ການຄາດຄະເນ ແລະ ສິ່ງທ້າທາຍສຳລັບວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳລຸ້ນທີຫ້າ

ເຊມິຄອນດັກເຕີເປັນເສົາຄໍ້າຂອງຍຸກຂໍ້ມູນຂ່າວສານ, ໂດຍແຕ່ລະການດັດແປງວັດສະດຸຈະກຳນົດຂອບເຂດຂອງເຕັກໂນໂລຢີຂອງມະນຸດຄືນໃໝ່. ຕັ້ງແຕ່ເຊມິຄອນດັກເຕີທີ່ອີງໃສ່ຊິລິໂຄນລຸ້ນທຳອິດ ຈົນເຖິງວັດສະດຸແບນແພັກລຸ້ນທີສີ່ໃນປະຈຸບັນ, ທຸກໆການກ້າວກະໂດດດ້ານວິວັດທະນາການໄດ້ຊຸກຍູ້ຄວາມກ້າວໜ້າດ້ານການຫັນປ່ຽນໃນການສື່ສານ, ພະລັງງານ ແລະ ການຄອມພິວເຕີ. ໂດຍການວິເຄາະລັກສະນະ ແລະ ເຫດຜົນການຫັນປ່ຽນລຸ້ນຂອງວັດສະດຸເຊມິຄອນດັກເຕີທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ, ພວກເຮົາສາມາດຄາດຄະເນທິດທາງທີ່ມີທ່າແຮງສຳລັບເຊມິຄອນດັກເຕີລຸ້ນທີຫ້າ ໃນຂະນະທີ່ສຳຫຼວດເສັ້ນທາງຍຸດທະສາດຂອງຈີນໃນສະໜາມການແຂ່ງຂັນນີ້.

I. ລັກສະນະ ແລະ ເຫດຜົນວິວັດທະນາການຂອງສີ່ລຸ້ນຂອງເຄິ່ງຕົວນຳ

ເຊມິຄອນດັກເຕີລຸ້ນທຳອິດ: ຍຸກພື້ນຖານຂອງຊິລິກອນ-ເຢຍລະມັນ

ຄຸນລັກສະນະ: ເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ເປັນທາດເຊັ່ນ: ຊິລິໂຄນ (Si) ແລະ ເຈີມານຽມ (Ge) ສະເໜີໃຫ້ມີປະສິດທິພາບດ້ານຕົ້ນທຶນ ແລະ ຂະບວນການຜະລິດທີ່ເຕີບໃຫຍ່ເຕັມທີ່, ແຕ່ຍັງມີຊ່ອງຫວ່າງແບນດ໌ແຄບ (Si: 1.12 eV; Ge: 0.67 eV), ຈຳກັດຄວາມທົນທານຕໍ່ແຮງດັນ ແລະ ປະສິດທິພາບຄວາມຖີ່ສູງ.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ: ວົງຈອນປະສົມປະສານ, ແຜງໂຊລາເຊວ, ອຸປະກອນແຮງດັນຕ່ໍາ/ຄວາມຖີ່ຕ່ໍາ.
ຕົວຂັບເຄື່ອນການຫັນປ່ຽນ: ຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນສຳລັບປະສິດທິພາບຄວາມຖີ່ສູງ/ອຸນຫະພູມສູງໃນອອບໂຕອີເລັກໂທຣນິກໄດ້ແຊງໜ້າຄວາມສາມາດຂອງຊິລິໂຄນ.

ເຊມິຄອນດັກເຕີລຸ້ນທີສອງ: ການປະຕິວັດແບບປະສົມ III-V

ຄຸນລັກສະນະ: ສານປະກອບ III-V ເຊັ່ນ: gallium arsenide (GaAs) ແລະ indium phosphide (InP) ມີຊ່ອງວ່າງແບນດ໌ທີ່ກວ້າງກວ່າ (GaAs: 1.42 eV) ແລະ ການເຄື່ອນທີ່ຂອງເອເລັກຕຣອນສູງສຳລັບການນຳໃຊ້ RF ແລະ ໂຟໂຕນິກ.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ: ອຸປະກອນ RF 5G, ໄດໂອດເລເຊີ, ການສື່ສານຜ່ານດາວທຽມ.
ສິ່ງທ້າທາຍ: ການຂາດແຄນວັດສະດຸ (ຄວາມອຸດົມສົມບູນຂອງອິນດຽມ: 0.001%), ທາດພິດ (ສານອາເຊນິກ), ແລະ ຕົ້ນທຶນການຜະລິດສູງ.
ຕົວຂັບເຄື່ອນການຫັນປ່ຽນ: ການນຳໃຊ້ພະລັງງານ/ພະລັງງານຕ້ອງການວັດສະດຸທີ່ມີແຮງດັນໄຟຟ້າແຕກຫັກສູງກວ່າ.

