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半導體領袖齊聚打造南部半導體創新樞紐 晶創主機Nano 5驅動半導體產業創新與升級成果發表



〔新網記者歸鴻亭台北報導〕  為因應電動車、5G與低軌衛星等高效能電力電子元件日益增長的需求,國家實驗研究院國家儀器科技研究中心與鼎極科技攜手合作,共同開發「紅外線奈秒雷射應用於碳化矽(SiC)晶圓研磨製程」的關鍵技術。此一突破性成果成功提升碳化矽晶圓研磨速率與品質,顯著降低製程成本與材料損耗,有效回應產業界對於高效率、低損耗製程的迫切需求,並為國產化合物半導體功率元件量產鋪路,拓展未來電動車、再生能源、資通訊設備等民生應用場域的發展潛力。

國科會主委吳誠文致詞截圖。(國家實驗研究院提供)
 碳化矽為化合物半導體材料中極具潛力的一員,具備高電壓耐受性、高熱導電性、高化學穩定性等優異特性,已取代矽晶圓,成為車用電源與驅動系統、太陽能光電變流器、充電樁與工業控制設備等核心元件的材料首選。

國研院院長蔡宏營致詞截圖。(國家實驗研究院提供)
 然而要以碳化矽製作晶圓時,「研磨」這一步驟卻遭遇困境,因為碳化矽硬度極高,傳統研磨方式在加工效率及品質良率上皆存在瓶頸,不僅耗時、研磨損耗多,且因其為機械性加工,會在晶圓的表面造成損傷,甚至導致整片晶圓破裂,嚴重影響晶圓良率,大幅提升了製造成本。

晶創驅動半導體升級成果發表會貴賓及廠商代表們合影。(國家實驗研究院提供)
 為了解決這個難題,國研院國儀中心運用其在精密光學與先進雷射的研發能量,成功導入紅外線奈秒級雷射系統,開發出專為碳化矽晶圓量產需求設計的「雷射研磨技術」,此技術可將每片晶圓的研磨時間從3小時縮短為2小時,且不會造成晶圓損傷,晶圓破片率可自5%降至1%,大幅提高產品良率;同時可減少研磨造成的晶圓損耗,亦顯著降低傳統研磨所需的鑽石砂輪、水、油等耗材與機台清洗等維護成本,裸晶圓的研磨耗材成本可自23美元降至0.1美元,同時可避免機械研磨使用的鑽石顆粒受到主要出產國中國的箝制。此技術還有另一優點,就是可將碳化矽晶圓的硬度由原本約3000 HV降至60 HV ,顯著降低後續加工的時間和成本。

晶創驅動半導體升級成果發表會與會者大合影。(國家實驗研究院提供)
 業界普遍視碳化矽晶圓後段製程為量產瓶頸,國研院國儀中心開發出「雷射研磨技術」,代表我國在高硬度材料非接觸式加工領域有了重大突破,再由鼎極科技將此技術落地轉譯,成為推動碳化矽材料量產化的關鍵推手,為我國自主發展功率半導體製程提供實質支援,可說是為國內功率半導體產業鏈補上關鍵的一環。目前鼎極科技已與美國晶片製造商安森美半導體公司(ON Semiconductor Corp.)捷克廠合作,將機台推廣到歐洲。未來國儀中心將與鼎極科技持續合作,推動此項技術商品化,並進一步擴展至8吋碳化矽晶圓與多層異質結構元件之應用,亦有機會應用於其他高硬度材料之精密加工,如氮化鎵、陶瓷基板與先進封裝材料,潛力無窮。

 國研院國儀中心未來將持續秉持「科技導入產業、研發立足應用」的核心使命,深化與產業夥伴的合作關係,將更多前瞻性技術轉化為產業競爭優勢,協助臺灣產業界競逐國際舞台。

頻道:資訊科技 分類:電腦實境
採訪:歸鴻亭 發稿日期:2025/6/24 下午 04:53:12
關鍵字:半導體,5G,碳化矽,國研院,國儀中心
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