布局碳基“芯”赛道，特思迪携手CarbonSemi共绘碳基“芯”版图

01 过去一年，特思迪“提交的答卷”

2023年对于特思迪来说，可谓是“厚积薄发”的一年。“相比2022年，特思迪营收增长了81.5%，实现公司连续4年的年均收入增长率高于80%的高增速；公司的科创属性继续增强，2023年申请国内外专利及授权数量大幅攀升。”CEO刘泳沣先生在对外演讲中披露道。

据了解，北京特思迪半导体设备有限公司（简称：特思迪），是一家拥有自主知识产权的国家高新技术企业，专注于半导体领域超精密平面加工设备的研发、生产和销售。以“引领半导体技术进步，助力客户发展”为使命，致力于成为全球技术领先的半导体设备制造企业。深耕半导体衬底材料、晶圆制造、半导体器件、先进封装、MEMS等领域的超精密平面加工技术，形成了技术领先，性能优越，工艺稳定的核心技术优势，可提供减薄、抛光、CMP的系统解决方案和工艺设备。

特思迪多次承担国家级、省级重大课题研究，并荣获国家高新技术企业认定。拥有自主知识产权专利申请及授权100余项，主要产品核心部件均已国产化，目前已实现化合物半导体专用减薄、抛光设备的规模化量产。

02特思迪创新指数

在其官微“朋友圈”上，“研发力”、“新产品”、“博士后科研工作站”“知识产权试点单位”“B轮融资”……无一不体现着特思迪创新指数！

2023年，特思迪申请并获得发明专利19个，实用新型专利4个，海外发明专利6个。据统计，目前，特思迪拥有自主知识产权专利申请及授权100余项，主要产品核心部件均已国产化，已实现化合物半导体专用减薄、抛光设备的规模化量产。

产品优化方面，自2020年特思迪成立以来，先后成功发布多款拥有自主知识产权的多片式单/双面抛光机、单片式抛光机、全自动双轴减薄机、全自动化学机械抛光机等设备，工艺指标均达到国际领先水平，获得头部企业规模化订单。凭借其强大的研发实力和先进的技术，在市场竞争中占据了优势地位，实现了“从起步、发展到突破，一步一台阶”的稳步跨越。2023年，更是突破2项技术关卡，自研核心EPD技术，实现多层介质、复杂环境、大工作距离下100nm及以上晶圆膜厚的原位在线测量以及核心部件电主轴，具备轴高转速、高精度、低摩擦的特点，可实现连续、高效、稳定、高质量表面加工效果。新增4台新设备，全面布局宽禁带半导体赛道：

1、双工位单面抛光机TAP-500Dual，较单机效率提升100%；

2、双面清洗机TSC-150C，可实现3-6英寸晶圆的双面刷洗清洗；

3、双面清洗机TSC-200C，可实现6-8英寸晶圆的双面刷洗清洗；

4、金刚石抛光机TGP-1060 ，可实现金刚石衬底高速高效研磨抛光。

其中，在碳化硅衬底领域推出了新款双工位单面抛光机，较单机效率提升100%。自主研发第一台全自动CMP后清洗机。为满足市场对金刚石衬底的加工需求，研发出金刚石抛光机，可实现金刚石衬底高速高效研磨抛光。各项设备功能、工艺指标均达到国际一流设备水平。

同时获批成立博士后科研工作站。特思迪博士后科研工作站将围绕公司在半导体磨抛设备领域的技术探索，推动公司在技术突破、产品研发、人才引进等关键环节的发展进程，标志着特思迪的科技创新战略和研发工作进入了新阶段。

早在2022年初，华为哈勃投资了特思迪，持有特思迪10%的股权。2023年10月30日，特思迪又完成B轮融资，投资方包括：临芯投资、北京市高精尖基金、尚颀资本、中金启辰、优山资本、芯微投资、长石资本、浑璞资本、博众信合、安芯投资及洪泰基金。

特思迪发展如此迅速，离不开坚持核心自研，合作互补。更离不开市场需求推动。那么减薄抛光工艺环节在半导体产业究竟占据什么地位？

03

减薄抛光工艺助力突破摩尔定律

半导体产业是现代科技发展的原始驱动力，代表一个国家科学技术发展最高水平。由于现代计算机、通信和电子设备引领，包括医疗、汽车、航空航天、工业自动化等领域的高速发展，半导体行业一直处于不断创新的前沿，而行业所涉及的微纳米尺度制造和加工技术需要精确的控制和极高的工艺精度——比如，近年来因国际环境变化而凸显的“卡脖子”问题中最广为人知的便是“光刻机”。其实光刻机仅是在晶圆上创建微小的结构和电路的设备，行业从晶圆制备到封装再到芯片集成涉及多个复杂工序——比如减薄抛光，不仅可以满足尺寸要求，还可以优化器件性能、改善光学性能、降低功耗、促进堆叠集成等，对于现代半导体器件的高性能和高可靠性起着关键作用。

