市场 | 碳化硅衬底多线切割设备竞争江湖

天科合达全资子公司江苏天科合达半导体有限公司碳化硅晶片二期扩产项目开工引起业内关注。该项目将新增16万片产能，并计划明年6月份建设完成，同年8月份竣工投产，届时江苏天科合达总产能将达到23万片。

近两年，国产碳化硅产能正在实现“大跃进”，碳化硅衬底项目频繁上马，据Insemi不完全调研，国内碳化硅衬底规划产能今年已超120万片，扩产带来的设备需求剧增。Insemi预计2025年碳化硅衬底规划产能达636.2万片，对应约200亿的设备总市场空间。

在衬底端，良率的提升一直是重中之中，其中除对工艺Know How要求极高的长晶良率外，衬底片的加工良率也是衬底环节综合良率的重要一环。由于SiC材料硬度高、脆性大、化学性质稳定，加工难度大，今天我们先重点聊一聊晶体加工的环节设备情况。

切割是首道加工工序

切割是衬底加工中首要关键的工序，成本占总加工成本50%以上。

切割是碳化硅晶棒第一道加工工序，决定了后续研磨、抛光的加工水平。随着市场对碳化硅衬底的质量和良率要求越来越严格，切割工艺也从传统的内圆锯切割和金刚石带锯、电火花切割等手段转变到线锯切割（包括游离磨砂线锯切割和金刚石线锯切割），目前各大厂商也有在验证或关注下一代的激光切割（冷切割工艺等或水导激光切割）等具备应用前景的新型工艺。

说到切割设备，那不得不先提日本DISCO公司。

DISCO

日本DISCO成立于1937年，多年来专注于“Kiru（切）、Kezuru（磨）、Migaku（抛）”领域，形成了半导体切、磨、抛装备材料完善的产品布局，主要包括：1）半导体设备：切割机、研磨机等；2）半导体耗材：划片刀、研磨/抛光砂轮等。凭借产品在精度、性能和稳定性上的优势，DISCO已成为全球半导体设备材料巨头，是全球领先的晶圆切割设备厂商。DISCO 在晶圆研磨机、砂轮、晶圆切割锯、激光锯和表面平坦化的生产中占有非常领先的市场份额。

由于DISCO的设备精准度非常高，切割材料的精度高达微米级，在碳化硅市场也应用广泛。2016年，DISCO推出的新型碳化硅晶锭激光切片技术（KABRA），可以显著缩短加工用时，将单片6寸 SiC 晶圆的切割时间由3.1小时大幅缩短至10分钟，单位材料损耗降低56%，晶圆产量提升1.4倍。同时新技术可抑制晶圆起伏，无需研磨操作，该技术也引起了市场上多数企业的关注。

激光切割目前在碳化硅衬底切割环节尚未大规模使用，我们上次也在文章：《碳化硅材料切割的下一局：激光切割》中进行过探讨，但目前实际应用中仍以线切割为主，国内的竞争主赛道还是在多线切割设备上，我们接下来重点看看中外的多线切割企业：

日本高鸟

日本高鸟是液晶及半导体自动化生产装置行业的知名公司，目前可以占据碳化硅切割设备70%以上的份额。6月，日本高鸟社长增田诚接受日媒采访时透露，他们已将SiC专用线锯技术商业化，并且已获得了连续大订单。 

6英寸兼容的SiC专用多线切割设备

据悉，高鸟在今年2月开始全面生产6英寸SiC多线切割设备，并已收到连续订单；截至2月，该公司积压订单约为190亿日元（约9.55亿人民币），交付时间约为13-14个月，他们正在加紧缩短交付时间。

目前，高鸟计划每月产能至少为50台，并同步开发8英寸机型。预计今年内将8英寸机型商业化，切割精度将保持与6英寸机器相同的水平，进一步提升使用便利性。

为应对更多的订单需求，高鸟已与中国公司和日本本土公司签订了联盟协议，将在中国建立生产系统；此外，他们还在开发研磨设备并已完成一个原型，系统正处于测试阶段，期望能为SiC降本做出贡献。

PSS集团

PSS集团是世界级研磨及抛光尖端领域的龙头企业、全球12英寸硅晶圆（大硅片）精密双面抛光加工领域的三巨头之一。公司拥有完整的产业链体系，所涉及高端精密研磨抛光和多线切割设备涵盖领域广、产品种类全，具有行业领先的技术优势。Semicon器件，PSS集团也展示了专为碳化硅产品提供的DW288-S4型号的多线切割机设备。

随着目前碳化硅整体降本要求增高，国产设备也开始逐步进入竞争主赛道，目前在多线切割领域，国内多个企业发布了产品及最新订单进展：

高测股份-GC-SCDW8300

高测股份是国内领先的高硬脆材料切割设备和切割耗材供应商，主要从事高硬脆材料切割设备和切割耗材的研发、生产和销售。2023年上半年，公司已实现切割设备、切割耗材及硅片切割加工服务业务全覆盖。

据5月公司口径，公司已有30 余台来自碳化硅衬底企业的订单，推出的8寸碳化硅金刚线切片机也在上半年已形成批量订单。

力凯数控-碳化硅多线切割机DA300

6月27日，据”烟台新闻网“消息，力凯数控最新研发的DA300碳化硅多线切割机已达成10台意向订单，预计销售额达3000万元。

据悉，DA300碳化硅多线切割机收放线轮运转速度可实现2400米/分钟，采用硅料向下进给方式，伺服同步控制线网进行高速切割，可实现8小时切割一刀，一次性产出100片晶片。

湖南宇晶-多线切割机YJ-XQB816A

湖南宇晶机器股份有限公司成立于1998年，专业从事多线切割机、研磨抛光机、精密成型数控机床等硬脆材料加工机床的研发、设计、生产与销售。公司推出的多线切割机YJ-XQB816A可用于将碳化硅2"- 8"产品的切割。

据了解，该台设备切割速度达1500m/min，采用国际先进的西门子伺服系统成套解决方案，系统性能稳定可靠。同事利用倒挂式摇摆工作台，提高切割效率 。可实现张力调节精度达± 0.5N。

宇晶股份已实现碳化硅材料的切、磨、抛加工设备的全覆盖，线切割机采用砂浆线的方式切割碳化硅，已实现小批量销售，还有部分碳化硅切、磨、抛加工设备在多家客户处进行验证。

目前，国内在碳化硅切磨抛装备仍以进口为主，高鸟等企业占据较高的市场份额，部分设备型号产能供给受到限制，导致国内厂商生产成本居高不下，国产替代的需求真切，一旦导入产线，市场较为稳定，这也是国内企业纷纷转入碳化硅赛道的主要原因。

实际上，国内外切磨抛环节技术路线几乎都差距不大，主要在设备的精度和稳定性上，而这直接关系衬底加工的效率和产品良率作为光伏、硅基等产业上的通用设备，国内做切磨抛的企业有不少，但是是否真的能达到碳化硅生产要求的技术和设备，还需要看下游用户验证的实际情况而定。

*转自碳化硅芯观察，转载仅为了传达观点，如有任何异议，欢迎联系碳化硅芯观察。