近日，由西湖大學(xué)孵化的西湖儀器成功實(shí)現(xiàn)12英寸碳化硅襯底激光剝離自動(dòng)化解決方案，大幅降低損耗，提升加工速度，推進(jìn)了碳化硅行業(yè)的降本增效。

此前，西湖儀器已率先推出“8英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底激光剝離設(shè)備”，并于今年1月榮獲“國(guó)內(nèi)首臺(tái)（套）裝備”認(rèn)定。

與傳統(tǒng)的硅材料相比，碳化硅具有更寬的禁帶能隙、更高的熔點(diǎn)、更高的電子遷移率以及更高的熱導(dǎo)率，能夠在高溫、高電壓條件下穩(wěn)定工作，已成為新能源和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵材料，推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)、光伏發(fā)電、智能電網(wǎng)、無(wú)線通信等領(lǐng)域的技術(shù)革命。

但襯底材料成本占據(jù)整體成本的比例依然居高不下，嚴(yán)重阻礙了碳化硅器件大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化推廣。降本增效的重要途徑之一是制造更大尺寸的碳化硅襯底材料。與6英寸和8英寸襯底相比，12英寸襯底材料能夠進(jìn)一步擴(kuò)大單片晶圓上可用于芯片制造的面積，在同等生產(chǎn)條件下，顯著提升產(chǎn)量，降低單位成本。

2024年12月，國(guó)內(nèi)碳化硅頭部企業(yè)已披露了最新一代12英寸碳化硅襯底，在引領(lǐng)國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)的同時(shí)，也提出了12英寸以上的超大尺寸碳化硅襯底切片需求。

與之相應(yīng)，西湖儀器以最快速度推出了“超大尺寸碳化硅襯底激光剝離技術(shù)”，率先解決了12英寸及更大尺寸的碳化硅襯底“切片”難題。

超大尺寸碳化硅襯底激光剝離（12-14英寸）。西湖大學(xué)供圖

該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)碳化硅晶錠的精準(zhǔn)定位、均勻加工、連續(xù)剝離，突出優(yōu)勢(shì)在于：自動(dòng)化——實(shí)現(xiàn)了晶錠減薄、激光加工、襯底剝離等過(guò)程的自動(dòng)化，各工序可并行作業(yè)，產(chǎn)線可靈活調(diào)配。

低損耗——激光剝離過(guò)程無(wú)材料損耗，僅需在后續(xù)減薄工序中將上下表面共去除約80-100μm的材料，與傳統(tǒng)切割技術(shù)相比原料損耗大幅下降。

高效率——大幅縮短襯底出片時(shí)間，加速了超大尺寸碳化硅襯底技術(shù)的研發(fā)迭代，也可用于未來(lái)超大尺寸碳化硅襯底的規(guī)模化量產(chǎn)，促進(jìn)行業(yè)降本增效。

半導(dǎo)體材料行業(yè)作為典型的技術(shù)密集型行業(yè)，一直受困于高端技術(shù)和人才的缺乏，加之國(guó)外多年的技術(shù)封鎖，阻礙了行業(yè)的快速發(fā)展。西湖儀器的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)來(lái)自于西湖大學(xué)納米光子學(xué)與儀器技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，該團(tuán)隊(duì)多年來(lái)深耕于微納光電子學(xué)領(lǐng)域，包括微納加工技術(shù)及儀器裝備、微納光子理論及光電器件、面向智能應(yīng)用的關(guān)鍵理論與技術(shù)等，為西湖儀器提供了強(qiáng)大的創(chuàng)新支撐和技術(shù)儲(chǔ)備。

據(jù)國(guó)際市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole預(yù)測(cè)，到2027年，全球碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)67億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率33.5%，成為新能源和半導(dǎo)體領(lǐng)域的核心材料。而當(dāng)下炙手可熱的AR眼鏡，同樣以“碳化硅”為鏡片材料完成性能躍遷，預(yù)計(jì)2030年全球AR眼鏡市場(chǎng)規(guī)模將突破3000億美元，成為碳化硅材料應(yīng)用的又一個(gè)“新藍(lán)海”。

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 

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