Silicijev karbid (SiC) nije samo ključna tehnologija za nacionalnu obranu, već i ključni materijal za globalnu automobilsku i energetsku industriju. Kao prvi ključni korak u obradi monokristala SiC-a, rezanje pločice izravno određuje kvalitetu naknadnog stanjivanja i poliranja. Tradicionalne metode rezanja često uzrokuju površinske i podpovršinske pukotine, povećavajući stopu loma pločice i troškove proizvodnje. Stoga je kontrola oštećenja površinskih pukotina ključna za napredak u proizvodnji SiC uređaja.
Trenutno se rezanje SiC ingota suočava s dva glavna izazova:
- Veliki gubitak materijala kod tradicionalnog višežičnog piljenja:Izuzetna tvrdoća i krhkost SiC-a čine ga sklonim savijanju i pucanju tijekom rezanja, brušenja i poliranja. Prema podacima tvrtke Infineon, tradicionalno recipročno višežično piljenje vezano dijamantnom smolom postiže samo 50% iskorištenja materijala pri rezanju, s ukupnim gubitkom na pojedinačnoj pločici koji doseže ~250 μm nakon poliranja, ostavljajući minimalno iskoristivog materijala.
- Niska učinkovitost i dugi proizvodni ciklusi:Međunarodne statistike proizvodnje pokazuju da proizvodnja 10 000 pločica korištenjem 24-satnog kontinuiranog višežičnog piljenja traje ~273 dana. Ova metoda zahtijeva opsežnu opremu i potrošni materijal, a istovremeno stvara visoku hrapavost površine i zagađenje (prašina, otpadne vode).
Kako bi se riješili ovi problemi, tim profesora Xiu Xiangqiana sa Sveučilišta u Nanjingu razvio je visokopreciznu opremu za lasersko rezanje SiC-a, koristeći ultrabrzu lasersku tehnologiju za minimiziranje nedostataka i povećanje produktivnosti. Za SiC ingot od 20 mm, ova tehnologija udvostručuje prinos pločice u usporedbi s tradicionalnim rezanjem žicom. Osim toga, laserski rezane pločice pokazuju vrhunsku geometrijsku ujednačenost, omogućujući smanjenje debljine na 200 μm po pločici i daljnje povećanje proizvodnje.
Ključne prednosti:
- Završeno istraživanje i razvoj prototipne opreme velikih razmjera, validirane za rezanje poluizolacijskih SiC pločica od 4 do 6 inča i vodljivih SiC ingota od 6 inča.
- Rezanje ingota od 8 inča je u fazi provjere.
- Značajno kraće vrijeme rezanja, veći godišnji prinos i poboljšanje prinosa za >50%.
XKH-ov SiC supstrat tipa 4H-N
Tržišni potencijal:
Ova oprema spremna je postati ključno rješenje za rezanje 8-inčnih SiC ingota, u kojem trenutno dominira japanski uvoz s visokim troškovima i ograničenjima izvoza. Domaća potražnja za opremom za lasersko rezanje/stanjivanje prelazi 1000 jedinica, no ne postoje zrele kineske alternative. Tehnologija Sveučilišta u Nanjingu ima ogromnu tržišnu vrijednost i ekonomski potencijal.
Kompatibilnost s više materijala:
Osim SiC-a, oprema podržava lasersku obradu galijevog nitrida (GaN), aluminijevog oksida (Al₂O₃) i dijamanta, proširujući njezinu industrijsku primjenu.
Revolucioniranjem obrade SiC pločica, ova inovacija rješava kritična uska grla u proizvodnji poluvodiča, a istovremeno se usklađuje s globalnim trendovima prema visokoučinkovitim, energetski učinkovitim materijalima.
Zaključak
Kao lider u industriji proizvodnje silicij-karbidnih (SiC) supstrata, XKH se specijalizirao za isporuku SiC supstrata pune veličine od 2 do 12 inča (uključujući 4H-N/SEMI-tip, 4H/6H/3C-tip) prilagođenih sektorima s visokim rastom kao što su vozila s novim izvorima energije (NEV), fotonaponsko (PV) skladištenje energije i 5G komunikacije. Koristeći tehnologiju rezanja pločica velikih dimenzija s niskim gubicima i tehnologiju visokoprecizne obrade, postigli smo masovnu proizvodnju 8-inčnih supstrata i napredak u tehnologiji rasta 12-inčnih vodljivih SiC kristala, značajno smanjujući troškove po jedinici čipa. U budućnosti ćemo nastaviti optimizirati lasersko rezanje na razini ingota i inteligentne procese kontrole naprezanja kako bismo podigli prinos 12-inčnih supstrata na globalno konkurentnu razinu, osnažujući domaću SiC industriju da razbije međunarodne monopole i ubrza skalabilne primjene u vrhunskim domenama poput automobilskih čipova i napajanja za AI servere.
XKH-ov SiC supstrat tipa 4H-N
Vrijeme objave: 15. kolovoza 2025.