Кремний карбиди (SiC) улуттук коргонуу үчүн гана эмес, ошондой эле дүйнөлүк автомобиль жана энергетика тармактары үчүн да маанилүү материал болуп саналат. SiC монокристаллын иштетүүдөгү биринчи маанилүү кадам катары, пластинаны кесүү кийинки суюлтуунун жана жылтыратуунун сапатын түздөн-түз аныктайт. Салттуу кесүү ыкмалары көп учурда жер үстүндөгү жана жер астындагы жаракаларды пайда кылат, бул пластинанын сынуу ылдамдыгын жана өндүрүш чыгымдарын жогорулатат. Ошондуктан, SiC түзмөктөрүн өндүрүүнү өнүктүрүү үчүн жер үстүндөгү жаракалардын бузулушун көзөмөлдөө өтө маанилүү.
Учурда SiC куймаларын кесүү эки негизги кыйынчылыкка туш болууда:
- Көп зымдуу кесүүдөгү салттуу материалдык жоготуулардын көп болушу:SiCтин өтө катуулугу жана морттугу аны кесүү, майдалоо жана жылтыратуу учурунда кыйшайып, жарылып кетүүгө жакын кылат. Infineon маалыматтарына ылайык, салттуу поршендүү алмаз-чайыр менен байланышкан көп зымдуу араа кесүүдө материалдын 50% гана пайдаланууга жетишет, жылтыратуудан кийин бир пластинанын жалпы жоготуусу ~250 мкмге жетет, бул колдонууга жарамдуу материалды минималдуу кылат.
- Төмөн натыйжалуулук жана узак өндүрүш циклдери:Эл аралык өндүрүш статистикасы көрсөткөндөй, 24 сааттык үзгүлтүксүз көп зымдуу араалоо менен 10 000 пластина өндүрүү ~273 күндү талап кылат. Бул ыкма кеңири жабдууларды жана чыгымдалуучу материалдарды талап кылат, ошол эле учурда жогорку беттик тегизсиздикти жана булганууну (чаң, агын суулар) пайда кылат.
Бул маселелерди чечүү үчүн Нанкин университетиндеги профессор Сю Сянцяндын командасы SiC үчүн жогорку тактыктагы лазердик кесүүчү жабдууларды иштеп чыгышты, бул кемчиликтерди азайтуу жана өндүрүмдүүлүктү жогорулатуу үчүн өтө тез лазердик технологияны колдонушат. 20 мм SiC куймасы үчүн бул технология салттуу зым менен кесүүгө салыштырмалуу пластинанын түшүмүн эки эсеге көбөйтөт. Мындан тышкары, лазер менен кесилген пластиналар жогорку геометриялык бирдейликти көрсөтүп, ар бир пластинанын калыңдыгын 200 мкмге чейин азайтууга жана өндүрүмдүүлүктү андан ары жогорулатууга мүмкүндүк берет.
Негизги артыкчылыктары:
- 4–6 дюймдук жарым изоляциялык SiC пластиналарын жана 6 дюймдук өткөргүч SiC куймаларын кесүү үчүн жарактуу болгон ири масштабдуу прототиптик жабдуулар боюнча изилдөө жана иштеп чыгуу иштери аяктады.
- 8 дюймдук куйманы кесүү текшерилүүдө.
- Кесүү убактысынын бир кыйла кыскарышы, жылдык өндүрүмдүүлүгүнүн жогорулашы жана түшүмдүүлүктүн 50% дан ашык жакшырышы.
XKH'нин 4H-N тибиндеги SiC субстраты
Рыноктук потенциал:
Бул жабдуу 8 дюймдук SiC куймасын кесүү үчүн негизги чечим болууга даяр, анткени учурда жогорку чыгымдар жана экспорттук чектөөлөр менен жапон импорту үстөмдүк кылат. Лазердик кесүү/суюлтуу жабдууларына болгон ички суроо-талап 1000 бирдиктен ашат, бирок Кытайда жасалган жетилген альтернативалар жок. Нанкин университетинин технологиясы эбегейсиз чоң рыноктук баалуулукту жана экономикалык потенциалды камтыйт.
Көп материалдык шайкештик:
SiCден тышкары, жабдуулар галлий нитридин (GaN), алюминий кычкылын (Al₂O₃) жана алмазды лазер менен иштетүүнү колдойт, бул анын өнөр жайлык колдонулушун кеңейтет.
SiC пластиналарын иштетүүдө төңкөрүш жасоо менен, бул инновация жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдөгү маанилүү тоскоолдуктарды чечип, жогорку өндүрүмдүү, энергияны үнөмдөөчү материалдарга багытталган глобалдык тенденцияларга шайкеш келет.
Жыйынтык
Кремний карбидинин (SiC) субстратын өндүрүү боюнча тармактык лидер катары, XKH жаңы энергиялык унаалар (NEV), фотоэлектрдик (PV) энергия сактоо жана 5G байланышы сыяктуу тез өнүгүп жаткан тармактарга ылайыкташтырылган 2-12 дюймдук толук өлчөмдөгү SiC субстраттарын (анын ичинде 4H-N/SEMI-типтеги, 4H/6H/3C-типтеги) чыгарууга адистешкен. Чоң өлчөмдөгү пластиналарды аз жоготуу менен кесүү технологиясын жана жогорку тактыктагы иштетүү технологиясын колдонуп, биз 8 дюймдук субстраттарды массалык түрдө өндүрүүгө жана 12 дюймдук өткөргүч SiC кристалл өстүрүү технологиясында чоң жетишкендиктерге жетиштик, бул бирдик чиптин баасын бир кыйла төмөндөттү. Мындан ары биз 12 дюймдук субстраттын түшүмдүүлүгүн дүйнөлүк атаандаштыкка жөндөмдүү деңгээлге көтөрүү үчүн куйма деңгээлиндеги лазердик кесүүнү жана акылдуу чыңалууну көзөмөлдөө процесстерин оптималдаштырууну улантабыз, бул ата мекендик SiC тармагын эл аралык монополияларды жоюуга жана автомобиль классындагы чиптер жана жасалма интеллект серверинин кубат булактары сыяктуу жогорку класстагы чөйрөлөрдө масштабдуу колдонмолорду тездетүүгө мүмкүнчүлүк берет.
XKH'нин 4H-N тибиндеги SiC субстраты
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 15-августу