【導(dǎo)語】 在“雙碳”戰(zhàn)略與新能源汽車、5G通信、航空航天產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的共振下，碳化硅（SiC）作為第三代半導(dǎo)體的核心材料，正迎來屬于它的黃金時代。然而，材料性能的每一次飛躍，往往伴隨著加工難度的指數(shù)級提升。面對SiC“硬、脆、貴”的加工痛點，隆信激光憑借前沿的水導(dǎo)激光技術(shù)，以“水光同軸”的創(chuàng)新工藝，為國產(chǎn)半導(dǎo)體制造提供了一套高精度、低損耗、高良率的終極解決方案。
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行業(yè)痛點：為什么碳化硅是“最難啃的骨頭”？
碳化硅憑借高禁帶寬度、高擊穿場強(qiáng)和高熱導(dǎo)率，被譽為半導(dǎo)體界的“皇冠明珠”。但對于加工端而言，它卻是一場嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
1. 物理特性的天然壁壘 SiC的莫氏硬度高達(dá) 9.5，僅次于金剛石，同時具有極高的脆性和化學(xué)穩(wěn)定性,。這種“極硬且脆”的特性，使得傳統(tǒng)加工如同在玻璃上雕刻鉆石，稍有不慎便會導(dǎo)致材料報廢。
2. 傳統(tǒng)工藝的“三大死穴”
? 機(jī)械切割的效率瓶頸： 傳統(tǒng)的金剛石線鋸切割本質(zhì)上是機(jī)械磨削，存在刀具磨損快、加工效率低（切割6英寸晶錠往往耗時數(shù)十小時）的問題。更致命的是，機(jī)械應(yīng)力極易在晶圓表面誘發(fā)微裂紋和崩邊，導(dǎo)致昂貴的襯底材料良率難以提升,。
? 干式激光的熱損傷之殤： 傳統(tǒng)納秒或超快激光雖然速度較快，但依靠高能量瞬間氣化材料，不可避免地會產(chǎn)生熱影響區(qū)（HAZ）。這會導(dǎo)致切口邊緣氧化、碳化，甚至形成重鑄層和熱裂紋，嚴(yán)重影響芯片的抗折強(qiáng)度和電學(xué)性能,。
? 傳統(tǒng)蝕刻的局限性： 電火花加工（EDM）依賴材料導(dǎo)電性，無法處理非導(dǎo)電SiC復(fù)合材料；而化學(xué)蝕刻效率低下，難以應(yīng)對厚度較大的晶錠開方或深孔加工需求。
面對莫氏硬度高達(dá) 9.5 的碳化硅，傳統(tǒng)加工手段陷入了“效率與質(zhì)量難以兩全”的死胡同。行業(yè)因此發(fā)出了迫切的呼喚：急需一種能夠打破物理限制，同時實現(xiàn)“無熱損、無應(yīng)力、高精度”的革命性加工技術(shù)，將碳化硅從“難加工材料”的名單中徹底解放出來。
圖1：碳化硅的加工歷史
02
極限挑戰(zhàn)：打造第三代半導(dǎo)體加工的“完美切面”
隆信激光的水導(dǎo)激光設(shè)備，利用高壓水射流作為“液態(tài)光纖”引導(dǎo)激光束，實現(xiàn)了真正的“冷加工”。在針對碳化硅的實測中，我們交出了令人矚目的答卷：
1.極致的表面質(zhì)量 得益于水流的實時冷卻與沖刷作用，隆信激光設(shè)備加工后的SiC切面光滑如鏡。實測數(shù)據(jù)顯示，孔壁及切面粗糙度（Ra）可穩(wěn)定控制在 1μm 以下
2.零錐度與無損加工 在顯微鏡下觀察，加工邊緣銳利，無崩邊、無熱微裂紋、無重鑄層。對于深徑比要求極高的通孔加工，水導(dǎo)激光利用光束的全反射原理，解決了傳統(tǒng)激光焦點發(fā)散的問題，實現(xiàn)了接近零錐度（切割深徑比＞100：1）的垂直切割。這不僅提升了單道工序的良率，更避免了因熱應(yīng)力殘留導(dǎo)致的后續(xù)封裝破片風(fēng)險。
更關(guān)鍵的是，水導(dǎo)激光的加工精度重復(fù)性達(dá)±3μm，大幅降低SiC器件在晶圓級微孔、槽道及異形結(jié)構(gòu)加工中的返工率。其無接觸、無應(yīng)力的工藝特性，完美適配第三代半導(dǎo)體對高潔凈度與低損傷的嚴(yán)苛要求。
