近日，大族激光有限公司（下文簡(jiǎn)稱“大族激光”）在接受投資者調(diào)研的時(shí)表示，第三代半導(dǎo)體技術(shù)方面,公司研發(fā)的碳化硅激光切片設(shè)備正在持續(xù)推進(jìn)與行業(yè)龍頭客戶的合作,為規(guī)?；a(chǎn)做準(zhǔn)備,并推出了碳化硅激光退火設(shè)備新產(chǎn)品。

切割技術(shù)對(duì)SiC的重要性

以SiC為代表的化合物半導(dǎo)體在新能源車用功率器件方面展現(xiàn)出了優(yōu)秀的應(yīng)用性能。而SiC晶圓的制作需要進(jìn)行的步驟有：合成碳化硅微粉，晶體生長(zhǎng)，晶錠加工，晶體切割，晶片研磨，晶片拋光，晶片檢測(cè)，晶片清洗。

切片是SiC由晶錠轉(zhuǎn)化為晶片的第一道工序，決定了后道加工的整體良率，因此需要穩(wěn)定性、可靠性高的高精密切割設(shè)備。由于SiC的硬度大（莫氏硬度為9.2），加上容易脆裂的屬性，對(duì)其進(jìn)行切割一直以來都是晶圓加工難題。

目前國(guó)內(nèi)市面上的SiC切割技術(shù)（優(yōu)缺點(diǎn)）

SiC晶圓傳統(tǒng)上采用刀輪進(jìn)行切割，但由于SiC的莫氏硬度達(dá)到了9以上，需要選用相對(duì)昂貴的金剛石材質(zhì)作為刀輪，且刀輪耗材的使用壽命也大大減小。正因?yàn)镾iC擁有較高的機(jī)械強(qiáng)度，使得刀輪耗材的成本更高、切割效率極低。

目前，碳化硅材料的切割方案中，以砂漿多線切割和金剛線切割多線切割為主。
砂漿切割切割相比于傳統(tǒng)的切割方式，克服了一次只能切割一片的缺點(diǎn)，可以加工較薄的晶圓（切片厚度小于0.3 mm）,而且切割的產(chǎn)率高、材料損耗小，目前已經(jīng)廣泛用于單晶和多晶碳化硅片的加工。

但是這種切割方法也有很多缺點(diǎn)，例如：切割速度低、切割表面的精度低、砂漿液難回收并且會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染；另外在加工過程中游離的磨粒對(duì)鋼線也具有磨削作用，這不僅會(huì)導(dǎo)致切割出來的碳化硅晶片厚度不均勻，而且會(huì)降低線鋸的使用壽命。

隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，客戶對(duì)于降低切割成本、提高生產(chǎn)效率的要求越來越高，多線切割技術(shù)的應(yīng)用也逐漸成熟，砂漿線切割技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于絕大部分碳化硅襯底廠商，金剛線切割技術(shù)也成為了主流迭代方案。

但是金剛線也有相應(yīng)的缺點(diǎn)：加工效率低、材料損耗率高、設(shè)備及耗材壽命短、影響晶片的曲面翹度、耗材單位成本高。

相比之下，激光切割技術(shù)具有高效率、高精度、無損傷等優(yōu)點(diǎn)，因而逐漸成為了切割碳化硅這類硬度高、脆性大材料的首選技術(shù)。

大族激光切割SiC的優(yōu)勢(shì)

據(jù)了解，大族激光的激光改質(zhì)切割是一種將半導(dǎo)體晶圓分離成單個(gè)芯片或晶粒的激光技術(shù)。該過程是使用精密激光束在晶圓內(nèi)部形成改質(zhì)層，使晶圓可以通過輕微外力沿激光掃描路徑精確分離。

碳化硅改質(zhì)切割一般為激光掃描以及以三點(diǎn)折彎為主要原理的機(jī)械劈裂兩個(gè)步驟。激光掃描就是形成改質(zhì)層的過程，在這個(gè)過程里激光在指定位置精確地誘導(dǎo)材料內(nèi)部的微裂紋，均勻分布的微裂紋在材料中存在時(shí)，會(huì)使應(yīng)力場(chǎng)（熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力等）在微裂紋周圍產(chǎn)生集中效應(yīng)，當(dāng)機(jī)械劈裂施加折彎應(yīng)力時(shí)，應(yīng)力會(huì)因?yàn)楦馁|(zhì)層的存在而誘導(dǎo)到指定位置產(chǎn)生裂紋的擴(kuò)展，從而完成晶粒的精確分離。

SiC切割領(lǐng)域目前的企業(yè)動(dòng)態(tài)。

國(guó)際上除了大族激光的激光改質(zhì)切割技術(shù)，日企DISCO和英飛凌也有屬于自己的技術(shù)。

日本DISCO公司的KABRA技術(shù)是更為領(lǐng)先的激光切割技術(shù)。KABRA技術(shù)利用具有極好聚焦能力的光學(xué)系統(tǒng)將激光透過碳化硅的表面聚焦晶片內(nèi)部，在特定位置形成改性層之后可從晶錠上剝離出晶片。

