研磨减薄是芯片制造中不可或缺的一环。晶圆越薄，热阻越低、高频性能越好，但加工难度也随之陡增。2026年4月，英特尔代工服务（Intel Foundry）展示了一项令半导体行业瞩目的成果：一颗基底硅片厚度仅为19μm的氮化镓（GaN）芯片，该厚度约为人类头发丝直径的五分之一。实现这一极限超薄加工的核心，正是研磨前隐形切割（Stealth Dicing Before Grinding，SDBG）工艺。

英特尔300mm GaN-on-Si超薄晶圆

传统工艺的困境

传统“先研磨、后切割”流程为：先将整片晶圆背面研磨至目标厚度，再通过金刚石刀片沿划片道分割为独立芯片。该工艺在纯硅晶圆制造中应用成熟，却难以适配GaN这类硬脆半导体材料。

传统晶圆机械划片工艺示意图（来源：网络）

一方面，GaN硬度高、脆性大，晶圆减薄后刚性大幅下降。传统工艺先将晶圆减薄至极限再用刀片切割，超薄晶圆刚性差、刀片冲击大、残余应力集中释放，极易引发崩边、微裂纹甚至整片碎裂。另一方面，硅基氮化镓（GaN-on-Si）内部存在晶格失配与热失配积累的残余应力；晶圆越薄，应力释放越集中，裂片风险显著上升。

此外，受物理尺寸限制，金刚石刀片划片道宽度普遍达到60μm，挤占大量有效区域，降低大尺寸晶圆产出效率。机械切割产生的隐性损伤，还会在器件长期工作、冷热循环中持续扩展，埋下失效隐患。

SDBG工艺

SDBG彻底颠倒了传统加工顺序：在完整晶圆内部预置隐形分离界面，再通过背面研磨减薄，依靠应力引导完成芯片自然分离，全程无刀片接触。整套工艺分为三大环节。

（1）激光内雕

在晶圆保持原始厚度的状态下，采用特定波长红外激光穿透表层，将能量精准聚焦在划片道对应的硅衬底内部预设深度。激光作用区域发生材料改性，形成一层改性区域并衍生出定向引导微裂纹。激光仅作用于晶圆内部，不损伤正面GaN外延层与晶体管电路。同时，激光精密加工可将划片道宽度由典型值60μm压缩至20μm左右，显著提升晶圆利用率。

激光内雕原理（来源：滨松光子学）

（2）背面研磨

完成隐形切割路径预置后，对晶圆背面进行机械研磨减薄。随着研磨深度逼近预制改性层，晶圆内部累积的应力达到临界值，微裂纹沿预设路径定向扩展。当衬底减薄至目标厚度时，晶圆沿隐形切割线自然分离为独立芯片，切割分离过程全程无刀片接触、无切削冲击，背面研磨为可控机械减薄，整体制程稳定性显著提升。

背面研磨减薄过程（来源：滨松光子学）

（3）清洗检测

芯片分离后，通过标准清洗工序去除研磨碎屑与表面残留物，再借助显微镜抽检边缘形貌。由于无刀片冲击、无碎屑飞溅，芯片边缘洁净完整，清洗流程简化，有效规避污染与电路划伤问题，进一步保障量产良率与制程稳定性。

晶圆分离前后对比图

英特尔突破的行业价值

隐形切割技术最早由滨松光子学开发，后续衍生出SDBG工艺架构，早期多用于普通硅片加工。英特尔此次实现了三大里程碑式落地突破：全球首次在300mm GaN-on-Si晶圆上完成SDBG规模化量产应用；率先实现19μm超薄GaN功率器件与硅基逻辑电路单片集成，是该领域的重要突破；并通过了全套车规级可靠性认证。该芯片具备78V耐压、300GHz+射频截止频率、33皮秒超快开关速度，兼顾超薄特性与顶尖器件性能。

最重要的是，该工艺完全兼容现有300mm CMOS标准产线，无需大规模产线改造，打破了超薄GaN依赖特种工艺的限制，为其进入通用规模化制造时代创造了条件。

产业机遇

在AI数据中心高功耗场景下，19μm超薄GaN芯片可凭借低热阻、高功率密度、超快开关特性，有效优化服务器电源模块的能效与体积。在新能源汽车高压平台体系中，集成式超薄GaN器件高度适配车载充电机（OBC）、DC-DC变换器小型化、轻量化的升级需求。

除GaN外，SDBG同样适用于碳化硅（SiC）、氧化镓等第三代半导体材料，在金刚石等超硬材料上也具备潜在的适配空间，未来有望成为先进晶圆切割、超薄减薄领域的基础性通用工艺。2026年3月，华工激光在行业展会上发布全国产化第三代半导体晶圆激光切割装备，目前已在国内多家12英寸晶圆厂实现批量落地。国内企业在SDBG配套设备上的突破，为宽禁带半导体超薄加工全链条自主化筑牢根基。

晶圆加工设备（来源：华工激光）

小结

研磨与切割的顺序调换，看似简单，实则是对材料应力、激光精密调控、机械研磨多维度技术的极致整合。第三代半导体材料性能已趋于成熟，当前产业竞争的焦点，正逐渐从材料本身向精细化制造工艺延伸。SDBG工艺的成熟落地，精准解决了氮化镓等超薄宽禁带芯片的量产核心痛点，有望成为推动第三代半导体规模化普及的重要技术路径之一。

粉体圈Iris整理