03
隆信激光方案：以“光”換“鋸”，重塑成本結(jié)構(gòu)
在寸土寸金的半導(dǎo)體制造中，技術(shù)的價值最終體現(xiàn)在成本的優(yōu)化上。隆信激光方案的核心邏輯，在于通過技術(shù)升級實現(xiàn)“降本增效”。
1. 省材料：每一微米都是純利潤 碳化硅襯底價格高昂，傳統(tǒng)線切割的切縫寬、損耗大（材料損失率有時高達(dá)46%）。隆信激光的水導(dǎo)工藝將切縫寬度精準(zhǔn)控制在 50-90μm,。更窄的切縫意味著更低的切口損耗（Kerf Loss），在同樣的晶錠上，使用隆信設(shè)備可以產(chǎn)出更多的晶圓，“多切多得”，直接提升產(chǎn)出價值。
2. 省工序：縮短制程鏈條
? 免拋光級加工： 由于加工表面質(zhì)量極高，無掛渣和毛刺，加工后的工件往往無需進(jìn)行繁瑣的后道研磨和拋光工序，大幅縮短了生產(chǎn)周期。
? 提升器件可靠性： 無熱損傷的加工保留了材料原本的機(jī)械強(qiáng)度，顯著減少了芯片在后續(xù)封裝環(huán)節(jié)的破損率，間接降低了制造成本。
3. 提效率：更低的持有成本
? 耗材成本驟降： 設(shè)備運行主要耗材為純水和濾芯，無需頻繁更換昂貴的金剛石刀輪或鋸絲，長期運行成本顯著低于傳統(tǒng)機(jī)械加工。
? 加工速度飛躍： 相比傳統(tǒng)線鋸的“慢工”，水導(dǎo)激光實現(xiàn)了數(shù)倍的效率提升，且非接觸式加工避免了機(jī)械應(yīng)力帶來的耗材損耗。
圖2：碳化硅鉆孔
04
不僅僅是切割：一機(jī)多用的柔性制造平臺
隆信激光交付的不僅僅是一臺切割設(shè)備，而是一個面向未來的微納加工平臺，具備極高的工藝靈活性。
1. 全工藝覆蓋
? 晶圓劃片（Dicing）： 輕松應(yīng)對各類SiC器件的精密分離，切道窄、崩邊小。
? 邊緣修整（Rolling）： 對晶圓邊緣進(jìn)行高精度滾圓與修整，去除缺陷，提升晶圓利用率,。
? 精密制孔： 無論是通孔還是盲孔，均能實現(xiàn)高深徑比（>10:1）、無錐度的精密加工，完美適配TSV（硅通孔）等先進(jìn)封裝需求。
? 微結(jié)構(gòu)刻蝕： 支持復(fù)雜的表面微結(jié)構(gòu)開槽與刻蝕。
2.面向未來的尺寸兼容：隨著SiC產(chǎn)業(yè)向大尺寸演進(jìn)，水導(dǎo)激光可以支持 6-8英寸 碳化硅晶錠及晶圓的加工。無論是當(dāng)前的量產(chǎn)需求，還是未來的產(chǎn)線擴(kuò)容，我們都已為您做好了技術(shù)儲備。
3.單臺設(shè)備綜合利用率高：單臺隆信水導(dǎo)激光設(shè)備可覆蓋晶圓劃片、微孔鉆削、三維槽道刻蝕等工藝，性能強(qiáng)大及單臺占地少，幫助企業(yè)更好實現(xiàn)柔性制造。
05
結(jié)語
在摩爾定律逼近物理極限的今天，先進(jìn)封裝與新型材料工藝已成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)突圍的關(guān)鍵。隆信激光致力于打破國外技術(shù)壟斷，通過持續(xù)的研發(fā)投入與工藝迭代，為中國半導(dǎo)體行業(yè)提供高性價比、自主可控的水導(dǎo)激光解決方案。
對于硬脆材料加工而言，精度是生命線，良率是利潤源。選擇隆信激光，即是選擇更高的良率、更低的單片成本與更短的回報周期。
【邀約測試】 耳聽為虛，眼見為實。隆信激光現(xiàn)已全面開放免費打樣測試服務(wù)。我們誠摯邀請您寄送樣品，親身體驗水導(dǎo)激光帶來的加工變革，用數(shù)據(jù)和實物驗證“降本增效”的真實潛力。
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