ເຊມິຄອນດັກເຕີລຸ້ນທີສາມ: ການປະຕິວັດພະລັງງານແບນບ໋ອກກວ້າງ

ຄຸນລັກສະນະ: ຊິລິກອນຄາໄບ (SiC) ແລະ ແກລຽມໄນໄຕຣດ (GaN) ສົ່ງຊ່ອງຫວ່າງແຖບ >3eV (SiC:3.2eV; GaN:3.4eV), ມີຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນທີ່ດີກວ່າ ແລະ ຄຸນລັກສະນະຄວາມຖີ່ສູງ.
ແອັບພລິເຄຊັນ: ລະບົບສົ່ງກຳລັງ EV, ອິນເວີເຕີ PV, ພື້ນຖານໂຄງລ່າງ 5G.
ຂໍ້ດີ: ປະຫຍັດພະລັງງານ 50%+ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຂະໜາດລົງ 70% ເມື່ອທຽບກັບຊິລິໂຄນ.
ຕົວຂັບເຄື່ອນການຫັນປ່ຽນ: ການປະມວນຜົນ AI/quantum ຕ້ອງການວັດສະດຸທີ່ມີຕົວຊີ້ວັດປະສິດທິພາບສູງ.

ເຊມິຄອນດັກເຕີລຸ້ນທີສີ່: ຂອບເຂດແຖບຄວາມຖີ່ກ້ວາງພິເສດ

ຄຸນລັກສະນະ: ແກລຽມອອກໄຊ (Ga₂O₃) ແລະ ເພັດ (C) ບັນລຸຊ່ອງຫວ່າງແບນໄດ້ສູງເຖິງ 4.8 eV, ໂດຍການລວມເອົາຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ອິນຕໍ່າຫຼາຍກັບຄວາມທົນທານຕໍ່ແຮງດັນໄຟຟ້າລະດັບ kV.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ: ICs ແຮງດັນສູງພິເສດ, ເຄື່ອງກວດຈັບ UV ເລິກ, ການສື່ສານ quantum.
ຄວາມກ້າວໜ້າໃໝ່: ອຸປະກອນ Ga₂O₃ ທົນທານຕໍ່ໄຟຟ້າ >8kV, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບຂອງ SiC ເພີ່ມຂຶ້ນສາມເທົ່າ.
ເຫດຜົນວິວັດທະນາການ: ການກ້າວກະໂດດດ້ານປະສິດທິພາບໃນລະດັບຄວອນຕຳແມ່ນຈຳເປັນເພື່ອເອົາຊະນະຂໍ້ຈຳກັດທາງດ້ານຮ່າງກາຍ.

I. ແນວໂນ້ມຂອງອຸປະກອນເຄິ່ງຕົວນຳລຸ້ນທີຫ້າ: ວັດສະດຸຄວອນຕຳ ແລະ ສະຖາປັດຕະຍະກຳ 2D

ເວັກເຕີການພັດທະນາທີ່ມີທ່າແຮງປະກອບມີ:

1. ສານກັນຄວາມຮ້ອນທາງໂທໂພໂລຢີ: ການນຳໄຟຟ້າພື້ນຜິວທີ່ມີສານກັນຄວາມຮ້ອນຂະໜາດໃຫຍ່ເຮັດໃຫ້ເອເລັກໂຕຣນິກສູນການສູນເສຍ.

2. ວັດສະດຸ 2D: Graphene/MoS₂ ສະເໜີການຕອບສະໜອງຄວາມຖີ່ THz ແລະ ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ.

3. ຈຸດຄວອນຕຳ ແລະ ຜລຶກໂຟໂຕນິກ: ວິສະວະກຳ Bandgap ເຮັດໃຫ້ສາມາດເຊື່ອມໂຍງລະຫວ່າງໂອບໂຕເອເລັກໂຕຣນິກ ແລະ ຄວາມຮ້ອນໄດ້.

4. ຊີວະເຄິ່ງຕົວນຳ: ວັດສະດຸທີ່ປະກອບຕົວດ້ວຍຕົນເອງໂດຍອີງໃສ່ DNA/ໂປຣຕີນເປັນຂົວເຊື່ອມຕໍ່ຊີວະວິທະຍາ ແລະ ເອເລັກໂຕຣນິກ.

