中國粉體網(wǎng)訊 碳化硅（SiC）材料及其器件因其優(yōu)異的高溫、高頻、高耐壓、高功率和抗輻射性能，在新能源汽車、光伏、軌道交通和智能電網(wǎng)等領(lǐng)域前景廣闊。然而，其規(guī)模化應(yīng)用受制于較高的成本，其中SiC襯底成本占比高達(dá)50%。
深入分析襯底成本構(gòu)成，SiC材料本身占比約70%，且近一半在切割過程中損耗。目前行業(yè)主流的多線切割技術(shù)加工難度大（因SiC高硬度、高脆性、高化學(xué)穩(wěn)定性），單片材料損耗達(dá)280-300μm。以成品厚度350μm的6英寸襯底計(jì)算，材料損耗率高達(dá)46%左右。因此，降低切割損耗是降低SiC襯底成本的關(guān)鍵路徑。
深圳平湖實(shí)驗(yàn)室聚焦于SiC激光剝離新技術(shù)的研發(fā)，旨在大幅降低切割損耗，其已取得進(jìn)展：
（1）2024年12月，使用國產(chǎn)全自動(dòng)化激光剝離系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的多線切割工藝，實(shí)現(xiàn)單片總損耗≤120μm，單片切割時(shí)間30分鐘，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
（2）2025年6月，通過深化機(jī)理研究和優(yōu)化工藝參數(shù)，取得重大突破：
單片總損耗≤75μm（較2024年底再降37.5%）；
單片切割時(shí)間縮短至20min；
單片成本降低約26%；
技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)；
最佳工藝條件完成3批次小批量驗(yàn)證，良率100%。
經(jīng)過驗(yàn)證，該激光剝離技術(shù)不僅顯著降低了損耗和成本，其加工出的襯底性能也表現(xiàn)優(yōu)異：
激光剝離襯底的面型數(shù)據(jù)整體優(yōu)于行業(yè)水平；
外延驗(yàn)證：在有效利用面積、均勻性、缺陷密度、表面粗糙度等關(guān)鍵參數(shù)上，與基準(zhǔn)襯底（Baseline）整體相當(dāng)，部分指標(biāo)甚至略優(yōu)。
激光剝離技術(shù)是將激光精密加工技術(shù)與晶體剝離技術(shù)相結(jié)合，預(yù)先在晶體內(nèi)特定位置制造結(jié)合力較薄弱的改質(zhì)層，有利于剝離工藝中形成確定的晶體斷裂位置，從而提升了剝離過程的可控性與晶片的厚度一致性，這對(duì)于SiC等高硬度、高脆性、高材料成本的單晶材料加工尤為重要。與多線切割相比，激光剝離技術(shù)更適合材料成本高、晶錠長度短的硬脆晶體加工領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)晶體加工成本的大幅下降，并提高加工效率與加工質(zhì)量。
深圳平湖實(shí)驗(yàn)室在SiC激光剝離技術(shù)上取得的連續(xù)突破，為解決SiC襯底高成本的核心痛點(diǎn)提供了有效方案。這項(xiàng)技術(shù)有望顯著降低SiC襯底成本，有力促進(jìn)大尺寸SiC襯底的規(guī)模化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，進(jìn)而加速SiC器件在多個(gè)戰(zhàn)略新興領(lǐng)域的普及。
來源：
胡北辰等：SiC單晶材料激光剝離技術(shù)研究進(jìn)展
深圳平湖實(shí)驗(yàn)室
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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