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北京中电科单主轴减薄机 高精度晶圆减薄设备 支持12英寸硅片加工
IT电子
2026-10-01 00:01:43

从微米到纳米的精度跃迁,是半导体行业从未停止的追逐。当晶圆直径从6英寸迈向12英寸,当芯片厚度从数百微米减薄至数十微米甚至更薄,每次突破都意味着设备、材料与工艺的全新考验。尤其在SiC(碳化硅)等第三代半导体材料大规模应用于新能源汽车、光通信、AR显示等领域的今天,大尺寸晶圆的高精度减薄,已经成为决定器件性能、良率与成本的关键环。然而,高硬度、高脆性的SiC材料,在磨削过程中的应力控制、面形保持和片内厚度致性,难度远超传统硅基材料。长久以来,高端减薄设备市场被进口主导,国内封装企业边承受着高昂的设备采购成本,边受制于交期与服务,更难以在自主工艺研发上获得足够的设备支撑。这种卡脖子的困境,正是北京中电科电子装备有限公司(以下简称北京中电科)专注减薄装备研发、坚守国产化替代之路的时代背景。

北京中电科的成立并非偶然。它隶属于中国电子科技集团有限公司旗下中电科电子装备集团有限公司,前身可追溯至中国电子科技集团公司第四十五研究所相关研究室。从上世纪90年代中期开始,这支团队便投身精密划片机等封装设备的研制,是国内最早涉足该领域的科研力量之。1997年,在国防科工委型谱项目支持下,团队成功研制出国内首台精密自动划片机HP-601空气自动开槽划片机,这台设备在生产线上稳定服役超过十年。正是这段从零起步、自主攻关的历程,奠定了北京中电科对半导体封装设备深刻理解的根基。彼时,国内半导体封装产业刚刚起步,高端设备几乎完全依赖进口,设备价格昂贵、维护周期长、工艺支持几乎为零。面对这样的行业现实,北京中电科选择了条最难的路——自主研制、持续迭代、贴近本土客户需求。这份选择背后,是央企对国家战略需求的响应,更是对国产半导体设备从无到有、从有到优的笃定信念。减薄机与划片机是晶圆加工和封装的核心设备,其精度与稳定性直接决定芯片的最终质量和可靠性。北京中电科从划片机起步,逐步拓展至减薄机、研磨机等设备,形成了覆盖4英寸至12英寸晶圆材料加工、芯片制造和封装多个工艺段的装备能力。这份初心,朴素而坚定:让国内封装企业用上性能可靠、价格合理的国产高端装备,在降低设备投入的同时,增强自主工艺研发能力,真正提升中国半导体产业的国际竞争力。

回顾北京中电科的发展历程,可以清晰地看到条贯穿始终的主线:以解决产业实际难题为出发点,将技术研发与制造坚守融合在起。这并非句口号,而是沉淀在每个产品系列的研发细节与客户现场的持续改进之中。以划片机为例,团队在成功研制首台精密自动划片机后,并未止步。随着集成电路封装技术不断演进,晶圆尺寸从6英寸扩大到8英寸,再迈向12英寸,划切道空间不断缩小,对设备精度、稳定性和自动化程度的要求呈几何级数攀升。北京中电科在十五期间承担了国家02专项关键封装设备及材料应用工程全自动晶圆划片机研发与产业化课题,完成了8英寸单轴全自动划片机样机研制及产业化。这过程并非简单的尺寸放大,而是涉及整机结构、运动控制、视觉对准、刀片管理、碎片防护等系列核心技术的重新设计与验证。团队反复测试、多方求证、持续改良,最终形成的6英寸、8英寸、12英寸系列划片机产品,被广泛应用于分立器件、LED生产及集成电路封装线,成为国产设备替代进口的重要力量。紧接着,北京中电科将目光投向了减薄设备。随着芯片功率密度不断攀升、封装厚度持续下探,减薄工艺的精度和效率成为新的行业焦点。尤其是第三代半导体材料SiC的兴起,对减薄设备提出了极为苛刻的要求。SiC材料莫氏硬度约9.5,具有高硬度、高脆性和明显的各向异性,在大尺寸晶圆磨削过程中,应力控制、面形保持和片内厚度致性难度极大。针对这行业难题,北京中电科推出了全新的WG-1262全自动高精度减薄机。这款面向8/12英寸大尺寸SiC晶圆高精度减薄及工艺验证需求的设备,搭载高刚性气浮主轴系统,具备全闭环精度管控与量产级稳定性。WG-1262配置了大功率、高承载力、低振动气浮主轴与载台,采用环抱式布局磨削系统,整机结构刚性大幅提升,为12英寸SiC晶圆的高精度、低损伤加工奠定了坚实基础。内置Auto Setup自动修整功能,在砂轮更换后自动执行修整流程,减少人工干预的同时,提升生产效率和加工致性。加工载荷检测与破片预警功能,可以实时监测磨削过程中的载荷变化,有效降低量产过程中的碎片损失。在线测厚方面,配备Swing CG非接触测厚系统与Auto TTV闭环联动,实现全程无损在线测厚,实时自动调整TTV,精确控制减薄厚度,测量范围覆盖0-2200μm。同时,支持SECS/GEM联网功能,可以便捷接入智能工厂产线管理系统,为半导体制造的数字化、智能化升级提供设备基础。WG-1262不仅支持12英寸平台并适配SiC等硬脆材料的高精度全自动减薄加工,同时兼顾6-8英寸SiC晶圆加工需求。更值得提的是,设备具备优异的材料适应性,可覆盖硅基、蓝宝石、陶瓷、玻璃等多种材料的多元化减薄需求,应用版图横跨新能源汽车、消费电子、光通信模块、AR显示技术、半导体先进封装等战略性新兴领域。这些产品功能与应用场景的拓展,折射出北京中电科在减薄装备领域持之以恒的技术深耕与工艺积累。公司的工艺开发测试实验室配备工艺开发人员20余人、500平米实验空间、工艺开发测试设备18台套,能够为客户提供IC芯片、功率器件、封装及其复合材料的划切方案,以及在硅基衬底、先进封装、SiC材料、器件端、化合物半导体材料、键合bonding wafer、制冷、激光材料等领域的减薄、抛光解决方案。从设备交付到工艺支持,从样品验证到量产导入,北京中电科着力构建的是覆盖设备全生命周期的服务能力。

