פריש געוואַקסענע איינציקע קריסטאַלן

איינציקע קריסטאַלן זענען זעלטן אין נאַטור, און אפילו ווען זיי פּאַסירן, זענען זיי געוויינטלעך זייער קליין - טיפּיש אויף דער מילימעטער (מם) וואָג - און שווער צו באַקומען. געמאָלדענע דיאַמאַנטן, שמאַראַגדן, אַגאַטן, אאז"וו, גייען בכלל נישט אַרײַן אין מאַרק צירקולאַציע, און זיכער נישט אין אינדוסטריעלע אַפּליקאַציעס; רובֿ ווערן אויסגעשטעלט אין מוזייען פֿאַר אויסשטעלונגען. אָבער, עטלעכע איינציקע קריסטאַלן האָבן אַ באַדײַטנדיקן אינדוסטריעלן ווערט, ווי למשל איינציקער קריסטאַל סיליקאָן אין דער אינטעגרירטער קרייז אינדוסטריע, סאַפיר וואָס ווערט געוויינטלעך געניצט אין אָפּטישע לענסעס, און סיליקאָן קאַרבייד, וואָס באַקומט מאָמענטום אין דריט-גענעראַציע האַלב-קאָנדוקטאָרן. די מעגלעכקייט צו מאַסן-פּראָדוצירן די איינציקע קריסטאַלן אינדוסטריעל רעפּרעזענטירט נישט בלויז שטאַרקייט אין אינדוסטריעלער און וויסנשאַפטלעכער טעכנאָלאָגיע, נאָר איז אויך אַ סימבאָל פון רייַכטום. די הויפּט פאָדערונג פֿאַר איינציקע קריסטאַל פּראָדוקציע אין דער אינדוסטריע איז גרויסע גרייס, ווײַל דאָס איז דער שליסל צו רעדוצירן קאָסטן מער עפֿעקטיוו. אונטן זענען עטלעכע געוויינטלעך איינציקע קריסטאַלן אויף דעם מאַרק:

1. סאַפיר איינציק קריסטאַל
סאַפיר איינציק קריסטאַל באַציט זיך צו α-Al₂O₃, וואָס האָט אַ העקסאַגאָנאַל קריסטאַל סיסטעם, אַ מאָהס כאַרדנאַס פון 9, און סטאַבילע כעמישע אייגנשאַפטן. עס איז נישט צעלאָזלעך אין זויערע אָדער אַלקאַליין קעראָוסיוו פליסיקייטן, קעגנשטעליק צו הויך טעמפּעראַטורן, און ווייזט ויסגעצייכנט ליכט טראַנסמיסיע, טערמאַל קאַנדאַקטיוויטי, און עלעקטרישע ינסאַליישאַן.

אויב די Al יאָנען אין דעם קריסטאַל ווערן ערזעצט מיט Ti און Fe יאָנען, דערשיינט דער קריסטאַל בלוי און ווערט גערופן סאַפיר. אויב ער ווערט ערזעצט מיט Cr יאָנען, דערשיינט ער רויט און ווערט גערופן רובין. אָבער, אינדוסטריעלער סאַפיר איז ריין α-Al₂O₃, אָן קאָליר און טראַנספּאַרענט, אָן פֿאַרפּעסטיקונגען.

אינדוסטריעלער סאַפיר נעמט טיפּיש די פאָרעם פון וועיפערס, 400-700 מיקראָמעטער דיק און 4-8 אינטשעס אין דיאַמעטער. די זענען באַקאַנט ווי וועיפערס און ווערן געשניטן פון קריסטאַל ינגאָטס. אונטן געוויזן איז אַ פריש אַרויסגעצויגענער ינגאָט פון אַן איינציקן קריסטאַל אויוון, נאָך נישט פּאָלירט אָדער געשניטן.

אין 2018, האט דזשינגהוי עלעקטראנישע פירמע אין אינער מאנגאליע מצליח געווען צו וואַקסן דעם וועלט'ס גרעסטן 450 ק"ג אולטרא-גרויסן סאַפיר קריסטאַל. דער פריערדיגער גרעסטער סאַפיר קריסטאַל גלאָבאַל איז געווען אַ 350 ק"ג קריסטאַל פּראָדוצירט אין רוסלאַנד. ווי געזען אין בילד, האט דער קריסטאַל אַ רעגולערע פאָרעם, איז גאָר טראַנספּאַרענט, פריי פון ריסן און קערל גרענעצן, און האט ווייניק בלאָזן.

