2026年光力科技公司研究报告：整机核心零部件耗材闭环，受益AI深化及半导体自主可控

光力科技核心业务晶圆切割的工作原理

光力科技核心业务晶圆切割/划片是芯片制造过程中的重要工序，属于半导体制造的后端工艺（back-end）之一，该工序可以将晶圆分割成单个晶粒（die），用于随后的晶粒键合（DieBonding）。晶圆切割的重要性在于它能够在不损坏嵌入其中的精细结构和电路的情况下分离单个芯粒。一个晶圆上通常包含几百个至数千个芯粒。它们之间留有40um至150um的间隙，此间隙被称之为切割道（Saw Street）；将每一个具有独立电气性能的晶粒分离出来的过程叫做划片或切割（Die Sawing），目前主要分为砂轮切割和激光切割两种方式。砂轮切割是目前应用最为广泛的一种划片方式，主要采用金刚石颗粒和粘合剂组成的刀片，经主轴带动高速旋转，与被加工材料相互作用，并以一定速度将晶圆分割成独立晶粒。

晶圆切割的主要目标之一是从每片晶圆中获得高产量的、功能完整且无损的芯粒。晶圆切割质量影响芯片的整体性能；效率是半导体制造中的另外一个关键性能指标，因为它直接影响电子器件生产的成本。更高的效率意味着每个芯片的成本更低，制造能力更大，制造商更能满足不断增长的电子器件需求。

切割流程（以砂轮划片机为例），砂轮划片机主要由 X 轴、Y 轴、Z 轴、θ轴和主轴组成：（1）X 轴： X 轴的运动轨迹是沿着水平切割道平行方向进行。在切割开始前，X轴会将工作台上的工件移动至切割道的起点位置。切割时，X 轴会实现快速进给运动，将工件放置在砂轮刀片下进行切割。（2）Y 轴：Y 方向的轴运动轨迹是沿着垂直方向进行。切割时，Y轴会根据设定的切割参数，实现一定的分度运动，将砂轮刀片移动至下一条切割道的起点位置。（3）Z轴：Z 轴运动轨迹是沿着垂直方向进行。在切割开始前，Z 轴会将砂轮刀片移动至工件表面的预留高度位置以免划伤产品。切割时，Z 轴会控制砂轮刀片的下降速度，使其缓慢降至工件表面进行切割。在切割结束后，Z 轴会将砂轮刀片抬高起，使其脱离开工件表面。（4）θ轴主要用来旋转工作台，主轴的作用是使刀片高速旋转。具体切割流程为：①转动θ轴使工件切割道方向与X轴方向平行；②根据切割参数，Z 轴进行调整使刀片处于切割道上方并停留在设置的高度；③X轴实现快速进给运动，直至一条切割道完成切割；④在一条切割道完成之后，Z轴抬刀、Y轴分度运动切换至下一条切割道，如此往复直至切割结束。

主要产品切割机的技术对比与分析

半导体切割机，也叫划片机, 是半导体封测环节的重要设备，用于将晶圆分割为晶粒和将封装体分割为芯片等工艺过程，晶圆切割工艺对设备的精度、稳定性、一致性、生产效率都要求极高，晶圆划切设备呈现国外企业长期高度垄断的市场格局。划片的目的与意义：（1）实现芯粒分离：晶圆初期是整片的，但每颗芯片要单独封装、测试，必须分离。（2）利于封装操作：每颗芯片需要单独处理、电性测试、封装成品，必须通过划片完成拆分。（3）提高良率与可靠性：精细控制的划片过程可以减少边缘破损，提高最终封装成功率。目前工业界常见的晶圆切割技术：刀片切割、激光切割。