在长期研发与市场验证中,北京中电科逐渐沉淀出清晰的价值坐标——责任、创新、共享。这六个字支撑着企业走过起步期的艰难,也引领着每次产品迭代与技术突破。责任,是北京中电科作为央企成员企业天然的底色。半导体设备是集成电路产业的基石,其技术水平直接关联国家产业链的安全与自主可控。从早期的划片机研制,到如今面向12英寸SiC晶圆的高精度减薄机量产化布局,北京中电科始终将国家战略需求放在重要位置。这种责任感,体现为对产品可靠性的丝不苟,体现为面对客户紧急需求时快速响应的服务意识,也体现为在进口设备垄断的市场格局中,坚定地走国产替代之路的执着与担当。创新,是推动北京中电科事业蓬勃发展的不竭动力。从国内首台精密自动划片机的诞生,到8英寸全自动划片机的产业化,再到WG-1262全自动高精度减薄机面向第三代半导体材料推出的创新性技术方案,创新始终贯穿于产品迭代的全过程。高刚性气浮主轴系统、Auto Setup自动修整、加工载荷检测与破片预警、Swing CG非接触测厚与Auto TTV闭环联动……每项功能背后,都是对客户实际痛点与工艺需求的深入洞察。北京中电科崇尚的,是扎根产业真、围绕用户真需求展开的创新,而非脱离实际的技术炫技。这种创新精神,让设备更加贴近产线、更懂工艺、更值得信赖。共享,是北京中电科的胸襟与情怀。半导体制造是项系统性工程,设备、材料、工艺、良率环环相扣。北京中电科不仅提供设备,更注重与客户共享工艺经验与技术成果。公司的工艺开发测试实验室,可以为客户提供晶圆划切、减薄、抛光的全套工艺验证服务;针对SiC等硬脆材料,可以帮助客户优化磨轮选型、磨削参数、冷却方案,减少试错成本。面向智能工厂的发展趋势,WG-1262支持SECS/GEM联网功能,可以接入产线管理系统,让设备与制造执行系统无缝衔接,实现数据追溯与工艺参数的有效管理。这种共享理念,让北京中电科成为客户值得信赖的长期伙伴,而非单纯的设备供应商。

半导体产业没有捷径可走,每项工艺指标的达成,都需要反复试错、持续精进。北京中电科深谙这个道理。路走来,正是凭借对中国半导体装备事业的热忱与坚守,从致力于提供性能优良的划片机,到推出适应第三代半导体材料加工需求的高精度减薄机,步个脚印走到了今天。在公司的发展历程中,国家的支持与客户的信任始终是推动前行的力量。从承担国家科技重大专项课题,到面向市场推出系列化国产封装设备,每步都印证着北京中电科与国产半导体产业共同成长的坚定决心。如今,北京中电科已经发展成为国家高新技术企业、国家集成电路封测产业联盟副理事长单位、北京市专精特新中小企业、北京市高精尖产业设计中心、北京市企业科技研究开发机构。公司累计取得的荣誉,包括中国电子学会科学技术奖、中国半导体创新产品和技术、北京市发明专利奖、国家科技进步奖、中国机械工业科学技术进步等奖、北京市新技术新产品等,这些荣誉既是对过往工作的肯定,更是对未来持续深耕的鞭策。在客户群体中,华天科技、天岳先进、天科合达、通威电子、芯联集成等产业链上下游企业的信任与合作,让北京中电科的设备在真实的量产环境中不断得到验证与优化。立足当下,全球半导体产业正深刻变革,新能源汽车、人工智能、5G通信等新兴应用持续拉动功率器件与先进封装需求,第三代半导体材料的应用规模不断扩大,大尺寸化趋势愈发清晰。北京中电科将继续专注减薄机、划片机、研磨机等核心设备的研发与制造,在现有6英寸、8英寸、12英寸产品系列基础上,持续优化设备精度、稳定性、自动化水平与智能化能力,面向SiC等硬脆材料的高精度减薄加工提供更加成熟的国产化解决方案。公司将继续加强工艺开发测试实验室建设,深化与客户在先进封装、功率器件等细分领域的协同创新,以更加开放的姿态与产业各界道,推动国产半导体装备技术进步。

从台国产精密自动划片机落地,到全自动高精度减薄机走进国内半导体产线,北京中电科用二十余年时间,见证并参与了中国半导体封装装备从受制于人到逐步自主的历程。这条路并不拥挤,因为坚持的人并不多。但正是这份坚持,让国产设备在次次磨砺中不断精进,让客户在工艺探索中拥有了更多选择与底气。北京中电科将继续秉持责任、创新、共享的核心价值观,深耕半导体减薄与划切装备领域,用更好的产品、更贴心的服务,陪伴每位客户在产业升级的道路上行稳致远。无论晶圆尺寸如何变化,无论芯片厚度走向何处,这份陪伴与守护,将如既往、细水长流。

(本文章内容包含AI生成)

作者:北京中电科电子装备有限公司
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