სილიციუმის კარბიდი (SiC) არა მხოლოდ ეროვნული თავდაცვის კრიტიკული ტექნოლოგიაა, არამედ გლობალური საავტომობილო და ენერგეტიკული ინდუსტრიების საკვანძო მასალაც. SiC მონოკრისტალის დამუშავების პირველი კრიტიკული ეტაპის სახით, ვაფლის დაჭრა პირდაპირ განსაზღვრავს შემდგომი გათხელებისა და გაპრიალების ხარისხს. დაჭრის ტრადიციული მეთოდები ხშირად იწვევს ზედაპირულ და ზედაპირქვეშა ბზარებს, რაც ზრდის ვაფლის მსხვრევის მაჩვენებელს და წარმოების ხარჯებს. ამიტომ, ზედაპირული ბზარების დაზიანების კონტროლი სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია SiC მოწყობილობების წარმოების წინსვლისთვის.
ამჟამად, SiC ზოდის დაჭრა ორი ძირითადი გამოწვევის წინაშე დგას:
- მასალის მაღალი დანაკარგი ტრადიციული მრავალმავთულიანი ხერხვის დროს:SiC-ის უკიდურესი სიმტკიცე და სიმყიფე მას ჭრის, დაფქვისა და გაპრიალების დროს დეფორმაციისა და ბზარებისკენ მიდრეკილს ხდის. Infineon-ის მონაცემების თანახმად, ტრადიციული ორმხრივი ალმას-ფისით შეკრული მრავალმავთულიანი ხერხით ჭრისას მასალის გამოყენება მხოლოდ 50%-ია, ხოლო ერთი ვაფლის საერთო დანაკარგი გაპრიალების შემდეგ ~250 μm-ს აღწევს, რაც გამოსაყენებელი მასალის მინიმალურ რაოდენობას ტოვებს.
- დაბალი ეფექტურობა და ხანგრძლივი წარმოების ციკლები:საერთაშორისო წარმოების სტატისტიკა აჩვენებს, რომ 10,000 ვაფლის წარმოებას 24-საათიანი უწყვეტი მრავალმავთულიანი ხერხის გამოყენებით დაახლოებით 273 დღე სჭირდება. ეს მეთოდი მოითხოვს დიდი რაოდენობით აღჭურვილობას და სახარჯო მასალებს, ამავდროულად იწვევს ზედაპირის მაღალ უხეშობას და დაბინძურებას (მტვერი, ჩამდინარე წყლები).
ამ პრობლემების გადასაჭრელად, პროფესორ სიუ სიანგკიანის გუნდმა ნანძინგის უნივერსიტეტში შეიმუშავა SiC-ისთვის მაღალი სიზუსტის ლაზერული ჭრის მოწყობილობა, რომელიც იყენებს ულტრასწრაფ ლაზერულ ტექნოლოგიას დეფექტების მინიმიზაციისა და პროდუქტიულობის გაზრდის მიზნით. 20 მმ-იანი SiC ზოდისთვის ეს ტექნოლოგია ორჯერ ზრდის ვაფლის მოსავლიანობას ტრადიციულ მავთულხლართით ხერხვასთან შედარებით. გარდა ამისა, ლაზერით დაჭრილი ვაფლები ავლენენ უმაღლეს გეომეტრიულ ერთგვაროვნებას, რაც საშუალებას იძლევა სისქის შემცირება 200 μm-მდე თითო ვაფლზე და კიდევ უფრო გაიზარდოს გამომავალი მოცულობა.
ძირითადი უპირატესობები:
- დასრულდა მასშტაბური პროტოტიპის აღჭურვილობის კვლევა და განვითარება, რომელიც დადასტურებულია 4–6 დიუმიანი ნახევრად იზოლირებული SiC ვაფლების და 6 დიუმიანი გამტარი SiC ზოდების დაჭრისთვის.
- 8 დიუმიანი ზოდის დაჭრა დამოწმების პროცესშია.
- მნიშვნელოვნად მოკლე დაჭრის დრო, უფრო მაღალი წლიური მოსავლიანობა და მოსავლიანობის 50%-ზე მეტი გაუმჯობესება.
XKH-ის 4H-N ტიპის SiC სუბსტრატი
ბაზრის პოტენციალი:
ეს აღჭურვილობა მზადაა გახდეს 8 დიუმიანი SiC ზოდის დაჭრის ძირითადი გადაწყვეტა, რომელშიც ამჟამად დომინირებს იაპონური იმპორტი მაღალი ფასებითა და ექსპორტის შეზღუდვებით. ლაზერული დაჭრის/გათხელების აღჭურვილობის შიდა მოთხოვნა 1000 ერთეულს აჭარბებს, თუმცა ჩინეთში წარმოებული სრულყოფილი ალტერნატივები არ არსებობს. ნანკინის უნივერსიტეტის ტექნოლოგიას უზარმაზარი საბაზრო ღირებულება და ეკონომიკური პოტენციალი აქვს.
მრავალმასალასთან თავსებადობა:
SiC-ის გარდა, აღჭურვილობა მხარს უჭერს გალიუმის ნიტრიდის (GaN), ალუმინის ოქსიდის (Al₂O₃) და ბრილიანტის ლაზერულ დამუშავებას, რაც აფართოებს მის სამრეწველო გამოყენებას.
SiC ვაფლის დამუშავების რევოლუციური შეტანით, ეს ინოვაცია წყვეტს ნახევარგამტარების წარმოების კრიტიკულ შეფერხებებს, ამავდროულად შეესაბამება მაღალი ხარისხის, ენერგოეფექტური მასალების მიმართ გლობალურ ტენდენციებს.
დასკვნა
როგორც სილიციუმის კარბიდის (SiC) სუბსტრატების წარმოების ინდუსტრიის ლიდერი, XKH სპეციალიზირებულია 2-12 დიუმიანი სრული ზომის SiC სუბსტრატების (მათ შორის 4H-N/ნახევრად ტიპის, 4H/6H/3C ტიპის) მიწოდებაში, რომლებიც მორგებულია სწრაფად მზარდი სექტორების, როგორიცაა ახალი ენერგიის სატრანსპორტო საშუალებები (NEV), ფოტოელექტრული (PV) ენერგიის შენახვა და 5G კომუნიკაციები, მიწოდებაში. დიდი ზომის ვაფლის დაბალი დანაკარგის მქონე დაჭრის ტექნოლოგიისა და მაღალი სიზუსტის დამუშავების ტექნოლოგიის გამოყენებით, ჩვენ მივაღწიეთ 8 დიუმიანი სუბსტრატების მასობრივ წარმოებას და გარღვევას 12 დიუმიანი გამტარი SiC კრისტალების ზრდის ტექნოლოგიაში, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს ჩიპის ერთეულ ხარჯებს. მომავალში, ჩვენ გავაგრძელებთ ზოდების დონის ლაზერული დაჭრისა და ინტელექტუალური დაძაბულობის კონტროლის პროცესების ოპტიმიზაციას, რათა 12 დიუმიანი სუბსტრატის მოსავლიანობა გლობალურად კონკურენტუნარიან დონემდე ავიყვანოთ, რაც საშუალებას მისცემს ადგილობრივ SiC ინდუსტრიას დაარღვიოს საერთაშორისო მონოპოლიები და დააჩქაროს მასშტაბირებადი აპლიკაციები მაღალი დონის სფეროებში, როგორიცაა საავტომობილო დონის ჩიპები და ხელოვნური ინტელექტის სერვერის კვების წყაროები.
XKH-ის 4H-N ტიპის SiC სუბსტრატი
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 15 აგვისტო