随着半导体特征尺寸的不断减小，集成电路器件单位面积内集成的晶体管数量增长处于极限，多层布线和3D封装技术的应用成为集成电路制造突破摩尔定律物理极限的重要解决方案。多层布线和3D封装的加工工艺对集成电路的平整度提出了更高的要求，而化学机械抛光和机械磨削的晶圆超精密减薄技术是目前集成电路整体平坦化和减薄的主流加工方式。

晶圆减薄机是实现晶圆减薄工艺的关键设备。在集成电路后道封装工艺中，晶圆背面减薄是第一道关键工艺，晶圆减薄能去除晶圆背面多余的基体材料，进而减小芯片封装体积、提高芯片散热效率和电气性能，是实现3D、集成电路制造的关键技术之一。晶圆在被磨削减薄后需要再经过CMP处理，从而获得表面光滑平整的晶圆。当晶圆被减薄到150 μm以下时，传输搬运则成为了较大的生产风险，尤其是300 mm的大尺寸规格晶圆物理特性更加脆弱。磨削和CMP的设备集成可以减少晶圆的搬运次数，降低晶圆破碎的风险。先进封装减薄设备在向集成化、一体化方向发展。

另外，研发新材料体系是突破摩尔定律的另一大尝试。

近年来，随着科技的持续进步，化合物半导体正逐渐成为众多行业追求技术创新和突破的核心力量，特别是在新能源、5G通信、物联网（IoT）、自动化驾驶及人工智能（AI）等前沿技术领域中展现出了巨大的应用潜力。根据Yole Group发布的《2024年化合物半导体行业现状》报告，碳化硅（SiC）、硅基氮化镓（GaN on Si）、砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）和蓝宝石等衬底在功率电子、射频（RF）、光子学和显示技术等领域的应用越来越广泛。

其中SiC作为新型的宽禁带半导体材料，因其出色的物理及电学特性，越来越受到产业界的广泛关注。SiC功率器件的重要优势在于可以实现更高压（达数万伏）、更高温（大于500℃）环境应用，突破了硅基功率器件电压（数千伏）和温度（小于150℃）限制。因此，SiC已成为下一代功率半导体器件的重要材料选择。通常，SiC功率器件采用垂直结构，以实现大电流处理能力，但较厚的衬底会在器件的通态电阻中引入较大的串联电阻，限制器件可以承载的极限电流密度。因此，为了充分发挥SiC器件的优势特性，对衬底进行减薄是十分必要的优化工艺手段。

随着后摩尔时代的到来，大家在新材料领域的研发投入不断增长。目前以氧化镓Ga2O3、氮化铝AlN、金刚石Diamond为代表的超宽禁带新兴材料，应用前景和市场潜力是无需质疑的。这类半导体具有禁带宽度大、耐击穿、载流子迁移率高、热导率极高、抗辐照等优点，在热沉、大功率、高频器件、光学窗口、量子信息等领域具有极大应用潜力。

虽然目前仍处于不断发展和完善的阶段，但未来将有更多的技术创新和突破，随着技术的进步和产业化的推进，终端市场对超宽禁带材料的需求有望增加，相关产业也将迎来发展机遇。

所以说，不管从封装集成角度，还是新材料体系，减薄抛光工艺是突破摩尔定律关键技术之一，对于现代半导体器件的高性能和高可靠性起着关键作用。

04

2024年，8英寸碳化硅规模化量产是行业突破的关键

当前，全球半导体行业发展迅速、技术竞争激烈、市场前景广阔。受益于国家经济刺激政策的实施以及新能源、新技术的应用，中国的化合物半导体行业也正在迅速崛起，成为全球半导体行业中的重要参与者之一，并实现了8寸碳化硅衬底和外延的突破。

SiC产业的上游原始材料衬底生产，是该行业发展的关键环节，直接影响着SiC器件的最终成本。当前国内生产主要集中在4英寸到6英寸阶段，相较于6英寸，8英寸SiC仍存在许多需要克服的工艺和成本上的难题。如何使其衬底成本进一步降低，这是目前国内碳化硅行业亟待克服的难点，也是国内SiC产业发展的必然趋势。通过发展长晶工艺助力衬底良率的提升，这也是源头解决企业发展乃至行业发展的重中之重。同时切磨抛工艺是降低制造成本，提升产品良率的第二道关卡。装备优化至关重要。尺寸的增大也带来加工方式的转折，同时对生产设备提出了更高的要求。

