让英飞凌花费近10亿！这项SiC技术“牛”在哪里？

让英飞凌花费近10亿！这项SiC技术“牛”在哪里？

目前，国内碳化硅在长晶环节出现“过热”，在切磨抛等环节却“过冷”。国外企业的布局值得借鉴，比如日本住友收购了Sicoxs的控股权、应用材料与Soitec联手，而英飞凌甚至花费近10亿人民币，收购了一家晶圆切割企业。

今天，“三代半风向”就跟大家聊聊英飞凌的布局。英飞凌收购的这项技术，可以将碳化硅晶圆产能提升三倍以上，同时每片晶圆损失低至80μm，而且晶圆减薄仅需几分钟，可节省90%材料。

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本来不想做材料

一动心就花了近10亿

2018年11月，英飞凌耗资1.24亿欧元（约9.45亿人民币），收购了一家晶圆切割公司Siltectra。

在谈及收购原因时，英飞凌IPC事业部总裁Peter Wawer表示，碳化硅对英飞凌具有重要的战略意义，本来他们不想介入材料环节去做长晶、切割，但由于碳化硅供应存在瓶颈，于是他们就去寻找解决方法。

据Wawer介绍，当时一片6英寸的碳化硅晶圆的市场价格超过1000美元（约6500元人民币），而碳化硅在锯切过程中，大约一半的材料会损耗掉，“产生的锯末相当昂贵”。

通过调查，英飞凌发现Siltectra的冷切割技术很“有趣”。

根据Siltectra的说法，他们的技术能够“将SiC晶圆的良率提高90%，在相同碳化硅晶锭的情况下，它可以提供3倍的材料，可生产更多的器件，最终SiC器件的成本可以降低20-30%。”

于是，英飞凌就花钱把它收购了。

晶圆产能提升300%+

Siltectra成立于2010年，它研发了一种冷切割（Cold Split）晶圆技术，可将各种类型的晶锭分割成晶圆。2017年11月，Siltectra在德国德累斯顿建立了一条SiC Cold Split试验线。

简单来说，Cold Split分为2个技术环节：先用激光照射晶锭剥落层，使碳化硅材料内部体积膨胀，从而产生拉伸应力，形成一层非常窄的微裂纹；然后通过聚合物冷却步骤将微裂纹处理为一个主裂纹，最终将晶圆与剩余的晶锭分开。

据介绍，以单个20毫米SiC晶锭为例，采用线锯可生产30片350μm的晶圆，而用 Cold Split可生产50多片晶圆。

由于Cold Split生产的晶圆的几何特性更好，因此单片晶圆厚度可以减少到200μm，这就进一步增加了晶圆数量，单个20毫米SiC晶锭可以生产80多片晶圆。

如果再结合Cold Split背面减薄和回收残留晶圆，这个晶圆数量可以高达100片。总的来说，相同的SiC晶锭下，它可以生产三倍以上的晶圆，从而为最终器件提供足够的材料。

每片损失小于100μm

根据2019年7月Siltectra公布的数据，第三方对Cold Split技术进行了评估，结果证实了该技术的巨大潜力，每片晶圆的总切口损失小于100μm。

据介绍，总共有9家不同的SiC制造商提供了测试材料，其中4家供应商提供4英寸晶锭，5家供应商提供6英寸晶锭。

最终350μm的晶圆的晶圆切割结果显示，所有晶锭的分割损耗几乎是一致的。4个供应商获得了80μm及以下的最佳结果。除供应商 F 外，分割损耗均小于90μm。

研磨后，360μm晶圆的总厚度变化为TTV，单个异常值接近4μm。分割损耗主要由剥落前的激光损伤导致，而冷却步骤没有观察到新的微裂纹产生。

测量还发现，分割后的晶圆表面粗糙度Ra小于3μm，最佳结果小于2μm。

晶圆减薄仅需几分钟

材料损失减少90%

迄今为止，很多企业是采用研磨法，将晶圆减薄至原始厚度20%以下，但这种研磨难以达到SiC器件所需的极端薄度，甚至研磨时间高达数小时。而且这需要使用昂贵的金刚石砂轮，既费力又昂贵，进一步推高了成本。

2018年2月，Siltectra还开发了一种基于激光的Cold Split晶圆减薄技术，可用于碳化硅、氮化镓、硅和蓝宝石等衬底材料。

据介绍，该技术采用化学物理工艺，使用热应力来分割材料，可在几分钟内将晶圆减薄到100μm及以下，据估计，材料损失减少了 90%，最终器件总生产成本降低多达30%。

不过， Peter Wawer也表示，英飞凌希望在五年内（到2023年）将Cold Split的切割工艺整合到批量生产中。2018年英飞凌已经拥有适合批量生产激光机，但还需开发适用制造机器，而Cold Split有许多工艺步骤，英飞凌还有很多工程工作要做。

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