivelor SiC.
În prezent, tăierea lingourilor de SiC se confruntă cu două provocări majore:
- Pierdere mare de material în tăierea tradițională cu mai multe fire:Duritatea și fragilitatea extremă a SiC îl fac predispus la deformare și fisurare în timpul tăierii, șlefuirii și lustruirii. Conform datelor Infineon, tăierea tradițională cu fir multiplu, cu legătură alternativă și rășină diamantată, realizează o utilizare a materialului de doar 50% la tăiere, cu o pierdere totală pe o singură plachetă ajungând la ~250 μm după lustruire, lăsând un material utilizabil minim.
- Eficiență scăzută și cicluri lungi de producție:Statisticile internaționale privind producția arată că producerea a 10.000 de napolitane folosind tăierea continuă cu mai multe fire timp de 24 de ore durează ~273 de zile. Această metodă necesită echipamente și consumabile extinse, generând în același timp o rugozitate ridicată a suprafeței și poluare (praf, ape uzate).
Pentru a aborda aceste probleme, echipa profesorului Xiu Xiangqian de la Universitatea Nanjing a dezvoltat echipamente de tăiere cu laser de înaltă precizie pentru SiC, utilizând tehnologia laser ultrarapidă pentru a minimiza defectele și a crește productivitatea. Pentru un lingou de SiC de 20 mm, această tehnologie dublează randamentul napolitanei în comparație cu tăierea tradițională cu sârmă. În plus, napolitanele tăiate cu laser prezintă o uniformitate geometrică superioară, permițând reducerea grosimii la 200 μm per napolitană și creșterea suplimentară a producției.
Avantaje cheie:
- Am finalizat cercetarea și dezvoltarea pe un echipament prototip la scară largă, validat pentru felierea napolitanelor de SiC semiizolante de 4-6 inci și a lingourilor de SiC conductive de 6 inci.
- Tăierea lingourilor de 8 inci este în curs de verificare.
- Timp de feliere semnificativ mai scurt, producție anuală mai mare și îmbunătățire a randamentului cu >50%.
Substratul de SiC al lui XKH de tip 4H-N
Potențialul pieței:
Acest echipament este pe cale să devină soluția principală pentru felierea lingourilor de SiC de 8 inci, dominată în prezent de importurile japoneze cu costuri ridicate și restricții la export. Cererea internă de echipamente de feliere/subțiere cu laser depășește 1.000 de unități, însă nu există alternative mature fabricate în China. Tehnologia Universității Nanjing are o valoare de piață și un potențial economic imens.
Compatibilitate multi-materială:
Dincolo de SiC, echipamentul permite procesarea cu laser a nitrurii de galiu (GaN), oxidului de aluminiu (Al₂O₃) și diamantului, lărgindu-i aplicațiile industriale.
Prin revoluționarea procesării napolitanelor de SiC, această inovație abordează blocajele critice din fabricarea semiconductorilor, aliniindu-se în același timp cu tendințele globale către materiale de înaltă performanță și eficiente din punct de vedere energetic.
Concluzie
În calitate de lider în industria fabricării de substraturi din carbură de siliciu (SiC), XKH este specializată în furnizarea de substraturi SiC de dimensiuni normale de 2-12 inci (inclusiv tip 4H-N/SEMI, tip 4H/6H/3C) adaptate sectoarelor cu creștere rapidă, cum ar fi vehiculele cu energie nouă (NEV), stocarea energiei fotovoltaice (PV) și comunicațiile 5G. Utilizând tehnologia de feliere cu pierderi reduse a plachetelor de dimensiuni mari și tehnologia de procesare de înaltă precizie, am realizat producția în masă de substraturi de 8 inci și am înregistrat progrese în tehnologia de creștere a cristalelor SiC conductive de 12 inci, reducând semnificativ costurile per unitate de cip. Mergând mai departe, vom continua să optimizăm felierea cu laser la nivel de lingou și procesele inteligente de control al stresului pentru a ridica randamentul substraturilor de 12 inci la niveluri competitive la nivel global, permițând industriei interne de SiC să spargă monopolurile internaționale și să accelereze aplicații scalabile în domenii de ultimă generație, cum ar fi cipurile de calitate auto și sursele de alimentare pentru servere AI.
Substratul de SiC al lui XKH de tip 4H-N
Data publicării: 15 august 2025