ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ไม่เพียงแต่เป็นเทคโนโลยีที่สำคัญยิ่งสำหรับการป้องกันประเทศเท่านั้น แต่ยังเป็นวัสดุสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์และพลังงานทั่วโลกอีกด้วย การตัดแผ่นเวเฟอร์เป็นขั้นตอนสำคัญแรกในกระบวนการผลิตผลึกเดี่ยว SiC ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของการทำให้บางลงและการขัดเงาในขั้นตอนต่อไป วิธีการตัดแบบดั้งเดิมมักทำให้เกิดรอยแตกบนพื้นผิวและใต้พื้นผิว เพิ่มอัตราการแตกหักของเวเฟอร์และต้นทุนการผลิต ดังนั้น การควบคุมความเสียหายจากรอยแตกบนพื้นผิวจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาการผลิตอุปกรณ์ SiC ให้ก้าวหน้ายิ่งขึ้น
ปัจจุบัน การตัดแบ่งแท่งซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เผชิญกับความท้าทายหลักสองประการ:
- การเลื่อยแบบหลายลวดแบบดั้งเดิมทำให้สูญเสียวัสดุในปริมาณมาก:ความแข็งและความเปราะที่สูงมากของ SiC ทำให้มันมีแนวโน้มที่จะบิดเบี้ยวและแตกร้าวระหว่างการตัด การเจียร และการขัดเงา จากข้อมูลของ Infineon พบว่า การเลื่อยด้วยลวดเพชรยึดเรซินแบบหลายเส้นแบบดั้งเดิมนั้น สามารถใช้ประโยชน์จากวัสดุได้เพียง 50% ในการตัด โดยมีการสูญเสียวัสดุรวมต่อแผ่นเวเฟอร์สูงถึงประมาณ 250 ไมโครเมตรหลังจากการขัดเงา ทำให้เหลือวัสดุที่ใช้งานได้น้อยมาก
- ประสิทธิภาพต่ำและวงจรการผลิตยาวนาน:สถิติการผลิตระดับนานาชาติแสดงให้เห็นว่า การผลิตเวเฟอร์ 10,000 ชิ้นโดยใช้การเลื่อยด้วยลวดหลายเส้นแบบต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง ใช้เวลาประมาณ 273 วัน วิธีนี้ต้องใช้อุปกรณ์และวัสดุสิ้นเปลืองจำนวนมาก อีกทั้งยังก่อให้เกิดความหยาบของพื้นผิวและมลพิษสูง (ฝุ่นละออง น้ำเสีย)
เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ ทีมของศาสตราจารย์ซิวเซียงเฉียนแห่งมหาวิทยาลัยหนานจิงได้พัฒนาอุปกรณ์ตัดด้วยเลเซอร์ความแม่นยำสูงสำหรับ SiC โดยใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษเพื่อลดข้อบกพร่องและเพิ่มผลผลิต สำหรับแท่ง SiC ขนาด 20 มม. เทคโนโลยีนี้สามารถเพิ่มผลผลิตเวเฟอร์เป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับการเลื่อยด้วยลวดแบบดั้งเดิม นอกจากนี้ เวเฟอร์ที่ตัดด้วยเลเซอร์ยังมีความสม่ำเสมอทางเรขาคณิตที่เหนือกว่า ทำให้สามารถลดความหนาลงเหลือ 200 ไมโครเมตรต่อเวเฟอร์และเพิ่มผลผลิตได้มากขึ้นอีกด้วย
ข้อได้เปรียบที่สำคัญ:
- ได้ทำการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ต้นแบบขนาดใหญ่เสร็จสมบูรณ์แล้ว และได้รับการตรวจสอบแล้วว่าสามารถใช้สำหรับการตัดแผ่นเวเฟอร์ SiC กึ่งฉนวนขนาด 4–6 นิ้ว และแท่ง SiC นำไฟฟ้าขนาด 6 นิ้วได้
