近日北京晶飛半導(dǎo)體科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“晶飛半導(dǎo)體”)宣布已經(jīng)于2023年9月完成了天使輪融資，該輪融資金額為數(shù)千萬(wàn)元。本次融資由無(wú)限基金SeeFund領(lǐng)投，德聯(lián)資本和中科神光跟投。本輪融資主要用于公司的技術(shù)研發(fā)、市場(chǎng)拓展以及團(tuán)隊(duì)建設(shè)。這一投資將進(jìn)一步加速晶飛在半導(dǎo)體領(lǐng)域的創(chuàng)新步伐，為推動(dòng)公司技術(shù)和產(chǎn)品的不斷升級(jí)提供了有力支持。

晶飛半導(dǎo)體的技術(shù)源自中科院半導(dǎo)體所激光垂直剝離碳化硅SiC晶錠的科技成果轉(zhuǎn)化而成，據(jù)了解這項(xiàng)技術(shù)是將激光垂直照射碳化硅SiC晶錠，并聚焦到碳化硅SiC晶錠內(nèi)部一定深度，使表面層改性后，從晶錠上剝離出晶片。

半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的基石，21世紀(jì)初至今，第三代半導(dǎo)體材料顯示出了優(yōu)于傳統(tǒng)硅基材料的特性，其中又以碳化硅SiC為代表的第三代半導(dǎo)體材料功率器件逐漸進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化加速放量階段，市場(chǎng)景氣度持續(xù)提升。

新能源革命的大背景下，碳化硅SiC功率器件市場(chǎng)潛力巨大，這是由于碳化硅SiC具有大帶隙、大載流子漂移速率和大熱導(dǎo)率這三大特性，做成的器件有高功率密度、高頻率、高溫和高電壓這“四高”性能，具有高熱導(dǎo)率、高擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高飽和電子漂移速率、化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因此是高壓功率器件的演進(jìn)方向，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)、高壓輸變電、軌道交通、通訊基站、衛(wèi)星通訊、國(guó)防軍工等領(lǐng)域的發(fā)展有重要意義。

目前碳化硅SiC半導(dǎo)體在新能源汽車(chē)、光伏、軌道交通等各類(lèi)場(chǎng)景下?lián)碛袕V泛的使用前景。但成本是制約其滲透率的關(guān)鍵因素。在器件層面，碳化硅SiC襯底成本占比高達(dá)47%，而其它傳統(tǒng)硅基器件僅有7%；因此碳化硅SiC襯底降本是實(shí)現(xiàn)碳化硅SiC器件快速滲透的重要途徑。當(dāng)前，第三代半導(dǎo)體材料如碳化硅SiC、氮化鎵等在硬度和脆性方面存在挑戰(zhàn)，而傳統(tǒng)金剛線(xiàn)切割方法在生產(chǎn)晶圓時(shí)導(dǎo)致切割損耗嚴(yán)重、切割速度慢等問(wèn)題，從而推高了晶圓的價(jià)格。

其中碳化硅SiC材料由于硬度與金剛石相近，現(xiàn)有的加工工藝切割速度慢、晶體與切割線(xiàn)損耗大，成本較高，導(dǎo)致材料價(jià)格高昂，限制了碳化硅SiC半導(dǎo)體器件的廣泛應(yīng)用。

半導(dǎo)體所激光垂直剝離碳化硅SiC晶錠技術(shù)由全固態(tài)光源實(shí)驗(yàn)室主任林學(xué)春先生主導(dǎo)并實(shí)驗(yàn)成功，由晶飛半導(dǎo)體進(jìn)行量產(chǎn)裝備化產(chǎn)業(yè)推廣，我國(guó)這一技術(shù)已完全成熟。其創(chuàng)新性地利用光學(xué)非線(xiàn)性效應(yīng)，使激光穿透晶體，在晶體內(nèi)部發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)晶片的剝離，這種利用激光垂直改質(zhì)的剝離設(shè)備被譽(yù)為“第三代半導(dǎo)體中的光刻機(jī)”。

在碳化硅SiC晶錠切割分離領(lǐng)域，相較于金剛石線(xiàn)切割技術(shù)，激光剝離技術(shù)的切割時(shí)間從4-5天縮短至17分鐘，材料損失率也大幅降低，從而在等量原料的情況下提升碳化硅SiC襯底產(chǎn)量，并完全避免常規(guī)的多線(xiàn)切割技術(shù)導(dǎo)致的金剛線(xiàn)等材料損耗。此外，激光剝離技術(shù)還可應(yīng)用于器件晶圓的減薄過(guò)程，實(shí)現(xiàn)被剝離晶片的二次利用。

