ກຸຫຼາບດ່ຽວປູກສົດ

ໄປເຊຍກັນດ່ຽວແມ່ນຫາຍາກໃນທໍາມະຊາດ, ແລະເຖິງແມ່ນວ່າໃນເວລາທີ່ພວກມັນເກີດຂື້ນ, ພວກມັນມັກຈະມີຂະຫນາດນ້ອຍຫຼາຍ - ໂດຍປົກກະຕິຢູ່ໃນຂະຫນາດ millimeter (mm) ແລະຍາກທີ່ຈະໄດ້ຮັບ. ເພັດລາຍງານ, emeralds, agate, ແລະອື່ນໆ, ໂດຍທົ່ວໄປບໍ່ໄດ້ເຂົ້າໄປໃນການໄຫຼວຽນຂອງຕະຫຼາດ, ໃຫ້ຢູ່ຄົນດຽວຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸດສາຫະກໍາ; ສ່ວນຫຼາຍແມ່ນໄດ້ສະແດງຢູ່ໃນຫໍພິພິທະພັນສໍາລັບການວາງສະແດງ. ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ບາງກ້ອນດຽວຖືມູນຄ່າອຸດສາຫະກໍາທີ່ສໍາຄັນ, ເຊັ່ນຊິລິຄອນກ້ອນດຽວໃນອຸດສາຫະກໍາວົງຈອນປະສົມປະສານ, sapphire ທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປໃນເລນ optical, ແລະ silicon carbide, ເຊິ່ງໄດ້ຮັບແຮງດັນໃນ semiconductors ຮຸ່ນທີສາມ. ຄວາມ​ສາ​ມາດ​ຜະ​ລິດ​ມະ​ຫາ​ຊົນ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​ດຽວ​ນີ້​ອຸດ​ສາ​ຫະ​ກໍາ​ບໍ່​ພຽງ​ແຕ່​ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ແຂງ​ໃນ​ອຸດ​ສາ​ຫະ​ກໍາ​ແລະ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ວິ​ທະ​ຍາ​ສາດ​, ແຕ່​ຍັງ​ເປັນ​ສັນ​ຍາ​ລັກ​ຂອງ​ຄວາມ​ຮັ່ງ​ມີ​. ຄວາມຕ້ອງການຕົ້ນຕໍສໍາລັບການຜະລິດໄປເຊຍກັນດຽວໃນອຸດສາຫະກໍາແມ່ນຂະຫນາດໃຫຍ່, ເນື່ອງຈາກວ່ານີ້ແມ່ນສໍາຄັນໃນການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍປະສິດທິພາບຫຼາຍ. ຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນບາງກ້ອນດຽວທີ່ພົບທົ່ວໄປໃນຕະຫຼາດ:

1. Sapphire Single Crystal
Sapphire single crystal ຫມາຍເຖິງ α-Al₂O₃, ທີ່ມີລະບົບໄປເຊຍກັນເປັນ hexagonal, ຄວາມແຂງຂອງ Mohs ຂອງ 9, ແລະຄຸນສົມບັດທາງເຄມີທີ່ຫມັ້ນຄົງ. ມັນບໍ່ລະລາຍໃນນໍ້າທີ່ເປັນກົດ ຫຼື ເປັນດ່າງ, ທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມສູງ, ແລະສະແດງການສົ່ງແສງທີ່ດີເລີດ, ການນໍາຄວາມຮ້ອນ, ແລະ insulation ໄຟຟ້າ.

ຖ້າ Al ions ໃນໄປເຊຍກັນຖືກແທນທີ່ດ້ວຍ Ti ແລະ Fe ions, ໄປເຊຍກັນປາກົດເປັນສີຟ້າແລະຖືກເອີ້ນວ່າ sapphire. ຖ້າຖືກແທນທີ່ດ້ວຍ Cr ions, ມັນຈະປາກົດເປັນສີແດງແລະຖືກເອີ້ນວ່າ ruby. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, sapphire ອຸດສາຫະກໍາແມ່ນບໍລິສຸດα-Al₂O₃, ບໍ່ມີສີແລະໂປ່ງໃສ, ໂດຍບໍ່ມີການ impurities.