- การหั่นแท่งโลหะขนาด 8 นิ้วอยู่ระหว่างการตรวจสอบ
- ลดระยะเวลาในการหั่นลงอย่างมาก เพิ่มผลผลิตต่อปี และปรับปรุงผลผลิตต่อไร่ได้มากกว่า 50%
แผ่นรองพื้น SiC ชนิด 4H-N ของ XKH
ศักยภาพทางการตลาด:
อุปกรณ์นี้พร้อมที่จะเป็นโซลูชันหลักสำหรับการตัดแท่งซิลิคอนคาร์ไบด์ขนาด 8 นิ้ว ซึ่งปัจจุบันถูกครอบงำโดยสินค้านำเข้าจากญี่ปุ่นที่มีต้นทุนสูงและข้อจำกัดในการส่งออก ความต้องการภายในประเทศสำหรับอุปกรณ์ตัด/ลดความหนาด้วยเลเซอร์มีมากกว่า 1,000 เครื่อง แต่ยังไม่มีทางเลือกอื่นที่ผลิตในจีนที่ครบวงจร เทคโนโลยีของมหาวิทยาลัยหนานจิงมีมูลค่าทางการตลาดและศักยภาพทางเศรษฐกิจมหาศาล
ความเข้ากันได้กับวัสดุหลากหลายประเภท:
นอกเหนือจาก SiC แล้ว อุปกรณ์นี้ยังรองรับการประมวลผลด้วยเลเซอร์ของแกลเลียมไนไตรด์ (GaN) อะลูมิเนียมออกไซด์ (Al₂O₃) และเพชร ซึ่งเป็นการขยายขอบเขตการใช้งานในอุตสาหกรรมให้กว้างขึ้น
นวัตกรรมนี้ปฏิวัติกระบวนการผลิตเวเฟอร์ SiC โดยแก้ไขปัญหาคอขวดที่สำคัญในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ขณะเดียวกันก็สอดคล้องกับแนวโน้มทั่วโลกที่มุ่งสู่การใช้วัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงาน
บทสรุป
ในฐานะผู้นำในอุตสาหกรรมการผลิตแผ่นรองพื้นซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) XKH เชี่ยวชาญในการจัดหาแผ่นรองพื้น SiC ขนาดเต็ม 2-12 นิ้ว (รวมถึงชนิด 4H-N/SEMI, 4H/6H/3C) ที่ปรับให้เหมาะสมกับภาคส่วนที่มีการเติบโตสูง เช่น รถยนต์พลังงานใหม่ (NEVs) การจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ (PV) และการสื่อสาร 5G ด้วยการใช้เทคโนโลยีการตัดแผ่นเวเฟอร์ขนาดใหญ่ที่มีการสูญเสียต่ำและเทคโนโลยีการประมวลผลที่มีความแม่นยำสูง เราจึงประสบความสำเร็จในการผลิตแผ่นรองพื้นขนาด 8 นิ้วจำนวนมาก และความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการเติบโตของผลึก SiC นำไฟฟ้าขนาด 12 นิ้ว ซึ่งช่วยลดต้นทุนต่อหน่วยของชิปได้อย่างมาก ในอนาคต เราจะเดินหน้าปรับปรุงกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์ระดับแท่งโลหะและการควบคุมความเครียดอัจฉริยะอย่างต่อเนื่อง เพื่อเพิ่มผลผลิตของแผ่นรองพื้นขนาด 12 นิ้วให้ทัดเทียมกับระดับการแข่งขันในระดับโลก ซึ่งจะช่วยเสริมศักยภาพอุตสาหกรรม SiC ในประเทศให้สามารถทำลายการผูกขาดในระดับสากล และเร่งการใช้งานในแอปพลิเคชันระดับสูง เช่น ชิปสำหรับยานยนต์และแหล่งจ่ายไฟสำหรับเซิร์ฟเวอร์ AI
แผ่นรองพื้น SiC ชนิด 4H-N ของ XKH
วันที่เผยแพร่: 15 สิงหาคม 2568