（1）刀片切割

划片机切割的工作原理是通过气浮主轴带动划片刀高速旋转，工件以一定的进给速度沿切割道方向做直线运动，使磨粒与工件材料相互作用去除切割道的材料。整个切割系统包括划片机、工件、承载薄膜、划片刀、切割液、修整条件、切割参数以及切割环境等。划片刀相比其他类型的固结磨具厚度更薄，厚度在 15μm 到 100μm，磨粒目数通常为1000#到5000#。切割的工件厚度通常在 100μm 至 1.5mm，采用全切或者阶梯切割的方式使芯粒分离。工作台上设有真空吸盘，真空吸盘通过真空吸附的方式固定半导体薄膜，半导体薄膜上粘附工件；一般来说，根据产品类型的不同选择不同的薄膜，其薄膜的厚度也不尽相同。气浮主轴的转速范围通常为10000rpm 至 60000rpm，大功率的气浮主轴转速高达 100000rpm，划片刀的线速度范围为40mm/s 至 170mm/s，属于超高速磨削。进给速度范围根据工件的特性，一般为1mm/s至200mm/s。在划片刀切割工件前，目前主要通过修刀板作为修整工具，通过机械修整的方式对划片刀进行锐利度优化。切割液提供良好的冷却效果和清洗碎屑。对于超高精度的机床，使用的环境也极为苛刻，需要保持环境恒温，主轴冷却水和切割水的温度保持基本恒定，进给率高，这使得在切割超窄切割道的情况下，磨粒切割的接触弧区长，切割液进入切割区域的机会少，狭小的空间也使得碎屑不容易排出。通过上述分析的加工原理，可以归纳其特点，切割的硬脆材料硬度高、断裂韧性低，且对切割质量要求高，通常正面崩边要求小于20μm，背面崩边要求小于40μm，切割的状况恶劣，划片刀薄，刚性存在不足，而切入工件的深度稳定。

DBG 工艺：先切割、后减薄

由于切割过程中刀片直接接触晶圆，因此当晶圆变得越来越薄时，发生断裂的可能性也随之增加，且晶圆在设备间的搬运也会带来更高的碎片风险。为大幅减少在切割过程中对晶圆的物理冲击，“先切割、后研磨”的 DBG 方法取代了传统的切割顺序。先对晶片进行半切割加工，然后通过背面研削使晶片分割成芯粒的技术。通过运用该技术，可最大限度地抑制分割芯粒时产生的背面崩裂及晶片破损，从而能够顺利地从比较薄的晶片上切割出芯粒。由于大幅度地减少了晶片的背面崩裂现象，所以能够在维持高抗折强度的同时，对晶片实施超薄加工，从而能够生产出高强度的芯片。另外，由于通过研磨机的研削加工对芯粒实施分离作业，所以可有效地避免薄型晶片在搬运过程中的破损风险。

DBG 工艺：采用半切割用切割机对晶片表面的切割道实施划切加工。在传统切割加工中，会切割到晶片背面，直至完全切断。但在实施 DBG 工艺时，只切割到所要求的深度为止。完成半切割加工作业之后，先在晶片表面粘贴保护胶膜，再使用研磨机进行背面研削加工。当研削到事先切入的切割槽时，晶片会被分割成一个个芯粒（芯片分离）。然后将完成分割作业的晶片通过联机系统搬运到 DBG 框架粘贴机（Mounter）上，先实施位置校准作业，再粘贴到框架上，最后再剥离晶片的表面保护胶膜之后来完成整个工序。

国内外典型刀片划片机关键技术参数对比：从轴系进给速度来看，国外X轴进给速度可达1000mm/s。在 Y 轴的分辨率和定位精度方面，以及 Z 轴的分辨率和重复定位精度上，国外划片机具有优势。在主轴转速方面国外划片机可达 100000rpm。目前国产划片机通过并购整合与自主研发，半导体 8 英寸划片机进入成熟制程领域逐步实现批量生产，部分半导体12英寸划片机进入头部封测厂验证与供货。

DFD6760：300 mm 切割机高端机型。DFD6760 是以自动切割机DFD6362为基础，为进一步提高生产效率而开发的高端机型。DFD6760 配置有 2 个工作台，一个工作台进行加工，另一个工作台可同时进行搬送/定位校准，从而可以缩短主轴的加工待机时间，提高生产效率。除此之外，一个工作台进行切割时，另一个工作台进行加工后圆晶的影像记录或利用NSD进行圆晶厚度测定等，可在维持产能效率的同时进行检查和测定。 而且和以往机型一样，提高了X，Y，Z 轴的返回速度，从而缩短了加工时间。特点：①维持产能的同时提高圆晶加工质量：在薄晶圆的阶梯式切割中，控制从晶圆表面切入的深度非常重要。利用控制切入深度时所使用的NSD可实现从晶圆表面进行高精度的高度测定。虽然 NSD 约需费时10 秒，但由于DFD6760是在利用一个工作台进行晶圆加工的同时另一边实行 NSD，因此不会对产能造成影响。②支持可追溯性构筑的需求：DFD6760 配置有 2 个工作台，一个工作台进行切割作业，另一个工作台可同时进行保存加工后圆晶的刀痕影像，记录加工质量。近年来，制造现场要求确保可追溯性，以便在产品发生了缺陷时，也可以确认和证明切割时的品质。③丰富选配策略：可以结合工作物的特性，选配 DFD6362 中备受、的切割部双流体喷射，磨轮罩以及工作台水帘等。④操作简便：通过搭载 LCD 触摸屏及图形用户接口 GUI，提高了操纵性。