DISCO公司利用激光加工設(shè)備的易自動(dòng)化的特性，還研發(fā)出能將激光改質(zhì)、剝離、研磨步驟并行的KABRA。

該技術(shù)可以顯著縮短切割時(shí)間，材料損耗也大幅度下降，還會(huì)省掉很多晶片研磨環(huán)節(jié)的各種成本。

2018年2月，圓晶切割公司Siltectra開發(fā)了一種基于激光的Cold Split（冷切）晶圓減薄技術(shù)。

2018年11月，英飛凌耗資1.24億歐元（約9.45億人民幣），收購了Siltectra。

Siltectra表示，他們的技術(shù)能夠?qū)iC晶圓的良率提高90%，在相同碳化硅晶錠的情況下，它可以提供3倍的材料，可生產(chǎn)更多的器件，最終SiC器件的成本可以降低20-30%。

與DISCO技術(shù)類似，冷切割技術(shù)先用激光照射晶錠形成剝落層，使碳化硅材料內(nèi)部體積膨脹，從而產(chǎn)生拉伸應(yīng)力形成一層非常窄的微裂紋，然后通過聚合物冷卻步驟將微裂紋處理為一個(gè)主裂紋，最終將晶圓與剩余的晶錠分開。

第三方對(duì)Cold Split技術(shù)進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果證實(shí)了該技術(shù)的巨大潛力，每片晶圓的總切口損失小于100μm。

該技術(shù)將晶圓減薄僅需幾分鐘，材料損失減少90%，，良品率極高。

激光切割雖然技術(shù)壁壘較高，但激光切割在SiC襯底上應(yīng)用所展現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)太過誘人，激光切割是未來晶片切割技術(shù)的發(fā)展方向。
如今市場(chǎng)上，也就只有DISCO和英飛凌掌握著應(yīng)用在大尺寸襯底的激光切割設(shè)備。

大族激光的答復(fù)，驗(yàn)證了其已經(jīng)能夠生產(chǎn)出符合企業(yè)要求的激光切割設(shè)備，后續(xù)設(shè)備的大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)該也會(huì)很快進(jìn)行。（化合物半導(dǎo)體市場(chǎng)Morty整理）

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上半年，晶盛機(jī)電實(shí)現(xiàn)營(yíng)收84.06億元，同比增長(zhǎng)92.37%；實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)22.06億元，同比增長(zhǎng)82.78%。

其中，設(shè)備及服務(wù)營(yíng)收61.07億元，同比增長(zhǎng)71.23%；材料業(yè)務(wù)營(yíng)收18.83億元，同比增長(zhǎng)244.17%。截至2023年6月30日，公司未完成晶體生長(zhǎng)設(shè)備及智能化加工設(shè)備合同總計(jì)277.51億元，其中未完成半導(dǎo)體設(shè)備合同33.24億元。

晶盛機(jī)電屬專用設(shè)備制造行業(yè)，主要經(jīng)營(yíng)活動(dòng)為光伏設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備和LED襯底材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。產(chǎn)品主要有：晶體生長(zhǎng)設(shè)備、智能化加工設(shè)備、石英坩堝和藍(lán)寶石產(chǎn)品等。

在藍(lán)寶石領(lǐng)域，晶盛機(jī)電可提供滿足LED照明襯底材料和窗口材料所需的藍(lán)寶石晶錠、晶棒和晶片。目前晶盛機(jī)電已掌握超大尺寸藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)技術(shù)，成功生長(zhǎng)700Kg級(jí)藍(lán)寶石晶體，并實(shí)現(xiàn)300Kg級(jí)及以上藍(lán)寶石晶體、4英寸及以上尺寸藍(lán)寶石晶片的規(guī)?；慨a(chǎn)。

在碳化硅領(lǐng)域，晶盛機(jī)電通過自有籽晶經(jīng)過多輪擴(kuò)徑，成功生長(zhǎng)出 8英寸N型碳化硅晶體，并建設(shè)了8英寸碳化硅襯底研發(fā)試驗(yàn)線，加快大尺寸碳化硅襯底材料的發(fā)展進(jìn)程。

晶盛機(jī)電表示，上半年，公司加強(qiáng)研發(fā)創(chuàng)新，積極推出光伏創(chuàng)新設(shè)備，延伸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈高端裝備產(chǎn)品布局；加快新項(xiàng)目建設(shè)，快速推動(dòng)新一代金剛線等先進(jìn)材料以及精密零部件業(yè)務(wù)擴(kuò)產(chǎn)；大力開拓市場(chǎng)，推動(dòng)新產(chǎn)品市場(chǎng)拓展，公司業(yè)績(jī)同比快速增長(zhǎng)。

大族激光：已推出碳化硅激光退火設(shè)備新產(chǎn)品

大族激光專業(yè)從事智能制造裝備及其關(guān)鍵器件業(yè)務(wù)，主要產(chǎn)品分為通用元件及行業(yè)普及產(chǎn)品、行業(yè)專機(jī)產(chǎn)品、極限制造產(chǎn)品三大類。