2. איין-קריסטאַל סיליקאָן
איצט, איין-קריסטאל סיליקאן גענוצט פאר אינטעגרירטע קרייז טשיפס האט א ריינקייט פון 99.9999999% ביז 99.999999999% (9–11 ניין), און א 420 קילאגראם סיליקאן שטאנגען מוז האלטן א דיאמאנט-ענליכע גאנץ גוטע סטרוקטור. אין נאטור, אפילו א איין-קאראט (200 מג) דיאמאנט איז רעלאטיוו זעלטן.

גלאבאלע פראדוקציע פון ​​איין-קריסטאל סיליקאן שטאנגען ווערט דאמינירט דורך פינף גרויסע פירמעס: יאפאן'ס שין-עטסו (28.0%), יאפאן'ס סוםקא (21.9%), טייוואן'ס גלאבאל-וואפערס (15.1%), דרום קארעע'ס סק סילטראן (11.6%), און דייטשלאנד'ס סילטראניק (11.3%). אפילו דער גרעסטער האלב-קאנדוקטאר וועיפער פאבריקאנט אין כינע, NSIG, האלט נאר בערך 2.3% פון די מארקעט אנטייל. דאך, אלס א נייער, זאל מען נישט אונטערשאצן זיין פאטענציאל. אין 2024, פלאנירט NSIG צו אינוועסטירן אין א פראיעקט צו פארבעסערן 300 מ"מ סיליקאן וועיפער פראדוקציע פאר אינטעגרירטע קרייזן, מיט א געשאצטע גאנצע אינוועסטירונג פון ¥13.2 ביליאן.

אלס דער רוי מאטעריאל פאר טשיפס, הויך-ריינקייט איין-קריסטאל סיליקאן שטאנגען אנטוויקלען זיך פון 6-אינטש צו 12-אינטש דיאמעטערס. פירנדע אינטערנאציאנאלע טשיפּ פאנדריעס, ווי TSMC און GlobalFoundries, מאכן טשיפס פון 12-אינטש סיליקאן וועיפערס דעם מארקעט מיינסטרים, בשעת 8-אינטש וועיפערס ווערן ביסלעכווייז אויסגעפאזט. דער אינלענדישער פירער SMIC ניצט נאך אלץ בעיקר 6-אינטש וועיפערס. איצט, קען נאר יאפאן'ס SUMCO פראדוצירן הויך-ריינקייט 12-אינטש וועיפער סובסטראטן.

3. גאליום אַרסעניד
גאליום אַרסעניד (GaAs) וועיפערס זענען אַ וויכטיק האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַל, און זייער גרייס איז אַ קריטישער פּאַראַמעטער אין דעם צוגרייטונג פּראָצעס.

איצט ווערן GaAs וועיפערס טיפּיש פּראָדוצירט אין גרייסן פון 2 אינטשעס, 3 אינטשעס, 4 אינטשעס, 6 אינטשעס, 8 אינטשעס, און 12 אינטשעס. צווישן די, זענען 6-אינטש וועיפערס איינע פון ​​די מערסט גענוצטע ספּעציפֿיקאַציעס.

דער מאַקסימום דיאַמעטער פון איין קריסטאַלן וואָס וואַקסן דורך די האָריזאָנטאַל ברידזשמאַן (HB) מעטאָד איז בכלל 3 אינטשעס, בשעת די ליקוויד-ענקאַפּסולאַטעד טשאָטשראַלסקי (LEC) מעטאָד קען פּראָדוצירן איין קריסטאַלן ביז 12 אינטשעס אין דיאַמעטער. אָבער, LEC וווּקס ריקווייערז הויך ויסריכט קאָס און ייעלדס קריסטאַלן מיט ניט-יוניפאָרמאַטי און הויך דיסלאָוקיישאַן געדיכטקייַט. די ווערטיקאַל גראַדיענט פריז (VGF) און ווערטיקאַל ברידזשמאַן (VB) מעטהאָדס קענען דערווייַל פּראָדוצירן איין קריסטאַלן ביז 8 אינטשעס אין דיאַמעטער, מיט לעפיערעך יוניפאָרמאַטי סטרוקטור און נידעריקער דיסלאָוקיישאַן געדיכטקייַט.

פּראָדוקציע טעכנאָלאָגיע פֿאַר 4-אינטש און 6-אינטש האַלב-איזאָלירנדיק GaAs פּאַלירטע וועיפערס ווערט בפֿרט באַהערשט דורך דריי קאָמפּאַניעס: יאַפּאַן'ס Sumitomo Electric Industries, דײַטשלאַנד'ס Freiberger Compound Materials, און די פֿאַראייניקטע שטאַטן'ס AXT. ביז 2015, האָבן 6-אינטש סאַבסטראַטן שוין אויסגעמאַכט איבער 90% פֿון מאַרק-אַנטייל.

