全球第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭的核心戰(zhàn)場,正聚焦于一種堅硬如鉆石的材料——碳化硅(SiC)。這種被譽為“未來電力電子基石”的寬禁帶半導(dǎo)體,在新能源汽車800V高壓平臺、超快充電樁、航天電源等*領(lǐng)域具有不可替代性。然而,其產(chǎn)業(yè)化進程長期被一道關(guān)鍵技術(shù)壁壘所阻:碳化硅襯底高效、超精密無損傷的拋光工藝。這道工序的良率與效率,直接制約著下游器件的成本與性能,成為我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈自主化進程中亟待突破的“*后一公里”。
碳化硅的莫氏硬度高達9.5,僅次于金剛石,其化學(xué)性質(zhì)也異常穩(wěn)定。這種特性賦予了它*的物理性能,卻也使其加工變得極其困難。傳統(tǒng)的化學(xué)機械拋光(CMP)技術(shù)應(yīng)用于碳化硅時,普遍面臨效率低下(單片耗時數(shù)小時)、成本高昂(耗材昂貴)、以及化學(xué)污染嚴重等世界性難題。這不僅推高了碳化硅襯底的制造成本,更嚴重限制了產(chǎn)能提升和良率穩(wěn)定,成為制約整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
智谷精工創(chuàng)始人、首席科學(xué)家袁巨龍教授,帶領(lǐng)團隊,依托公司積累的60余件發(fā)明專利構(gòu)筑的技術(shù)壁壘,先后承擔(dān)了國家高質(zhì)量發(fā)展專項、國家重點研發(fā)計劃、浙江省“尖兵”計劃等多項*、省級重大科研攻關(guān)項目。其目標明確:攻克碳化硅高效超精密拋光這一“硬骨頭”,實現(xiàn)核心裝備的國產(chǎn)化替代與超越。歷經(jīng)多年潛心攻堅,杭州智谷精工有限公司,成功研發(fā)出國內(nèi)外首創(chuàng)、具有國際*水平的第三代半導(dǎo)體襯底高效超精密拋光技術(shù)及裝備。更關(guān)鍵的是,這項承載著產(chǎn)業(yè)鏈厚望的核心技術(shù)成果,即將于2025年8月在其生產(chǎn)基地正式邁入量產(chǎn)階段。這標志著,中國在碳化硅襯底制造這一關(guān)鍵“卡脖子”環(huán)節(jié),擁有了自主可控的先進解決方案。
智谷精工交出的答案,是一項名為“Ultra-P&P高效超精密拋光”的技術(shù)。它并非對現(xiàn)有工藝的改良,而是建立在新物理原理基礎(chǔ)上的原創(chuàng)性突破。該技術(shù)的核心在于實現(xiàn)了對材料去除過程的原子級*控制。這使得其拋光效率相較傳統(tǒng)方法實現(xiàn)了數(shù)量級的飛躍——將單片拋光時間從數(shù)小時大幅壓縮至幾十分鐘甚至更短。效率的躍升直接帶來了生產(chǎn)成本的顯著下降,為碳化硅襯底的大規(guī)模普及掃除了關(guān)鍵障礙。在追求效率的同時,Ultra-P&P技術(shù)更實現(xiàn)了納米級乃至亞納米級的超光滑表面(以表面粗糙度Ra值衡量),并*大程度保持了襯底材料的晶格完整性,滿足了制造高性能、高可靠性碳化硅功率器件的嚴苛要求。此外,該技術(shù)顯著減少了對高污染化學(xué)品和昂貴耗材的依賴,體現(xiàn)了高效與環(huán)保的融合,契合高端制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向。Ultra-P&P技術(shù)廣泛適用于金剛石、硅、藍寶石、水晶、光學(xué)玻璃、陶瓷等難加工材料的高效超精密拋光,是一項超精密加工領(lǐng)域的變革性技術(shù)。
經(jīng)過嚴格的實驗室驗證和小批量試產(chǎn)的充分磨合與優(yōu)化,智谷精工自主研發(fā)的碳化硅襯底超精密拋光裝備,其穩(wěn)定性、可靠性和批量化生產(chǎn)能力已得到充分驗證!鞍嗽铝慨a(chǎn)不是終點,而是國產(chǎn)高端拋光裝備服務(wù)國家戰(zhàn)略需求的起點。”袁巨龍教授強調(diào),“這意味著我們自主可控的核心技術(shù),正式具備了大規(guī)模支撐產(chǎn)業(yè)鏈的能力。我們的目標不僅是替代進口,更是以更高的性能、更優(yōu)的成本和更綠色的工藝,*全球碳化硅襯底加工技術(shù)的發(fā)展方向。”量產(chǎn)裝備的下線,將為國內(nèi)碳化硅襯底制造商提供穩(wěn)定、高效、高性價比的國產(chǎn)化設(shè)備選擇,有力緩解“卡脖子”壓力。
智谷精工拋光裝備的量產(chǎn),其意義遠超一家企業(yè)的技術(shù)突破。它瞄準的是中國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上游*關(guān)鍵的痛點——襯底制造的效率、成本與質(zhì)量瓶頸。國產(chǎn)高端裝備的規(guī)模化應(yīng)用,有望顯著提升國產(chǎn)碳化硅襯底的產(chǎn)能、良率和成本競爭力,從而打通產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵梗阻。這一突破的效應(yīng)將向產(chǎn)業(yè)下游傳導(dǎo):更優(yōu)質(zhì)、更具性價比的國產(chǎn)碳化硅襯底,將加速推動國產(chǎn)碳化硅功率器件(如MOSFET、二極管)在新能源汽車主驅(qū)逆變器、車載充電系統(tǒng)、超快充電樁、光伏逆變器、工業(yè)電源等核心領(lǐng)域的規(guī);瘧(yīng)用與性能提升。*終,這將惠及終端消費者,體現(xiàn)在更快的充電速度、更長的電動汽車續(xù)航里程、更高效的能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)上。
在碳化硅這片“堅硬”的戰(zhàn)略高地上,杭州智谷精工以數(shù)年磨一劍的定力,在超精密加工的“方寸之地”實現(xiàn)了關(guān)鍵突破。在關(guān)乎未來產(chǎn)業(yè)競爭力的核心技術(shù)賽道上,中國力量正堅定前行,于精微之處,破壁開路。在第三代半導(dǎo)體這一戰(zhàn)略領(lǐng)域,中國制造正在完成從"跟跑"到"領(lǐng)跑"的關(guān)鍵跨越,為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)升級貢獻中國方案。