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全球首次完成 350 毫米碳化硅晶锭激光剥离,中国超大尺寸碳化硅切片实现新突破!

全球首次完成 350 毫米碳化硅晶锭激光剥离,中国超大尺寸碳化硅切片实现新突破!

不少朋友对碳化硅比较陌生,打个通俗比方,它就是大功率芯片的“地基”,硬度接近钻石,又硬又脆,想要把一整根晶锭切成完好的薄片,一直是全球很难啃的技术关卡。

这次突破来自国内,研发主体是武汉硅来半导体有限公司,核心科研团队源自华中科技大学。据中国光谷公众号消息,11月9日湖北省发改委官网、极目新闻(长江日报)同步转载报道。

在这之前,全球各大科研团队、设备厂商攻关的重点大多卡在 300 毫米也就是 12 英寸的碳化硅工艺验证,市面上主流在用的加工尺寸还集中在 6 英寸、8 英寸。这支团队依靠自研设备,整合多路激光光源,精准控制激光能量,实现全球首次350mm规格碳化硅晶锭激光剥离工艺突破,并且打通剥离、研磨、抛光、检测整套工序,稳定连续产出具备衬底形态的350毫米碳化硅薄片,实现多片连续稳定出片。

对比两种切割方式也好理解。传统金刚线切割好比用粗钢丝来回锯一块硬萝卜,这是行业公认的固有短板,公开数据显示传统工艺单片加工耗时可达1天、材料损耗率最高达50%,这是传统工艺长期存在的通病,并非本次新技术的专属对比数据。而激光剥离就像一把无形的光刀,不用接触晶体表面,加工速度提升明显,单篇加工缩短到分钟级别,还能有效减少切割带来的原料损耗。晶片尺寸做大优势很直观,一张更大的基板上面,可以一次性制作出更多芯片,如同一块大蛋糕,能够分出更多小块。

这里也要客观说明,当前 350 毫米规格属于工艺验证阶段取得的超前突破,已经实现连续稳定出片,但暂未公布该尺寸产品的量产时间表以及完整良率数据,距离大批量商业化供货,还需要经过多轮验证。该企业成熟规格的激光剥离设备已经实现大批量出货,全面覆盖6英寸、8英寸、12英寸碳化硅加工场景。

这项技术落地之后可以支撑很多场景的发展。新能源汽车功率芯片、储能电力器件、大型数据中心大功率元器件,还有相关光学基材,都离不开碳化硅衬底。这套超前的超大尺寸切片工艺,为高端半导体材料领域提供了全新的技术探索方向,为未来超大尺寸碳化硅产业化应用提前打通了技术路径。

当然这次突破不等于所有难题全部解决,只是在全球大尺寸碳化硅加工赛道上迈出关键一步,将全球碳化硅激光剥离的尺寸纪录刷新至350mm。

实拍图|无尘车间工作人员展示碳化硅样品,硅来半导体受访者供图,仅作科普引用。