Tebigatda ýeke kristallar seýrek duş gelýär we hatda olar ýüze çykanda-da, adatça örän kiçi bolýar - adatça millimetr (mm) ölçeginde - we olary almak kyn. Habar berlen almazlar, zumrutlar, agatlar we ş.m., adatça, bazar dolanyşygyna girmeýär, senagat ulanylyşyny aýtman geçmeli; köpüsi muzeýlerde sergi üçin görkezilýär. Şeýle-de bolsa, käbir ýeke kristallar, integrasiýa mikrosxemalary senagatynda ýeke kristal kremniý, optiki linzalarda giňden ulanylýan sapfir we üçünji nesil ýarymgeçirijilerde güýçlenýän kremniý karbidi ýaly uly senagat gymmatyna eýedir. Bu ýeke kristallary senagat taýdan köpçülikleýin öndürmek ukyby diňe bir senagat we ylmy tehnologiýada güýji aňlatmak bilen çäklenmän, eýsem baýlygyň nyşanydyr. Senagatda ýeke kristal önümçiligi üçin esasy talap uly ölçegdir, sebäbi bu çykdajylary has netijeli azaltmak üçin möhümdir. Aşakda bazarda köp duş gelýän käbir ýeke kristallar getirilýär:
1. Safir ýeke kristally
Safir monokristal α-Al₂O₃-a degişlidir, ol altyburçly kristal ulgamyna, 9 Mohs gatylygyna we durnukly himiki häsiýetlerine eýedir. Ol kislotaly ýa-da gidroksidli aşyndyryjy suwuklyklarda eremeýär, ýokary temperatura çydamly we ajaýyp ýagtylyk geçirijiligini, ýylylyk geçirijiligini we elektrik izolýasiýasyny görkezýär.
Kristaldaky Al ionlarynyň ýerini Ti we Fe ionlary tutsa, kristal gök reňkde görünýär we sapfir diýilýär. Cr ionlary bilen çalşyrsa, gyzyl reňkde görünýär we ýakut diýilýär. Şeýle-de bolsa, senagat sapfiri arassa α-Al₂O₃, reňksiz we açyk, garyndylarsyzdyr.
Senagat sapfiri, adatça, galyňlygy 400–700 μm we diametri 4–8 dýuým bolan wafri görnüşinde bolýar. Bular wafri diýlip atlandyrylýar we kristall külçelerinden kesilýär. Aşakda ýeke kristall peçden täze çekilen, heniz jylaňlanmadyk ýa-da kesilmedik külçe görkezilýär.
2018-nji ýylda Içki Mongoliýadaky Jinghui Elektron Kompaniýasy dünýäde iň uly 450 kg agramly örän uly sapfir kristalyny üstünlikli ösdürip ýetişdirdi. Dünýäde mundan öňki iň uly sapfir kristaly Russiýada öndürilen 350 kg agramly kristaldy. Suratda görkezilişi ýaly, bu kristalyň görnüşi kadaly, doly açyk, çatlaklary we dänejik serhetleri ýok we köpürjikleri az.
2. Bir kristally kremniý
Häzirki wagtda integral mikrosxema çipleri üçin ulanylýan monokristal kremniýiň arassalygy 99.9999999% -den 99.999999999% -e çenli (9–11 dokuz) we 420 kg kremniý külçesi almaz ýaly kämil gurluşy saklamalydyr. Tebigatda hatda bir karatlyk (200 mg) almaz hem seýrek duş gelýär.
Monokristal kremniý külçeleriniň global önümçiliginde bäş sany iri kompaniýa agdyklyk edýär: Ýaponiýanyň "Shin-Etsu" (28,0%), Ýaponiýanyň "SUMCO" (21,9%), Taýwanyň "GlobalWafers" (15,1%), Günorta Koreýanyň "SK Siltron" (11,6%) we Germaniýanyň "Siltronic" (11,3%). Hytaýyň esasy böleginde iň uly ýarymgeçiriji plastinka öndürijisi bolan "NSIG" hem bazar paýynyň diňe 2,3% -ine eýedir. Şeýle-de bolsa, täze gelen kompaniýa hökmünde onuň mümkinçiliklerini kem baha bermeli däldir. 2024-nji ýylda "NSIG" integral mikroshemalar üçin 300 mm kremniý plastinka önümçiligini döwrebaplaşdyrmak taslamasyna maýa goýmagy meýilleşdirýär, onuň umumy maýa goýumy ¥13,2 milliard diýlip çaklanylýar.
Çipler üçin çig mal hökmünde ýokary arassalykly monokristally kremniý külçeleri 6 dýuýmdan 12 dýuýma çenli ösýär. TSMC we GlobalFoundries ýaly öňdebaryjy halkara çip guýujy zawodlary bazaryň esasy akymynda 12 dýuýmly kremniý waferlerinden çipler öndürýär, 8 dýuýmly waferler bolsa kem-kemden çykarylýar. Ýerli lider SMIC henizem esasan 6 dýuýmly waferleri ulanýar. Häzirki wagtda diňe Ýaponiýanyň SUMCO kompaniýasy ýokary arassalykly 12 dýuýmly wafer substratlaryny öndürip bilýär.
