中國粉體網(wǎng)訊  過去幾十年,，“摩爾定律”一直引領(lǐng)著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,。但隨著半導(dǎo)體工藝演進(jìn)到今天,，每前進(jìn)一代,，工藝技術(shù)的復(fù)雜程度呈指數(shù)級上升,。就半導(dǎo)體材料而言,，隨著第一、二代半導(dǎo)體材料工藝已經(jīng)接近物理極限,，其技術(shù)研發(fā)費(fèi)用劇增,、制造節(jié)點(diǎn)的更新難度越來越大,，從經(jīng)濟(jì)效益來看，“摩爾定律”正在逐漸失效,。與第一,、二代半導(dǎo)體材料相比，第三代半導(dǎo)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(diǎn),，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(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

（圖片來源：pixabay）

SiC是第三代半導(dǎo)體的代表材料,，具有高熱導(dǎo)率,、高擊穿場強(qiáng)、高飽和電子漂移速率,、化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),，主要應(yīng)用于以5G通信、國防軍工,、航空航天為代表的射頻領(lǐng)域和以新能源汽車,、“新基建”為代表的電力電子領(lǐng)域，在民用,、軍用領(lǐng)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(dǎo)體納入重點(diǎn)支持領(lǐng)域,，隨著國家“新基建”戰(zhàn)略的實(shí)施,，碳化硅半導(dǎo)體將在5G基站建設(shè)、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(shù)據(jù)中心等新基建領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,。因此,，以碳化硅為代表的寬禁帶半導(dǎo)體是面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求的戰(zhàn)略性行業(yè),。

設(shè)備是關(guān)鍵,，中電科二所在碳化硅激光剝離設(shè)備方面取得突破性進(jìn)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(chǎn)流程可知,，首先需要制備出合格的碳化硅單晶,，然后經(jīng)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(dǎo)致材料價格高昂,，限制了SiC半導(dǎo)體器件的廣泛應(yīng)用,。

SiC晶片（襯底）制備方法

激光垂直改質(zhì)剝離設(shè)備被譽(yù)為“第三代半導(dǎo)體中的光刻機(jī)”，其創(chuàng)新性地利用光學(xué)非線性效應(yīng),，使激光穿透晶體,，在晶體內(nèi)部發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，最終實(shí)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(shù)導(dǎo)致的材料損耗,，從而在等量原料的情況下提升SiC襯底產(chǎn)量。此外,，激光剝離技術(shù)還可應(yīng)用于器件晶圓的減薄過程，實(shí)現(xiàn)被剝離晶片的二次利用,。

中國電子科技集團(tuán)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(shè)備研制方面取得了突破性進(jìn)展。目前其科研團(tuán)隊(duì)已掌握激光剝離技術(shù)原理與工藝基礎(chǔ),，并利用自主搭建的實(shí)驗(yàn)測試平臺,，結(jié)合特殊光學(xué)設(shè)計、光束整形,、多因素耦合剝離等核心技術(shù),，實(shí)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(dǎo)體關(guān)鍵核心技術(shù)和重大應(yīng)用方向,，中電科二所以解決SiC襯底加工效率這一產(chǎn)業(yè)突出難題為目標(biāo),，將SiC激光剝離設(shè)備列為重點(diǎn)研發(fā)裝備，借此實(shí)現(xiàn)激光剝離設(shè)備國產(chǎn)化,，力爭使其具備第三代半導(dǎo)體核心裝備研發(fā),、產(chǎn)業(yè)化和整線裝備解決方案的能力。

設(shè)備在整個半導(dǎo)體領(lǐng)域意義重大

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

（圖片來源：pixabay）

Yole的分析師曾表示,，隨著全球制定“碳達(dá)峰,、碳中和”目標(biāo)，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(dǎo)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(fù)合增長率達(dá)6.9%,。碳化硅功率器件在2026 年將達(dá)到 26 億美元的市場規(guī)模,。

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

如此龐大數(shù)字的背后既有全球主力半導(dǎo)體公司和半導(dǎo)體熱點(diǎn)地區(qū)在產(chǎn)能擴(kuò)張期的布局與野望，也表明設(shè)備在整個半導(dǎo)體領(lǐng)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(wǎng)編輯整理/山川）

注：圖片非商業(yè)用途,，存在侵權(quán)告知刪除