Ýarymgeçirijiler maglumat asyrynyň esasy bolup hyzmat edýär, her bir material iterasiýa adam tehnologiýasynyň çäklerini täzeden kesgitleýär. Birinji nesil kremniý esasly ýarymgeçirijilerden häzirki dördünji nesil ultra giň zolakly materiallara çenli, her bir ewolýusiýa böküşi aragatnaşyk, energiýa we kompýuter ulgamlarynda özgerdiji ösüşlere itergi berdi. Bar bolan ýarymgeçiriji materiallarynyň häsiýetlerini we nesil geçiş logikasyny seljermek arkaly, biz bäşinji nesil ýarymgeçirijiler üçin mümkin bolan ugurlary çaklap bileris we şol bir wagtyň özünde Hytaýyň bu bäsdeşlik meýdanyndaky strategik ýollaryny öwrenip bileris.
I. Dört ýarymgeçiriji nesliň häsiýetnamalary we ewolýusiýa logikasy
Birinji nesil ýarymgeçirijiler: Kremniý-Germaniý esas döwri
Aýratynlyklary: Kremniý (Si) we germaný (Ge) ýaly elementar ýarymgeçirijiler çykdajy taýdan netijeli we ösen önümçilik proseslerini hödürleýär, ýöne dar zolaklardan (Si: 1.12 eV; Ge: 0.67 eV) ejir çekýär, bu bolsa naprýaženiýe çydamlylygyny we ýokary ýygylykly işlemegi çäklendirýär.
Ulanylyşy: Integrirlenen mikrosxemalar, gün batareýalary, pes woltly/pes ýygylykly enjamlar.
Geçiş hereketlendirijisi: Optoelektronikada ýokary ýygylykly/ýokary temperaturaly öndürijilige artýan isleg kremniýiň mümkinçiliklerinden has öňe geçdi.
Ikinji nesil ýarymgeçirijiler: III-V birleşme rewolýusiýasy
Aýratynlyklary: Galliý arsenid (GaAs) we indiý fosfid (InP) ýaly III-V birleşmeleri RF we fotonik ulanylyşlar üçin has giň zolaklara (GaAs: 1.42 eV) we ýokary elektron hereketliligine eýedir.
Ulanylyşy: 5G RF enjamlary, lazer diodlary, hemra aragatnaşygy.
Kynçylyklar: Materiallaryň ýetmezçiligi (indiýiň köplügi: 0,001%), zäherli elementler (mysýak) we önümçilik çykdajylarynyň ýokarylygy.
Geçiş hereketlendirijisi: Energiýa/energiýa ulanylyşlary ýokary döwülme naprýaženiýeleri bolan materiallary talap edýärdi.
Üçünji nesil ýarymgeçirijiler: giň zolakly energiýa rewolýusiýasy
Aýratynlyklary: Kremniý karbidi (SiC) we galliý nitridi (GaN) >3eV (SiC:3.2eV; GaN:3.4eV) zolaklaryny üpjün edýär, ýokary ýylylyk geçirijiligi we ýokary ýygylykly häsiýetnamalary bilen.
Ulanylyşy: EV hereketlendirijileri, fotoelektrik inwertorlary, 5G infrastrukturasy.
Artykmaçlyklary: kremniý bilen deňeşdirilende 50%+ energiýa tygşytlamasy we ölçegleriň 70% kiçelmegi.
Geçiş hereketlendirijisi: Emeli intellekt/kwant hasaplamalary ýokary öndürijilik ölçeglerine eýe bolan materiallary talap edýär.
Dördünji nesil ýarymgeçirijiler: Ultra giň zolak serhedi
Aýratynlyklary: Galliý oksidi (Ga₂O₃) we almaz (C) 4.8eV çenli zolaklara ýetýär, bu bolsa örän pes garşylygy kV synpyndaky naprýaženiýe çydamlylygy bilen utgaşdyrýar.
Ulanylyşy: Ultra ýokary woltly IC-ler, çuň UV detektorlary, kwant aragatnaşygy.
Öňe gidişlikler: Ga₂O₃ enjamlary >8kV çydamly bolup, SiC-iň netijeliligini üç esse artdyrýar.
Ewolusiýa logikasy: Fiziki çäklendirmeleri ýeňip geçmek üçin kwant ölçegli öndürijilik ösüşleri gerek.
I. Bäşinji nesil ýarymgeçirijileriň ugurlary: Kwant materiallary we 2D arhitekturalary
Potensial ösüş wektorlaryna aşakdakylar girýär:
1. Topologik izolýatorlar: Köp mukdarda izolýasiýa bilen ýüzleý geçirijilik nol ýitgili elektronikany üpjün edýär.
2. 2D materiallar: Grafen/MoS₂ THz ýygylykly jogaby we çeýe elektronika utgaşyklylygyny hödürleýär.
3. Kwant Nokatlary we Fotonik Kristallar: Zolak aralygy inženerçiligi optoelektron-termiki integrasiýany üpjün edýär.
4. Bio-Ýarymgeçirijiler: DNK/belok esasynda öz-özüni ýygnaýan materiallar biologiýany we elektronikany birleşdirýär.
5. Esasy hereketlendirijiler: Emeli intellekt, beýni-kompýuter interfeýsleri we otagyň temperaturasyndaky aşyr geçirijilik talaplary.