3. Galliý Arsenid
Galliý arsenid (GaAs) plitalary möhüm ýarymgeçiriji material bolup, olaryň ölçegleri taýýarlamak prosesinde möhüm parametrdir.
Häzirki wagtda GaAs waferleri adatça 2 dýuým, 3 dýuým, 4 dýuým, 6 dýuým, 8 dýuým we 12 dýuým ölçeglerinde öndürilýär. Bularyň arasynda 6 dýuýmly waferler iň köp ulanylýan spesifikasiýalaryň biridir.
Gorizontal Bridgman (HB) usuly bilen ösdürilip ýetişdirilen monokristallaryň iň uly diametri, adatça, 3 dýuým, suwuk kapsulalanan Çozhralski (LEC) usuly bolsa diametri 12 dýuýma çenli monokristallary öndürip bilýär. Şeýle-de bolsa, LEC ösüşi enjamlaryň ýokary çykdajylaryny talap edýär we deň däl we ýokary dislokasiýa dykyzlygy bolan kristallary berýär. Dik Gradient Doňdurma (VGF) we Dik Bridgman (VB) usullary häzirki wagtda diametri 8 dýuýma çenli, deňeşdirme boýunça deň gurluşly we pes dislokasiýa dykyzlygy bolan monokristallary öndürip bilýär.
4 dýuýmly we 6 dýuýmly ýarym izolýasiýaly GaAs jylaňly plitalarynyň önümçilik tehnologiýasyny esasan üç kompaniýa özleşdirýär: Ýaponiýanyň Sumitomo Electric Industries, Germaniýanyň Freiberger Compound Materials we ABŞ-nyň AXT. 2015-nji ýyla çenli 6 dýuýmly substratlar bazar paýynyň 90% -den gowragyny düzýärdi.
2019-njy ýylda global GaAs substrat bazarynda Freiberger, Sumitomo we Beijing Tongmei agalyk edýärdi, olaryň bazar paýlary degişlilikde 28%, 21% we 13% boldy. Konsalting firmasy Yole-niň çaklamalaryna görä, GaAs substratlarynyň global satuwy (2 dýuýmlyk ekwiwalentlere öwrülende) 2019-njy ýylda takmynan 20 million bölege ýetdi we 2025-nji ýyla çenli 35 million bölege ýetmegi çaklanylýar. Global GaAs substrat bazarynyň bahasy 2019-njy ýylda takmynan 200 million dollara deň boldy we 2025-nji ýyla çenli 348 million dollara ýetmegi çaklanylýar, 2019-njy ýyldan 2025-nji ýyla çenli ýyllyk ösüş depgini (CAGR) 9,67% boldy.
4. Kremniý karbidiniň ýeke kristally
Häzirki wagtda bazar 2 dýuým we 3 dýuým diametrli kremniý karbidiniň (SiC) monokristallarynyň ösüşini doly goldap bilýär. Köp kompaniýalar 4 dýuýmly 4H görnüşli SiC monokristallarynyň üstünlikli ösüşini habar berdiler, bu bolsa Hytaýyň SiC kristallaryny ösdürmek tehnologiýasynda dünýä derejesindäki derejä ýetendigini alamatlandyrýar. Şeýle-de bolsa, täjirçilikleşdirilmezden öň henizem uly boşluk bar.
Umuman alanyňda, suwuk fazaly usullar bilen ösdürilip ýetişdirilen SiC külçeleri deňeşdirme boýunça kiçi bolup, galyňlygy santimetr derejesinde bolýar. Bu hem SiC waferleriniň gymmatlygynyň sebäbidir.
XKH kristal ösüşinden başlap, takyk işlemege çenli ähli gymmatlyk zynjyryny öz içine alýan sapfir, kremniý karbidi (SiC), kremniý waferleri we keramika ýaly esasy ýarymgeçiriji materiallaryň ylmy-barlag we işläp taýýarlamalaryna ýöriteleşýär. Integrasiýa edilen senagat mümkinçiliklerinden peýdalanyp, biz lazer ulgamlarynda, ýarymgeçiriji önümçilikde we gaýtadan dikeldilýän energiýa ulanylyşynda daşky gurşawyň adatdan daşary talaplaryny kanagatlandyrmak üçin ýörite kesme, ýüz örtügi we çylşyrymly geometriýa önümçiligi ýaly ýörite çözgütler bilen goldanylýan ýokary öndürijilikli sapfir waferlerini, kremniý karbid substratlaryny we örän ýokary arassa kremniý waferlerini hödürleýäris.
Hil standartlaryna eýerip, önümlerimiz mikron derejesindäki takyklyga, >1500°C termal durnuklylyga we ýokary derejeli korroziýa garşylygyna eýe bolup, agyr iş şertlerinde ygtybarlylygy üpjün edýär. Mundan başga-da, biz kwarts substratlaryny, metal/metal däl materiallary we beýleki ýarymgeçiriji derejeli komponentleri üpjün edýäris, bu bolsa dürli pudaklardaky müşderiler üçin prototiplerden köpçülikleýin önümçilige bökdençsiz geçmegi üpjün edýär.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 29-njy awgusty