光力科技 8230：12 英寸双轴全自动划片机。8230 是一款高精度、高性能的双轴（对向式分布）12 寸全自动划片机，结合全新设计的操作系统，提供高效，低使用成本的切割体验；支持 1.8kW 或 2.2kW 大功率主轴（适用于更高要求的切割）；使用17 英寸触摸显示屏，操作界面直观。 光力科技的 8230 等设备已经具有与 DISCO 6361/6362 相媲美的稳定性、切割品质和切割效率，性能处于国际一流水平，实现了切割划片设备的国产化。

砂轮划片经过数十年迭代，设备与工艺参数比较成熟、稳定，具有显著的成本优势，在划片领域广泛应用，目前仍是半导体划片的主流方案。

（2）激光划片机

激光划片机则是一种利用高能激光束照射在晶圆等被加工物表面或内部,通过固体升华或蒸发等方式对被加工物进行切割或开槽的设备。根据激光技术原理的不同，激光划片机分为干式激光划片机或微水导激光划片机。其中，干式激光划片机的激光加工方式主要分为烧蚀加工和隐形切割。

1）干式激光划片——烧蚀加工

烧蚀加工是通过在极短的时间内将激光能量集中在微小的区域，从而使固体升华、蒸发的加工方法。其特征为低热损伤加工；属于冲击和负荷都很小的非接触加工；可以处理加工难度高的硬质工件；可加工宽度在 10 µm 以下的狭窄切割道。在烧蚀加工中，通过调整激光加工的深度，可以实现“开槽”“全切割”和“划片”3 种加工。

①开槽：用非接触的激光加工去除切割道表面的金属布线层与Low-K层，然后再用刀片切断其余硅衬底的切割方式。减少崩边和金属分层，可提高生产效率，最适合用于Low-k薄膜、氮化铝（AlN）、氧化铝陶瓷等材料，还可以处理加工难度高的硬质工件。激光开槽加工工艺：先使用激光在切割道内挖出 U 型槽（开槽），再使用刀片在U型槽的中心区域实施全切割加工。通过采用该项加工工艺，能够提高生产品质，减少甚至解决刀片切割过程中因崩裂、分层（薄膜剥离）等不良因素造成的加工质量问题。

②全切割：厚度 200μm 以下的薄晶圆可采用激光加工分割成芯粒的方法。可实现较小崩边和裂口的高品质加工，比较适合用于硅、砷化镓（GaAs）等材料。激光全切割工艺：是在厚度 200 µm 以下的薄型晶片表面（图案面），用激光照射1次或多次，切入胶带实现晶片全切割的切割方法。因为激光全切割可以使用较快的进给速度，从而可以提高生产效率。

③划片：用激光在切割道上划出可至晶圆裂片的细槽，然后通过裂片等外在应力分割芯粒的方法，比较适合用于蓝宝石等材料的加工。在蓝宝石加工中使用激光切割机具有多项优点：与以往的加工方法相比，同等加工条件下，生产率、成品合格率更高，操作成本也会更低。

2）干式激光划片——隐形切割

隐形切割是将激光聚光于工件内部，在工件内部形成改质层，通过扩展胶膜等方法将工件分割成芯粒的切割方法。优点：由于工件内部改质，因此可以抑制加工屑的产生。适用于抗污垢性能差的工件和抗负荷能力差的工件（如超薄硅晶圆、MEMS 器件等），且采用干式加工工艺，无需清洗；可以减小切割道宽度，因此有助于减小芯粒间隔。

编辑：火腿肠