8英寸SiC晶圆线或达30条，衬底磨抛有哪些痛点？

不久之前，“行家说三代半”发布了第一篇《8英寸SiC产业协同》系列访谈（点击查看），针对全球8英寸碳化硅单晶衬底技术进展，邀请了合盛新材、科友半导体、东尼电子、世纪金芯等多家衬底厂商进行调研采访，并得到广大读者的支持。

今天，“行家说三代半”将继续更新《8英寸SiC产业协同》访谈，这一次报道将聚焦8英寸碳化硅的切磨抛环节，并邀请到京创先进、惠丰钻石2家设备端&材料端企业，为我们来解答8英寸时代加工难点与降本路径。

究竟8英寸碳化硅会在切磨抛环节面临哪些问题？目前的工艺技术如何实现降本增效？作为产业链上游，他们如何看待8英寸进展？详情请看：

工时、成本、良率

成为切磨抛环节最大挑战

“行家说三代半”发现，目前针对碳化硅的切磨抛工艺，主要应用在两大工序中：一是碳化硅晶锭通过切、磨、抛加工，得到碳化硅衬底的过程，二是碳化硅晶圆经过背面减薄、抛光，然后进行晶圆划片，得到单个碳化硅芯片的过程。

在前一道工序中，国内针对6英寸SiC衬底的切磨抛工艺较为成熟，但针对8英寸SiC衬底，如今尚未进入量产验证阶段，这是因为从6英寸到8英寸，不同的工艺路线、设备及耗材，往往也需要重新设计及磨合，以进一步控制成本。

对此，惠丰钻石营销总监王军认为，碳化硅的莫氏硬度仅次于金刚石，属于高硬脆性材料，因此切磨抛过程耗时久，易裂片。尤其是8英寸碳化硅，要实现切割损耗小、并且切割出厚度均匀、翘曲度小的高质量SiC晶片，仍是目前面临的重要技术难点。

从行业进度来看，目前8英寸碳化硅都是小批量生产，相比于6英寸，切磨抛环节还都在优化中，估计其用时和成本等方面在短期内将大大增加。

京创先进也表示赞同，他们认为，在8英寸碳化硅时代，除了衬底加工环节外，晶圆加工环节也将面临极大挑战：

一方面，碳化硅晶圆一般采用砂轮来进行背面减薄、抛光工艺，将厚度减至100m左右，以减少器件衬底电阻，但8英寸碳化硅晶圆由于尺寸扩大，减薄厚度、光滑度、良率更加难以控制。

另一方面，金刚石刀片切割是分离碳化硅晶圆的传统技术，但从6吋到8吋，累积的切割长度会增加，导致切割刀片的磨损同步增加，晶圆的切割时间亦会增加，从而导致成本增高，并且可能会在切割过程中破刀，从而损坏晶圆。

聚焦8英寸降本增效

设备&耗材齐发力

值得注意的是，针对8英寸切磨抛工艺在碳化硅衬底、晶圆加工的创新改进，京创先进、惠丰钻石等企业已经率先实现攻克难关，针对设备、材料进行更新换代，以进一步促进8英寸碳化硅实现降本增效。

京创先进透露，他们多年来一直聚焦在高精密切、磨、抛技术领域，目前在6英寸碳化硅产品上拥有丰富的作业经验，现有减薄和切割设备已可以支持8寸碳化硅产品。

其中，减薄设备可用于4-8英寸碳化硅晶圆的全自动减薄加工，在6英寸碳化硅晶圆上可实现粗糙度(RA)在7-8nm，TTV在0-2um的效果，在8英寸碳化硅晶圆上实验数据良好。

在晶圆划片加工环节，目前京创先进切割设备装备了NCS功能/BBD功能/在线磨刀功能/刀痕检测功能，可以有效保证切割过程中，刀片持续保持一个优质的加工能力以及出现异常时可以及时检出，经过测试，在5mm/s的切割速度下，可达到正崩≤7um，背崩≤25um。

作为材料供应端，惠丰钻石营销总监王军则表示，他们作为一家专业生产金刚石微粉及研磨液的厂家，可提供碳化硅衬底砂浆切割粉和粗磨精磨液，针对8寸碳化硅衬底，目前已推出高效砂浆切割粉，可有效降低切割成本。

另一方面，他们致力于碳化硅衬底的切磨抛环节的耗材供应，从原材料及生产品质把控，持续为8英寸碳化硅衬底量产切磨抛工序保驾护航。

展望8英寸：

市场发展速度超出预期

值得关注的是，根据《2024碳化硅（SiC）产业调研白皮书》阶段性统计，截至2024年6月，全球已有30家企业正在或计划推进8吋SiC晶圆产线建设，其中中国企业就有13家。

不难猜测的是，随着各条产线加快布置，8英寸碳化硅进入市场的时机将大大提前，而原有的以6英寸为主的市场格局也势必会受到影响。

对此，京创先进判断，目前，6英寸碳化硅晶圆仍然是市场上的主流产品，而8英寸衬底正在成为行业的重要技术发展方向，成熟的8英寸碳化硅技术将有效解决6英寸碳化硅晶圆芯片产量有限和边缘浪费过大的问题，能使单片晶圆芯片的产量提高90%，单位芯片成本降低近30%。

随着8英寸加速发展，碳化硅将迎来强劲的增长，在新能源汽车、光伏储能、风电、轨道交通、智能电网（5G）、航空航天等领域具有巨大的市场潜力。

惠丰钻石营销总监王军也认为，参考硅晶圆尺寸发展历程， 8英寸碳化硅衬底将是边际成本递减的拐点尺寸，未来8英寸将是碳化硅衬底的主流尺寸。目前，随着市场变动，成本压力加大， 8英寸SiC衬底将进一步加速推动量产，其发展速度可能会超出大家预期。

“行家说三代半”调研发现，现阶段，8英寸碳化硅仅实现小批量供货，从碳化硅产业长期发展来看，亟需快速解决8英寸碳化硅量产化和降本难题，以加快市场的快速发展，这需要整个产业链的协同合作和技术创新。

因此，欢迎更多的衬底、外延、器件、设备和材料等企业加入《8英寸SiC产业协同》系列访谈，参与访谈请加许若冰微信：hangjiashuo999，更详细的调研结果将呈现在《2024碳化硅（SiC）产业调研白皮书》。

目前，合盛新材料、芯聚能、安海半导体、三安半导体、烁科晶体、天岳先进、恒普技术、华卓精科、快克芯装备、东尼电子、科友半导体、长联半导体、致领半导体、奥亿达新材料、瑞霏光电、才道精密、中电化合物、森国科等已正式参编《白皮书》，期待更多SiC领域的行家企业加入，了解更多详情请扫描海报二维码。

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