Le carbure de silicium (SiC) est non seulement une technologie essentielle pour la défense nationale, mais aussi un matériau essentiel pour les industries mondiales de l'automobile et de l'énergie. Première étape cruciale du traitement des monocristaux de SiC, le découpage des plaquettes détermine directement la qualité de l'amincissement et du polissage ultérieurs. Les méthodes de découpage traditionnelles introduisent souvent des fissures en surface et sous la surface, augmentant ainsi le taux de rupture des plaquettes et les coûts de fabrication. Par conséquent, la maîtrise des dommages causés par les fissures de surface est essentielle pour faire progresser la fabrication des dispositifs en SiC.
Actuellement, le tranchage des lingots de SiC est confronté à deux défis majeurs :
- Perte de matière élevée dans le sciage multifil traditionnel :L'extrême dureté et la fragilité du SiC le rendent sujet à la déformation et à la fissuration lors de la découpe, du meulage et du polissage. Selon les données d'Infineon, le sciage alternatif traditionnel multifils diamant-résine n'utilise que 50 % de la matière lors de la découpe, avec une perte totale par plaquette atteignant environ 250 μm après polissage, laissant une quantité minimale de matière utilisable.
- Faible efficacité et cycles de production longs :Les statistiques de production internationales montrent que la production de 10 000 plaquettes par sciage multifils continu 24 heures sur 24 prend environ 273 jours. Cette méthode nécessite des équipements et des consommables importants, tout en générant une rugosité de surface élevée et une pollution (poussières, eaux usées).
Pour répondre à ces problématiques, l'équipe du professeur Xiu Xiangqian de l'Université de Nanjing a développé un équipement de découpe laser haute précision pour le SiC, exploitant la technologie laser ultrarapide pour minimiser les défauts et accroître la productivité. Pour un lingot de SiC de 20 mm, cette technologie double le rendement de la plaquette par rapport au sciage à fil traditionnel. De plus, les plaquettes découpées au laser présentent une uniformité géométrique supérieure, permettant une réduction de l'épaisseur à 200 μm par plaquette et une augmentation supplémentaire du rendement.
Principaux avantages :
- R&D terminée sur un équipement prototype à grande échelle, validé pour le découpage de plaquettes de SiC semi-isolantes de 4 à 6 pouces et de lingots de SiC conducteurs de 6 pouces.
- Le tranchage des lingots de 8 pouces est en cours de vérification.
- Temps de coupe considérablement plus court, rendement annuel plus élevé et amélioration du rendement de > 50 %.
Substrat SiC de type 4H-N de XKH
Potentiel du marché :
Cet équipement est en passe de devenir la solution phare pour le tranchage de lingots de SiC de 8 pouces, actuellement dominé par les importations japonaises, avec leurs coûts élevés et leurs restrictions à l'exportation. La demande intérieure d'équipements de tranchage/amincissement laser dépasse les 1 000 unités, mais il n'existe aucune alternative chinoise mature. La technologie de l'Université de Nanjing présente une valeur marchande et un potentiel économique considérables.
Compatibilité multi-matériaux :
Au-delà du SiC, l'équipement prend en charge le traitement laser du nitrure de gallium (GaN), de l'oxyde d'aluminium (Al₂O₃) et du diamant, élargissant ainsi ses applications industrielles.
En révolutionnant le traitement des plaquettes de SiC, cette innovation s'attaque aux goulots d'étranglement critiques dans la fabrication de semi-conducteurs tout en s'alignant sur les tendances mondiales en faveur de matériaux hautes performances et économes en énergie.
Conclusion
En tant que leader de l'industrie dans la fabrication de substrats en carbure de silicium (SiC), XKH se spécialise dans la fourniture de substrats SiC pleine grandeur de 2 à 12 pouces (y compris les types 4H-N/SEMI et 4H/6H/3C) adaptés aux secteurs à forte croissance tels que les véhicules à énergie nouvelle (VEN), le stockage d'énergie photovoltaïque (PV) et les communications 5G. Grâce à la technologie de découpage à faible perte de plaquettes de grande dimension et à la technologie de traitement de haute précision, nous avons réalisé une production de masse de substrats de 8 pouces et des avancées dans la technologie de croissance de cristaux SiC conducteurs de 12 pouces, réduisant ainsi considérablement les coûts unitaires des puces. À l'avenir, nous continuerons d'optimiser le découpage laser au niveau des lingots et les processus intelligents de contrôle des contraintes pour élever le rendement des substrats de 12 pouces à des niveaux compétitifs à l'échelle mondiale, permettant à l'industrie nationale du SiC de briser les monopoles internationaux et d'accélérer les applications évolutives dans des domaines haut de gamme comme les puces de qualité automobile et les alimentations de serveurs d'IA.
Substrat SiC de type 4H-N de XKH
Date de publication : 15 août 2025