Silicio karbidas (SiC) yra ne tik itin svarbi nacionalinės gynybos technologija, bet ir pagrindinė medžiaga pasaulinei automobilių ir energetikos pramonei. Plokštelių pjaustymas, kuris yra pirmasis itin svarbus SiC monokristalo apdorojimo žingsnis, tiesiogiai lemia vėlesnio retinimo ir poliravimo kokybę. Tradiciniai pjaustymo metodai dažnai sukelia paviršinius ir popaviršinius įtrūkimus, todėl padidėja plokštelių lūžių tikimybė ir gamybos sąnaudos. Todėl paviršinių įtrūkimų pažeidimų kontrolė yra gyvybiškai svarbi siekiant tobulinti SiC įtaisų gamybą.
Šiuo metu SiC luitų pjaustymas susiduria su dviem pagrindiniais iššūkiais:
- Dideli medžiagų nuostoliai naudojant tradicinį daugiavielinį pjovimą:Dėl didelio SiC kietumo ir trapumo jis linkęs deformuotis ir įtrūkti pjovimo, šlifavimo ir poliravimo metu. Remiantis „Infineon“ duomenimis, tradicinis slankiojantis deimantais ir derva surištas daugiavielinis pjovimas pjovimo metu pasiekia tik 50 % medžiagos panaudojimo, o bendri vienos plokštelės nuostoliai po poliravimo siekia ~250 μm, todėl lieka minimalus naudotinos medžiagos kiekis.
- Mažas efektyvumas ir ilgi gamybos ciklai:Tarptautinė gamybos statistika rodo, kad 10 000 plokštelių gamyba naudojant 24 valandų nepertraukiamą daugiavielį pjovimą trunka ~273 dienas. Šiam metodui reikia daug įrangos ir eksploatacinių medžiagų, be to, susidaro didelis paviršiaus šiurkštumas ir tarša (dulkės, nuotekos).
Siekdama išspręsti šias problemas, Nandzingo universiteto profesoriaus Xiu Xiangqiano komanda sukūrė didelio tikslumo lazerinio SiC pjaustymo įrangą, pasitelkdama itin greitą lazerio technologiją, kad sumažintų defektus ir padidintų našumą. 20 mm SiC luitui ši technologija padvigubina plokštelių išeigą, palyginti su tradiciniu vieliniu pjovimu. Be to, lazeriu pjaustytos plokštelės pasižymi puikiu geometriniu vienodumu, todėl storis sumažėja iki 200 μm vienai plokštelei ir dar labiau padidėja našumas.
Pagrindiniai privalumai:
- Užbaigti didelio masto prototipinės įrangos, patvirtintos pjaustyti 4–6 colių pusiau izoliuojančias SiC plokšteles ir 6 colių laidžius SiC luitus, tyrimai ir plėtra.
- 8 colių luitų pjaustymas yra tikrinamas.
- Žymiai trumpesnis pjaustymo laikas, didesnė metinė produkcija ir >50 % didesnė išeiga.
XKH 4H-N tipo SiC substratas
Rinkos potencialas:
Ši įranga turėtų tapti pagrindiniu 8 colių SiC luitų pjaustymo sprendimu, kuriame šiuo metu dominuoja Japonijos importas su didelėmis kainomis ir eksporto apribojimais. Lazerinio pjaustymo / retinimo įrangos paklausa šalies viduje viršija 1000 vienetų, tačiau nėra jokių brandžių Kinijoje pagamintų alternatyvų. Nandzingo universiteto technologijos turi didžiulę rinkos vertę ir ekonominį potencialą.
Suderinamumas su įvairiomis medžiagomis:
Be SiC, įranga palaiko galio nitrido (GaN), aliuminio oksido (Al₂O₃) ir deimantų lazerinį apdorojimą, taip išplėsdama jos pramoninį pritaikymą.
Revoliucingai pakeisdama SiC plokštelių apdirbimą, ši inovacija sprendžia kritines puslaidininkių gamybos kliūtis ir kartu atitinka pasaulines tendencijas, susijusias su didelio našumo, energiją taupančiomis medžiagomis.
Išvada
„XKH“, kaip silicio karbido (SiC) substratų gamybos lyderė, specializuojasi 2–12 colių viso dydžio SiC substratų (įskaitant 4H-N/SEMI tipo, 4H/6H/3C tipo) gamyboje, pritaikytų sparčiai augantiems sektoriams, tokiems kaip naujos energijos transporto priemonės (NEV), fotovoltinės (PV) energijos kaupimas ir 5G ryšys. Pasitelkdami didelių matmenų plokštelių mažų nuostolių pjaustymo technologiją ir didelio tikslumo apdorojimo technologiją, pasiekėme 8 colių substratų masinę gamybą ir padarėme proveržį 12 colių laidžiojo SiC kristalų auginimo technologijoje, žymiai sumažindami lustų vieneto sąnaudas. Ateityje ir toliau optimizuosime luitų lygio lazerinį pjaustymą ir išmaniuosius įtempių valdymo procesus, kad padidintume 12 colių substratų išeigą iki pasauliniu mastu konkurencingo lygio, suteikdami vietinei SiC pramonei galimybę laužyti tarptautines monopolijas ir paspartinti keičiamo mastelio taikymus aukštos klasės srityse, tokiose kaip automobilių lustai ir dirbtinio intelekto serverių maitinimo šaltiniai.
XKH 4H-N tipo SiC substratas
Įrašo laikas: 2025 m. rugpjūčio 15 d.