אין 2019, איז דער גלאבאלער GaAs סאַבסטראַט מאַרק דאָמינירט געוואָרן דורך פרייבערגער, סומיטאָמאָ, און בעידזשינג טאָנגמעי, מיט מאַרק טיילן פון 28%, 21%, און 13%, ריספּעקטיוולי. לויט שאַצונגען דורך דער קאָנסולטינג פירמע יאָלע, האָבן גלאבאלע פארקויפונגען פון GaAs סאַבסטראַטן (קאָנווערטירט צו 2-אינטש עקוויוואַלענטן) דערגרייכט אַרום 20 מיליאָן שטיק אין 2019 און עס ווערט פּראַדזשעקטירט צו איבערשטייגן 35 מיליאָן שטיק ביז 2025. דער גלאבאלער GaAs סאַבסטראַט מאַרק איז געווען וואַליוד ביי אַרום $200 מיליאָן אין 2019 און עס ווערט פּראַדזשעקטירט צו דערגרייכן $348 מיליאָן ביז 2025, מיט אַ קאַמפּאַונד יערלעך וווּקס קורס (CAGR) פון 9.67% פון 2019 ביז 2025.

4. סיליקאָן קאַרבייד איין קריסטאַל
איצט קען דער מאַרק גאָר שטיצן דעם וואוקס פון 2-אינטש און 3-אינטש דיאַמעטער סיליקאָן קאַרבייד (SiC) איינציקע קריסטאַלן. פילע קאָמפּאַניעס האָבן געמאָלדן אַ געלונגענעם וואוקס פון 4-אינטש 4H-טיפּ SiC איינציקע קריסטאַלן, וואָס מאַרקירט כינע'ס דערגרייכונג פון וועלט-קלאַס לעוועלס אין SiC קריסטאַל וואוקס טעכנאָלאָגיע. אָבער, עס איז נאָך דאָ אַ באַדייטנדיקער ריס איידער קאָמערציאַליזאַציע.

בכלל, SiC שטאַנגען וואָס וואַקסן דורך פליסיק-פאַזע מעטאָדן זענען לעפיערעך קליין, מיט גרעב אויף די סענטימעטער מדרגה. דאָס איז אויך אַ סיבה פֿאַר די הויך קאָסטן פון SiC וועיפערס.

XKH ספּעציאַליזירט זיך אין דער פאָרשונג און אַנטוויקלונג און קאַסטאַמייזד פּראַסעסינג פון קערן האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַלן, אַרייַנגערעכנט סאַפיר, סיליקאָן קאַרבייד (SiC), סיליקאָן וועיפערס און קעראַמיק, וואָס דעקן די פולע ווערט קייט פון קריסטאַל וווּקס ביז פּרעציזיע מאַשינינג. ניצנדיק אינטעגרירטע אינדוסטריעלע קייפּאַבילאַטיז, מיר צושטעלן הויך-פאָרשטעלונג סאַפיר וועיפערס, סיליקאָן קאַרבייד סאַבסטראַטן און זייער הויך-ריינקייט סיליקאָן וועיפערס, געשטיצט דורך קאַסטאַמייזד סאַלושאַנז ווי קאַסטאַמייזד קאַטינג, ייבערפלאַך קאָוטינג און קאָמפּלעקס דזשיאַמעטרי פאַבריקאַציע צו טרעפן עקסטרעמע ינווייראַנמענאַל פאָדערונגען אין לאַזער סיסטעמען, האַלב-קאָנדוקטאָר פאַבריקאַציע און רינואַבאַל ענערגיע אַפּלאַקיישאַנז.

לויט קוואַליטעט סטאַנדאַרדן, אונדזערע פּראָדוקטן האָבן אַ פּינקטלעכקייט אויף מיקראָן, >1500°C טערמישע פעסטקייט, און העכערע קעראָוזשאַן קעגנשטעל, וואָס גאַראַנטירט פאַרלעסלעכקייט אין שווערע אָפּערירן באַדינגונגען. דערצו, מיר צושטעלן קוואַרץ סאַבסטראַטן, מעטאַל/נישט-מעטאַלישע מאַטעריאַלן, און אַנדערע האַלב-קאָנדוקטאָר-גראַד קאָמפּאָנענטן, וואָס ערמעגליכט גלאַט איבערגאַנגען פון פּראָוטאַטייפּינג צו מאַסע פּראָדוקציע פֿאַר קליענטן אין אַלע אינדוסטריעס.