Кремний карбиді (SiC) тек ұлттық қорғаныс үшін маңызды технология ғана емес, сонымен қатар жаһандық автомобиль және энергетика салалары үшін де маңызды материал болып табылады. SiC монокристаллды өңдеудегі алғашқы маңызды қадам ретінде пластинаны кесу кейінгі жұқару мен жылтырату сапасын тікелей анықтайды. Дәстүрлі кесу әдістері көбінесе беткі және жер асты жарықшақтарын тудырады, бұл пластинаның сыну жылдамдығын және өндіріс шығындарын арттырады. Сондықтан, SiC құрылғыларын өндіруді дамыту үшін беткі жарықшақтардың зақымдануын бақылау өте маңызды.
Қазіргі уақытта SiC құймаларын кесу екі негізгі қиындыққа тап болады:
- Дәстүрлі көп сымдық аралау кезінде материалдың жоғары шығыны:SiC-тің өте қаттылығы мен сынғыштығы оны кесу, тегістеу және жылтырату кезінде майысуға және жарылуға бейім етеді. Infineon деректеріне сәйкес, дәстүрлі поршеньді гауһар-шайырмен байланысқан көп сымды аралау кесу кезінде материалды тек 50% пайдалануға қол жеткізеді, жылтыратудан кейін бір пластинаның жалпы шығыны ~250 мкм-ге жетеді, бұл пайдалануға жарамды материалды минималды етеді.
- Төмен тиімділік және ұзақ өндірістік циклдар:Халықаралық өндіріс статистикасы тәулік бойы үздіксіз көп сымды аралауды қолдана отырып, 10 000 пластина өндіру шамамен 273 күнді алатынын көрсетеді. Бұл әдіс беткі кедір-бұдырлық пен ластануды (шаң, ағынды сулар) тудыра отырып, кең ауқымды жабдықтар мен шығын материалдарын қажет етеді.
Осы мәселелерді шешу үшін Нанкин университетіндегі профессор Сю Сянцянның командасы ақауларды азайту және өнімділікті арттыру үшін аса жылдам лазерлік технологияны пайдалана отырып, SiC үшін жоғары дәлдіктегі лазерлік кесу жабдығын жасап шығарды. 20 мм SiC құймасы үшін бұл технология дәстүрлі сыммен кесумен салыстырғанда пластина өнімділігін екі есеге арттырады. Сонымен қатар, лазермен кесілген пластиналар жоғары геометриялық біркелкілікті көрсетеді, бұл пластинаның қалыңдығын 200 мкм-ге дейін азайтуға және өнімділікті одан әрі арттыруға мүмкіндік береді.
Негізгі артықшылықтары:
- 4-6 дюймдік жартылай оқшаулағыш SiC пластиналарын және 6 дюймдік өткізгіш SiC құймаларын кесуге жарамды ірі көлемді прототиптік жабдық бойынша ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар аяқталды.
- 8 дюймдік құйма кесіндісі тексерілуде.
- Кесу уақыты айтарлықтай қысқарады, жылдық өнімділік жоғарылайды және өнімділік 50%-дан астам жақсарады.
XKH-тің 4H-N типті SiC субстраты
Нарық әлеуеті:
Бұл жабдық қазіргі уақытта жоғары шығындар мен экспорттық шектеулермен жапон импорты басым болып табылатын 8 дюймдік SiC құймасын кесудің негізгі шешіміне айналуға дайын. Лазерлік кесу/жұқарту жабдықтарына ішкі сұраныс 1000 бірліктен асады, бірақ Қытайда жасалған жетілген балама жоқ. Нанкин университетінің технологиясы үлкен нарықтық құндылыққа және экономикалық әлеуетке ие.
Көп материалды үйлесімділік:
SiC-тен басқа, жабдық галлий нитридін (GaN), алюминий оксидін (Al₂O₃) және алмасты лазерлік өңдеуді қолдайды, бұл оның өнеркәсіптік қолданылуын кеңейтеді.
SiC пластиналарын өңдеуде төңкеріс жасау арқылы бұл инновация жартылай өткізгіштер өндірісіндегі маңызды кедергілерді шешеді, сонымен қатар жоғары өнімді, энергия үнемдейтін материалдарға бағытталған жаһандық үрдістерге сәйкес келеді.
Қорытынды
Кремний карбиді (SiC) субстраттарын өндіру саласындағы салалық көшбасшы ретінде, XKH жаңа энергия көліктері (NEV), фотоэлектрлік (PV) энергия сақтау және 5G байланысы сияқты жоғары өсуші секторларға бейімделген 2-12 дюймдік толық өлшемді SiC субстраттарын (4H-N/SEMI типті, 4H/6H/3C типті қоса алғанда) жеткізуге маманданған. Ірі өлшемді пластиналарды төмен шығынды кесу технологиясын және жоғары дәлдіктегі өңдеу технологиясын пайдалана отырып, біз 8 дюймдік субстраттарды жаппай өндіруге және 12 дюймдік өткізгіш SiC кристалдарын өсіру технологиясында жетістіктерге қол жеткіздік, бұл бірлік чип шығындарын айтарлықтай азайтты. Алдағы уақытта біз құйма деңгейіндегі лазерлік кесуді және ақылды кернеуді бақылау процестерін оңтайландыруды жалғастырамыз, бұл 12 дюймдік субстрат өнімділігін жаһандық бәсекеге қабілетті деңгейге дейін көтеруге мүмкіндік береді, бұл отандық SiC индустриясына халықаралық монополияларды бұзуға және автомобиль деңгейіндегі чиптер мен жасанды интеллект серверінің қуат көздері сияқты жоғары деңгейлі салаларда масштабталатын қолданбаларды жеделдетуге мүмкіндік береді.
XKH-тің 4H-N типті SiC субстраты
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 15 тамыз