ໂດຍທົ່ວໄປ sapphire ອຸດສາຫະກໍາໃຊ້ເວລາຮູບແບບຂອງ wafers, 400-700 μmຫນາແລະ 4-8 ນິ້ວໃນເສັ້ນຜ່າກາງ. ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກເປັນ wafers ແລະຖືກຕັດອອກຈາກ crystal ingots. ສະແດງໃຫ້ເຫັນຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນ ingot ດຶງສົດຈາກ furnace ໄປເຊຍກັນດຽວ, ຍັງບໍ່ໄດ້ຂັດຫຼືຕັດ.

ໃນປີ 2018, ບໍລິສັດອີເລັກໂທຣນິກ Jinghui ໃນປະເທດມົງໂກລີ ສຳເລັດການຂະຫຍາຍກ້ອນຫີນ sapphire ຂະໜາດໃຫຍ່ສຸດ 450 ກິໂລ ຂະໜາດໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນໂລກ. ໄປເຊຍກັນ sapphire ທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນໂລກກ່ອນຫນ້ານີ້ແມ່ນໄປເຊຍກັນ 350 ກິໂລຜະລິດຢູ່ໃນລັດເຊຍ. ດັ່ງທີ່ເຫັນໃນຮູບ, ແກ້ວນີ້ມີຮູບຮ່າງປົກກະຕິ, ມີຄວາມໂປ່ງໃສ, ບໍ່ມີຮອຍແຕກແລະເມັດພືດ, ແລະມີຟອງຫນ້ອຍ.

2. Single-Crystal Silicon
ໃນປັດຈຸບັນ, ຊິລິໂຄນຜະລຶກດຽວທີ່ໃຊ້ສໍາລັບຊິບວົງຈອນປະສົມປະສານມີຄວາມບໍລິສຸດ 99.9999999% ຫາ 99.99999999% (9-11 ເກົ້າ), ແລະຊິລິໂຄນ 420 ກິໂລຕ້ອງຮັກສາໂຄງສ້າງທີ່ສົມບູນແບບຄ້າຍຄືເພັດ. ໃນທໍາມະຊາດ, ເຖິງແມ່ນວ່າເພັດຫນຶ່ງກະຣັດ (200 ມລກ) ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຫາຍາກ.

ການຜະລິດ ingots ຊິລິຄອນກ້ອນດຽວທົ່ວໂລກແມ່ນຄອບງໍາໂດຍຫ້າບໍລິສັດໃຫຍ່: Shin-Etsu ຂອງຍີ່ປຸ່ນ (28.0%), SUMCO ຂອງຍີ່ປຸ່ນ (21.9%), GlobalWafers ຂອງໄຕ້ຫວັນ (15.1%), SK Siltron ຂອງເກົາຫຼີໃຕ້ (11.6%) ແລະ Siltronic ຂອງເຢຍລະມັນ (11.3%). ເຖິງແມ່ນວ່າຜູ້ຜະລິດ wafer semiconductor ທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນປະເທດຈີນແຜ່ນດິນໃຫຍ່, NSIG, ຖືພຽງແຕ່ປະມານ 2.3% ຂອງສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນຖານະຜູ້ໃຫມ່, ທ່າແຮງຂອງມັນບໍ່ຄວນຖືກຄາດຄະເນ. ໃນປີ 2024, NSIG ວາງແຜນທີ່ຈະລົງທຶນໃນໂຄງການຍົກລະດັບການຜະລິດຊິລິໂຄນ wafer ຂະໜາດ 300 ມມ ສໍາລັບວົງຈອນລວມ, ດ້ວຍມູນຄ່າການລົງທຶນທັງໝົດປະມານ 13.2 ຕື້ເຢນ.

