半导体设备历来都是高科技产业国产化的“卡脖子”环节之一，约束着国内企业在技术研发方面追赶国际企业的步伐，从而阻碍关键技术的国产化替代进程。可喜的是，近几年来，国产设备开始逐步崛起，燃起了国内企业振兴国产半导体产业的信心。
国产SiC设备的曙光近日，据太原日报报道，中国电子科技集团第二研究所（以下简称“中电科二所”）在SiC激光剥离设备研究方面取得了突破性进展。
据悉，SiC材料硬度与金刚石相近，现有的加工工艺切割速度慢、晶体与切割线损耗大，成本较高，导致材料价格高昂，限制了SiC半导体器件的广泛应用。
而激光垂直改质剥离设备被誉为“第三代半导体中的光刻机”，其创新性地利用光学非线性效应，使激光穿透晶体，在晶体内部发生一系列物理化学反应，最终实现晶片的剥离。这种激光剥离几乎能避免常规的多线切割技术导致的材料损耗，从而在等量原料的情况下提升SiC衬底产量。此外，激光剥离技术还可应用于器件晶圆的减薄过程，实现被剥离晶片的二次利用。
Source：拍信网
作为中国半导体设备领域的领头羊之一，中电科二所积极聚焦第三代半导体关键核心技术和重大应用方向，以解决SiC衬底加工效率为目标，将SiC激光剥离设备列为重点研发装备，借此实现激光剥离设备国产化，力争使其具备第三代半导体核心装备研发、产业化和整线装备解决方案的能力。
目前，中电科二所团队已掌握激光剥离技术原理与工艺基础，并利用自主搭建的实验测试平台，结合特殊光学设计、光束整形、多因素耦合剥离等核心技术，实现了小尺寸SiC单晶片的激光剥离。
报道称，中电科二所这一研发项目现已通过专家论证，正式立项启动，下一步将聚焦激光剥离技术的实用化与工程化，积极推进工艺与设备的协同创新，研发快速生产化、全自动化、低能耗化的激光剥离设备。
国产SiC材料的中坚力量实际上，不止SiC激光剥离设备，中电科二所在国产SiC材料领域也逐步发展成为一股重要的推动力量。
据了解，中电科二所于1962年在北京成立，并于1965年迁入山西太原。自2007年起，中电科二所就着手布局SiC单晶衬底材料的研制规划，专注于研究开发SiC单晶生长炉，已全面掌握了高纯SiC粉料制备工艺、4英寸高纯半绝缘SiC单晶衬底的制备工艺，形成了从SiC粉料制备、晶体生长、晶片加工、外延验证等整套SiC材料研制线，并在国内最早实现了高纯SiC材料、高纯半绝缘衬底量产。
2019年，中电科二所投资50亿元加码SiC领域，拟建设用地约1000亩的中国电科（山西）电子信息科技创新产业园，计划用5年时间，建成“一中心三基地”，即：中国电科(山西)碳化硅材料产业基地、中国电科(山西)电子装备智能制造产业基地、中国电科（山西）三代半导体技术创新中心、中国电科（山西）光伏新能源产业基地。
该项目达产后，预计形成产值100亿元。产业园将通过吸引上游企业，形成产业聚集效应，打造电子装备制造、三代半导体产业生态链，建成国内最大的碳化硅材料供应基地。
除此之外，中电科二所一直积极与高校、科研机构形成产研融合，有助于各方在包括SiC材料、装备等在内的高端产业技术领域取长补短，共同攻关产业突出难题。从中电科二所现阶段取得的进展与突破可预见，后续更进一步的研究将能够有力地推动SiC关键设备和材料的国产化替代。（文：化合物半导体市场 Jenny整理）
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