1. 痛點(diǎn)問題

SiC不僅是關(guān)系國(guó)防安全的的重要技術(shù)，同時(shí)也是關(guān)于全球汽車產(chǎn)業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)非常注重的關(guān)鍵技術(shù)。將生長(zhǎng)出的晶體切成片狀作為碳化硅單晶加工過程的第一道工序，切片的性能決定了后續(xù)薄化、拋光的加工水平。切片加工易在晶片表面和亞表面產(chǎn)生裂紋，增加晶片的破片率和制造成本，因此控制晶片表層裂紋損傷，對(duì)推動(dòng)碳化硅器件制造技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。目前，碳化硅晶錠切片主要面臨兩個(gè)痛點(diǎn)問題：

（1）傳統(tǒng)多線切割技術(shù)材料損耗率高。由于碳化硅是高硬度的脆性材料，切磨拋的加工難度增加，加工過程中其曲翹開裂等問題嚴(yán)重，損耗巨大。根據(jù)英飛凌的數(shù)據(jù)，在傳統(tǒng)的往復(fù)式金剛石固結(jié)磨料多線切割方法下，在切割環(huán)節(jié)對(duì)整體材料利用率僅有50%，經(jīng)過拋光研磨環(huán)節(jié)后，切損耗比例則高達(dá)75%（單片總損耗～250um），可用部分比例較低。

（2）傳統(tǒng)多線切割技術(shù)加工周期長(zhǎng)，產(chǎn)率低。國(guó)外生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)顯示，24小時(shí)連續(xù)并行生產(chǎn)，10000片生產(chǎn)時(shí)間約273天。要想滿足市場(chǎng)需求，需要大量的線切割設(shè)備和耗材，而且線切割技術(shù)表界面粗糙度高、污染嚴(yán)重（粉塵、污水等）。

2. 解決方案

碳化硅襯底除了“如何增產(chǎn)”，更應(yīng)該思考的是“如何節(jié)約”。采用激光切片設(shè)備可以大大的降低損耗，提升產(chǎn)率。以單個(gè)20毫米SiC晶錠為例，采用線鋸可生產(chǎn)30片350um的晶圓，而用激光切片技術(shù)可生產(chǎn)50多片晶圓。同時(shí)，由于激光切片生產(chǎn)的晶圓的幾何特性更好，因此單片晶圓厚度可以減少到200 um，這就進(jìn)一步增加了晶圓數(shù)量，單個(gè)20毫米SiC晶錠可以生產(chǎn)80多片晶圓。

3. 競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)分析

本項(xiàng)目已完成大尺寸原型激光切片設(shè)備的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了4-6英寸半絕緣碳化硅晶圓的切割減薄、6英寸導(dǎo)電型碳化硅晶錠的切片，正在進(jìn)行8英寸晶錠切片驗(yàn)證。

（1）半絕緣/導(dǎo)電型6英寸碳化硅晶錠單片切割時(shí)間≤15min；單臺(tái)年產(chǎn)晶片>30000片。

（2）半絕緣碳化硅晶錠單片損耗≤30um；導(dǎo)電型單片損耗≤60um，產(chǎn)片率提升>50%。

4. 市場(chǎng)應(yīng)用前景

大尺寸碳化硅激光切片設(shè)備是未來8英寸碳化硅晶錠切片的核心設(shè)備。目前大尺寸碳化硅晶錠激光切片設(shè)備僅日本能提供，價(jià)格昂貴且對(duì)中國(guó)禁運(yùn)。據(jù)調(diào)研，激光切片/減薄設(shè)備國(guó)內(nèi)需求超過1000臺(tái)以上，目前大族激光、德龍激光等公司已經(jīng)投入巨資開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，但尚未有商品化國(guó)產(chǎn)成熟設(shè)備銷售。本項(xiàng)目研發(fā)的設(shè)備不僅用于碳化硅晶錠切割和晶片減薄，也可以用于氮化鎵、氧化鎵、金剛石等激光加工。