Piikarbidi (SiC) ei ole ainoastaan kriittinen teknologia maanpuolustukselle, vaan myös keskeinen materiaali maailmanlaajuiselle auto- ja energiateollisuudelle. Ensimmäisenä kriittisenä vaiheena piikarbidin yksittäiskiteiden prosessoinnissa kiekkojen viipalointi määrää suoraan sitä seuraavan ohennuksen ja kiillotuksen laadun. Perinteiset viipalointimenetelmät aiheuttavat usein pinta- ja pinnanalaisia halkeamia, mikä lisää kiekkojen rikkoutumisastetta ja valmistuskustannuksia. Siksi pintahalkeamien vaurioiden hallinta on elintärkeää piikarbidilaitteiden valmistuksen edistämiseksi.
Tällä hetkellä piikarbidiharkon viipaloinnissa on kaksi suurta haastetta:
- Suuri materiaalihävikki perinteisessä monilankasahauksessa:Piikarbidin (SiC) äärimmäinen kovuus ja hauraus tekevät siitä alttiin vääntymiselle ja halkeilulle leikkauksen, hiomisen ja kiillotuksen aikana. Infineonin tietojen mukaan perinteinen edestakaisin liikkuva timantti-hartsisidosteinen monilankasaha saavuttaa vain 50 %:n materiaalin hyödyntämisasteen leikkauksessa, ja yksittäisen kiekon kokonaishävikki on kiillotuksen jälkeen noin 250 μm, mikä jättää vain vähän käyttökelpoista materiaalia.
- Alhainen tehokkuus ja pitkät tuotantosyklit:Kansainväliset tuotantotilastot osoittavat, että 10 000 kiekon valmistaminen 24 tunnin jatkuvalla monilankasahauksella kestää noin 273 päivää. Tämä menetelmä vaatii paljon laitteita ja tarvikkeita ja aiheuttaa suurta pinnan karheutta ja saasteita (pölyä, jätevettä).
Näiden ongelmien ratkaisemiseksi professori Xiu Xiangqianin tiimi Nanjingin yliopistossa on kehittänyt erittäin tarkkoja laserleikkauslaitteita piikarbidille (SiC). Laitteet hyödyntävät ultranopeaa laserteknologiaa vikojen minimoimiseksi ja tuottavuuden parantamiseksi. 20 mm:n piikarbidiharkon kiekkojen saanto kaksinkertaistuu perinteiseen lankasahaukseen verrattuna. Lisäksi laserilla viipaloiduilla kiekoilla on erinomainen geometrinen tasaisuus, mikä mahdollistaa paksuuden pienentämisen 200 μm:iin kiekkoa kohden ja lisää entisestään tuottoa.
Keskeiset edut:
- Suoritettu laajamittaisen prototyyppilaitteiston tutkimus- ja kehitystyö, joka on validoitu 4–6 tuuman puolieristävien piikarbidikiekkojen ja 6 tuuman johtavien piikarbidivalanteiden viipalointiin.
- 8-tuumaisen harkon viipalointi on tarkastettavana.
- Merkittävästi lyhyempi viipalointiaika, suurempi vuosituotanto ja yli 50 %:n saantoparannus.
XKH:n SiC-substraatti tyyppiä 4H-N
Markkinapotentiaali:
Tästä laitteesta on tulossa keskeinen ratkaisu 8-tuumaisen piikarbidiharkon viipalointiin, jota tällä hetkellä hallitsevat japanilaiset tuontilaitteet korkeine kustannuksineen ja vientirajoituksineen. Laserviipalointi-/ohennuslaitteiden kotimainen kysyntä ylittää 1 000 yksikköä, mutta kypsiä kiinalaisvalmisteisia vaihtoehtoja ei ole. Nanjingin yliopiston teknologialla on valtava markkina-arvo ja taloudellinen potentiaali.
Usean materiaalin yhteensopivuus:
Piikarbidin lisäksi laitteisto tukee galliumnitridin (GaN), alumiinioksidin (Al₂O₃) ja timantin laserkäsittelyä, mikä laajentaa sen teollisia sovelluksia.
Mullistamalla piikarbidi-kiekkojen prosessoinnin tämä innovaatio ratkaisee puolijohdevalmistuksen kriittisiä pullonkauloja ja on samalla linjassa maailmanlaajuisten trendien kanssa kohti korkean suorituskyvyn ja energiatehokkuuden materiaaleja.
Johtopäätös
Piikarbidi- (SiC) -alustojen valmistuksen alan johtavana toimijana XKH on erikoistunut toimittamaan 2–12 tuuman täysikokoisia piikarbidi-alustoja (mukaan lukien 4H-N/SEMI-tyyppiset ja 4H/6H/3C-tyyppiset), jotka on räätälöity nopeasti kasvaville aloille, kuten uuden energian ajoneuvoille (NEV), aurinkosähkön (PV) energian varastoinnille ja 5G-viestinnälle. Hyödyntämällä suurikokoisten kiekkojen vähähäviöistä viipalointiteknologiaa ja erittäin tarkkaa prosessointiteknologiaa olemme saavuttaneet 8 tuuman alustojen massatuotannon ja läpimurtoja 12 tuuman johtavassa piikarbidi-kiteen kasvatusteknologiassa, mikä on merkittävästi vähentänyt sirujen yksikkökustannuksia. Jatkossa jatkamme harkkotason laserviipaloinnin ja älykkäiden jännityksenhallintaprosessien optimointia nostaaksemme 12 tuuman alustojen saannon maailmanlaajuisesti kilpailukykyiselle tasolle, mikä antaa kotimaiselle piikarbiditeollisuudelle mahdollisuuden murtaa kansainvälisiä monopoleja ja nopeuttaa skaalautuvia sovelluksia huippuluokan aloilla, kuten autoteollisuuden siruissa ja tekoälypalvelimien virtalähteissä.
XKH:n SiC-substraatti tyyppiä 4H-N
Julkaisun aika: 15. elokuuta 2025