Silizio karburoa (SiC) ez da soilik defentsa nazionalerako teknologia kritikoa, baita automobilgintza eta energia industria globalen material garrantzitsua ere. SiC kristal bakarreko prozesamenduan lehen urrats kritikoa denez, oblea mozteak zuzenean zehazten du ondorengo mehetze eta leuntzearen kalitatea. Mozketa metodo tradizionalek askotan gainazaleko eta azpiko pitzadurak sortzen dituzte, oblearen haustura-tasak eta fabrikazio-kostuak handituz. Beraz, gainazaleko pitzaduren kalteak kontrolatzea ezinbestekoa da SiC gailuen fabrikazioa aurrera eramateko.
Gaur egun, SiC lingoteen mozketak bi erronka nagusi ditu:
- Material-galera handia alanbre anitzeko zerra tradizionalean:SiC-aren gogortasun eta hauskortasun handiak deformazio eta pitzadura joera ematen dio ebakitzean, arteztean eta leuntzean. Infineonen datuen arabera, diamantezko erretxinazko loturadun hari anitzeko zerraketa tradizionalak % 50eko materialaren erabilera baino ez du lortzen ebakitzean, eta oblea bakarreko galera osoa ~250 μm-ra iristen da leuntzearen ondoren, erabilgarri dagoen material minimoa utziz.
- Eraginkortasun txikia eta ekoizpen-ziklo luzeak:Nazioarteko ekoizpen-estatistikek erakusten dute 24 orduko etengabeko hari anitzeko zerraketa erabiliz 10.000 oblea ekoizteko ~273 egun behar direla. Metodo honek ekipamendu eta kontsumigarri ugari behar ditu, gainazaleko zimurtasun eta kutsadura handia (hautsa, hondakin-urak) sortzen duen bitartean.
Arazo hauei aurre egiteko, Xiu Xiangqian irakaslearen Nanjingeko Unibertsitateko taldeak SiCrako laser bidezko ebakitzeko zehaztasun handiko ekipamendua garatu du, laser teknologia ultra-azkarra erabiliz akatsak minimizatzeko eta produktibitatea handitzeko. 20 mm-ko SiC lingote baterako, teknologia honek oblearen errendimendua bikoizten du alanbre-zerra tradizionalarekin alderatuta. Gainera, laser bidez ebakitako obleek uniformetasun geometriko hobea erakusten dute, lodiera oblea bakoitzeko 200 μm-ra murriztea ahalbidetuz eta ekoizpena are gehiago handitzea ahalbidetuz.
Abantaila nagusiak:
- Eskala handiko prototipo-ekipoen I+G amaitu da, 4-6 hazbeteko SiC erdi-isolatzaileen obleak eta 6 hazbeteko SiC eroalezko lingoteak mozteko balioztatua.
- 8 hazbeteko lingoteen ebakitzea egiaztatzen ari da.
- Mozketa-denbora nabarmen laburragoa, urteko ekoizpen handiagoa eta % 50etik gorako errendimenduaren hobekuntza.
XKH-ren 4H-N motako SiC substratua
Merkatu potentziala:
Ekipamendu hau 8 hazbeteko SiC lingoteak mozteko oinarrizko irtenbide bihurtzeko prest dago, gaur egun Japoniako inportazioek menderatzen baitute kostu handiekin eta esportazio murrizketekin. Laser bidezko mozketa/mehetze ekipoen barne eskaria 1.000 unitate baino gehiagokoa da, baina ez dago Txinan egindako alternatiba heldurik. Nanjingeko Unibertsitatearen teknologiak merkatu-balio eta potentzial ekonomiko izugarria du.
Material anitzeko bateragarritasuna:
SiC-az gain, ekipamenduak galio nitruroaren (GaN), aluminio oxidoaren (Al₂O₃) eta diamantearen laser prozesamendua onartzen du, bere aplikazio industrialak zabalduz.
SiC obleen prozesamendua irauliz, berrikuntza honek erdieroaleen fabrikazioan dauden arazo kritikoak konpontzen ditu, errendimendu handiko eta energia-eraginkortasuneko materialen joera globalekin bat eginez.
Ondorioa.
Silizio karburozko (SiC) substratuen fabrikazioan lider gisa, XKHk 2-12 hazbeteko tamaina osoko SiC substratuak (4H-N/SEMI motakoak, 4H/6H/3C motakoak barne) eskaintzen espezializatuta dago, energia berriko ibilgailuak (NEV), energia fotovoltaikoaren (PV) biltegiratzea eta 5G komunikazioak bezalako hazkunde handiko sektoreetara egokituak. Dimentsio handiko obleen galera txikiko ebakitze-teknologia eta zehaztasun handiko prozesatzeko teknologia aprobetxatuz, 8 hazbeteko substratuen ekoizpen masiboa lortu dugu eta aurrerapenak egin ditugu 12 hazbeteko SiC kristal eroaleen hazkuntza-teknologian, txiparen unitateko kostuak nabarmen murriztuz. Aurrera begira, lingote-mailako laser ebakitzea eta tentsio-kontrol prozesu adimendunak optimizatzen jarraituko dugu 12 hazbeteko substratuen errendimendua globalki lehiakorrak diren mailetara igotzeko, SiC industria nazionalari nazioarteko monopolioak hausteko eta aplikazio eskalagarriak bizkortzeko goi-mailako domeinuetan, hala nola automobilgintzako txipetan eta AI zerbitzarien elikatze-iturrietan.
XKH-ren 4H-N motako SiC substratua
Argitaratze data: 2025eko abuztuaren 15a