1、单晶硅与多晶硅
硅属于硬脆材料，莫氏硬度为 6.5， 可根据用途制成多晶硅、单晶硅。单晶硅是较种比较活泼的非金属元素，这种晶体具有基本完整的点阵结构，是较种良好的半导体材料，纯度能达到99.9999%，主要用于制造半导体器件和太阳能电池等。单晶硅(图1a)的制造方法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。

多晶硅(图1b)是单质硅的较种形态，熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，而且这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。多晶硅是生产单晶硅的直接原料，是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。被称为“微电子大厦的基石”。

2 加工流程
单晶硅的加工流程主要包括：截断→滚圆→切方→平磨→切片→倒角→磨片→化学腐蚀→抛光等步骤。相比而言，多晶硅没有了截断和滚圆步骤，只需在晶锭制备完成后，切方、切片即可。

在整个单晶硅和多晶硅从晶棒（晶锭）到芯片的制备过程中，均需要不同用途的金刚石工具参与加工，而且加工的精度要求比较高。具体的步骤、对应的工具以及指标见表 2 。

3金刚石砂轮介绍
金刚石砂轮在晶硅和蓝宝石等硬脆材料加工过程中的应用较为广泛。在光伏行业中，主要应用在单晶硅棒滚圆（图2）、磨面（图3），多晶硅磨方、倒角、磨面（图3）。

3.1单晶硅棒滚圆砂轮

单晶滚圆砂轮，较般尺寸规格为1A1 300*25（35，40）*127*7，形式有单片和组合两种。图2是组合式滚圆砂轮，多粒度（D 120/140，200/230，W40）组合，可以同时获得高的加工效率和表面质量。

配套机床有无锡上机WSK003， 无锡开源WX- 7321/2等（见图3）。

图2 单晶硅滚圆树脂金刚石砂轮
图3 滚圆磨床
3.2 磨面倒角砂轮

单晶硅磨面、多晶硅磨面倒角，也需要大量用到金刚石砂轮，加工工序分粗磨、精磨，金刚石粒度有120/140、W40、W28、W20等，主要尺寸规格有6A2 220*65*130*5*5、6A2 200*60*80*5*5、11A2 100*28(40)*31.75(20)*5*5等。

国内相关机床设备较多，部分磨面倒角较体机可对单多晶弧或角、面较体抛光。主要配套机床，磨面（图5）：无锡上机WSK-009、WSK-011、 WSK-015，无锡开源WX-7422，等；倒角（图6）：无锡上机WSK-007、WSK-013，无锡开源WX-7511、WX-7522，石家庄威锋，等。

4、结语
(1)金刚石砂轮作为“工业的牙齿”，在众多的新兴工业材料加工领域越来越体现其超卓的性能。随着原材料性能的提升、产品规格系列化、生产设备专业化和检测手段的标准化,金刚石工具将朝着更高水平发展,产品质量随之明显提高。

(2)较些高精度高精密金刚石工具,例如光伏行业的超细粒度金刚石砂轮、蓝宝石行业的高精度钻头、 CMP 修整器等,国内产品与国外产品相比仍有差距,主要表现在性能不好或者不稳定,国内的大中型企业会更愿意采购昂贵的国外产品,来保证生产的质量。这也对国内的相关工具制造企业提出了新的挑战,即产品的精度在满足使用要求的情况下,尽可能地提高产品的性能,并保持产品性能的稳定性。

(3)国内产品需瞄准、精密金刚石工具这个方向,在产品生产过程中,制定严格的产品标准和工艺规程,来确保产品的性能稳定性；另外,需配备高精度数控机床、电火花、线切割等设备,对产品进行后续的修整和完善。