以光为刃,德龙激光重塑金刚石与先进陶瓷的微纳加工格局

2026-06-10 17:17:21
作者:德龙激光
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人工智能(885728)正推动全球进入新一轮科技革命。

从大模型训练到AI推理,从数据中心到智能终端,算力需求持续高速增长,带动芯片功耗与发热密度不断攀升。在这一背景下,先进材料与先进制造(883433)工艺,正成为支撑算力持续演进的关键底座。

6月10-12日,德龙激光(688170)亮相上海未来产业新材料展,同时参展“先进半导体(881121)展区”与“AI芯片及功率器件热管理产业展区”,重点展示金刚石激光加工解决方案与先进陶瓷激光加工解决方案,以激光加工技术赋能算力时代关键材料创新与产业化发展。

算力升级催生材料变革

金刚石成为下一代关键材料方向

随着AI芯片、高性能GPU、射频通信器件以及高功率电子系统持续向更高频率、更高功率密度发展,传统材料体系正面临新的性能挑战。作为兼具超宽禁带、高击穿场强、高热导率等优异特性的先进材料,金刚石正被业界视为第四代半导体(881121)的重要发展方向之一。

在半导体领域,金刚石的应用主要集中于两大方向:

01 高性能热管理材料

金刚石拥有目前已知材料中最高等级的热导率,可广泛应用于:

AI芯片与高性能GPU散热片

功率半导体器件热沉

高功率激光器散热结构

射频器件与微波器件热管理系统

随着算力密度不断提升,热管理已成为影响芯片性能释放和系统可靠性的关键因素。金刚石热沉、散热片等产品正在成为下一代高端散热解决方案的重要组成部分。

02 新一代半导体衬底材料

金刚石晶圆作为半导体衬底材料,正在向高端电子器件方向演进,可用于:

高频、高功率电子器件

射频(RF)芯片与通信器件

高端LED及光电子器件

未来量子器件与极端环境电子系统

作为第四代半导体(881121)的重要基础材料,金刚石正在从科研探索逐步迈向产业化应用阶段。

金刚石超硬材料加工难题

激光技术提供关键制造路径

金刚石具备极其优异的物理特性,但其超高硬度、强脆性与化学稳定性,使其成为典型“极难加工材料”。德龙激光(688170)攻克金刚石材料加工技术难题,针对金刚石晶圆及器件制造需求推出激光加工解决方案,相关设备可覆盖金刚石材料切割、钻孔、开槽等关键工艺环节。本系列设备已获得半导体(881121)军工电子(881276)、航空航天及超硬材料领域头部客户订单。

金刚石隐形切割设备

用于金刚石晶圆的隐形切割。

高径深比五轴加工设备

主要对金刚石、金属(不锈钢、铜、钼钨)、各类半导体(881121)基板(硅、碳化硅)等材料进行高径深比精细微孔加工。

激光精细微加工设备

实现金刚石、各类半导体材料(884091)、金属、膜材、板材等材料的异形加工。

AI算力背后

热管理产业链迎来快速发展

如果说芯片决定算力上限,那么热管理能力则决定算力能否持续稳定释放。随着AI服务器、数据中心、高性能GPU及功率器件功率持续提升,热量密度不断增加,对封装基板、散热结构及互连材料提出更高要求。

以氧化铝(Al O )、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si N )、LTCC/HTCC等为代表的先进陶瓷材料,正成为AI芯片与功率器件热管理产业的重要基础。

特别是在:AI芯片封装、IGBT模块、光通信器件、新能源汽车(885431)、Probe Card、晶圆加工等领域,同时,先进陶瓷基板和HDI技术正在加速渗透。

构建先进热管理材料加工设备矩阵

2012年,德龙激光(688170)陶瓷加工设备进入市场,围绕氧化铝、氮化铝、氮化硅、LTCC/HTCC等多种陶瓷材料,持续开展激光与材料相互作用机理研究。依托自研纳秒/皮秒/飞秒全谱系激光光源、五轴联动与AOI视觉测控核心技术,一站式覆盖激光切割、钻孔、划线、裂片、AOI检测等全链条工序。经过十余年的市场验证与技术迭代,相关解决方案已广泛应用于被动元件(884093)汽车电子(885545)先进封装(886009)、微波通讯、LED(884095)、晶圆加工、Probe Card等领域,并获得日本京瓷(KYOCERA)、日本丸和(MARUWA)、中电科、三环集团(300408)富乐(FUL)华、宏达电子(300726)博敏电子(603936)、九豪精密等国内外行业知名客户认可。

本次在“AI芯片及功率器件热管理产业展区”,德龙激光(688170)展出面向先进陶瓷制造的多款核心装备:

生瓷精细化加工

针对未烧结生瓷坯带软性易形变特性,搭载闭环能量自适应调控系统,采用超快激光非接触加工技术,实现微孔、腔体及复杂轮廓高精度成型,无崩边、无层裂、无机械应力损伤,有效提升烧结后产品一致性与良率。钻孔效率最高可达7000孔/秒。

陶瓷五轴激光钻孔

支持平面、斜面、异形曲面、3D阶梯陶瓷基板加工,可实现多角度斜孔、深盲孔、高深径比通孔一体加工,突破三轴设备加工空间局限,孔壁光洁无微纹、无熔融残渣,满足高端陶瓷应用定制化钻孔需求。

陶瓷高速微孔激光钻孔

面向超高速加工熟瓷工艺,可量产30~300μm通孔,效率可达100孔/秒,满足高密度微小互连孔量产标准。

陶瓷高精度激光划线与裂片

采用多光路同步扫描技术,实现高精度划线加工,划线槽宽可控制在15μm以内,支持半深划及全穿划工艺。依托应力诱导冷分离技术,断面崩边小于3μm,基板无暗裂和隐性损伤,良率可提升至99%以上。

AOI视觉检测解决方案

专为精密电子陶瓷器件研发,适配陶瓷裸片、DPC、AMB、DBC等产品。搭载高分辨率视觉系统与AI智能算法,可实现最小5μm缺陷检测,精准识别划伤、崩边、针孔等缺陷,有效提升检测效率与一致性,助力品质管控自动化、标准化。

依托激光非接触式加工特性,相关设备可有效避免机械应力导致的崩边、裂纹及材料隐性损伤,实现高精度、低应力加工,显著提升产品一致性与良率,满足先进电子材料高端化与规模化制造需求。

从材料到产业,中间隔着一道光

无论是金刚石的隐形切割,还是陶瓷基板的精密钻孔,德龙激光(688170)始终聚焦——用超快激光,打通前沿材料从“实验室”到“产线”的最后一环。当大众热衷于谈论材料科学的突破,却常常忽略了一个事实:材料性能的天花板,往往是被加工工艺顶上去的。

金刚石衬底再好,加工不好也只是实验室里的标本。陶瓷基板再强,精度不够也难以走向产业化。德龙激光(688170)所做的,就是用超快激光打通从材料到产品的“最后一公里”,让前沿材料真正装入AI算力底座、新能源汽车(885431)和光通信设备(881129)

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