Siliciumcarbide (SiC) is niet alleen een cruciale technologie voor de nationale defensie, maar ook een essentieel materiaal voor de wereldwijde auto- en energie-industrie. Het snijden van de wafer, de eerste cruciale stap in de verwerking van SiC-eenkristallen, bepaalt direct de kwaliteit van het daaropvolgende dunner maken en polijsten. Traditionele snijmethoden introduceren vaak scheuren aan het oppervlak en onder het oppervlak, wat leidt tot een hogere breukfrequentie van de wafer en hogere productiekosten. Het beheersen van schade door scheuren aan het oppervlak is daarom van vitaal belang voor de verdere ontwikkeling van de SiC-componentenproductie.
Momenteel staat het snijden van SiC-ingots voor twee grote uitdagingen:
- Hoog materiaalverlies bij traditioneel zagen met meerdere draden:De extreme hardheid en broosheid van SiC maken het materiaal gevoelig voor kromtrekken en scheuren tijdens het snijden, slijpen en polijsten. Volgens gegevens van Infineon wordt bij traditioneel heen-en-weer bewegend diamant-harsgebonden meeraderig zagen slechts 50% van het materiaal benut, met een totaal verlies van ongeveer 250 μm per wafer na het polijsten, waardoor er minimaal bruikbaar materiaal overblijft.
- Lage efficiëntie en lange productiecycli:Internationale productiestatistieken tonen aan dat de productie van 10.000 wafers met behulp van 24-uurs continu zagen met meerdere draden ongeveer 273 dagen duurt. Deze methode vereist uitgebreide apparatuur en verbruiksmaterialen en genereert een hoge oppervlakteruwheid en vervuiling (stof, afvalwater).
Om deze problemen aan te pakken, heeft het team van professor Xiu Xiangqian aan de Universiteit van Nanjing zeer nauwkeurige lasersnijapparatuur voor SiC ontwikkeld. Deze apparatuur maakt gebruik van ultrasnelle lasertechnologie om defecten te minimaliseren en de productiviteit te verhogen. Voor een SiC-blok van 20 mm verdubbelt deze technologie de waferopbrengst in vergelijking met traditioneel draadzagen. Bovendien vertonen de lasergesneden wafers een superieure geometrische uniformiteit, waardoor de dikte kan worden teruggebracht tot 200 μm per wafer en de output verder kan worden verhoogd.
Belangrijkste voordelen:
- Het onderzoek en de ontwikkeling van grootschalige prototype-apparatuur zijn afgerond en gevalideerd voor het snijden van 4-6-inch semi-isolerende SiC-wafers en 6-inch geleidende SiC-blokken.
- Het snijden van 8-inch staven wordt momenteel gecontroleerd.
- Aanzienlijk kortere snijtijd, hogere jaarlijkse productie en een opbrengstverbetering van meer dan 50%.
XKH's SiC-substraat van het type 4H-N
Marktpotentieel:
Deze apparatuur staat op het punt de kernoplossing te worden voor het snijden van 8-inch SiC-blokken, een markt die momenteel gedomineerd wordt door Japanse import met hoge kosten en exportbeperkingen. De binnenlandse vraag naar lasersnij- en verdunningsapparatuur bedraagt meer dan 1.000 eenheden, maar er zijn geen volwaardige alternatieven van Chinese makelij beschikbaar. De technologie van de Universiteit van Nanjing heeft een enorme marktwaarde en economisch potentieel.
Compatibiliteit met meerdere materialen:
Naast SiC ondersteunt de apparatuur ook laserbewerking van galliumnitride (GaN), aluminiumoxide (Al₂O₃) en diamant, waardoor de industriële toepassingen ervan worden uitgebreid.
Door de verwerking van SiC-wafers radicaal te veranderen, pakt deze innovatie cruciale knelpunten in de halfgeleiderproductie aan en sluit tegelijkertijd aan bij wereldwijde trends richting hoogwaardige, energiezuinige materialen.
Conclusie
Als marktleider in de productie van siliciumcarbide (SiC)-substraten is XKH gespecialiseerd in het leveren van SiC-substraten van 2 tot 12 inch (inclusief 4H-N/SEMI-type, 4H/6H/3C-type) die zijn afgestemd op snelgroeiende sectoren zoals elektrische voertuigen (NEV's), fotovoltaïsche (PV) energieopslag en 5G-communicatie. Door gebruik te maken van grootschalige wafer-slicingtechnologie met lage verliezen en uiterst nauwkeurige verwerkingstechnologie, hebben we massaproductie van 8-inch substraten bereikt en doorbraken gerealiseerd in de technologie voor de groei van geleidende SiC-kristallen op 12-inch substraten, waardoor de kosten per chip aanzienlijk zijn verlaagd. In de toekomst zullen we de lasersnijprocessen op ingotniveau en de intelligente spanningsregeling blijven optimaliseren om de opbrengst van 12-inch substraten naar een wereldwijd concurrerend niveau te tillen. Dit stelt de binnenlandse SiC-industrie in staat internationale monopolies te doorbreken en schaalbare toepassingen te versnellen in hoogwaardige domeinen zoals chips voor de automobielindustrie en voedingen voor AI-servers.
XKH's SiC-substraat van het type 4H-N
Geplaatst op: 15 augustus 2025