ໃນຖານະເປັນວັດຖຸດິບສໍາລັບຊິບ, ຊິລິໂຄນແກ້ວດຽວທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງກໍາລັງພັດທະນາຈາກເສັ້ນຜ່າກາງ 6 ນິ້ວຫາ 12 ນິ້ວ. ໂຮງງານຜະລິດຊິບຊັ້ນນໍາລະດັບສາກົນ, ເຊັ່ນ TSMC ແລະ GlobalFoundries, ກໍາລັງຜະລິດຊິບຈາກ wafers ຊິລິຄອນ 12 ນິ້ວເປັນຕະຫຼາດຫລັກ, ໃນຂະນະທີ່ wafers 8 ນິ້ວກໍາລັງຄ່ອຍໆຫມົດໄປ. ຜູ້ນໍາພາຍໃນປະເທດ SMIC ຍັງໃຊ້ wafers 6 ນິ້ວເປັນຕົ້ນຕໍ. ປະຈຸ​ບັນ, ມີພຽງ SUMCO ຂອງ​ຍີ່​ປຸ່ນ​ເທົ່າ​ນັ້ນ​ທີ່​ສາມາດ​ຜະລິດ​ແຜ່ນ​ຮອງ wafer ຂະໜາດ 12 ນິ້ວ​ທີ່​ມີ​ຄວາມ​ບໍລິສຸດ​ສູງ.

3. ແກລຽມ ອາເຊນອຍ
Gallium arsenide (GaAs) wafers ເປັນວັດສະດຸ semiconductor ທີ່ສໍາຄັນ, ແລະຂະຫນາດຂອງມັນແມ່ນຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນໃນຂະບວນການກະກຽມ.

ໃນປັດຈຸບັນ, wafers GaAs ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຜະລິດຢູ່ໃນຂະຫນາດ 2 ນິ້ວ, 3 ນິ້ວ, 4 ນິ້ວ, 6 ນິ້ວ, 8 ນິ້ວ, ແລະ 12 ນິ້ວ. ໃນບັນດາສິ່ງເຫຼົ່ານີ້, wafers 6 ນິ້ວແມ່ນຫນຶ່ງໃນຂໍ້ກໍານົດທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດ.

ເສັ້ນຜ່າສູນກາງສູງສຸດຂອງໄປເຊຍກັນດຽວທີ່ປູກໂດຍວິທີ Horizontal Bridgman (HB) ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນ 3 ນິ້ວ, ໃນຂະນະທີ່ວິທີການ Liquid-Encapsulated Czochralski (LEC) ສາມາດຜະລິດໄປເຊຍກັນດຽວໄດ້ເຖິງ 12 ນິ້ວໃນເສັ້ນຜ່າກາງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ LEC ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍອຸປະກອນສູງແລະໃຫ້ຜົນຜະລິດໄປເຊຍກັນທີ່ບໍ່ສອດຄ່ອງແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ dislocation ສູງ. ວິທີ Vertical Gradient Freeze (VGF) ແລະ Vertical Bridgman (VB) ປະຈຸບັນສາມາດຜະລິດໄປເຊຍກັນໄດ້ເຖິງ 8 ນິ້ວໃນເສັ້ນຜ່າສູນກາງ, ມີໂຄງສ້າງທີ່ຂ້ອນຂ້າງເປັນເອກະພາບແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ dislocation ຕ່ໍາ.

ເທກໂນໂລຍີການຜະລິດສໍາລັບ 4 ນິ້ວແລະ 6 ນິ້ວເຄິ່ງ insulating GaAs wafers ຂັດແມ່ນ mastered ຕົ້ນຕໍໂດຍສາມບໍລິສັດ: Sumitomo Electric Industries ຂອງຍີ່ປຸ່ນ, ວັດສະດຸປະສົມ Freiberger ຂອງເຢຍລະມັນ, ແລະ AXT ຂອງສະຫະລັດ. ໃນປີ 2015, ແຜ່ນຍ່ອຍ 6 ນິ້ວແລ້ວກວມເອົາຫຼາຍກວ່າ 90% ຂອງສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດ.

