Silīcija karbīds (SiC) ir ne tikai kritiski svarīga tehnoloģija valsts aizsardzībai, bet arī svarīgs materiāls pasaules autobūves un enerģētikas nozarēm. Kā pirmais kritiskais solis SiC monokristāla apstrādē, plākšņu griešana tieši nosaka sekojošās retināšanas un pulēšanas kvalitāti. Tradicionālās griešanas metodes bieži rada virsmas un zemvirsmas plaisas, palielinot plākšņu lūzuma biežumu un ražošanas izmaksas. Tāpēc virsmas plaisu bojājumu kontrole ir būtiska SiC ierīču ražošanas attīstībai.
Pašlaik SiC stieņu griešana saskaras ar divām galvenajām problēmām:
- Lieli materiāla zudumi tradicionālajā daudzvadu zāģēšanā:SiC ārkārtīgā cietība un trauslums padara to pakļautu deformācijai un plaisāšanai griešanas, slīpēšanas un pulēšanas laikā. Saskaņā ar Infineon datiem, tradicionālā virzuļveida zāģēšana ar dimanta sveķiem un daudzvadu savienojumu sasniedz tikai 50% materiāla izmantošanas efektivitāti griešanas procesā, un kopējie vienas plāksnes zudumi pēc pulēšanas sasniedz ~250 μm, atstājot minimālu izmantojamā materiāla daudzumu.
- Zema efektivitāte un ilgi ražošanas cikli:Starptautiskā ražošanas statistika liecina, ka 10 000 vafeļu izgatavošana, izmantojot 24 stundu nepārtrauktu daudzvadu zāģēšanu, aizņem ~273 dienas. Šai metodei ir nepieciešams plašs aprīkojums un palīgmateriāli, vienlaikus radot augstu virsmas raupjumu un piesārņojumu (putekļus, notekūdeņus).
Lai risinātu šīs problēmas, profesora Sju Sjančiana komanda Naņdzjinas Universitātē ir izstrādājusi augstas precizitātes lāzergriešanas iekārtu SiC apstrādei, izmantojot īpaši ātru lāzertehnoloģiju, lai samazinātu defektus un palielinātu produktivitāti. 20 mm SiC lietņa gadījumā šī tehnoloģija divkāršo vafeļu ražu salīdzinājumā ar tradicionālo stiepļu zāģēšanu. Turklāt ar lāzeru sagrieztajām vafelēm ir izcila ģeometriskā vienmērība, kas ļauj samazināt biezumu līdz 200 μm uz vienu vafeli un vēl vairāk palielināt ražību.
Galvenās priekšrocības:
- Pabeigti pētniecības un attīstības darbi liela mēroga prototipa iekārtu jomā, kas apstiprinātas 4–6 collu daļēji izolējošu SiC plākšņu un 6 collu vadošu SiC lietņu griešanai.
- 8 collu lietņu griešana tiek pārbaudīta.
- Ievērojami īsāks griešanas laiks, lielāka gada raža un ražas uzlabojums par >50%.
XKH SiC substrāts 4H-N tipā
Tirgus potenciāls:
Šī iekārta ir gatava kļūt par galveno risinājumu 8 collu SiC lietņu griešanai, kurā pašlaik dominē Japānas imports ar augstām izmaksām un eksporta ierobežojumiem. Vietējais pieprasījums pēc lāzergriešanas/retināšanas iekārtām pārsniedz 1000 vienību, tomēr nav nobriedušu Ķīnā ražotu alternatīvu. Naņdzjinas Universitātes tehnoloģijai ir milzīga tirgus vērtība un ekonomiskais potenciāls.
Saderība ar vairākiem materiāliem:
Papildus SiC iekārta atbalsta gallija nitrīda (GaN), alumīnija oksīda (Al₂O₃) un dimanta lāzerapstrādi, paplašinot tās rūpnieciskos pielietojumus.
Revolucionizējot SiC vafeļu apstrādi, šī inovācija risina kritiskas pusvadītāju ražošanas problēmas, vienlaikus ievērojot globālās tendences attiecībā uz augstas veiktspējas, energoefektīviem materiāliem.
Secinājums
Kā nozares līderis silīcija karbīda (SiC) substrātu ražošanā, XKH specializējas 2–12 collu pilna izmēra SiC substrātu (tostarp 4H-N/SEMI tipa, 4H/6H/3C tipa) nodrošināšanā, kas pielāgoti strauji augošām nozarēm, piemēram, jaunās enerģijas transportlīdzekļiem (NEV), fotoelektriskajām (PV) enerģijas uzglabāšanai un 5G sakariem. Izmantojot liela izmēra vafeļu mazzudumu griešanas tehnoloģiju un augstas precizitātes apstrādes tehnoloģiju, esam panākuši 8 collu substrātu masveida ražošanu un izrāvienu 12 collu vadoša SiC kristālu augšanas tehnoloģijā, ievērojami samazinot mikroshēmu izmaksas uz vienu vienību. Virzoties uz priekšu, mēs turpināsim optimizēt lietņu līmeņa lāzergriešanas un viedos sprieguma kontroles procesus, lai paaugstinātu 12 collu substrātu ražu līdz globāli konkurētspējīgam līmenim, dodot iespēju vietējai SiC nozarei lauzt starptautiskos monopolus un paātrināt mērogojamus lietojumus augstas klases jomās, piemēram, automobiļu klases mikroshēmās un mākslīgā intelekta serveru barošanas blokos.
XKH SiC substrāts 4H-N tipā
Publicēšanas laiks: 2025. gada 15. augusts