中國粉體網訊  過去幾十年,，“摩爾定律”一直引領著半導體產業(yè)的發(fā)展。但隨著半導體工藝演進到今天,，每前進一代,，工藝技術的復雜程度呈指數級上升。就半導體材料而言,，隨著第一,、二代半導體材料工藝已經接近物理極限,，其技術研發(fā)費用劇增、制造節(jié)點的更新難度越來越大,，從經濟效益來看,，“摩爾定律”正在逐漸失效。與第一,、二代半導體材料相比,，第三代半導體材料擁有高頻、高功率,、抗高溫,、抗高輻射、光電性能優(yōu)異等特點,，更加適合于制造微波射頻器件,、光電子器件、電力電子器件,，是未來半導體產業(yè)發(fā)展的重要方向,。

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SiC是第三代半導體的代表材料，具有高熱導率,、高擊穿場強,、高飽和電子漂移速率、化學性能穩(wěn)定等優(yōu)點,，主要應用于以5G通信,、國防軍工、航空航天為代表的射頻領域和以新能源汽車,、“新基建”為代表的電力電子領域,，在民用、軍用領域均具有明確且可觀的市場前景,。同時,，我國“十四五”規(guī)劃已將碳化硅半導體納入重點支持領域，隨著國家“新基建”戰(zhàn)略的實施,，碳化硅半導體將在5G基站建設,、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通,、新能源汽車充電樁,、大數據中心等新基建領域發(fā)揮重要作用。因此,，以碳化硅為代表的寬禁帶半導體是面向經濟主戰(zhàn)場,、面向國家重大需求的戰(zhàn)略性行業(yè)。

設備是關鍵,，中電科二所在碳化硅激光剝離設備方面取得突破性進展

在重要的碳化硅單晶襯底方面,，制備出性能優(yōu)良的碳化硅單晶襯底極為不易,。通過了解SiC晶片（襯底）生產流程可知，首先需要制備出合格的碳化硅單晶,，然后經過切割,、拋磨等后加工操作。但是,，因SiC材料硬度與金剛石相近,，現(xiàn)有的加工工藝切割速度慢、晶體與切割線損耗大,，成本較高,，導致材料價格高昂，限制了SiC半導體器件的廣泛應用,。

SiC晶片（襯底）制備方法

激光垂直改質剝離設備被譽為“第三代半導體中的光刻機”,，其創(chuàng)新性地利用光學非線性效應，使激光穿透晶體,，在晶體內部發(fā)生一系列物理化學反應,，最終實現(xiàn)晶片的剝離。這種激光剝離幾乎能避免常規(guī)的多線切割技術導致的材料損耗,，從而在等量原料的情況下提升SiC襯底產量,。此外，激光剝離技術還可應用于器件晶圓的減薄過程,，實現(xiàn)被剝離晶片的二次利用,。

中國電子科技集團第二研究所（以下簡稱“中電科二所”）近日傳來好消息，其在SiC激光剝離設備研制方面取得了突破性進展,。目前其科研團隊已掌握激光剝離技術原理與工藝基礎,，并利用自主搭建的實驗測試平臺，結合特殊光學設計,、光束整形,、多因素耦合剝離等核心技術，實現(xiàn)了小尺寸SiC（碳化硅）單晶片的激光剝離,。聚焦第三代半導體關鍵核心技術和重大應用方向,，中電科二所以解決SiC襯底加工效率這一產業(yè)突出難題為目標，將SiC激光剝離設備列為重點研發(fā)裝備,，借此實現(xiàn)激光剝離設備國產化，力爭使其具備第三代半導體核心裝備研發(fā),、產業(yè)化和整線裝備解決方案的能力,。

設備在整個半導體領域意義重大

美國半導體行業(yè)協(xié)會（SIA）預計，2021年全球半導體的銷售額將達到5530億美元,，創(chuàng)下新高,，同比增長25.6%,。對于2022年，SIA預計全球半導體的銷售額仍將保持增長,，但增速會放緩,，預計同比增長8.8%，銷售額達到6015億美元,，將再創(chuàng)新高,。

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Yole的分析師曾表示，隨著全球制定“碳達峰,、碳中和”目標,，帶來更多綠色能源發(fā)電、綠色汽車,、充電樁,、儲能等需求，功率半導體器件市場將從2020年的175億美元,，增長至2026年的260億美元,，年均復合增長率達6.9%。碳化硅功率器件在2026 年將達到 26 億美元的市場規(guī)模,。

在設備方面,，SEMI(國際半導體產業(yè)協(xié)會)在最新一期《世界晶圓廠預測報告》指出，2022年全球前端晶圓廠設備(不含封裝測試的前道工藝設備,，一般為晶圓制造設備)支出預計將超過980億美元,，達到歷史新高，連續(xù)第三年實現(xiàn)增長,。

如此龐大數字的背后既有全球主力半導體公司和半導體熱點地區(qū)在產能擴張期的布局與野望,，也表明設備在整個半導體領域扮演著非常重要的角色。

參考來源：中國電子報,、財聯(lián)社,、eet-china、太原日報等

（中國粉體網編輯整理/山川）

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