ໃນປີ 2019, ຕະຫຼາດຍ່ອຍ GaAs ທົ່ວໂລກໄດ້ຖືກຄອບງຳໂດຍ Freiberger, Sumitomo, ແລະ Beijing Tongmei, ດ້ວຍສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດ 28%, 21%, ແລະ 13%, ຕາມລໍາດັບ. ອີງຕາມການຄາດຄະເນໂດຍບໍລິສັດທີ່ປຶກສາ Yole, ຍອດຂາຍຍ່ອຍຂອງ GaAs ທົ່ວໂລກ (ປ່ຽນເປັນອຸປະກອນທຽບເທົ່າ 2 ນິ້ວ) ບັນລຸປະມານ 20 ລ້ານຊິ້ນໃນປີ 2019 ແລະຄາດວ່າຈະເກີນ 35 ລ້ານຊິ້ນໃນປີ 2025. ຕະຫຼາດຍ່ອຍ GaAs ທົ່ວໂລກມີມູນຄ່າປະມານ 200 ລ້ານໂດລາໃນປີ 2019 ແລະຄາດວ່າຈະບັນລຸອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວປະມານ 342 ລ້ານໂດລາ. (CAGR) ຂອງ 9.67% ຈາກ 2019 ຫາ 2025.

4. Silicon Carbide Single Crystal
ໃນປັດຈຸບັນ, ຕະຫຼາດສາມາດສະຫນັບສະຫນູນຢ່າງເຕັມສ່ວນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ 2-inch ແລະ 3-inch ເສັ້ນຜ່າກາງ silicon carbide (SiC) ໄປເຊຍກັນດຽວ. ຫຼາຍໆບໍລິສັດໄດ້ລາຍງານການເຕີບໂຕຢ່າງປະສົບຜົນສໍາເລັດຂອງ 4H-type SiC ໄປເຊຍກັນ 4 ນິ້ວ, ເຊິ່ງເປັນເຄື່ອງຫມາຍຂອງຈີນທີ່ປະສົບຜົນສໍາເລັດໃນລະດັບໂລກໃນເຕັກໂນໂລຢີການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ SiC. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຍັງມີຊ່ອງຫວ່າງທີ່ສໍາຄັນກ່ອນທີ່ຈະເປັນການຄ້າ.

ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, SiC ingots ທີ່ປູກໂດຍວິທີການໄລຍະຂອງແຫຼວແມ່ນຂ້ອນຂ້າງນ້ອຍ, ມີຄວາມຫນາຢູ່ໃນລະດັບຊັງຕີແມັດ. ນີ້ຍັງເປັນເຫດຜົນສໍາລັບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງຂອງ SiC wafers.

XKH ມີຄວາມຊ່ຽວຊານໃນ R&D ແລະການປຸງແຕ່ງທີ່ກໍາຫນົດເອງຂອງວັດສະດຸ semiconductor ຫຼັກ, ລວມທັງ sapphire, silicon carbide (SiC), silicon wafers, ແລະ ceramics, ກວມເອົາລະບົບຕ່ອງໂສ້ມູນຄ່າອັນເຕັມທີ່ຈາກການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນກັບເຄື່ອງຈັກຄວາມແມ່ນຍໍາ. ການນຳໃຊ້ຄວາມສາມາດດ້ານອຸດສາຫະກຳແບບປະສົມປະສານ, ພວກເຮົາສະໜອງ wafers sapphire ທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງ, ແຜ່ນ silicon carbide substrates, ແລະ wafers silicon ທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ, ສະຫນັບສະຫນູນໂດຍການແກ້ໄຂທີ່ປັບແຕ່ງເຊັ່ນການຕັດແບບກໍາຫນົດເອງ, ການເຄືອບດ້ານ, ແລະ fabrication geometry ສະລັບສັບຊ້ອນເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມທີ່ຮ້າຍໄປໃນ fabric ຫຼືລະບົບ laser ໃຫມ່.

ປະຕິບັດຕາມມາດຕະຖານຄຸນນະພາບ, ຜະລິດຕະພັນຂອງພວກເຮົາມີຄວາມແມ່ນຍໍາລະດັບ micron, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຄວາມຮ້ອນ> 1500 ° C, ແລະການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ດີກວ່າ, ຮັບປະກັນຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືໃນສະພາບການເຮັດວຽກທີ່ຮຸນແຮງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາສະຫນອງ substrates quartz, ໂລຫະ / ບໍ່ແມ່ນໂລຫະ, ແລະອົງປະກອບ semiconductor-grade ອື່ນໆ, ເຮັດໃຫ້ການຫັນປ່ຽນ seamless ຈາກ prototyping ກັບການຜະລິດຈໍານວນຫລາຍສໍາລັບລູກຄ້າໃນທົ່ວອຸດສາຫະກໍາ.