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碳化矽晶片製造迎突破:超大尺寸襯底雷射剝離技術開啟成本革命

2025-03-28 10:13:42 報告大廳(www.chinabgao.com) 字號: T| T
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  中國報告大廳網訊,【行業背景】隨著新能源汽車、5G通信及智能電網等領域的快速發展,碳化矽功率器件市場需求持續攀升。作為第三代半導體材料的核心載體,碳化矽襯底的製備工藝直接影響著晶片性能與量產成本。如何突破超大尺寸襯底切割瓶頸、實現規模化生產成為產業關鍵命題。

  一、12英寸碳化矽襯底技術破解行業降本難題

  中國報告大廳發布的《2025-2030年全球及中國晶片行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出,國內創新團隊成功開發出針對12英寸及以上超大尺寸碳化矽襯底的自動化雷射剝離技術,標誌著我國在半導體材料製備領域取得重要突破。相較於傳統切割工藝,這項新技術通過精準調控超快雷射加工過程,在晶錠減薄、襯底分離等環節實現全流程自動化控制。實驗數據顯示,該技術可將原料損耗降低至傳統方法的1/5以下,並使單片襯底生產效率提升3倍以上。

  二、碳化矽材料特性推動晶片性能升級

  作為替代矽基材料的戰略性新型半導體材料,碳化矽憑藉其寬禁帶能隙(達3.3eV)、高擊穿電場強度及優異的熱傳導能力,在高溫高壓場景下展現出顯著優勢。尤其在新能源汽車領域,採用碳化矽器件可使電機控制器效率提升5%10%,電池續航里程延長7%以上。當前全球67億美元規模的碳化矽功率器件市場(預計2027年數據)正加速向更大尺寸襯底轉移,12英寸襯底需求增長尤為迫切。

  三、自動化雷射剝離重塑晶片製造流程

  新技術通過集成智能定位系統與動態補償算法,解決了超大尺寸晶圓加工中的形變控制難題。其核心創新在於:①採用脈寬小於500飛秒的超短脈衝雷射,在亞微米級精度下實現材料選擇性剝離;②配備多軸聯動機械臂完成襯底自動抓取與分揀,單批次處理量提升至傳統工藝的4倍。據測算,12英寸碳化矽晶圓單位面積晶片產出較8英寸產品增加70%,直接推動晶片製造成本下降超過35%。

  【總結】這項技術突破不僅解決了超大尺寸碳化矽襯底量產的核心痛點,更構建起從材料製備到終端應用的降本增效閉環。隨著新能源汽車、可再生能源等領域對高性能晶片需求持續爆發,自動化雷射剝離工藝將加速推動第三代半導體產業向更大規模、更高效率方向發展。預計未來35年,12英寸碳化矽襯底技術有望成為全球功率器件製造的標準配置,為智能社會的能源革命提供關鍵支撐。

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