ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ไม่เพียงแต่เป็นเทคโนโลยีสำคัญสำหรับการป้องกันประเทศเท่านั้น แต่ยังเป็นวัสดุสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์และพลังงานทั่วโลกอีกด้วย การตัดแผ่นเวเฟอร์ถือเป็นขั้นตอนสำคัญแรกในกระบวนการแปรรูปผลึกเดี่ยว SiC โดยจะกำหนดคุณภาพของการทำให้บางและการขัดเงาในภายหลังโดยตรง วิธีการตัดแบบดั้งเดิมมักทำให้เกิดรอยแตกร้าวทั้งบนพื้นผิวและใต้พื้นผิว ซึ่งทำให้อัตราการแตกของแผ่นเวเฟอร์และต้นทุนการผลิตสูงขึ้น ดังนั้น การควบคุมความเสียหายจากรอยแตกร้าวบนพื้นผิวจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาการผลิตอุปกรณ์ SiC
ปัจจุบัน การตัดแท่ง SiC เผชิญกับความท้าทายหลักสองประการ:
- การสูญเสียวัสดุสูงในการเลื่อยลวดหลายเส้นแบบดั้งเดิม:ความแข็งและความเปราะบางของ SiC สูงมาก ทำให้มีแนวโน้มที่จะโก่งงอและแตกร้าวในระหว่างการตัด เจียร และขัดเงา ข้อมูลจาก Infineon ระบุว่า การเลื่อยแบบหลายลวดที่ยึดด้วยเพชรและเรซินแบบลูกสูบแบบดั้งเดิมนั้นสามารถใช้ประโยชน์จากวัสดุได้เพียง 50% ในการตัด โดยมีการสูญเสียวัสดุทั้งหมดบนแผ่นเวเฟอร์เดียวประมาณ 250 ไมโครเมตรหลังจากการขัดเงา ทำให้เหลือวัสดุที่ใช้งานได้น้อยที่สุด
- ประสิทธิภาพต่ำและรอบการผลิตยาวนาน:สถิติการผลิตระหว่างประเทศแสดงให้เห็นว่าการผลิตแผ่นเวเฟอร์ 10,000 แผ่นโดยใช้การเลื่อยลวดหลายเส้นต่อเนื่อง 24 ชั่วโมง ใช้เวลาประมาณ 273 วัน วิธีนี้ต้องใช้อุปกรณ์และวัสดุสิ้นเปลืองจำนวนมาก ขณะเดียวกันก็ทำให้เกิดความหยาบผิวสูงและมลภาวะ (ฝุ่น น้ำเสีย)
เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ ทีมงานของศาสตราจารย์ซิว เซียงเฉียน แห่งมหาวิทยาลัยหนานจิง ได้พัฒนาอุปกรณ์ตัดด้วยเลเซอร์ความแม่นยำสูงสำหรับ SiC โดยใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษเพื่อลดข้อบกพร่องและเพิ่มผลผลิต สำหรับแท่ง SiC ขนาด 20 มม. เทคโนโลยีนี้ช่วยเพิ่มผลผลิตเวเฟอร์เป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับการเลื่อยลวดแบบดั้งเดิม นอกจากนี้ เวเฟอร์ที่ตัดด้วยเลเซอร์ยังมีความสม่ำเสมอทางเรขาคณิตที่เหนือกว่า ช่วยลดความหนาลงเหลือ 200 ไมโครเมตรต่อเวเฟอร์ และเพิ่มผลผลิตได้มากขึ้น
ข้อได้เปรียบหลัก:
- เสร็จสิ้นการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ต้นแบบขนาดใหญ่ ซึ่งได้รับการตรวจรับรองสำหรับการตัดเวเฟอร์ SiC กึ่งฉนวนขนาด 4–6 นิ้ว และแท่ง SiC ตัวนำขนาด 6 นิ้ว
- การตัดแท่งโลหะขนาด 8 นิ้วอยู่ระหว่างการตรวจสอบ
- เวลาในการหั่นสั้นลงอย่างมีนัยสำคัญ ผลผลิตต่อปีที่สูงขึ้น และผลผลิตเพิ่มขึ้นมากกว่า 50%
ซับสเตรต SiC ของ XKH ชนิด 4H-N
ศักยภาพทางการตลาด:
อุปกรณ์นี้พร้อมที่จะเป็นโซลูชันหลักสำหรับการหั่นแท่งโลหะ SiC ขนาด 8 นิ้ว ซึ่งปัจจุบันมีการนำเข้าจากญี่ปุ่นเป็นหลัก ซึ่งมีต้นทุนสูงและข้อจำกัดด้านการส่งออก ความต้องการอุปกรณ์ตัด/ทำให้บางด้วยเลเซอร์ภายในประเทศมีมากกว่า 1,000 เครื่อง แต่ยังไม่มีทางเลือกอื่นที่ผลิตในจีน เทคโนโลยีของมหาวิทยาลัยนานกิงมีมูลค่าทางการตลาดและศักยภาพทางเศรษฐกิจมหาศาล
ความเข้ากันได้ของวัสดุหลายประเภท:
นอกเหนือจาก SiC แล้ว อุปกรณ์นี้ยังรองรับการประมวลผลด้วยเลเซอร์ของแกเลียมไนไตรด์ (GaN), อะลูมิเนียมออกไซด์ (Al₂O₃) และเพชร ช่วยขยายขอบเขตการใช้งานในอุตสาหกรรม
นวัตกรรมนี้ปฏิวัติการประมวลผลเวเฟอร์ SiC โดยช่วยแก้ไขปัญหาคอขวดที่สำคัญในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ขณะเดียวกันก็สอดคล้องกับแนวโน้มระดับโลกที่มุ่งสู่การใช้วัสดุประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงาน
บทสรุป
ในฐานะผู้นำอุตสาหกรรมด้านการผลิตแผ่นรองรับซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) XKH มีความเชี่ยวชาญในการจัดหาแผ่นรองรับ SiC ขนาดเต็ม 2-12 นิ้ว (รวมถึงประเภท 4H-N/SEMI, ประเภท 4H/6H/3C) ที่ออกแบบมาสำหรับภาคส่วนที่มีการเติบโตสูง เช่น รถยนต์พลังงานใหม่ (NEV) ระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV) และการสื่อสาร 5G ด้วยการใช้เทคโนโลยีการตัดแผ่นเวเฟอร์ขนาดใหญ่ที่มีการสูญเสียต่ำและเทคโนโลยีการประมวลผลที่มีความแม่นยำสูง เราจึงสามารถผลิตแผ่นรองรับขนาด 8 นิ้วได้เป็นจำนวนมาก และยังมีความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการเจริญเติบโตของผลึก SiC นำไฟฟ้าขนาด 12 นิ้ว ซึ่งช่วยลดต้นทุนชิปต่อหน่วยได้อย่างมาก ก้าวไปข้างหน้า เราจะยังคงปรับปรุงกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์ระดับแท่งโลหะและกระบวนการควบคุมความเค้นอัจฉริยะต่อไป เพื่อยกระดับผลผลิตของพื้นผิว 12 นิ้วให้ถึงระดับที่สามารถแข่งขันได้ในระดับโลก ส่งเสริมให้อุตสาหกรรม SiC ในประเทศทำลายการผูกขาดในระดับนานาชาติ และเร่งการใช้งานที่ปรับขนาดได้ในโดเมนระดับไฮเอนด์ เช่น ชิประดับยานยนต์และแหล่งจ่ายไฟเซิร์ฟเวอร์ AI
ซับสเตรต SiC ของ XKH ชนิด 4H-N
เวลาโพสต์: 15 ส.ค. 2568