Το καρβίδιο του πυριτίου (SiC) δεν είναι μόνο μια κρίσιμη τεχνολογία για την εθνική άμυνα, αλλά και ένα καίριο υλικό για τις παγκόσμιες αυτοκινητοβιομηχανίες και τις ενεργειακές βιομηχανίες. Ως το πρώτο κρίσιμο βήμα στην επεξεργασία μονοκρυστάλλων SiC, η κοπή πλακιδίων καθορίζει άμεσα την ποιότητα της επακόλουθης αραίωσης και στίλβωσης. Οι παραδοσιακές μέθοδοι κοπής συχνά προκαλούν επιφανειακές και υποεπιφανειακές ρωγμές, αυξάνοντας τα ποσοστά θραύσης των πλακιδίων και το κόστος κατασκευής. Επομένως, ο έλεγχος της ζημιάς από τις επιφανειακές ρωγμές είναι ζωτικής σημασίας για την προώθηση της κατασκευής συσκευών SiC.
Επί του παρόντος, η κοπή πλινθωμάτων SiC αντιμετωπίζει δύο σημαντικές προκλήσεις:
- Υψηλή απώλεια υλικού στην παραδοσιακή κοπή με πολλαπλά σύρματα:Η εξαιρετική σκληρότητα και η ευθραυστότητα του SiC το καθιστούν επιρρεπές σε στρέβλωση και ρωγμές κατά την κοπή, την λείανση και τη στίλβωση. Σύμφωνα με τα δεδομένα της Infineon, η παραδοσιακή παλινδρομική κοπή πολλαπλών συρμάτων με ρητίνη διαμαντιού επιτυγχάνει μόνο 50% αξιοποίηση υλικού κατά την κοπή, με τη συνολική απώλεια μονού πλακιδίου να φτάνει τα ~250 μm μετά τη στίλβωση, αφήνοντας ελάχιστο χρησιμοποιήσιμο υλικό.
- Χαμηλή απόδοση και μεγάλοι κύκλοι παραγωγής:Τα διεθνή στατιστικά στοιχεία παραγωγής δείχνουν ότι η παραγωγή 10.000 πλακιδίων με χρήση 24ωρης συνεχούς κοπής πολλαπλών συρμάτων διαρκεί ~273 ημέρες. Αυτή η μέθοδος απαιτεί εκτεταμένο εξοπλισμό και αναλώσιμα, ενώ παράλληλα δημιουργεί υψηλή τραχύτητα επιφάνειας και ρύπανση (σκόνη, λύματα).
Για την αντιμετώπιση αυτών των ζητημάτων, η ομάδα του καθηγητή Xiu Xiangqian στο Πανεπιστήμιο Nanjing ανέπτυξε εξοπλισμό κοπής με λέιζερ υψηλής ακρίβειας για SiC, αξιοποιώντας την εξαιρετικά γρήγορη τεχνολογία λέιζερ για την ελαχιστοποίηση των ελαττωμάτων και την αύξηση της παραγωγικότητας. Για ένα πλινθώμα SiC 20 mm, αυτή η τεχνολογία διπλασιάζει την απόδοση σε πλακίδια σε σύγκριση με την παραδοσιακή κοπή με σύρμα. Επιπλέον, τα πλακίδια που κόβονται με λέιζερ παρουσιάζουν ανώτερη γεωμετρική ομοιομορφία, επιτρέποντας τη μείωση του πάχους στα 200 μm ανά πλακίδιο και την περαιτέρω αύξηση της απόδοσης.
Βασικά πλεονεκτήματα:
- Ολοκληρώθηκε η Έρευνα και Ανάπτυξη σε πρωτότυπο εξοπλισμό μεγάλης κλίμακας, επικυρωμένο για κοπή ημιμονωτικών πλακιδίων SiC 4–6 ιντσών και αγώγιμων ράβδων SiC 6 ιντσών.
