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El carburo de silicio (SiC) no solo es una tecnología crítica para la seguridad de la defensa nacional, sino también un material clave que impulsa los avances en las industrias automotriz y energética globales.En la cadena de procesamiento de los cristales simples de SiCEn el caso de las barras, el primer paso es cortar el lingotes en obleas, y el rendimiento de esta etapa de corte determina la eficiencia y la calidad de los procesos de adelgazamiento y pulido posteriores.El corte de obleas a menudo induce grietas superficiales y subterráneas, que aumentan significativamente las tasas de rotura de las obleas y los costos generales de fabricación.El control de los daños de las grietas superficiales durante el corte es de gran importancia para el avance de la fabricación de dispositivos SiC.

En la actualidad, el corte de lingotes de SiC se enfrenta a dos grandes desafíos:

1. Alta pérdida de material en la aserradura tradicional de varios alambres
   El SiC es un material extremadamente duro y frágil, lo que hace que el corte y el pulido sean muy difíciles.y agrietamiento durante el procesamientoSegún los datos de Infineon, con el método tradicional de aserradura de alambre de diamante con abrasivo fijo,la tasa de utilización del material durante el corte es sólo de aproximadamente el 50%Después de la molienda y pulido posteriores, la pérdida acumulada puede alcanzar hasta el 75% (alrededor de 250 μm por oblea), dejando una porción muy limitada utilizable.

- ¿ Qué?

1. Ciclo de procesamiento largo y bajo rendimiento
   Los datos de producción internacionales muestran que con una operación continua de 24 horas, la producción de 10.000 obleas puede tardar aproximadamente 273 días.Se requieren grandes cantidades de equipos y consumibles de sierra de alambreAdemás, el aserrado de varios alambres introduce una elevada rugosidad de la superficie/interfaz y causa graves problemas de contaminación como polvo y aguas residuales.

Para hacer frente a estos desafíos críticos, el equipo de investigación del profesor Xiangqian Xiu?? en la Universidad de Nanjing ha desarrollado equipos de corte láser SiC a gran escala.Esta tecnología innovadora adopta corte por láser en lugar de sierra de alambre, reduciendo significativamente las pérdidas de material y aumentando la eficiencia de la producción.el número de obleas producidas por corte láser es más del doble que el de la sierra convencionalAdemás, las obleas cortadas por láser demuestran propiedades geométricas superiores, con un espesor de una sola obleas reducido a tan solo 200 μm, aumentando aún más la producción de la obleas.

Ventajas competitivas
El proyecto ha completado con éxito el desarrollo de un prototipo de sistema de corte láser de gran tamaño, logrando el corte y adelgazamiento de obleas de SiC semi-aislantes de 4 a 6 pulgadas,con un contenido de nitrógeno en peso superior o igual a 10%, pero no superior a 50%El equipo ofrece múltiples ventajas, incluidos tiempos de corte más cortos, mayor producción anual de obleas, un mayor rendimiento y una mayor eficiencia en el procesamiento.y menor pérdida de material por oblea, con una mejora global del rendimiento de la producción superior al 50%.

Perspectivas del mercado
Se espera que los equipos de corte por láser de SiC a gran escala se conviertan en elherramienta central para el futuro procesamiento de lingotes de SiC de 8 pulgadasEn la actualidad, este tipo de equipos dependen en gran medida de las importaciones de Japón, que no sólo son caras, sino que también están sujetas a restricciones de exportación.La demanda interna de equipos de corte y adelgazamiento por láser de SiC supera el 1%En la actualidad, el mercado de la tecnología de la información y la comunicación (ICT) se ha convertido en uno de los mercados más competitivos del mundo.El equipo de corte láser SiC a gran escala desarrollado por la Universidad de Nanjing tiene un enorme potencial de mercado y valor económico..

Más allá de las aplicaciones de SiC, este sistema de corte láser también se puede aplicar a otros materiales avanzados como el nitruro de galio (GaN), el óxido de galio (Ga2O3) y el diamante,ampliación de sus posibilidades de aplicación industrial.