Keunggulan kinerja semikonduktor silikon karbida (SiC) telah lama menjadi konsensus industri. Yang benar-benar membatasi adopsi volume lebih lanjut saat ini adalah biaya dan kemampuan produksi. Namun, ketika skala manufaktur berhasil dibangun dan biaya terus menurun, potensi pertumbuhan pasar ini akan terbuka dengan cepat. Terutama dengan latar belakang peningkatan berkelanjutan pada kendaraan energi baru, penyimpanan energi fotovoltaik, tiang pengisi daya, pasokan listrik industri, dan pasokan listrik-tinggi yang berkembang pesat di pusat data AI, pengembangan semikonduktor SiC tidak lagi sekadar pilihan untuk kemajuan teknologi, namun merupakan kebutuhan praktis untuk meningkatkan efisiensi energi dan mendorong peningkatan industri. Berdasarkan konversi daya yang lebih efisien, toleransi suhu tinggi dan tegangan tinggi yang lebih kuat, keandalan sistem yang lebih tinggi, dan potensi untuk memungkinkan miniaturisasi perangkat dan kepadatan daya yang lebih tinggi, semikonduktor SiC membentuk kembali lanskap kompetitif untuk aplikasi berdaya tinggi.
Mengapa kita harus fokus pada 200mm?
Karena bagi SiC, 200mm bukan sekadar peningkatan dimensi; ini mewakili titik perubahan menuju industrialisasi. Area penggunaan wafer 200mm kira-kira 1,78 kali lipat dari wafer 150mm. Dengan dasar pengendalian hasil dan proses yang baik, hal ini akan memfasilitasi output per wafer yang lebih tinggi dan biaya unit yang lebih rendah.
Pada saat yang sama, 200mm selaras dengan peralatan dan ekosistem proses yang matang. Infineon menyebutnya sebagai "lebih besar dan lebih efisien" – di mana "lebih efisien" tidak hanya mengacu pada kinerja perangkat itu sendiri, namun yang lebih penting adalah peningkatan efisiensi produksi dan efisiensi biaya. Pemasok bahan SiC internasional, Coherent, juga menekankan bahwa ini membantu meningkatkan produktivitas dan mengurangi biaya perangkat. Industri berulang kali menyoroti 200mm bukan demi "membuat dimensi lebih besar", tetapi untuk mendorong SiC dari validasi teknologi ke fase produksi massal dengan biaya lebih rendah, skala lebih besar, dan efisiensi lebih tinggi. Namun, harus diakui bahwa 200mm tidak hanya memberikan manfaat pada area tersebut tetapi juga hambatan produksi yang lebih tinggi. Ukuran wafer yang lebih besar menerapkan persyaratan yang lebih ketat pada pengendalian cacat, keseragaman ketebalan, tingkat lengkungan, kualitas permukaan, dan jendela proses epitaksi selanjutnya. Wolfspeed, dalam pengumuman komersialisasi 200mmnya, secara khusus menyoroti peningkatan spesifikasi parameter wafer telanjang 350μm dan nilai peningkatan doping dan keseragaman ketebalan dalam epitaksi 200mm untuk hasil MOSFET. Artinya, kompetisi 200mm adalah pertarungan antara hasil, biaya, dan kemampuan produksi. Siapa pun yang dapat mengontrol kualitas wafer secara stabil pada dimensi yang lebih besar, terus meningkatkan hasil, dan mengurangi biaya unit akan memiliki posisi yang lebih baik untuk menerjemahkan kapasitas 200mm menjadi pangsa pasar dan profitabilitas.
Mengapa bahan abrasif presisi berbasis alumina-?
Dalam gelombang persaingan ini, pentingnya pemrosesan wafer yang presisi dan rekayasa permukaan semakin diperbesar. Untuk wafer, langkah-langkah pemrosesan tidak hanya mempengaruhi efisiensi penghilangan material tetapi juga secara langsung menentukan kualitas permukaan, yang pada gilirannya berdampak pada epitaksi selanjutnya, fabrikasi perangkat, dan pada akhirnya, hasil akhir. Tantangan ini sangat akut untuk SiC: ia menggabungkan kekerasan tinggi, kerapuhan tinggi, dan kelembaman kimia yang kuat. Literatur publik mencirikannya sebagai material yang-sulit-dimesin sehingga "pembuangan yang efisien harus dibarengi dengan pengendalian kerusakan yang rendah". Inilah sebabnya mengapa proses penggilingan, pemukulan/pemolesan, dan CMP tetap penting dalam pembuatan wafer. Oleh karena itu, bahan-bahan utama yang digunakan dalam pemrosesan wafer SiC sedang bertransisi dari bahan habis pakai tambahan tradisional ke bahan-bahan penting yang mempengaruhi hasil dan biaya. Untuk material yang keras dan rapuh, tantangan utama dalam sistem abrasif adalah: di satu sisi, memastikan efisiensi penghilangan yang memadai, dan di sisi lain, meminimalkan kerusakan permukaan dan bawah permukaan. Dibandingkan dengan pendekatan penghilangan yang lebih lembut pada sistem berbasis silika, alumina, dengan kekerasan yang lebih tinggi dan kemampuan penghilangan mekanis yang lebih kuat, menawarkan nilai aplikasi yang lebih praktis dalam pemolesan kasar SiC, pemolesan setengah jadi, dan skenario CMP yang mengutamakan peningkatan efisiensi. Penelitian publik juga menunjukkan bahwa meskipun SiO₂ banyak digunakan dalam pemolesan sirkuit terpadu konvensional, kekerasan SiC sering kali tidak mencukupi, sehingga membatasi laju penghilangan dan efisiensi pemrosesan. Sebaliknya, Al₂O₃ dapat meningkatkan aksi penghilangan mekanis, sehingga meningkatkan laju penghilangan material dalam SiC CMP. Selain itu, berdasarkan informasi yang dikumpulkan selama kunjungan ke lokasi industri, beberapa pabrik wafer secara aktif mencari dan menguji bahan lapping/polishing berbasis alumina untuk wafer SiC – mengonfirmasi bahwa pendekatan ini tidak hanya bersifat teoritis namun secara bertahap beralih ke validasi praktis. Tentu saja, harus diakui bahwa peluang yang dihasilkan oleh peningkatan{16}}peningkatan SiC 200 mm tidak akan menguntungkan bubuk alumina biasa. Penerima manfaat sebenarnya adalah bahan abrasif presisi alumina yang dapat memasuki ekosistem pemrosesan wafer, memenuhi persyaratan kemurnian tinggi, distribusi ukuran partikel sempit, aglomerasi rendah, stabilitas dispersi tinggi, dan kompatibilitas bubur. Selangkah lebih maju, apa yang benar-benar memenuhi syarat dan divalidasi oleh pabrik sering kali bukanlah bubuk kering tunggal, namun sistem abrasif, formulasi bubur, dan solusi pemrosesan lengkap yang dapat beroperasi secara stabil dalam jendela proses pelanggan. Dengan kata lain, yang benar-benar dibutuhkan industri ini bukan hanya alumina yang "dapat menggiling", namun-sistem abrasif presisi berbasis alumina yang "dapat meningkatkan efisiensi dan mengendalikan kerusakan".