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中国突破碳化硅‘抛光壁垒’:国产技术量产领跑全球半导体

全球第三代半导体产业竞争的核心战场,正聚焦于一种坚硬如钻石的材料——碳化硅(SiC)。这种被誉为“未来电力电子基石”的宽禁带半导体,在新能源汽车800V高压平台、超快充电桩、航天电源等*领域具有不可替代性。然而,其产业化进程长期被一道关键技术壁垒所阻:碳化硅衬底高效、超精密无损伤的抛光工艺。这道工序的良率与效率,直接制约着下游器件的成本与性能,成为我国第三代半导体产业链自主化进程中亟待突破的“*后一公里”。

碳化硅的莫氏硬度高达9.5,仅次于金刚石,其化学性质也异常稳定。这种特性赋予了它*的物理性能,却也使其加工变得极其困难。传统的化学机械抛光(CMP)技术应用于碳化硅时,普遍面临效率低下(单片耗时数小时)、成本高昂(耗材昂贵)、以及化学污染严重等世界性难题。这不仅推高了碳化硅衬底的制造成本,更严重限制了产能提升和良率稳定,成为制约整个产业发展的瓶颈。

智谷精工创始人、首席科学家袁巨龙教授,带领团队,依托公司积累的60余件发明专利构筑的技术壁垒,先后承担了国家高质量发展专项、国家重点研发计划、浙江省“尖兵”计划等多项*、省级重大科研攻关项目。其目标明确:攻克碳化硅高效超精密抛光这一“硬骨头”,实现核心装备的国产化替代与超越。历经多年潜心攻坚,杭州智谷精工有限公司,成功研发出国内外首创、具有国际*水平的第三代半导体衬底高效超精密抛光技术及装备。更关键的是,这项承载着产业链厚望的核心技术成果,即将于2025年8月在其生产基地正式迈入量产阶段。这标志着,中国在碳化硅衬底制造这一关键“卡脖子”环节,拥有了自主可控的先进解决方案。

智谷精工交出的答案,是一项名为“Ultra-P&P高效超精密抛光”的技术。它并非对现有工艺的改良,而是建立在新物理原理基础上的原创性突破。该技术的核心在于实现了对材料去除过程的原子级*控制。这使得其抛光效率相较传统方法实现了数量级的飞跃——将单片抛光时间从数小时大幅压缩至几十分钟甚至更短。效率的跃升直接带来了生产成本的显著下降,为碳化硅衬底的大规模普及扫除了关键障碍。在追求效率的同时,Ultra-P&P技术更实现了纳米级乃至亚纳米级的超光滑表面(以表面粗糙度Ra值衡量),并*大程度保持了衬底材料的晶格完整性,满足了制造高性能、高可靠性碳化硅功率器件的严苛要求。此外,该技术显著减少了对高污染化学品和昂贵耗材的依赖,体现了高效与环保的融合,契合高端制造业可持续发展的方向。Ultra-P&P技术广泛适用于金刚石、硅、蓝宝石、水晶、光学玻璃、陶瓷等难加工材料的高效超精密抛光,是一项超精密加工领域的变革性技术。

经过严格的实验室验证和小批量试产的充分磨合与优化,智谷精工自主研发的碳化硅衬底超精密抛光装备,其稳定性、可靠性和批量化生产能力已得到充分验证。“八月量产不是终点,而是国产高端抛光装备服务国家战略需求的起点。”袁巨龙教授强调,“这意味着我们自主可控的核心技术,正式具备了大规模支撑产业链的能力。我们的目标不仅是替代进口,更是以更高的性能、更优的成本和更绿色的工艺,*全球碳化硅衬底加工技术的发展方向。”量产装备的下线,将为国内碳化硅衬底制造商提供稳定、高效、高性价比的国产化设备选择,有力缓解“卡脖子”压力。

智谷精工抛光装备的量产,其意义远超一家企业的技术突破。它瞄准的是中国第三代半导体产业上游*关键的痛点——衬底制造的效率、成本与质量瓶颈。国产高端装备的规模化应用,有望显著提升国产碳化硅衬底的产能、良率和成本竞争力,从而打通产业链的关键梗阻。这一突破的效应将向产业下游传导:更优质、更具性价比的国产碳化硅衬底,将加速推动国产碳化硅功率器件(如MOSFET、二极管)在新能源汽车主驱逆变器、车载充电系统、超快充电桩、光伏逆变器、工业电源等核心领域的规模化应用与性能提升。*终,这将惠及终端消费者,体现在更快的充电速度、更长的电动汽车续航里程、更高效的能源转换系统上。

在碳化硅这片“坚硬”的战略高地上,杭州智谷精工以数年磨一剑的定力,在超精密加工的“方寸之地”实现了关键突破。在关乎未来产业竞争力的核心技术赛道上,中国力量正坚定前行,于精微之处,破壁开路。在第三代半导体这一战略领域,中国制造正在完成从"跟跑"到"领跑"的关键跨越,为全球半导体产业升级贡献中国方案。

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