El carburo de silicio (SiC) no solo es una tecnología crucial para la defensa nacional, sino también un material fundamental para las industrias automotriz y energética globales. Como primer paso crucial en el procesamiento de monocristales de SiC, el corte de obleas determina directamente la calidad del adelgazamiento y pulido posteriores. Los métodos tradicionales de corte suelen introducir grietas superficiales y subsuperficiales, lo que aumenta la tasa de rotura de las obleas y los costos de fabricación. Por lo tanto, controlar el daño por grietas superficiales es vital para el avance en la fabricación de dispositivos de SiC.
En la actualidad, el corte de lingotes de SiC se enfrenta a dos grandes desafíos:
- Alta pérdida de material en el aserrado tradicional con múltiples hilos:La extrema dureza y fragilidad del SiC lo hacen propenso a deformarse y agrietarse durante el corte, el esmerilado y el pulido. Según datos de Infineon, el corte alternativo tradicional con múltiples hilos aglomerados con resina de diamante solo logra un 50 % de aprovechamiento del material, con una pérdida total de oblea individual de aproximadamente 250 μm tras el pulido, lo que deja un mínimo de material utilizable.
- Baja eficiencia y largos ciclos de producción:Las estadísticas internacionales de producción muestran que producir 10 000 obleas mediante corte continuo de múltiples hilos las 24 horas del día tarda aproximadamente 273 días. Este método requiere una gran cantidad de equipos y consumibles, además de generar una alta rugosidad superficial y contaminación (polvo, aguas residuales).
Para abordar estos problemas, el equipo del profesor Xiu Xiangqian en la Universidad de Nanjing ha desarrollado un equipo de corte láser de alta precisión para SiC, que utiliza tecnología láser ultrarrápida para minimizar los defectos y aumentar la productividad. Para un lingote de SiC de 20 mm, esta tecnología duplica el rendimiento de la oblea en comparación con el corte con hilo tradicional. Además, las obleas cortadas con láser presentan una uniformidad geométrica superior, lo que permite reducir el espesor a 200 μm por oblea y aumentar aún más la producción.
Ventajas clave:
- Se completó la investigación y el desarrollo de un equipo prototipo a gran escala, validado para cortar obleas de SiC semiaislantes de 4 a 6 pulgadas y lingotes de SiC conductores de 6 pulgadas.
- El corte de lingotes de 8 pulgadas está bajo verificación.
- Tiempo de corte significativamente más corto, mayor producción anual y mejora del rendimiento de más del 50%.
Sustrato de SiC de XKH de tipo 4H-N
Potencial del mercado:
Este equipo está a punto de convertirse en la solución clave para el corte de lingotes de SiC de 8 pulgadas, actualmente dominado por las importaciones japonesas, con altos costos y restricciones a la exportación. La demanda nacional de equipos de corte/adelgazamiento láser supera las 1000 unidades, pero no existen alternativas consolidadas de fabricación china. La tecnología de la Universidad de Nanjing posee un inmenso valor de mercado y potencial económico.
Compatibilidad con múltiples materiales:
Además del SiC, el equipo admite el procesamiento láser de nitruro de galio (GaN), óxido de aluminio (Al₂O₃) y diamante, ampliando sus aplicaciones industriales.
Al revolucionar el procesamiento de obleas de SiC, esta innovación aborda cuellos de botella críticos en la fabricación de semiconductores y al mismo tiempo se alinea con las tendencias globales hacia materiales de alto rendimiento y energéticamente eficientes.
Conclusión
Como líder de la industria en la fabricación de sustratos de carburo de silicio (SiC), XKH se especializa en el suministro de sustratos de SiC de tamaño completo de 2 a 12 pulgadas (incluidos los de tipo 4H-N/SEMI y 4H/6H/3C) diseñados para sectores de alto crecimiento como los vehículos de nueva energía (NEV), el almacenamiento de energía fotovoltaica (PV) y las comunicaciones 5G. Aprovechando la tecnología de corte de obleas de gran tamaño con baja pérdida y la tecnología de procesamiento de alta precisión, hemos logrado la producción en masa de sustratos de 8 pulgadas y avances en la tecnología de crecimiento de cristales de SiC conductivos de 12 pulgadas, lo que ha reducido significativamente los costos por unidad de chip. En el futuro, continuaremos optimizando el corte láser a nivel de lingote y los procesos de control de tensión inteligente para elevar el rendimiento del sustrato de 12 pulgadas a niveles competitivos a nivel mundial, lo que permitirá a la industria nacional de SiC romper los monopolios internacionales y acelerar las aplicaciones escalables en dominios de alta gama como chips de grado automotriz y fuentes de alimentación para servidores de IA.
Sustrato de SiC de XKH de tipo 4H-N
Hora de publicación: 15 de agosto de 2025