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单色科技SEMICON SEA圆满落幕:以飞秒激光破局第三代半导体材料精密加工难题

来源:互联网    作者:      2026年05月27日 17:31

导语:

5月上旬,2026 东南亚半导体展(SEMICON SEA 2026)在马来西亚吉隆坡圆满落幕。这场汇聚了全球超2万名专业人士的行业盛会,不仅描绘了受AI和高性能计算驱动下的万亿美市场蓝图,也暴露出半导体制造底层面临的严峻挑战。

从展会现场的产业交流中可以敏锐地观察到:随着芯片制程迈向3nm及更先进节点,以及先进封装技术的全面普及,上游半导体关键零部件正面临一场由“第三代半导体材料”与“极限微纳结构”交织而成的工艺大考。

在本次展会上,国内极端制造解决方案提供商单色科技,携其前沿的飞秒激光微加工方案亮相,为业界展示了如何以底层工艺创新破局第三代半导体材料加工难题,引发了参展晶圆厂及设备商的广泛关注。

产业痛点:第三代半导体材料与微型化带来的双重壁垒

当前,半导体设备的微加工正在进入一个极具挑战性的深水区。

首先,是第三代半导体及硬脆材料的加工瓶颈。

为了满足刻蚀、沉积、离子注入等设备中苛刻的耐腐蚀与耐高压环境,碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、石英及高频陶瓷等难加工材料,被越来越多地应用于关键零部件。这些材料的共性是高硬度、高脆性,且对微裂纹、表面粗糙度和热应力极其敏感。传统的机械加工极易导致刀具崩刃,而常规的长脉冲激光加工则会产生不可逆的热影响区,直接拉低零部件的使用寿命与晶圆产线的良率。

其次,是功能微纳结构的极致微缩。

无论是静电卡盘(ESC)、匀气盘(Showerhead),还是后道封测中的探针卡,其内部的特征孔径更小、间距更窄。在微米级结构的制造中,行业的关注点已从“加工成型”,升级为“如何在极小特征尺寸下,保持极高的精度、表面质量以及大批量制造的一致性”。

技术解法:飞秒激光“冷加工”确立量产标准

面对上述复合型工艺壁垒,飞秒激光技术正逐渐从实验室走向工业量产刚需。

飞秒激光的脉冲宽度在10?15秒量级,由于能量沉积时间远小于材料晶格的热弛豫时间,热量来不及向周边传导,材料即被气化剥离。这种“冷烧蚀”机制,使其能够从根本上抑制重铸层、微裂纹的产生,完美契合第三代半导体材料的加工特性。

在本次 SEMICON SEA 2026 展会上,单色科技公布的一组工业级飞秒激光加工数据,展示了其在该领域的深厚技术积淀:

? 极致尺寸:最小可加工 2μm 锥孔及 20μm 直孔,深径比高达 10:1; 

? 高稳定性:在连续加工 100 小时的规模化运作下,综合加工精度可控制在 <1μm;

? 高一致性:群孔阵列加工的孔径一致性达到 <0.5μm 的极窄公差; 

? 定深刻蚀:底部平整度与刻蚀精度可达 <0.1μm。

场景落地:飞秒激光赋能半导体核心装备“五大节点”

基于强悍的底层光学与闭环控制系统,单色科技的飞秒微加工方案已在半导体的五个核心场景中实现了成熟的技术落地。(具体加工设备可查看单色科技官网:www.szmono.cn)

1. 静电卡盘:碳化硅(SiC)微结构高精制造

ESC是真空环境下夹持晶圆的核心温控部件。针对其表面的高硬度SiC(碳化硅)Mesa凸台,飞秒激光技术不仅避免了机械加工的崩边难题,更将SiC凸台精度控制在 ±3μm,表面粗糙度 Ra≤0.4μm,深度一致性达 0.5μm。

2. 匀气盘:消除高密度微孔的“批次波动”

匀气盘表面密布的数百上千个微小通孔,其尺寸与内壁质量直接影响薄膜沉积的均匀性。飞秒激光在该场景中,大幅减少了高密度阵列群孔加工中的批次波动,保障了极高的孔径一致性与内壁光洁度。


3. 半导体探针卡:护航先进制程的“超细间距”

随着测试针脚日益密集,探针卡导向板对极小孔径与超细间距的要求几近极限。目前企业可稳定加工 20μm 圆孔及 25μm 内方孔,R角严格控制在 3μm 内。


4. 楔形劈刀:键合误差±1μm

作为引线键合的核心工具,劈刀尖端的几何微结构直接决定了封装的良率。单色科技可适配碳化钨、碳化钛及高频陶瓷等材料,一体化成型U型、V型及十字槽,尺寸精度高达 ±1μm,刻蚀粗糙度 Ra≤0.2μm,有效提升了高速键合工艺的可靠性。


5. 掩膜版与探针:无应力的极细线切割

针对高频测试用铍铜探针、掩膜版及极易热变形的柔性器件,飞秒激光零热影响区的优势显著。其最小切割线宽达 3μm,精度 ±1μm,高密度排布下切口锐利。

重塑供应链,高端微纳制造的本土化突围

马来西亚投资发展局(MIDA)在 SEMICON SEA 2026 期间强调,全球半导体产业正进入一个不仅仅是维持产能,而是要“重塑供应链与提升高附加值制造能力”的关键转折点。

在这个重塑的过程中,半导体关键装备的技术门槛,正在向微纳级的“底层工艺极限”收拢。当加工任务越来越频繁地落在“小尺寸、低热损伤、复杂材料与极高一致性”的交集上,传统的粗放式加工必将被淘汰。

在万亿美元规模的半导体产业浪潮中,单色科技此次亮相 SEMICON SEA,不仅展示了其在飞秒激光微纳加工领域的技术积累,也体现了中国企业在高精度微结构制造方向的持续突破。随着第三代半导体器件对复杂材料加工与极限精度提出更高要求,具备底层工艺能力的精密制造技术,正成为推动产业链升级的重要支撑。


(文章为作者独立观点,不代表艾瑞网立场)
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