5. ຕົວຂັບເຄື່ອນຫຼັກ: ປັນຍາປະດິດ, ການໂຕ້ຕອບລະຫວ່າງສະໝອງກັບຄອມພິວເຕີ, ແລະ ຄວາມຕ້ອງການດ້ານການນຳໄຟຟ້າທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງ.

II. ໂອກາດດ້ານອຸດສາຫະກຳເຄິ່ງຕົວນຳຂອງຈີນ: ຈາກຜູ້ຕິດຕາມສູ່ຜູ້ນຳ

1. ຄວາມກ້າວໜ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຊີ
• ລຸ້ນທີ 3: ການຜະລິດຈຳນວນຫຼາຍຂອງວັດສະດຸ SiC ຂະໜາດ 8 ນິ້ວ; MOSFETs SiC ຊັ້ນລົດຍົນໃນລົດ BYD
• ລຸ້ນທີ 4: ການຄົ້ນພົບ epitaxy Ga₂O₃ ຂະໜາດ 8 ນິ້ວ ໂດຍ XUPT ແລະ CETC46

2. ການສະໜັບສະໜູນນະໂຍບາຍ
• ແຜນຫ້າປີຄັ້ງທີ 14 ໃຫ້ຄວາມສຳຄັນກັບເຄິ່ງຕົວນຳລຸ້ນທີ 3
• ສ້າງຕັ້ງກອງທຶນອຸດສາຫະກຳລະດັບແຂວງມູນຄ່າຮ້ອຍຕື້ຢວນ

• ຈຸດສຳຄັນ ອຸປະກອນ GaN ຂະໜາດ 6-8 ນິ້ວ ແລະ ທຣານຊິດເຕີ Ga₂O₃ ຖືກລະບຸໄວ້ໃນ 10 ຄວາມກ້າວໜ້າດ້ານເຕັກໂນໂລຊີອັນດັບຕົ້ນໆໃນປີ 2024

III. ສິ່ງທ້າທາຍ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂທາງຍຸດທະສາດ

1. ບັນຫາທາງເທັກນິກ
• ການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ: ຜົນຜະລິດຕໍ່າສໍາລັບລູກບານທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງໃຫຍ່ (ເຊັ່ນ: ການແຕກ Ga₂O₃)
• ມາດຕະຖານຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື: ການຂາດໂປໂຕຄອນທີ່ໄດ້ຮັບການສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນສຳລັບການທົດສອບການແກ່ຕົວດ້ວຍພະລັງງານສູງ/ຄວາມຖີ່ສູງ

2. ຊ່ອງຫວ່າງຂອງລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະໜອງ
• ອຸປະກອນ: ເນື້ອໃນພາຍໃນປະເທດ <20% ສຳລັບຜູ້ປູກຜລຶກ SiC
• ການຮັບຮອງເອົາ: ຄວາມມັກໃນຂັ້ນຕອນຕໍ່ໄປສຳລັບອົງປະກອບທີ່ນຳເຂົ້າ

3. ເສັ້ນທາງຍຸດທະສາດ

• ການຮ່ວມມືລະຫວ່າງອຸດສາຫະກຳ ແລະ ວິຊາການ: ສ້າງແບບຢ່າງຕາມ “ພັນທະມິດບໍລິສັດເຄິ່ງຕົວນຳລຸ້ນທີສາມ”

• ຈຸດສຸມສະເພາະ: ໃຫ້ຄວາມສຳຄັນກັບການສື່ສານດ້ານຄວອນຕຳ/ຕະຫຼາດພະລັງງານໃໝ່

• ການພັດທະນາພອນສະຫວັນ: ສ້າງຕັ້ງໂຄງການວິຊາການ “ວິທະຍາສາດ ແລະ ວິສະວະກຳຊິບ”

ຈາກຊິລິໂຄນເຖິງ Ga₂O₃, ວິວັດທະນາການຂອງເຄິ່ງຕົວນຳໄດ້ບັນທຶກໄຊຊະນະຂອງມະນຸດຕໍ່ຂໍ້ຈຳກັດທາງກາຍະພາບ. ໂອກາດຂອງຈີນແມ່ນຢູ່ໃນການເປັນແມ່ບົດໃນການຜະລິດວັດສະດຸລຸ້ນທີສີ່ ພ້ອມທັງບຸກເບີກນະວັດຕະກໍາລຸ້ນທີຫ້າ. ດັ່ງທີ່ນັກວິຊາການ Yang Deren ໄດ້ກ່າວໄວ້ວ່າ: “ນະວັດຕະກໍາທີ່ແທ້ຈິງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການສ້າງເສັ້ນທາງທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນ.” ການຮ່ວມມືກັນຂອງນະໂຍບາຍ, ທຶນຮອນ, ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີຈະກໍານົດຈຸດໝາຍປາຍທາງຂອງເຄິ່ງຕົວນຳຂອງຈີນ.

