近日北京晶飛半導體科技有限公司(以下簡稱“晶飛半導體”)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)千萬元。本次融資由無限基金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)、市場拓展以及團隊建設(shè)。這一投資將進一步加速晶飛在半導體領(lǐng)域的創(chuàng)新步伐，為推動公司技術(shù)和產(chǎn)品的不斷升級提供了有力支持。

晶飛半導體的技術(shù)源自中科院半導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。

半導體材料是半導體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的基石，21世紀初至今，第三代半導體材料顯示出了優(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體材料功率器件逐漸進入產(chǎn)業(yè)化加速放量階段，市場景氣度持續(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，具有高熱導率、高擊穿場強、高飽和電子漂移速率、化學性能穩(wěn)定等優(yōu)點，因此是高壓功率器件的演進方向，對電動汽車、高壓輸變電、軌道交通、通訊基站、衛(wèi)星通訊、國防軍工等領(lǐng)域的發(fā)展有重要意義。

目前碳化硅SiC半導體在新能源汽車、光伏、軌道交通等各類場景下?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襯底降本是實現(xiàn)碳化硅SiC器件快速滲透的重要途徑。當前，第三代半導體材料如碳化硅SiC、氮化鎵等在硬度和脆性方面存在挑戰(zhàn)，而傳統(tǒng)金剛線切割方法在生產(chǎn)晶圓時導致切割損耗嚴重、切割速度慢等問題，從而推高了晶圓的價格。

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、晶體與切割線損耗大，成本較高，導致材料價格高昂，限制了碳化硅SiC半導體器件的廣泛應(yīng)用。

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

在碳化硅SiC晶錠切割分離領(lǐng)域，相較于金剛石線切割技術(shù)，激光剝離技術(shù)的切割時間從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)的多線切割技術(shù)導致的金剛線等材料損耗。此外，激光剝離技術(shù)還可應(yīng)用于器件晶圓的減薄過程，實現(xiàn)被剝離晶片的二次利用。

量產(chǎn)化數(shù)據(jù)來看，碳化硅SiC晶錠金剛線切割的線損為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。相比于金剛線切割損失的1/3，這大大減少了切割剝離損失；對于厚度為2cm的碳化硅SiC晶錠，使用金剛線切割晶圓產(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%。

晶飛半導體成立于2023年7月，專注于激光垂直剝離技術(shù)研究，旨在實現(xiàn)對第三代半導體材料的精準剝離，以有效降低碳化硅SiC襯底的生產(chǎn)成本。創(chuàng)始團隊深耕于激光精細微加工領(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，積極推動激光精細加工在制造業(yè)的國產(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“北京市科技計劃項目”支持，并正與國內(nèi)頭部的襯底企業(yè)展開合作工藝開發(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，其極高的瞬時功率密度也是最重要的特點之一，這得益于二十世紀八十年代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年諾貝爾物理學獎。

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

當前國內(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)和研究機構(gòu)已完成8英寸晶圓開發(fā)并推進量產(chǎn)進程。未來8英寸襯底替代6英寸襯底的演進方向同樣決定線切方式存在極大挑戰(zhàn)。

而利用激光加工工藝來加工包括碳化硅SiC在內(nèi)的第三代半導體材料，已經(jīng)成為行業(yè)的主流，是各個半導體裝備制造企業(yè)努力攻關(guān)的方向。晶飛半導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，能夠為碳化硅SiC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體這一技術(shù)優(yōu)勢為碳化硅SiC晶圓的制造提供了更高度的可定制性和效率優(yōu)勢，為行業(yè)的晶圓生產(chǎn)帶來了創(chuàng)新的可能性。晶飛半導體的激光垂直剝離技術(shù)將迎來更剛性的需求增長，加快碳化硅SiC等第三代半導體在行業(yè)滲透步伐。