- Η κοπή πλινθώματος 8 ιντσών βρίσκεται υπό επαλήθευση.
- Σημαντικά μικρότερος χρόνος τεμαχισμού, υψηλότερη ετήσια παραγωγή και βελτίωση της απόδοσης κατά >50%.
Υπόστρωμα SiC τύπου 4H-N της XKH
Δυναμικό Αγοράς:
Αυτός ο εξοπλισμός είναι έτοιμος να γίνει η βασική λύση για την κοπή πλινθωμάτων SiC 8 ιντσών, η οποία επί του παρόντος κυριαρχείται από ιαπωνικές εισαγωγές με υψηλό κόστος και περιορισμούς στις εξαγωγές. Η εγχώρια ζήτηση για εξοπλισμό κοπής/αραίωσης με λέιζερ υπερβαίνει τις 1.000 μονάδες, ωστόσο δεν υπάρχουν ώριμες εναλλακτικές λύσεις κινεζικής κατασκευής. Η τεχνολογία του Πανεπιστημίου Nanjing έχει τεράστια αγοραία αξία και οικονομικό δυναμικό.
Συμβατότητα με Πολλαπλά Υλικά:
Πέρα από το SiC, ο εξοπλισμός υποστηρίζει την επεξεργασία με λέιζερ νιτριδίου του γαλλίου (GaN), οξειδίου του αργιλίου (Al₂O₃) και διαμαντιού, διευρύνοντας τις βιομηχανικές του εφαρμογές.
Φέρνοντας επανάσταση στην επεξεργασία πλακιδίων SiC, αυτή η καινοτομία αντιμετωπίζει κρίσιμα σημεία συμφόρησης στην κατασκευή ημιαγωγών, ευθυγραμμιζόμενη παράλληλα με τις παγκόσμιες τάσεις προς υλικά υψηλής απόδοσης και ενεργειακής απόδοσης.
Συμπέρασμα
Ως ηγέτης του κλάδου στην κατασκευή υποστρωμάτων καρβιδίου του πυριτίου (SiC), η XKH ειδικεύεται στην παροχή υποστρωμάτων SiC πλήρους μεγέθους 2-12 ιντσών (συμπεριλαμβανομένων τύπου 4H-N/SEMI, τύπου 4H/6H/3C) προσαρμοσμένων σε τομείς υψηλής ανάπτυξης, όπως τα νέα ενεργειακά οχήματα (NEV), η αποθήκευση ενέργειας από φωτοβολταϊκά (PV) και οι επικοινωνίες 5G. Αξιοποιώντας την τεχνολογία κοπής χαμηλών απωλειών σε πλακίδια μεγάλης διάστασης και την τεχνολογία επεξεργασίας υψηλής ακρίβειας, έχουμε επιτύχει μαζική παραγωγή υποστρωμάτων 8 ιντσών και σημαντικές ανακαλύψεις στην τεχνολογία ανάπτυξης αγώγιμων κρυστάλλων SiC 12 ιντσών, μειώνοντας σημαντικά το κόστος ανά μονάδα τσιπ. Στο μέλλον, θα συνεχίσουμε να βελτιστοποιούμε την κοπή με λέιζερ σε επίπεδο πλινθώματος και τις έξυπνες διαδικασίες ελέγχου τάσης για να αυξήσουμε την απόδοση υποστρώματος 12 ιντσών σε παγκοσμίως ανταγωνιστικά επίπεδα, δίνοντας τη δυνατότητα στην εγχώρια βιομηχανία SiC να σπάσει τα διεθνή μονοπώλια και να επιταχύνει τις κλιμακούμενες εφαρμογές σε τομείς υψηλής τεχνολογίας, όπως τα τσιπ αυτοκινητοβιομηχανίας και τα τροφοδοτικά διακομιστών τεχνητής νοημοσύνης.
Υπόστρωμα SiC τύπου 4H-N της XKH
Ώρα δημοσίευσης: 15 Αυγούστου 2025