Silisyum karbür (SiC), yalnızca ulusal savunma için kritik bir teknoloji değil, aynı zamanda küresel otomotiv ve enerji endüstrileri için de temel bir malzemedir. SiC tek kristal işleme sürecinin ilk kritik adımı olan yonga dilimleme, sonraki inceltme ve parlatma işleminin kalitesini doğrudan belirler. Geleneksel dilimleme yöntemleri genellikle yüzey ve yüzey altı çatlaklarına neden olarak yonga kırılma oranlarını ve üretim maliyetlerini artırır. Bu nedenle, yüzey çatlaklarının kontrol altına alınması, SiC cihaz üretiminin ilerlemesi için hayati önem taşır.
Günümüzde SiC külçe dilimleme işlemi iki büyük zorlukla karşı karşıyadır:
- Geleneksel çok telli kesmede yüksek malzeme kaybı:SiC'nin aşırı sertliği ve kırılganlığı, kesme, taşlama ve parlatma sırasında eğilmeye ve çatlamaya yatkın olmasını sağlar. Infineon verilerine göre, geleneksel alternatif hareketli elmas reçine bağlı çok telli kesme işlemi, kesme sırasında yalnızca %50 malzeme kullanımı sağlarken, parlatma işleminden sonra toplam tek yonga kaybı yaklaşık 250 μm'ye ulaşarak, kullanılabilir malzeme miktarının minimum düzeyde kalmasına neden olur.
- Düşük verimlilik ve uzun üretim döngüleri:Uluslararası üretim istatistikleri, 24 saat kesintisiz çok telli kesme işlemiyle 10.000 adet gofret üretmenin yaklaşık 273 gün sürdüğünü göstermektedir. Bu yöntem, yüksek yüzey pürüzlülüğü ve kirlilik (toz, atık su) oluştururken, kapsamlı ekipman ve sarf malzemeleri gerektirmektedir.
Bu sorunları ele almak için, Profesör Xiu Xiangqian'ın Nanjing Üniversitesi'ndeki ekibi, kusurları en aza indirmek ve üretkenliği artırmak için ultra hızlı lazer teknolojisinden yararlanarak SiC için yüksek hassasiyetli lazer dilimleme ekipmanı geliştirdi. 20 mm'lik bir SiC külçe için bu teknoloji, gofret verimini geleneksel tel kesmeye kıyasla iki katına çıkarıyor. Ayrıca, lazerle dilimlenen gofretler üstün geometrik homojenlik sergileyerek, gofret başına 200 μm'ye kadar kalınlık azaltımına ve çıktıyı daha da artırmaya olanak tanıyor.
Temel Avantajlar:
- 4-6 inç yarı yalıtkan SiC gofretleri ve 6 inç iletken SiC külçelerini dilimlemek için doğrulanan büyük ölçekli prototip ekipman üzerinde Ar-Ge tamamlandı.
- 8 inç külçe kesimi doğrulama aşamasındadır.
- Önemli ölçüde daha kısa dilimleme süresi, daha yüksek yıllık çıktı ve %50'den fazla verim artışı.
XKH'nin 4H-N tipi SiC alt tabakası
Pazar Potansiyeli:
Bu ekipman, şu anda yüksek maliyetler ve ihracat kısıtlamaları nedeniyle Japon ithalatının hakim olduğu 8 inçlik SiC külçe dilimleme için temel çözüm olmaya aday. Lazer dilimleme/inceltme ekipmanlarına yönelik yurt içi talep 1.000 üniteyi aşıyor, ancak henüz gelişmiş Çin malı alternatifler mevcut değil. Nanjing Üniversitesi'nin teknolojisi muazzam bir pazar değerine ve ekonomik potansiyele sahip.
Çoklu Malzeme Uyumluluğu:
SiC'nin ötesinde, ekipman galyum nitrür (GaN), alüminyum oksit (Al₂O₃) ve elmasın lazerle işlenmesini destekleyerek endüstriyel uygulamalarını genişletiyor.
Bu yenilik, SiC yonga işlemede devrim yaratarak, yarı iletken üretimindeki kritik darboğazları ele alırken, aynı zamanda yüksek performanslı, enerji tasarruflu malzemelere yönelik küresel eğilimlerle de uyumlu hale geliyor.
Sonuç
Silisyum karbür (SiC) alt tabaka üretiminde sektör lideri olan XKH, yeni enerji araçları (NEV), fotovoltaik (PV) enerji depolama ve 5G iletişim gibi yüksek büyüme gösteren sektörlere özel olarak tasarlanmış 2-12 inç tam boyutlu SiC alt tabakaları (4H-N/SEMI tipi, 4H/6H/3C tipi dahil) sağlama konusunda uzmanlaşmıştır. Büyük boyutlu gofret düşük kayıplı dilimleme teknolojisi ve yüksek hassasiyetli işleme teknolojisinden yararlanarak, 8 inç alt tabakaların seri üretimini gerçekleştirdik ve 12 inç iletken SiC kristal büyüme teknolojisinde çığır açarak birim çip maliyetlerini önemli ölçüde azalttık. İleride, 12 inçlik alt tabaka verimini küresel olarak rekabetçi seviyelere çıkarmak için külçe düzeyinde lazer dilimleme ve akıllı gerilim kontrol süreçlerini optimize etmeye devam edeceğiz; bu sayede yerli SiC endüstrisinin uluslararası tekelleri kırmasını ve otomotiv sınıfı yongalar ve yapay zeka sunucu güç kaynakları gibi üst düzey alanlarda ölçeklenebilir uygulamaları hızlandırmasını sağlayacağız.
XKH'nin 4H-N tipi SiC alt tabakası
Gönderi zamanı: 15 Ağustos 2025