散射成刃|两大顶刊重磅突破!隐形竖切 + 光学横切,重塑硬脆材料加工上限
Nature Photonics × Light: Science & Applications —— 一纵一横互补加工体系,纳米级无损精密加工。
碳化硅晶圆、CVD金刚石、光学晶体,是第三代半导体、AI芯片散热、高端光学器件的核心基材。如今相关市场规模持续增长,但产业化加工环节长期存在明显瓶颈:切片损耗偏大、工件崩边、热损伤、内部晶格破坏等问题普遍存在。传统金刚线切割、常规激光加工方式原材料损耗高,产品良品率提升缓慢,一定程度限制了行业高端量产发展。
针对行业长期存在的各类加工痛点,中微精仪核心技术骨干均源自孙洪波院士团队,团队接连在《Nature Photonics》《Light: Science & Applications》两大国际顶尖光学期刊刊发原创技术成果,搭建“隐形竖切 + 光学横切”一纵一横互补加工体系,依托两项前沿学术成果,持续探索硬脆材料纳米级无损精密加工全新工艺路线。

01双技术核心突破|横竖协同,实现无损精密加工
研发团队自研两大核心激光切片技术,突破传统激光加工物理瓶颈,兼顾纵深开槽与薄层剥离需求,全方位解决超硬脆材料加工痛点。
SSD超隐形纵向竖切技术|Nature Photonics · 2024
该技术突破傅里叶带宽定理对激光焦点横向尺寸与深宽比的制约——这一原理性限制长期使得“高精度”与“大深度”无法兼得。

研发团队创新性利用激光诱导纳米损伤的“种子效应”与背散射干涉攀爬机制:初始纳米损伤区作为“种子结构”产生反向散射波,与入射光相干干涉,沿光轴引导能量周期沉积,促进新种子结构逐级生成、纵向攀爬连接,从而在原理上摆脱了对激光焦点压缩与拉伸的强依赖。

该技术可高效完成晶圆纵深开槽、垂直划片、三维微结构加工,适配碳化硅、蓝宝石、YAG晶体、熔融石英、铁电体等各类透明半导体硬脆材料,为三维电路封装、纳米光学制造等领域提供独特加工策略。


i-SOT干涉散射光学横向切片技术|Light封面论文 · 2026
该技术打破了一个延续数十年的固有认知:在激光加工中,散射光一直被视为干扰项。研发团队发现反常现象——当激光焦点距预先制备的纳米孔洞小于200nm时,非但没有能量扩散衰减,反而在附近自动生成尺寸相似的新纳米孔洞。经系统验证,纳米孔洞充当“散射中心”,其散射光与入射光干涉形成特殊场分布,在特定位置产生更强光强,诱导下一个纳米孔洞生成——如此接力,形成一条纳米级精度的“纳米缝”。

通过精确控制激光焦点相对于已有散射体的横向偏移量,纳米缝可水平延伸,实现透明硬脆材料近乎无损的横向逐层剥离。研发团队将飞秒激光整形为线状光场,使整条线上散射体同步干涉,如激光线锯般一次性形成纳米级切割面。


该技术已在YAG激光晶体、镁铝尖晶石等多种透明硬脆材料上验证成功,可制备超薄晶体薄片,未来有望延伸至金刚石减薄、SiC超薄衬底剥离等更多加工场景。实验室已实现1.2mm²/s加工效率,采用工业级高功率激光器理论可达400mm²/s,8英寸晶圆仅需不到80秒,完全具备产业化潜力。


行业损耗对比
以中微精仪现有SiC激光剥离设备为例,单片总剥离损耗约40—80μm,i-SOT技术则在实验室阶段将材料质量损耗率从行业典型的约30%压缩至1%以内,切缝宽度低至7nm——从“损耗可观”到“近乎无损”的跨越。


02双技术应用矩阵
两项技术同源互补、各司其职,构建起完整的超硬脆材料精密加工体系,全面覆盖半导体、芯片散热、光学器件核心加工场景。
| 技术体系 | 核心原理 | 核心应用场景 |
|---|---|---|
| SSD 超隐形纵向竖切 | 背散射干涉攀爬 + 纳米种子效应 | 晶圆垂直划片、深槽加工 三维封装微结构制备 |
| i-SOT 光学横向切片 | 干涉散射接力 + 线光场高效切割 | 激光晶体无损切片、MEMS微结构 半导体晶圆无损切片 |
03从前沿到量产|中微精仪的技术纵深
从科研突破到工业落地,中微精仪持续推进双项前沿技术的工程化迭代。这两项成果背后,是中微精仪研发团队深厚的科研纵深。
前沿团队,深厚科研纵深
中微精仪研发团队核心成员均为清华博士,与孙洪波院士课题组在超快激光精密加工领域深度联合攻关,连续产出发表于《Nature Photonics》《Light: Science & Applications》的原创成果。在硬脆材料激光加工这条技术迭代极快的赛道上,这种从基础原理创新到国际权威期刊发表的完整能力链,构成了中微精仪坚实的技术壁垒。
对客户而言,选择中微精仪意味着不仅获得一台成熟量产设备,更获得一支具备前沿科研能力的团队作为长期技术后盾——当加工难题超出常规工艺边界时,这支团队能从原理层面给出突破方案,而非止步于参数调优。
双轨并行,锚定技术制高点
在量产端,中微精仪已拥有成熟的水导激光精密冷加工量产经验,能有效解决材料崩边、热裂、石墨化等行业痛点,支撑当下的客户交付与产能落地。水导激光量产工艺与SSD、i-SOT两项实验室前沿技术形成互补研发路线:前者解决“今天怎么切好”,后者锚定“明天能切到什么精度”。
未来,中微精仪将持续深耕超硬脆材料微纳精密加工领域,以顶刊级自研科研实力,赋能第三代半导体、AI芯片散热、高端光学器件产业链升级。

粤公网安备44030002014099号