制造电子器件的基本半导体材料是圆形单晶薄片，称为硅片，由硅片生产的半导体产品，又被称为微芯片或芯片。 半导体制造技术很复杂，要求许多特殊工艺步骤、材料、设备以及供应产业，唐山晶玉科技股份有限公司研发的DX5056半导体材料多线切割机是专门为硅片制备过程中硅片切割而开发的专用机床设备。 硅片（又称晶圆、wafer）是光伏、半导体行业广泛使用的基础材料。其中，适用于集成电路行业的是半导体级的硅片。产品最大加工尺寸Φ560×500mm，切割精度±0.01mm，切割线速度可达到1000m/min，提高贵重原材料利用率90%，节省加工成本10%以上。产品拥有自主知识产权，申请国家专利4项，打破了瑞士、日本等国外进口同类设备长期垄断国内市场的局面，填补了国内空白。产品获得2019年“创客中国”河北省中小企业创新创业大赛企业组一等奖，全国总决赛企业组三等奖，获得2019唐山智能制造工业设计大赛金奖。

DX5056半导体多线切割机原理是将φ0.13～φ0.37mm的金刚线往复缠绕在槽轮上，通过槽轮的高速往复运动，带动金刚石线与待切割半导体棒料做相对运动，同时半导体棒料在切割工作台上摇摆、上升，达到高效切片的目的。 本项目产品应用多线切割机切割大尺寸半导体硅片，可切割450mm(18英寸)、500mm（20英寸）、550mm（22英寸）半导体硅片，填补国内大尺寸半导体硅片多线切割加工行业空白，打破了国外的技术垄断。 本项目产品主要由工件进给机构、切割机构、收放线机构、排线机构、切割液系统、主轴冷却系统、油雾收集系统、电气控制系统等几部分组成。设备整体布局紧凑，按功能进行分区设计，将主切割区与收放线操作区分离，便于操作维护，分区合理，符合人机工程学要求。床身采用整体铸造成型，使机床具有良好的抗震性，大幅提升了机床的刚性和热稳定性；采用四轴伺服直联设计，切割范围大，切割更加稳定、高效；槽轮结构采用双锥面定位，高速运转更加平稳可靠；导向轮优化至10个，减少耗材及能量损耗，降低设备运营成本；摇摆工作台设计，切割更加高效；采用乳化液进行润滑、冷却，节能环保。 多线切割机控制系统实现中两个难点问题是张力控制系统和多电机同步控制系统。通过伺服电机闭环控制和多位置反馈解决多线切割机数控系统中对伺服电机同时需要进行位置控制、张力控制、速度控制难题。采用伺服多轴控制器和软件编程设计解决多线切割机床伺服电机多轴同步控制技术难题。设备采用Ethernet总线控制，在全闭环位置控制中具有高动态响应性能，提高内部信号的高速处理速度，全面的内部诊断功能及多轴同步的高精度控制。伺服驱动器全部采用共直流母线技术，结构空间小，安装方便。加减速过程中无能量损耗，通过配合UPS不间断电源，可实现在断电的情况下跑线速度保持5秒，以实现断电后机器平稳减速停机，不断线。所有伺服电机全部选用绝对值编码器，保证所有机械的传动位置保持唯一性和准确性。进给工作台速度和切线速度保持速度的加减同步，提高加工材料表面的光滑度。 产品外观设计突破原有钣金的呆板造型，在钣金可实现性的前提下使产品更具有价值感与科技感。功能和形式美的巧妙结合让产品更有实用性与审美性。简洁的线条和比例分割，突出产品精密切割的行业特点。

随着全球芯片制造技术的飞速发展，全球半导体硅片出现供不应求的局面，目前主流的硅片尺寸为 300mm（12 英寸），为了增加芯片产量和降低制造成本，半导体硅片趋向大直径化。硅片直径的增加可以摊薄生产成本。硅片直径越大，一个硅片上可以生产更多芯片，每个芯片平均加工时间减少，设备利用率提升；而且更大尺寸的硅片使得边缘芯片减少，提升成品率。在欧美市场450mm(18英寸)、500mm（20英寸）、550mm（22英寸）硅片逐步成为主流尺寸，硅片直径的增大，给硅片的加工带来许多突出的问题，特别是切割工艺，切割是硅片加工的第一道工序，传统切割硅片采用内圆切片机和锯床，加工效率较低、材料损耗大，仅适用于片厚经常变化，投入较小的企业。国内现有的硅片切割工艺和设备已经不再适用大直径半导体硅片切割加工。

唐山晶玉科技股份有限公司拥有一支资深技术专家与年轻科技开发人员组成的研发团队，项目负责人刘永柱具备15年以上从事机械设备研发经验。项目团队技术人员涉及的技术领域包括：机械设计制造及其自动化、自动化、工业设计、材料工程、机电工程等，覆盖了公司产品研发的所需各个方面。承担省市科技计划项目6项，3项产品通过河北省科技成果鉴定，分别填补了国内异形脆硬材料一次加工成型和高速晶体倒边加工空白，属国内领先。获得河北省科学技术奖3项，其中一等奖1项。申报了“国家地方联合工程技术研究中心”国家级研发平台，拥有“河北省企业技术中心”“河北省工程实验室”“河北省工程技术研究中心”“河北省工业设计中心”四个省级研发平台和河北省博士后创新实践基地。 团队申请了国家专利71项，其中发明专利12项；主持制定了《多线切割机》河北省地方标准、《半导体材料多线切割机》国家行业标准。设计研发产品获得中国优秀工业设计奖金奖1项，中国优秀工业设计奖优秀奖1项，河北省工业设计奖金奖3项，2017“创客中国”河北赛区一等奖、全国总决赛企业组三等奖，2018年“创客中国”河北省创新创业大赛二等奖，2017“创客中国”河北赛区一等奖、全国总决赛企业组三等奖。

项目产品2019年销售额2200万元，2020年超过3000万元，在有研半导体材料有限公司、杭州大和热磁电子有限公司等企业应用，经生产实践证明，设备运行稳定，完全满足客户切割工艺要求，切割线速度快，可达到1000min/min,切割精度高，达到±0.01mm，无明显线痕、崩边现象，加工精度和效率达到国际领先水平。产品拥有自主知识产权，申请国家专利4项，打

可以从技术合作、资金投入等方面开展项目合作。