量產(chǎn)化數(shù)據(jù)來(lái)看，碳化硅SiC晶錠金剛線(xiàn)切割的線(xiàn)損為200μm，研磨和拋光的損失為100μm；激光垂直剝離碳化硅SiC晶錠的線(xiàn)損為0，脈沖激光在晶錠內(nèi)部形成爆破層，在分離后由于裂紋延伸的存在，在后續(xù)拋光加工后材料損失可控制在80~100μm。相比于金剛線(xiàn)切割損失的1/3，這大大減少了切割剝離損失；對(duì)于厚度為2cm的碳化硅SiC晶錠，使用金剛線(xiàn)切割晶圓產(chǎn)出量約為30片襯底，然而采用激光剝離技術(shù)晶圓產(chǎn)出量約為45片襯底，增加了約50%。

晶飛半導(dǎo)體成立于2023年7月，專(zhuān)注于激光垂直剝離技術(shù)研究，旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)第三代半導(dǎo)體材料的精準(zhǔn)剝離，以有效降低碳化硅SiC襯底的生產(chǎn)成本。創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)深耕于激光精細(xì)微加工領(lǐng)域，利用超快激光技術(shù)，為各種超薄、超硬、脆性材料提供激光解決方案，積極推動(dòng)激光精細(xì)加工在制造業(yè)的國(guó)產(chǎn)化和傳統(tǒng)工藝替代。在6英寸和8英寸碳化硅SiC襯底激光垂直剝離技術(shù)的研發(fā)方面，公司近5年連續(xù)獲得“北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目”支持，并正與國(guó)內(nèi)頭部的襯底企業(yè)展開(kāi)合作工藝開(kāi)發(fā)。

激光加工是現(xiàn)代工業(yè)的重要應(yīng)用技術(shù)之一，脈沖激光除了具有極短的脈寬以外，其極高的瞬時(shí)功率密度也是最重要的特點(diǎn)之一，這得益于二十世紀(jì)八十年代GerardMourou和DonnaStrickland發(fā)明的啁啾脈沖放大技術(shù)(ChirpedPulseAmplipication,CPA)。他們也因此獲得了2018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

而今年瑞典皇家科學(xué)院決定將2023年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予皮埃爾-阿戈斯蒂尼(PierreAgostinii)、費(fèi)倫茨·克勞斯(FerencKrausz)和安妮?呂利耶(AnneL’Huillier)，以表彰他們用于研究物質(zhì)中電子動(dòng)力學(xué)的產(chǎn)生阿秒脈沖光的實(shí)驗(yàn)方法，可見(jiàn)激光應(yīng)用技術(shù)在全球科研與生產(chǎn)中的地位也越來(lái)越高。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)主流碳化硅SiC襯底企業(yè)主要生產(chǎn)6英寸晶圓，許多頭部企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)已完成8英寸晶圓開(kāi)發(fā)并推進(jìn)量產(chǎn)進(jìn)程。未來(lái)8英寸襯底替代6英寸襯底的演進(jìn)方向同樣決定線(xiàn)切方式存在極大挑戰(zhàn)。

而利用激光加工工藝來(lái)加工包括碳化硅SiC在內(nèi)的第三代半導(dǎo)體材料，已經(jīng)成為行業(yè)的主流，是各個(gè)半導(dǎo)體裝備制造企業(yè)努力攻關(guān)的方向。晶飛半導(dǎo)體的激光垂直剝離設(shè)備由于是垂直剝離工藝。完全不受碳化硅SiC晶錠尺寸限制，能夠?yàn)樘蓟鑃iC襯底企業(yè)提供更靈活的晶圓切片解決方案，從而顯著提高切片效率和晶圓產(chǎn)出率。

這也意味著晶飛半導(dǎo)體這一技術(shù)優(yōu)勢(shì)為碳化硅SiC晶圓的制造提供了更高度的可定制性和效率優(yōu)勢(shì)，為行業(yè)的晶圓生產(chǎn)帶來(lái)了創(chuàng)新的可能性。晶飛半導(dǎo)體的激光垂直剝離技術(shù)將迎來(lái)更剛性的需求增長(zhǎng)，加快碳化硅SiC等第三代半導(dǎo)體在行業(yè)滲透步伐。