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近日，南京大學成功研發出大尺寸碳化硅激光切片設備與技術，標志著我國在第三代半導體材料加工設備領域取得重要進展。該技術不僅解決了傳統切割技術中的高材料損耗問題，還大幅提高了生產效率，對推動碳化硅器件制造技術的發展具有重大意義。

碳化硅（SiC）作為一種關鍵的戰略材料，對國防安全、全球汽車產業和能源產業都至關重要。南京大學研發的這項新技術，針對碳化硅單晶加工過程中的切片性能進行了重要改進，能夠有效控制晶片表層裂紋損傷，從而提高后續薄化、拋光的加工水平。

“傳統的多線切割技術在加工碳化硅時存在材料損耗率高和加工周期長的問題，這不僅增加了生產成本，也限制了產能。”項目負責人介紹，傳統方法在切割環節的材料利用率僅為50%，而經過拋光研磨后的材料損耗高達75%。

圖源：南京大學技術轉移中心

為了克服這些挑戰，南京大學的技術團隊采用激光切片設備，顯著降低了材料損耗，并提升了生產效率。以一個20毫米的SiC晶錠為例，傳統線鋸技術能生產30片350微米的晶圓，而激光切片技術能生產50多片，甚至在優化晶圓幾何特性后，可以將單片晶圓厚度減少到200微米，從而使單個晶錠生產的晶圓數量超過80片。

此外，南京大學研發的激光切片設備在切割時間上也具有顯著優勢。6英寸半絕緣/導電型碳化硅晶錠的單片切割時間不超過15分鐘，單臺設備的年產量可達30000片以上，且單片損耗得到有效控制，半絕緣碳化硅晶錠單片損耗控制在30微米以內，導電型則在60微米以內，產片率提升超過50%。

在市場應用前景方面，大尺寸碳化硅激光切片設備將成為未來8英寸碳化硅晶錠切片的核心設備。目前，此類設備僅有日本能夠提供，價格昂貴且對中國實行禁運。國內需求超過1000臺，而南京大學研發的設備不僅可用于碳化硅晶錠切割和晶片減薄，還適用于氮化鎵、氧化鎵、金剛石等材料的激光加工，具有廣闊的市場應用前景。

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