12英寸碳化硅晶圆激光剥离技术重大突破

近日，晶飞半导体在碳化硅晶圆加工技术领域取得重大突破，成功利用自主研发的激光剥离设备实现了12英寸碳化硅晶圆的剥离。该突破标志着中国在第三代半导体关键制造装备领域迈出重要一步，为全球碳化硅产业的降本增效提供了全新解决方案。该技术此前在6/8英寸碳化硅领域已通过多家客户验证，设备性能达到国际先进水平。

本次技术突破对碳化硅产业发展具有多重意义，主要包括：

• 大幅降低生产成本：12英寸碳化硅晶圆相比目前主流的6英寸晶圆，可用面积提升约4倍，单位芯片成本降低30%-40%；

• 提升产业供给能力：解决了大尺寸碳化硅晶圆加工的技术瓶颈，为全球碳化硅产能扩张提供了设备保障；

• 加速国产化进程：打破了国外厂商在大尺寸碳化硅加工设备领域的技术垄断，为我国半导体装备自主可控提供了重要支撑；

• 促进下游应用普及：成本降低将加速碳化硅器件在新能源汽车、可再生能源等领域的应用；

晶飞半导体是中国科学院半导体研究所科技成果转化企业，专注于半导体专用设备的研发、生产和销售。公司以激光应用技术为核心，开发了系列具有自主知识产权的半导体加工设备，服务客户覆盖国内主要半导体制造企业。

晶飞半导体CEO表示，“我们始终坚持以技术创新推动产业进步，12寸碳化硅激光剥离技术的成功开发，不仅是公司技术实力的体现，更得益于北京市科委、中国科学院半导体研究所的大力支持，以及由京津冀国家技术创新中心组织实施的‘颠覆性技术创新’重点专项的支持。未来，我们将继续加大研发投入，为客户提供更多优质的半导体装备解决方案。”

晶飞半导体激光垂直剥离技术

资料显示，2023年9月晶飞半导体完成天使轮融资，该轮融资金额为数千万元。本次融资由无限基金See Fund领投，德联资本和中科神光跟投。该轮融资筹集到的资金将主要用于公司的技术研发、市场拓展以及团队建设。

碳化硅具备“高功率密度、高开关频率、高工作温度和高耐压”等特点，因此是高压功率器件的演进方向，在新能源汽车、光伏、轨道交通等各类场景下拥有广泛的使用前景。然而制约碳化硅在功率器件渗透率的核心要素便是成本。由于碳化硅硬度远比传统半导体材料硅更硬，导致切割碳化硅损耗极高。从成本结构来看，衬底成本占比在碳化硅器件中高达47%，传统硅基器件仅有7%。因此其衬底降本是实现碳化硅器件快速渗透的重要途径。

晶飞半导体通过研究激光垂直剥离技术研究，以实现对第三代半导体材料的精准剥离，以有效降低碳化硅衬底的生产成本。此前该公司在6英寸和8英寸碳化硅衬底激光垂直剥离技术的研发方面，利用超快激光技术，为各种超薄、超硬、脆性材料提供激光解决方案。

根据相关报道，晶飞半导体的主打产品是碳化硅晶圆激光垂直剥离设备。此前，碳化硅普遍使用金刚线剥离，激光垂直剥离特点在于，此前技术模式的线损为200 μm，研磨和抛光的损失为100 μm；激光垂直剥离晶圆的线损为0，脉冲激光在晶锭内部形成爆破层，在分离后由于裂纹延伸的存在，在后续抛光加工后材料损失可控制在80~100 μm。

晶飞半导体在半导体剥离上的新技术模式相比于金刚线剥离损失的1/3，这大大节约了剥离损失；对于厚度为 2 cm的晶锭，使用金刚线切割晶圆产出量约为 30 片，然而采用激光剥离技术晶圆产出量约为 45 片，增加了约 50 %。