XKH ໄດ້ກາຍເປັນຜູ້ໃຫ້ບໍລິການແກ້ໄຂບັນຫາແບບປະສົມປະສານແນວຕັ້ງທີ່ມີຄວາມຊ່ຽວຊານໃນວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ກ້າວໜ້າໃນຫຼາຍລຸ້ນເຕັກໂນໂລຊີ. ດ້ວຍຄວາມສາມາດຫຼັກທີ່ກວມເອົາການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ, ການປະມວນຜົນທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍຳ, ແລະເຕັກໂນໂລຊີການເຄືອບທີ່ໃຊ້ງານໄດ້, XKH ສົ່ງມອບຊັບສະເຕຣດ ແລະ ເວເຟີ epitaxial ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ທັນສະໄໝໃນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ, ການສື່ສານ RF, ແລະລະບົບ optoelectronic. ລະບົບນິເວດການຜະລິດຂອງພວກເຮົາປະກອບມີຂະບວນການທີ່ເປັນເຈົ້າຂອງສຳລັບການຜະລິດເວເຟີ silicon carbide ແລະ gallium nitride ຂະໜາດ 4-8 ນິ້ວ ດ້ວຍການຄວບຄຸມຂໍ້ບົກພ່ອງຊັ້ນນຳຂອງອຸດສາຫະກຳ, ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາໂຄງການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ພັດທະນາຢ່າງຫ້າວຫັນໃນວັດສະດຸ bandgap ກວ້າງພິເສດທີ່ເກີດຂຶ້ນໃໝ່ ລວມທັງ gallium oxide ແລະ semiconductors ເພັດ. ຜ່ານການຮ່ວມມືຍຸດທະສາດກັບສະຖາບັນຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ຜູ້ຜະລິດອຸປະກອນຊັ້ນນຳ, XKH ໄດ້ພັດທະນາແພລດຟອມການຜະລິດທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ສາມາດສະໜັບສະໜູນທັງການຜະລິດຜະລິດຕະພັນມາດຕະຖານໃນປະລິມານສູງ ແລະ ການພັດທະນາວິທີແກ້ໄຂວັດສະດຸທີ່ກຳນົດເອງໂດຍສະເພາະ. ຄວາມຊ່ຽວຊານດ້ານເຕັກນິກຂອງ XKH ສຸມໃສ່ການແກ້ໄຂບັນຫາທ້າທາຍທີ່ສຳຄັນຂອງອຸດສາຫະກຳ ເຊັ່ນ: ການປັບປຸງຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງເວເຟີສຳລັບອຸປະກອນພະລັງງານ, ການປັບປຸງການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນໃນການນຳໃຊ້ RF, ແລະ ການພັດທະນາໂຄງສ້າງ heterostructures ແບບໃໝ່ສຳລັບອຸປະກອນ photonic ລຸ້ນຕໍ່ໄປ. ໂດຍການລວມເອົາວິທະຍາສາດວັດສະດຸທີ່ກ້າວໜ້າເຂົ້າກັບຄວາມສາມາດດ້ານວິສະວະກຳທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍຳສູງ, XKH ຊ່ວຍໃຫ້ລູກຄ້າສາມາດເອົາຊະນະຂໍ້ຈຳກັດດ້ານປະສິດທິພາບໃນການນຳໃຊ້ຄວາມຖີ່ສູງ, ພະລັງງານສູງ, ແລະ ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ ພ້ອມທັງສະໜັບສະໜູນການຫັນປ່ຽນຂອງອຸດສາຫະກຳເຄິ່ງຕົວນຳພາຍໃນປະເທດໄປສູ່ຄວາມເປັນເອກະລາດຂອງລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະໜອງທີ່ດີຂຶ້ນ.

ຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນແຜ່ນເວເຟີ sapphire ຂະໜາດ 12 ນິ້ວ ແລະ ແຜ່ນຮອງ SiC ຂະໜາດ 12 ນິ້ວຂອງ XKH: