半导体切割机，也称为划片机，是半导体封装生产线中的关键设备之一。其主要功能是将晶圆上的半导体芯片按预定的划分线进行切割，使之成为独立的芯片，以便进行后续的封装和测试。该设备与固晶机、焊线机并称为三大半导体封装设备，其对精度、稳定性、一致性以及生产效率的要求极高。若切割质量不达标，可能导致整片晶圆报废。

一、技术原理与分类

根据切割工艺的不同，半导体切割机主要分为砂轮切割机（刀片切割机）和激光切割机两大类。

砂轮切割是当前应用最广泛的方式，采用由金刚石颗粒和粘合剂构成的刀片，通过主轴高速旋转并与晶圆相互磨削，以一定进给速度将晶圆逐一切割成独立芯片。该技术虽成本低、适用性广，但在切割过程中易因残余应力和机械损伤导致崩裂等缺陷，制约其进一步发展。

激光切割则属于非接触式加工方式，利用高能量激光束对晶圆进行扫描和切割。激光束能量集中于晶圆表面或内部，通过局部加热、熔化甚至气化材料形成切割线。该方式具有精度高、无接触、应力小等优点，尤其适用于超薄和脆弱晶圆加工。尽管激光设备成本较高，但其在先进封装和Chiplet技术中扮演越来越重要的角色。

值得注意的是，激光切割与砂轮切割并非完全竞争关系，而是互补共存。据研究显示，两者销量随年代推移均持续增长，其中激光切割机在总销售额中的占比已从最初约5%提升至21年的38%左右，表明其正在刀片切割较薄弱的领域发挥重要作用。

二、影响性能的因素与系统构成

影响切割机性能的关键因素包括空气主轴、水源、承载台和刀具。空气主轴的精度和稳定性直接决定切割质量；水源用于冷却和清洗；承载台需具备高精度移动与定位能力；刀具（或激光源）则是实现切割的核心部件。

激光划片机通常由激光源、光学系统、运动平台、控制系统、视觉系统和冷却系统等部分组成。激光源多采用固态或光纤激光器，光学系统含透镜、反射镜等以控制和聚焦激光束。运动平台需在X、Y、Z轴方向实现精密移动，一般要求位置分辨率达10 nm，进给速率高达1500 mm/min，定位精度优于0.1 μm。视觉系统则通过高分辨率工业相机和图像处理算法实现切割路径的对准与实时监控。

三、市场格局与国产化进展

目前全球半导体切割机市场主要被日本DISCO、东京精密及以色列ADT（已被中国光力科技收购）三家龙头企业占据，合计市占率超过90%，其中DISCO处于绝对垄断地位。

国内企业虽在切割机领域已有数十年研发经验，但在市场占有率方面仍远落后于日本企业。目前，部分国内企业如光力科技、和研科技、京创先进等已在不同程度上实现了技术突破和产品产业化。光力科技通过并购海外企业并整合核心技术，已成为全球排名前三的切割设备供应商，其产品覆盖切割设备、空气主轴、刀片等关键部件。

和研科技推出的DS9260全自动划片机兼容8英寸和12英寸晶圆，打破了国外企业在12英寸设备领域的垄断，实现了国产化替代。京创先进也率先实现了12英寸全自动精密划片机的产业化，产品线覆盖多种规格划切设备。

尽管如此，国产设备尤其在12英寸机型稳定性和市场占有率方面仍处于劣势，实现全面国产替代仍任重道远。

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