Cryeke kristallar tebigatda seýrek, hatda ýüze çykan ýagdaýynda-da adatça millimetr (mm) şkalada gaty kiçi we almak kyn. Habar berlen göwher, zümrüd, agat we ş.m., adatça, senagat önümlerini goýman, bazar dolanyşygyna girmeýär; köpüsi sergi üçin muzeýlerde görkezilýär. Şeýle-de bolsa, käbir kristallar integral zynjyr pudagynda bir kristal kremniý, optiki linzalarda köplenç ulanylýan sapfir we üçünji nesil ýarymgeçirijilerde güýçlenýän kremniy karbid ýaly möhüm senagat ähmiýetine eýe. Senagat taýdan bu ýeke kristallary köpçülikleýin öndürmek ukyby diňe bir senagat we ylmy tehnologiýadaky güýji däl, eýsem baýlygyň nyşanydyr. Senagatda ýekeje kristal öndürmek üçin esasy talap uly göwrümlidir, sebäbi bu çykdajylary has netijeli azaltmagyň açarydyr. Aşakda bazarda ýygy-ýygydan duş gelýän ýeke kristallar bar:
1. Safir ýeke kristal
Safir ýeke kristal, altyburç kristal ulgamy, Mohs 9 gatylygy we durnukly himiki aýratynlyklary bolan α-Al₂O₃ degişlidir. Kislotaly ýa-da gidroksidi poslaýjy suwuklyklarda eräp bilmeýär, ýokary temperatura çydamly we ajaýyp ýagtylyk geçirişini, ýylylyk geçirijiligini we elektrik izolýasiýasyny görkezýär.
Kristaldaky Al ionlary Ti we Fe ionlary bilen çalşylsa, kristal gök görünýär we sapfir diýilýär. Cr ionlary bilen çalşylsa, gyzyl görünýär we ýakut diýilýär. Şeýle-de bolsa, senagat sapfir arassa α-Al₂O₃, reňksiz we aç-açan, hapalarsyz.
Senagat ýakut adatça galyňlygy 400–700 μm we diametri 4–8 dýuým wafli görnüşini alýar. Bular wafli diýlip atlandyrylýar we kristal ingotlardan kesilýär. Aşakda görkezilen, ýekeje kristal peçden ýaňy çekilen, entek ýuwulmadyk ýa-da kesilmedik.
2018-nji ýylda Içki Mongoliýadaky “Jinghui” elektron kompaniýasy dünýädäki iň uly 450 kg ultra ululykdaky sapfir kristalyny üstünlikli ösdürdi. Bütin dünýäde iň uly sapfir kristaly Russiýada öndürilen 350 kg kristaldy. Suratda görkezilişi ýaly, bu kristal yzygiderli görnüşe eýe, doly aç-açan, çatryklardan we däne araçäklerinden we köpürjikleri az.
2. -eke-kristal kremniý
Häzirki wagtda integral zynjyr çipleri üçin ulanylýan bir kristal kremniniň arassalygy 99.9999999% -den 99.999999999% -e çenli (9–11 nine), 420 kg kremniy ingot bolsa göwher ýaly ajaýyp gurluşy saklamalydyr. Tebigatda hatda bir karat (200 mg) göwher hem seýrek bolýar.
Cryeke-täk kristal kremniý ingot önümçiliginde Japanaponiýanyň Şin-Etsu (28.0%), Japanaponiýanyň SUMCO (21,9%), Taýwanyň GlobalWafers (15.1%), Günorta Koreýanyň SK Siltron (11,6%) we Germaniýanyň Siltronik (11,3%) agdyklyk edýär. Hatda Hytaýyň materigindäki iň uly ýarymgeçiriji wafli öndüriji NSIG hem bazar paýynyň bary-ýogy 2,3% paýyna eýe. Şeýle-de bolsa, täze gelen adam hökmünde onuň potensialyna kembaha garalmaly däldir. 2024-nji ýylda NSIG integral zynjyrlar üçin 300 mm kremniý wafli önümçiligini ýokarlandyrmak üçin umumy maýa goýumy 13,2 milliard ýewro barabar bolan maýa goýmagy meýilleşdirýär.
Çipler üçin çig mal hökmünde ýokary arassa bir kristal kremniy ingotlar 6 dýuýmdan 12 dýuým diametre çenli ösýär. TSMC we GlobalFoundries ýaly öňdebaryjy halkara çip zawodlary 12 dýuým kremniý wafli çipleri bazaryň esasy akymyna öwürýär, 8 dýuým wafli bolsa kem-kemden aýrylýar. Leaderli lider SMIC henizem 6 dýuým wafli ulanýar. Häzirki wagtda diňe Japanaponiýanyň SUMCO ýokary arassalygy 12 dýuým wafli substratlary öndürip biler.