II. Hytaýyň ýarymgeçiriji mümkinçilikleri: Yzarlaýjydan lidere
1. Tehnologiýadaky öňegidişlikler
• 3-nji nesil: BYD awtoulaglarynda 8 dýuýmlyk SiC substratlarynyň köpçülikleýin önümçiligi; awtoulag derejesindäki SiC MOSFET-ler
• 4-nji nesil: XUPT we CETC46 tarapyndan 8 dýuýmlyk Ga₂O₃ epitaksiýasynda öňegidişlikler
2. Syýasat goldawy
• 14-nji bäşýyllyk meýilnama 3-nji nesil ýarymgeçirijilere ileri tutulýan ähmiýet berýär
• Welaýat ýüz milliard ýuanlyk senagat gaznalary döredildi
• 2024-nji ýylyň iň gowy 10 tehnologiýa ösüşleriniň arasynda 6-8 dýuýmlyk GaN enjamlary we Ga₂O₃ tranzistorlary görkezilen tapgyrlar
III. Kynçylyklar we strategik çözgütler
1. Tehniki kynçylyklar
• Kristal ösüşi: Uly diametrli bulalar üçin pes hasyl (meselem, Ga₂O₃ çatlamagy)
• Ygtybarlylyk standartlary: Ýokary kuwwatly/ýokary ýygylykly garrama synaglary üçin bellenen protokollaryň ýoklugy
2. Üpjünçilik zynjyryndaky boşluklar
• Enjamlar: SiC kristallaryny ösdürip ýetişdirýänler üçin <20% ýerli önümler
• Kabul etmek: Import edilen komponentler üçin aşaky akymly ileri tutulýan ugur
3. Strategik ýollar
• Senagat-akademiýa hyzmatdaşlygy: “Üçünji nesil ýarymgeçirijiler bileleşiginiň” nusgasy hökmünde döredildi
• Niş Fokusy: Kwant aragatnaşyklaryna/täze energiýa bazarlaryna ileri tutulýan ugurlaryň biri
• Zehinliligi ösdürmek: “Çip ylmy we inženerçilik” akademiki maksatnamalaryny döretmek
Kremniýden Ga₂O₃-a çenli ýarymgeçirijileriň ewolýusiýasy adamzadyň fiziki çäklendirmelerden üstün çykan ýeňşini beýan edýär. Hytaýyň mümkinçiligi dördünji nesil materiallary özleşdirmekde we bäşinji nesil innowasiýalarynda öňdebaryjy bolmakdadyr. Akademik Ýaň Dereniň belleýşi ýaly: "Hakyky innowasiýa geçilmedik ýollary gurmagy talap edýär". Syýasatyň, kapitalyň we tehnologiýanyň sinergiýalary Hytaýyň ýarymgeçirijileriniň ykbalyny kesgitleýär.
XKH birnäçe tehnologiýa nesillerinde ösen ýarymgeçiriji materiallara ýöriteleşen dik integrasiýalaşdyrylan çözgüt üpjün ediji hökmünde peýda boldy. Kristal ösüşi, takyk işleme we funksional örtük tehnologiýalaryny öz içine alýan esasy ygtyýarlyklar bilen XKH elektrik elektronikasynda, RF aragatnaşyklarynda we optoelektron ulgamlarda öňdebaryjy ulanylyşlar üçin ýokary öndürijilikli substratlary we epitaksial waferleri hödürleýär. Önümçilik ekosistemamyz galliý oksidi we almaz ýarymgeçirijileri ýaly täze ultra giň zolakly materiallarda işjeň ylmy-barlag we tejribe-konstruktorçylyk maksatnamalaryny saklap, senagatda öňdebaryjy kemçilikleriň gözegçiligi bilen 4-8 dýuýmlyk kremniý karbidini we galliý nitridi waferlerini öndürmek üçin hususy prosesleri öz içine alýar. Öňdebaryjy ylmy-barlag edaralary we enjam öndürijileri bilen strategik hyzmatdaşlyk arkaly XKH standartlaşdyrylan önümleriň ýokary möçberde öndürilmegini we özleşdirilen material çözgütleriniň ýöriteleşdirilen işlenip düzülmegini goldamaga ukyply çeýe önümçilik platformasyny döretdi. XKH-nyň tehniki tejribesi elektrik enjamlary üçin waferleriň birmeňzeşligini gowulandyrmak, RF ulanylyşlarynda termal dolandyryşy güýçlendirmek we indiki nesil fotonik enjamlar üçin täze geterostrukturalary işläp düzmek ýaly möhüm senagat kynçylyklaryny çözmäge gönükdirilendir. Ösen material ylmyny takyk inženerçilik mümkinçilikleri bilen utgaşdyrmak arkaly, XKH müşderilere ýokary ýygylykly, ýokary kuwwatly we ekstremal gurşaw ulanylyşlarynda öndürijilik çäklendirmelerini ýeňip geçmäge mümkinçilik berýär we şol bir wagtyň özünde ýerli ýarymgeçirijiler senagatynyň üpjünçilik zynjyrynyň has garaşsyzlygyna geçmegini goldaýar.
Aşakdakylar XKH-nyň 12 dýuýmlyk sapfir waferi we 12 dýuýmlyk SiC substratydyr:
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 6-njy iýuny