Àwọn kirisita kan ṣoṣo ṣọ̀wọ́n ní ìṣẹ̀dá, àti nígbà tí wọ́n bá ṣẹlẹ̀ pàápàá, wọ́n sábà máa ń kéré gan-an—ní pàtàkì lórí ìwọ̀n millimeter (mm)—ó sì ṣòro láti rí. Àwọn dáyámọ́ńdì, emeraldi, agates, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ tí a ròyìn, kìí sábà wọ inú ọjà, kí a má tilẹ̀ sọ pé a ń lo ilé iṣẹ́; ọ̀pọ̀lọpọ̀ ni a ń fi hàn ní àwọn ilé ìkóhun-ìṣẹ̀dá fún ìfihàn. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn kirisita kan ṣoṣo ní ìníyelórí ilé iṣẹ́ pàtàkì, bíi silikoni kan ṣoṣo nínú ilé iṣẹ́ àyíká tí a ti ṣe àkójọpọ̀, sapphire tí a sábà máa ń lò nínú àwọn lẹ́nsì optical, àti silikoni carbide, èyí tí ń gba agbára nínú àwọn semiconductors ìran kẹta. Agbára láti ṣe àwọn kirisita kan ṣoṣo wọ̀nyí ní ilé iṣẹ́ kìí ṣe pé ó dúró fún agbára nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ ilé iṣẹ́ àti ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì nìkan, ṣùgbọ́n ó tún jẹ́ àmì ọrọ̀. Ohun pàtàkì tí a nílò fún iṣẹ́ kirisita kan ṣoṣo nínú ilé iṣẹ́ náà jẹ́ ìwọ̀n ńlá, nítorí pé èyí jẹ́ kókó láti dín owó kù dáadáa. Ní ìsàlẹ̀ ni àwọn kirisita kan ṣoṣo tí a sábà máa ń rí lórí ọjà:
1. Sapphire Single Crystal
Kírísítà onípele kan ṣoṣo Sapphire tọ́ka sí α-Al₂O₃, èyí tí ó ní ètò kírísítà onígun mẹ́fà, líle Mohs ti 9, àti àwọn ànímọ́ kẹ́míkà tí ó dúró ṣinṣin. Kò lè yọ́ nínú àwọn omi onídán tàbí alkaline, ó lè kojú ooru gíga, ó sì ní ìtànṣán ìmọ́lẹ̀ tí ó dára, ìfarahàn ooru, àti ìdábòbò iná mànàmáná tí ó dára.
Tí a bá fi àwọn ion Ti àti Fe rọ́pò àwọn ion Al nínú kírísítàlì náà, kírísítàlì náà yóò dàbí aláwọ̀ búlúù, a ó sì pè é ní sáfíràì. Tí a bá fi àwọn ion Cr rọ́pò rẹ̀, ó máa ń dàbí pupa, a ó sì pè é ní ruby. Síbẹ̀síbẹ̀, sáfíràì ilé iṣẹ́ jẹ́ α-Al₂O₃ pípé, kò ní àwọ̀ àti kedere, láìsí àwọn ohun ìdọ̀tí.
Àwọn òkúta safiri ilé-iṣẹ́ sábà máa ń jẹ́ àwọ̀ wafer, tí ó nípọn tó 400–700 μm àti ìwọ̀n iwọ̀n 4–8 ínṣì. Àwọn wọ̀nyí ni a mọ̀ sí wafers, a sì gé wọn láti inú àwọn ingots crystal. A fi ingot tuntun tí a fà láti inú iná crystal kan hàn ní ìsàlẹ̀ yìí, tí a kò tí ì gé tàbí tí a kò tíì gé.
Ní ọdún 2018, Ilé-iṣẹ́ Ẹ̀rọ Ìbánisọ̀rọ̀ Jinghui ní Inner Mongolia ṣe àṣeyọrí nínú gbígbòòrò kristali sapphire tó tóbi jùlọ ní àgbáyé, tó tóbi tó 450 kg. Kirisita sapphire tó tóbi jùlọ ní àgbáyé tẹ́lẹ̀ ni kirisita 350 kg tí wọ́n ṣe ní Russia. Gẹ́gẹ́ bí a ṣe rí i nínú àwòrán náà, kirisita yìí ní ìrísí déédé, ó hàn gbangba, kò ní ìfọ́ àti ààlà ọkà, kò sì ní àwọn ìfọ́.
2. Silikoni Kírísítà Kanṣoṣo
Lọ́wọ́lọ́wọ́, silikoni kan ṣoṣo tí a lò fún àwọn ìṣùpọ̀ onípele tí a ti so pọ̀ ní ìmọ́tótó 99.9999999% sí 99.999999999% (9–11 nines), àti pé ingot silikoni 420 kg gbọ́dọ̀ ní ìrísí pípé bíi dáyámọ́ńdì. Ní ìṣẹ̀dá, kódà dáyámọ́ńdì kan-káràt (200 mg) kò wọ́pọ̀.
Ilé iṣẹ́ pàtàkì márùn-ún ló ń ṣe àkóso ìṣẹ̀dá àwọn ohun èlò oníná sílíkálì kan ṣoṣo lágbàáyé: Shin-Etsu ti Japan (28.0%), SUMCO ti Japan (21.9%), GlobalWafers ti Taiwan (15.1%), SK Siltron ti South Korea (11.6%), àti Siltronic ti Germany (11.3%). Kódà ilé iṣẹ́ oníná sílíkálì tó tóbi jùlọ ní orílẹ̀-èdè China, NSIG, ní ìpín 2.3% nínú ọjà náà. Síbẹ̀síbẹ̀, gẹ́gẹ́ bí ẹni tuntun, a kò gbọ́dọ̀ fojú kéré agbára rẹ̀. Ní ọdún 2024, NSIG gbèrò láti fi owó sínú iṣẹ́ kan láti mú ìṣẹ̀dá sílíkálì 300 mm pọ̀ sí i fún àwọn ẹ̀rọ amúṣẹ́pọ̀, pẹ̀lú ìnáwó àpapọ̀ tó tó ¥13.2 bilionu.
Gẹ́gẹ́ bí ohun èlò tí a fi ń ṣe àwọn ìyẹ̀fun, àwọn ingots silicon oní-kristal oní-pírẹ́lì kan ń yí padà láti ìwọ̀n 6-inch sí 12-inch. Àwọn ilé iṣẹ́ ìyẹ̀fun oní-pírẹ́lì àgbáyé tó gbajúmọ̀, bíi TSMC àti GlobalFoundries, ń ṣe àwọn ìyẹ̀fun láti inú àwọn ìyẹ̀fun silicon oní-pírẹ́lì ...
3. Gallium Arsenide
Àwọn wafers Gallium arsenide (GaAs) jẹ́ ohun èlò semiconductor pàtàkì, ìwọ̀n wọn sì jẹ́ paramita pàtàkì nínú ìlànà ìpèsè.
Lọ́wọ́lọ́wọ́, a sábà máa ń ṣe àwọn wafer GaAs ní ìwọ̀n 2 ínṣì, 3 ínṣì, 4 ínṣì, 6 ínṣì, 8 ínṣì, àti 12 ínṣì. Láàrín àwọn wọ̀nyí, wafer 6 ínṣì jẹ́ ọ̀kan lára àwọn ìlànà tí a ń lò jùlọ.
Iwọn ila opin ti o pọ julọ ti awọn kirisita kanṣoṣo ti a gbin nipasẹ ọna Horizontal Bridgman (HB) jẹ ni gbogbogbo 3 inches, lakoko ti ọna Liquid-Encapsulated Czochralski (LEC) le ṣe awọn kirisita kanṣoṣo ti o to 12 inches ni iwọn ila opin. Sibẹsibẹ, idagbasoke LEC nilo awọn idiyele ohun elo giga ati pe o mu awọn kirisita pẹlu aiṣedeede ti ko ni ibamu ati iwuwo dislocation giga. Awọn ọna Vertical Gradient Freeze (VGF) ati Vertical Bridgman (VB) le ṣe awọn kirisita kanṣoṣo ti o to 8 inches ni iwọn ila opin, pẹlu eto ti o baamu ati iwuwo dislocation kekere.
Àwọn ilé-iṣẹ́ mẹ́ta ló mọ iṣẹ́-ẹ̀rọ ìṣẹ̀dá fún àwọn wáfárì GaAs oníwọ̀n 4-inch àti 6-inch tí wọ́n ti pò mọ́ra: Sumitomo Electric Industries ti Japan, Freiberger Compound Materials ti Germany, àti AXT ti US. Ní ọdún 2015, àwọn ohun èlò ìṣàlẹ̀ 6-inch ti ju 90% ti ìpín ọjà lọ.
