问题:超大尺寸碳化硅加工难、成本高制约产业放量 碳化硅作为第三代半导体的代表材料,具备耐高压、耐高温、低损耗等特性,已广泛用于新能源汽车电驱系统、充电设施以及电网输配电装备升级。随着下游需求上升,衬底从6英寸向8英寸、12英寸演进成为行业趋势。但碳化硅单晶硬度高、脆性强,加工窗口窄,传统以线切割为主的方式效率、材料损耗和一致性上存在瓶颈;叠加大尺寸带来的应力与形貌控制难度,“降本增效”成为产业链共同关注的难题。 原因:装备与工艺协同不足是“卡点”,关键在高稳定光源与精密光路控制 业内分析认为,大尺寸碳化硅衬底加工的难点不只是“能切”,更在于“切得稳、切得省、切得一致”。这对光源集成度、能量控制、光路整形、在线检测与补偿能力提出更高要求。硅来涉及的负责人介绍,公司团队长期深耕激光技术研发与产业化应用,根据碳化硅材料特性持续迭代激光剥离工艺,已形成覆盖6英寸、8英寸到12英寸的设备体系。本次实现规模交付的12英寸设备,以高集成度组合光源与光路整形方案提升系统稳定性,并引入面形检测与算法补偿等手段,增强工艺一致性与设备可靠性。 影响:效率、损耗与成本指标改善,或带动衬底环节“以大带小”降本 从已披露的工艺表现看,激光剥离在效率与材料利用率上对传统工艺形成补充,部分环节具备替代空间。以8英寸为例,单片处理时间可控制在十余分钟,相比线切割明显缩短加工周期;材料损耗可降至几十微米级,且加工过程中无需耗材与化学试剂投入。业内人士指出,若该工艺能在更大范围内稳定复制,有望提升单位晶锭出片量、降低单片综合成本,并减少对耗材与部分化学品的依赖,从而对供应链成本与交付周期带来正向影响。对下游而言,8英寸与12英寸衬底扩大有效制程面积,有助于在相同产线条件下提升产出,为功率器件规模化应用提供更可预期的成本路径。 对策:以标准化、模块化量产能力支撑交付,并加强产业协同与资本助力 在产业化落地层面,能否持续批量交付、是否具备稳定爬坡能力,是装备企业获得客户验证的关键。硅来表示,公司通过模块化设计与生产组织优化,已实现设备规模化制造,批量交付周期可控制在一个月左右,并计划继续压缩。同时,公司引入产业链战略投资者推进协同,结合其在半导体激光精密加工装备领域的经验与资源,推动关键部件与工艺参数的联合优化。业内认为,“装备—工艺—应用”的协同路径,有助于设备从单点验证走向产线级稳定运行,降低客户导入风险。 前景:12英寸化进程提速,国产高端装备有望在关键环节形成更多“可替代” 从全球半导体制造规律看,尺寸升级往往伴随工艺路线调整与装备迭代。碳化硅衬底向12英寸推进仍处于爬坡期,短期内将与8英寸长期并行,并在设备能力、良率控制与供应链成熟度上持续磨合。受访人士认为,随着新能源汽车高压平台、超充网络与电网改造对功率器件需求持续增长,衬底环节对高效率、低损耗加工装备需求将进一步释放。若激光剥离等新工艺在大尺寸场景中保持稳定性与一致性,并在成本与维护体系上形成可复制经验,有望推动国产装备在关键制造环节获得更广泛应用,同时带动检测、自动化与精密运动控制等配套产业升级。
从材料到器件、从工艺到装备,碳化硅产业竞争越来越取决于系统能力。12英寸激光剥离量产设备实现批量交付,意义不仅在于“做得出来”,更在于“交付稳定、产线可用”。面向新一轮产业扩张,只有持续推进核心技术攻关并强化产业协同,才能把阶段性突破转化为可持续的降本增效,推动我国第三代半导体产业深入向高质量发展迈进。