3. Gallium Arsenide
Galiý arsenidi (GaAs) wafli möhüm ýarymgeçiriji materialdyr we ululygy taýýarlyk işinde möhüm parametrdir.
Häzirki wagtda GaAs wafli adatça 2 dýuým, 3 dýuým, 4 dýuým, 6 dýuým, 8 dýuým we 12 dýuým ululykda öndürilýär. Bularyň arasynda 6 dýuým wafli iň köp ulanylýan aýratynlyklardan biridir.
Gorizontal Bridgman (HB) usuly bilen ösdürilip ýetişdirilen ýeke kristallaryň iň ýokary diametri, adatça, 3 dýuým, Suwuk-Enkapsulirlenen Çohralski (LEC) usuly, diametri 12 dýuýma çenli ýekeje kristal öndürip biler. Şeýle-de bolsa, LEC-iň ösüşi ýokary enjam çykdajylaryny talap edýär we birmeňzeş däl we ýokary ýerleşiş dykyzlygy bilen kristallary öndürýär. Wertikal Gradient Doňdurma (VGF) we Dik Bridgman (VB) usullary häzirki wagtda birmeňzeş gurluşy we aşaky ýerleşiş dykyzlygy bilen diametri 8 dýuýma çenli ýekeje kristal öndürip biler.
4 dýuým we 6 dýuým ýarym izolýasiýaly GaAs ýalpyldawuk wafli üçin önümçilik tehnologiýasy, esasan, üç kompaniýa tarapyndan özleşdirilýär: Japanaponiýanyň Sumitomo Electric Industries, Germaniýanyň Freiberger Goşma materiallary we ABŞ-nyň AXT. 2015-nji ýyla çenli 6 dýuým substratlar bazardaky paýyň 90% -den gowragyny eýeledi.
2019-njy ýylda dünýädäki GaAs substrat bazarynda degişlilikde 28%, 21% we 13% paý bilen Freiberger, Sumitomo we Pekin Tongmei agdyklyk etdi. “Oleole” konsalting firmasynyň çaklamalaryna görä, 2019-njy ýylda GaAs substratlarynyň (2 dýuýma ekwiwalentlere öwrülen) satuwy takmynan 20 million bölege ýetdi we 2025-nji ýyla çenli 35 million bölekden geçer diýlip çaklanylýar. Global GaAs substrat bazary 2019-njy ýylda 200 million dollar töweregi bolar we 2025-nji ýyla çenli ýyllyk ösüş depgini (CAGR) 9,67 göterim bolar diýlip garaşylýar.
4. Silikon karbid ýeke kristal
Häzirki wagtda bazar 2 dýuým we 3 dýuým diametrli kremniy karbid (SiC) ýeke kristallaryň ösüşini doly goldap biler. Köp kompaniýalar 4 dýuým 4H görnüşli SiC ýeke kristallarynyň üstünlikli ösendigini habar berdiler, bu bolsa Hytaýyň SiC kristal ösüş tehnologiýasynda dünýä derejesindäki derejesine ýetendigini görkezýär. Şeýle-de bolsa, täjirleşdirmezden ozal ep-esli boşluk bar.
Adatça, suwuk fazaly usullar bilen ösdürilip ýetişdirilýän SiC ingotlary birneme santimetr derejesinde galyňlygy bilen az bolýar. Bu, “SiC wafli” -niň gymmat düşmeginiň sebäbi.
XKH gözleg we gözleg işlerinde ýöriteleşýär, sapfir, kremniy karbid (SiC), kremniy wafli we keramika ýaly esasy ýarymgeçiriji materiallary, kristal ösüşinden takyk işlemäge çenli doly baha zynjyryny öz içine alýar. Integrirlenen önümçilik mümkinçiliklerinden peýdalanmak bilen, lazer ulgamlarynda, ýarymgeçiriji ýasamakda we täzelenip bilýän energiýa goşundylarynda adaty kesiş, ýerüsti örtük we çylşyrymly geometriýa ýasamak ýaly ýörite çözgütler bilen goldanýan ýokary öndürijilikli sapfir wafli, kremniy karbid substratlary we aşa ýokary arassa kremniy wafli bilen üpjün edýäris.
Hil ülňülerine eýerip, önümlerimizde mikron derejeli takyklyk,> 1500 ° C ýylylyk durnuklylygy we ýokary poslama garşylyk, agyr iş şertlerinde ygtybarlylygy üpjün edýär. Mundan başga-da, kwars substratlary, metal / metal däl materiallar we beýleki ýarymgeçiriji derejeli komponentler bilen üpjün edýäris, bu prototip görnüşinden dürli önümçilikler boýunça müşderiler üçin köpçülikleýin önümçilige bökdençsiz geçmäge mümkinçilik berýär.
Iş wagty: Awgust-29-2025