Silicijev karbid (SiC) ni le ključna tehnologija za nacionalno obrambo, temveč tudi ključni material za svetovno avtomobilsko in energetsko industrijo. Kot prvi ključni korak pri obdelavi monokristalov SiC rezina neposredno določa kakovost nadaljnjega redčenja in poliranja. Tradicionalne metode rezanja pogosto povzročajo površinske in podpovršinske razpoke, kar povečuje stopnjo loma rezin in proizvodne stroške. Zato je nadzor nad poškodbami površinskih razpok ključnega pomena za napredek v proizvodnji SiC naprav.
Trenutno se rezanje SiC ingotov sooča z dvema glavnima izzivoma:
- Visoka izguba materiala pri tradicionalnem večžičnem žaganju:Zaradi izjemne trdote in krhkosti SiC med rezanjem, brušenjem in poliranjem je nagnjen k upogibanju in razpokanju. Po podatkih Infineona tradicionalno večžično žaganje z diamantno vezavo doseže le 50-odstotni izkoristek materiala pri rezanju, pri čemer skupna izguba posamezne rezine po poliranju doseže ~250 μm, kar pusti minimalno uporabnega materiala.
- Nizka učinkovitost in dolgi proizvodni cikli:Mednarodna statistika proizvodnje kaže, da izdelava 10.000 rezin z uporabo 24-urnega neprekinjenega večžičnega žaganja traja približno 273 dni. Ta metoda zahteva obsežno opremo in potrošni material, hkrati pa povzroča veliko hrapavost površine in onesnaženje (prah, odpadna voda).
Za reševanje teh težav je ekipa profesorja Xiu Xiangqiana na Univerzi v Nanjingu razvila visoko precizno opremo za lasersko rezanje SiC, ki izkorišča ultra hitro lasersko tehnologijo za zmanjšanje napak in povečanje produktivnosti. Pri 20-milimetrskem SiC ingotu ta tehnologija podvoji izkoristek rezin v primerjavi s tradicionalnim žaganjem z žico. Poleg tega lasersko rezane rezine kažejo vrhunsko geometrijsko enakomernost, kar omogoča zmanjšanje debeline na 200 μm na rezino in nadaljnje povečanje proizvodnje.
Ključne prednosti:
- Zaključene raziskave in razvoj prototipne opreme velikega obsega, validirane za rezanje 4–6-palčnih pol-izolacijskih SiC rezin in 6-palčnih prevodnih SiC ingotov.
- Rezanje 8-palčnih ingotov je v postopku preverjanja.
- Bistveno krajši čas rezanja, večji letni pridelek in več kot 50-odstotno izboljšanje pridelka.
XKH-jev SiC substrat tipa 4H-N
Tržni potencial:
Ta oprema naj bi postala osrednja rešitev za rezanje 8-palčnih SiC ingotov, kjer trenutno prevladuje japonski uvoz z visokimi stroški in izvoznimi omejitvami. Domače povpraševanje po opremi za lasersko rezanje/redčenje presega 1000 enot, vendar ni nobenih zrelih kitajskih alternativ. Tehnologija Univerze v Nanjingu ima ogromno tržno vrednost in gospodarski potencial.
Združljivost z več materiali:
Poleg SiC oprema podpira lasersko obdelavo galijevega nitrida (GaN), aluminijevega oksida (Al₂O₃) in diamanta, s čimer širi svoje industrijske aplikacije.
Z revolucionarno predelavo SiC rezin ta inovacija odpravlja kritična ozka grla v proizvodnji polprevodnikov, hkrati pa se usklajuje s svetovnimi trendi k visokozmogljivim in energetsko učinkovitim materialom.
Zaključek
Kot vodilni v industriji proizvodnje substratov iz silicijevega karbida (SiC) se XKH specializira za zagotavljanje 2–12-palčnih SiC substratov polne velikosti (vključno s tipi 4H-N/SEMI in 4H/6H/3C), prilagojenih hitro rastočim sektorjem, kot so vozila z novo energijo (NEV), fotovoltaika (PV) za shranjevanje energije in komunikacije 5G. Z izkoriščanjem tehnologije rezanja rezin velikih dimenzij z nizkimi izgubami in tehnologije visoko natančne obdelave smo dosegli množično proizvodnjo 8-palčnih substratov in preboje v tehnologiji rasti 12-palčnih prevodnih kristalov SiC, kar je znatno zmanjšalo stroške čipov na enoto. V prihodnje bomo še naprej optimizirali lasersko rezanje na ravni ingotov in inteligentne procese nadzora napetosti, da bi dvignili izkoristek 12-palčnih substratov na globalno konkurenčno raven, kar bo domači industriji SiC omogočilo, da prebije mednarodne monopole in pospeši prilagodljive aplikacije na vrhunskih področjih, kot so avtomobilski čipi in napajalniki za strežnike z umetno inteligenco.
XKH-jev SiC substrat tipa 4H-N
Čas objave: 15. avg. 2025