“我们前期在大尺寸晶圆加工设备的研发正好能衔接市场变化的需求。公司在研发新型产品核心零部件及相关供应链的自研能力上重点投入，成功研制出的8英寸碳化硅全自动减薄设备已切入市场，8英寸双面抛光设备已通过工艺测试，进入量产阶段。该系列设备突破关键技术及工艺，进一步推进碳化硅行业制造降本增效，助推碳化硅行业向规模化、低成本方向发展。”特思迪半导体CEO刘泳沣先生在过去的采访中提到。

在半导体衬底及器件的加工制造流程中，磨抛是至关重要的部分，不仅考验设备的稳定性，对工艺技术积累和综合理解方面有更高的要求。

从创立到领军，特思迪围绕化合物半导体，在设备研发和工艺研究上同步布局。着力在减薄、抛光等核心装备和核心零部件上发力突破。特思迪在国内碳化硅产业发展初期即深度参与下游头部客户衬底抛光设备的合作研发，并伴随企业工艺发展持续演进技术及产品，积累了大量的专有技术，逐步向具有高技术壁垒的产业链上游延伸。同时，特思迪通过关键设备牵引，解决整线成套设备国产化，满足半导体材料的多样化磨抛工艺需求。通过对磨抛工艺原理深度研究以及对磨抛材料的合理化选择，可以将不同材质的晶圆加工到理想的厚度、面型及表面质量，并不断提升磨抛效率。目前，已成为国内为数不多可为客户提供减薄、抛光、CMP的系统解决方案和工艺设备整线输出的半导体设备公司。

目前，特思迪在碳化硅衬底领域，其部分单、双面抛光机产品性能接近海外头部厂商，已实现国产替代；2022年，特思迪碳化硅衬底磨抛设备的销售额取得了300% YoY的增长。在2023年，特思迪碳化硅衬底行业磨抛设备销售额稳中向好，设备出货量比去年增长87.5%。

05

布局碳基“芯”赛道

对于行业目前超热门的金刚石，虽然被誉为终极半导体，但其自身作为半导体材料，目前仍处于基础研究尚待突破阶段，在材料、器件等方面都有大量科学问题尚需攻克，其中金刚石材料的高成本和小尺寸是制约金刚石功率电子学发展的主要障碍，距离实现商业应用尚有较大距离。然而，率先进入市场验证的是其作为功率器件衬底或者热沉使用。尤其是金刚石与GaN的结合，却能很好解决金刚石市场应用开拓推广需求。以金刚石作为散热衬底与器件直接键合是减小热阻的理想选择，然而金刚石的平整度及粗糙度严重制约着键合的质量。

键合材料的键合面需要极低的粗糙度和平整度，其表面粗糙度往往需要小于1 nm（RMS），这对于其他材料来说可能更容易实现，而对于金刚石膜，获得小于1 nm的粗糙度，难度非常大，一方面金刚石是自然界中硬度最大的材料，另一方面，现阶段，散热领域大多使用的是多晶金刚石膜，这主要是因为尺寸可以做得更大。目前已实现4英寸电子级多晶金刚石的商业化量产，国际最大制备尺寸可达8英寸。但多晶金刚石膜存在较多的晶界，这些晶界往往成为制约粗精度降低的主要因素。高质量衬底加工成为行业难题。

“为满足市场对金刚石衬底的加工需求，公司积极布局超宽禁带半导体领域，与材料企业深度合作，以设备导入为该领域材料进行产业化，形成强链补链作用，满足国内更多的重点应用领域突破和发展。”特思迪半导体CEO刘泳沣先生补充说道。目前，特思迪已成功研发出金刚石抛光机，可实现金刚石衬底高速高效研磨抛光，并已得到行业认证。

创新持续在路上！未来，特思迪将不断提升布局设备赛道的创新性和前瞻性，精研设备技术与产品创新，推动行业的快速发展贡献重要力量！

CarbonSemi 2024

4月25-26日，DT新材料“助力碳基半导体产业化进程”为主题，联合宁波材料所、甬江实验室、宁波工程学院等团队，在宁波，共同主办第四届碳基半导体材料与器件产业发展论坛（CarbonSemi 2024），将针对金刚石半导体单晶、多晶晶圆生长、晶圆抛光、加工及应用解决方案、以及金刚石与高功率器件键合、异质集成、加工等话题展开深入探讨！

北京特思迪半导体设备有限公司，将亮相于第四届碳基半导体材料与器件产业发展论坛！欢迎各位朋友莅临展位参观交流！



审核编辑：刘清