其中，行業(yè)專機(jī)產(chǎn)品包括信息產(chǎn)業(yè)設(shè)備、新能源設(shè)備、半導(dǎo)體設(shè)備。半導(dǎo)體設(shè)備主要用于半導(dǎo)體及LED、顯示面板等泛半導(dǎo)體的生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)。

上半年，由于下游客戶投資趨于謹(jǐn)慎，大族激光訂單有所下降。同時(shí)，大族激光加大在光伏行業(yè)、動(dòng)力電池行業(yè)的資源投入，以及在半導(dǎo)體行業(yè)與核心器件等加大研發(fā)投入，支出有所增長(zhǎng)。

報(bào)告期內(nèi)，大族激光上半年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收60.87億元，同比下降12.25%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)4.24億元，同比下降32.88%。

其中，大族激光的半導(dǎo)體設(shè)備（含泛半導(dǎo)體）業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入 8.38 億元，同比減少 19.16%。

大族激光表示，上半年LED市場(chǎng)緩慢復(fù)蘇，公司持續(xù)推進(jìn)激光剝離，激光全切以及 MiniLED修復(fù)等LED設(shè)備的技術(shù)升級(jí)和性能改善。

在Micro LED領(lǐng)域，公司同步推進(jìn)在MIP、COB封裝路線的布局，已經(jīng)研發(fā)出Micro LED 巨量轉(zhuǎn)移、巨量焊接、修復(fù)等設(shè)備，市場(chǎng)驗(yàn)證反映良好。

第三代半導(dǎo)體技術(shù)方面，公司研發(fā)的碳化硅激光切片設(shè)備正在持續(xù)推進(jìn)與行業(yè)龍頭客戶的合作，為規(guī)?；a(chǎn)做準(zhǔn)備，并推出了碳化硅激光退火設(shè)備新產(chǎn)品。（文：集邦化合物半導(dǎo)體）

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目前，這一項(xiàng)目迎來了新進(jìn)展。根據(jù)“今日張家港”的報(bào)道，6月20日上午，大族激光華東區(qū)域總部基地開工儀式正式舉行?；匚挥趶埣腋郾６悈^(qū)，總投資超100億元，被列入2022年江蘇省重大項(xiàng)目。

華東地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，聚集著眾多新能源和機(jī)械制造領(lǐng)域大型企業(yè)，是大族激光在國(guó)內(nèi)重要的市場(chǎng)之一。產(chǎn)品方面，大族激光華東區(qū)域總部基地生產(chǎn)產(chǎn)品以高功率激光裝備、新能源裝備、激光及自動(dòng)化配套設(shè)備、顯示面板裝備、半導(dǎo)體及光伏產(chǎn)業(yè)裝備等五大類為主，計(jì)劃五年左右建成，達(dá)產(chǎn)后年銷售額將超200億元。

項(xiàng)目全部建成后，基地產(chǎn)能將達(dá)到大族激光總產(chǎn)能的60%-70%，可有效緩解國(guó)內(nèi)對(duì)智能制造裝備升級(jí)換代需求的壓力，并成為世界一流的激光產(chǎn)業(yè)基地。

圖片來源：拍信網(wǎng)正版圖庫

據(jù)了解，大族激光一家專業(yè)從事工業(yè)激光加工設(shè)備與自動(dòng)化等配套設(shè)備及其關(guān)鍵器件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)，主要業(yè)務(wù)可以分為：通用元件及行業(yè)普及產(chǎn)品、行業(yè)專機(jī)、極限制造。

其中，行業(yè)專機(jī)主要是各類行業(yè)專用設(shè)備，包括消費(fèi)電子行業(yè)專用設(shè)備、PCB行業(yè)專用設(shè)備、顯示面板行業(yè)專用設(shè)備、動(dòng)力電池行業(yè)專用設(shè)備、光伏行業(yè)專用設(shè)備等，主要下游行業(yè)包括消費(fèi)電子、PCB、顯示面板、動(dòng)力電池、光伏、LED、半導(dǎo)體等。

業(yè)績(jī)方面，2021年，大族激光實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入163.32億元，營(yíng)業(yè)利潤(rùn)22.61億元，歸屬于母公司的凈利潤(rùn)19.94億元，分別較2020年增長(zhǎng)36.76%、118.64%、103.74%。

大族激光還指出，得益于MiniLED對(duì)行業(yè)設(shè)備需求的帶動(dòng)和公司市場(chǎng)占有率的持續(xù)提升，公司半導(dǎo)體及泛半導(dǎo)體行業(yè)晶圓加工設(shè)備快速增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入6.69億元，同比增長(zhǎng)140.62%。

其中，LED行業(yè)晶圓加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入4.78億元，同比增長(zhǎng)115.46%，MiniLED切割、裂片、剝離、修復(fù)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)大批量銷售，Micro LED巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備正在驗(yàn)證過程中；

半導(dǎo)體行業(yè)晶圓加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入1.91億元，同比增長(zhǎng)239.96%，半導(dǎo)體激光開槽、半導(dǎo)體激光解鍵合、化合物半導(dǎo)體激光切割等產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)批量銷售。（LEDinside Lynn整理）

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