硬核中国上新了 | 一把“光刀”10分钟搞定碳化硅

第三代半导体碳化硅，是新能源汽车、智能电网、轨道交通领域的核心材料，硬度接近金刚石，加工极难。在武汉光谷，一家成立仅两年的企业，用一束激光把加工时间从一周压缩到10分钟。这把“光刀”有多厉害？来看报道。

在硅来半导体的调试车间，一台长度不到1.5米的设备正在运转。一颗8英寸碳化硅晶体送入设备，激光切割10分钟，再经过分片工序，一片完整的晶圆就被剥离出来。

硅来半导体（武汉）有限公司工艺负责人 陈工：从剥离设备到分片设备，全流程都是我们自主研发的，现在剥离的良率可以达到99%。

碳化硅的莫氏硬度高达9.5，仅次于金刚石。过去加工主要靠砂浆线切割，好比“以硬碰硬”，切一片晶圆长达七天，材料损耗大，耗材成本也高。2024年，硅来团队决定跳出传统思路，用激光“光刀”，把“费力切割”变成“无损剥离”。但一束高度聚焦的激光，要在坚硬如金刚石的碳化硅晶体内部精准作业，难度可想而知。

硅来半导体（武汉）有限公司综合管理负责人 王雪梅：我们用激光的方式，给它形成一个切割面，在这个切割面上对它进行物理的破坏，形成了一个断面，我们再通过超声的方式就把它给切开了。

攻坚团队来自华中科技大学激光学科，他们与国家光电实验室长期合作。经过持续攻关，研发出特殊的光路整形方案，让激光能量分布更可控，软硬件实现100%自主研发。今年4月举行的的九峰山论坛上，企业发布新一代设备，用两把“光刀”同时作业，将切割时间从15分钟压缩到10分钟。

硅来半导体（武汉）有限公司工艺负责人 陈工：12寸的剥离，在国际上都是一个比较领先的地位的，损耗可以降低到80微米，相比于传统的线切方式可以提升一倍。

目前，兼容加工6英寸、8英寸和12英寸的激光隐切设备已量产交付，不到半年累计出货数十套。近期，首批出口设备即将发往马来西亚等海外市场。光谷集聚了300多家集成电路企业，形成了从芯片设计、材料、设备到晶圆制造、封装测试的完整产业链条，让这把“光刀”有了用武之地。

硅来半导体（武汉）有限公司工艺负责人 陈工：今年正在研发的一款机器，可以将我们现在使用的机器的效率提升一倍，损耗现在是80微米，把它降到40微米左右。

（长江云新闻记者 王丹 彭瀚）