Ní ọdún 2019, Freiberger, Sumitomo, àti Beijing Tongmei ló jẹ gàba lórí ọjà GaAs kárí ayé, pẹ̀lú ìpín ọjà tó jẹ́ 28%, 21%, àti 13%, ní ìtẹ̀léra. Gẹ́gẹ́ bí ìṣirò láti ọwọ́ ilé-iṣẹ́ ìgbìmọ̀ Yole, títà ọjà GaAs kárí ayé (tí a yípadà sí ìwọ̀n 2-inch) dé nǹkan bí ogún mílíọ̀nù ní ọdún 2019, a sì retí pé yóò ju 35 mílíọ̀nù lọ ní ọdún 2025. Owó ọjà GaAs kárí ayé jẹ́ nǹkan bí $200 mílíọ̀nù ní ọdún 2019, a sì retí pé yóò dé $348 mílíọ̀nù ní ọdún 2025, pẹ̀lú ìwọ̀n ìdàgbàsókè ọdọọdún (CAGR) tó jẹ́ 9.67% láti ọdún 2019 sí 2025.
4. Silikoni Carbide Single Crystal
Lọ́wọ́lọ́wọ́, ọjà náà lè ṣe àtìlẹ́yìn fún ìdàgbàsókè àwọn kirisita onígun méjì àti mẹ́ta tí ó ní ìwọ̀n ínṣì mẹ́ta tí a fi silicon carbide (SiC) ṣe. Ọ̀pọ̀ ilé-iṣẹ́ ló ti ròyìn ìdàgbàsókè àṣeyọrí ti àwọn kirisita onígun mẹ́rin ti SiC onígun mẹ́rin, èyí tí ó ń ṣe àmì àṣeyọrí China nínú ìmọ̀-ẹ̀rọ ìdàgbàsókè kirisita SiC kárí ayé. Síbẹ̀síbẹ̀, àlàfo pàtàkì kan ṣì wà kí a tó tà á.
Ni gbogbogbo, awọn ingot SiC ti a gbin nipasẹ awọn ọna ipele-omi jẹ kekere diẹ, pẹlu awọn sisanra ni ipele centimeter. Eyi tun jẹ idi fun idiyele giga ti awọn wafers SiC.
XKH ṣe amọ̀ja ni ìmọ̀ nípa ìwádìí àti ìṣiṣẹ́ àwọn ohun èlò semiconductor core, títí bí sapphire, silicon carbide (SiC), silicon wafers, àti seramiki, tí ó bo gbogbo ẹ̀wọ̀n ìníyelórí láti ìdàgbàsókè kristali sí iṣẹ́ ṣíṣe déédéé. Nípa lílo àwọn agbára ilé-iṣẹ́ tí a ti ṣepọ, a pese awọn wafer sapphire tí ó ní iṣẹ́ gíga, awọn substrates silicon carbide, ati awọn wafer silikon tí ó ní ìwà mímọ́ gíga, tí a ṣe àtìlẹ́yìn fún nípasẹ̀ àwọn ojútùú tí a ṣe àtúnṣe bíi gígé àdáni, ìbòrí ojú ilẹ̀, àti iṣẹ́ geometry tí ó díjú láti bá àwọn ìbéèrè àyíká mu ní àwọn ètò laser, iṣẹ́ semiconductor, àti àwọn ohun èlò agbára tí a lè sọ di tuntun.
Ní ìbámu pẹ̀lú àwọn ìlànà dídára, àwọn ọjà wa ní ìlànà ìpele micron, ìdúróṣinṣin ooru >1500°C, àti resistance ipata tó ga jùlọ, èyí tó ń rí i dájú pé a lè gbẹ́kẹ̀lé wọn ní àwọn ipò iṣẹ́ tó le koko. Ní àfikún, a ń pèsè àwọn ohun èlò quartz, àwọn ohun èlò irin/tí kì í ṣe irin, àti àwọn èròjà ìpele semiconductor mìíràn, èyí tó ń jẹ́ kí àwọn oníbàárà lè yí padà láìsí ìṣòro láti prototyping sí iṣẹ́jade tó pọ̀ fún gbogbo àwọn ilé iṣẹ́.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kẹjọ-29-2025