تازو اُڀريل سنگل ڪرسٽل

سنگل ڪرسٽل فطرت ۾ ناياب آهن، ۽ جڏهن اهي ٿين ٿا، تڏهن به اهي عام طور تي تمام ننڍا هوندا آهن - عام طور تي ملي ميٽر (ايم ايم) پيماني تي - ۽ حاصل ڪرڻ ڏکيو هوندو آهي. رپورٽ ٿيل هيرا، زمرد، عقيق، وغيره، عام طور تي مارڪيٽ جي گردش ۾ داخل نه ٿيندا آهن، صنعتي ايپليڪيشنن کي ڇڏي ڏيو؛ گهڻا نمائش لاءِ عجائب گهرن ۾ ڏيکاريا ويندا آهن. بهرحال، ڪجهه سنگل ڪرسٽل اهم صنعتي قدر رکن ٿا، جهڙوڪ انٽيگريٽڊ سرڪٽ انڊسٽري ۾ سنگل ڪرسٽل سلڪون، آپٽيڪل لينس ۾ عام طور تي استعمال ٿيندڙ نيلم، ۽ سلڪون ڪاربائڊ، جيڪو ٽئين نسل جي سيمي ڪنڊڪٽرز ۾ رفتار حاصل ڪري رهيو آهي. انهن سنگل ڪرسٽل کي صنعتي طور تي وڏي پيماني تي پيدا ڪرڻ جي صلاحيت نه رڳو صنعتي ۽ سائنسي ٽيڪنالاجي ۾ طاقت جي نمائندگي ڪري ٿي پر دولت جي علامت پڻ آهي. صنعت ۾ سنگل ڪرسٽل جي پيداوار لاءِ بنيادي ضرورت وڏي سائيز آهي، ڇاڪاڻ ته هي قيمتن کي وڌيڪ اثرائتي طريقي سان گهٽائڻ جي ڪنجي آهي. هيٺ مارڪيٽ تي ڪجهه عام طور تي سامهون ايندڙ سنگل ڪرسٽل آهن:

1. نيلم سنگل ڪرسٽل
نيلم سنگل ڪرسٽل α-Al₂O₃ ڏانهن اشارو ڪري ٿو، جنهن ۾ هڪ هيڪساگونل ڪرسٽل سسٽم، 9 جي Mohs سختي، ۽ مستحڪم ڪيميائي خاصيتون آهن. اهو تيزابي يا الڪائن corrosive مائع ۾ حل نه ٿيندڙ آهي، تيز گرمي پد جي مزاحمتي آهي، ۽ بهترين روشني ٽرانسميشن، حرارتي چالکائي، ۽ برقي موصليت ڏيکاري ٿو.

جيڪڏهن ڪرسٽل ۾ Al آئنن کي Ti ۽ Fe آئنن سان تبديل ڪيو وڃي ته ڪرسٽل نيرو نظر اچي ٿو ۽ ان کي نيلم سڏيو ويندو آهي. جيڪڏهن Cr آئنن سان تبديل ڪيو وڃي ته اهو ڳاڙهو نظر اچي ٿو ۽ ان کي ياقوت سڏيو ويندو آهي. جڏهن ته، صنعتي نيلم خالص α-Al₂O₃، بي رنگ ۽ شفاف آهي، بغير ڪنهن نجاست جي.

صنعتي نيلم عام طور تي ويفرز جي صورت ۾ هوندو آهي، 400-700 μm ٿلهو ۽ 4-8 انچ قطر ۾. انهن کي ويفرز جي نالي سان سڃاتو ويندو آهي ۽ ڪرسٽل انگوٽ مان ڪٽيا ويندا آهن. هيٺ ڏيکاريل هڪ واحد ڪرسٽل فرنس مان تازو ڪڍيل انگوٽ آهي، جيڪو اڃا تائين پالش يا ڪٽيل نه آهي.

2018 ۾، اندروني منگوليا ۾ جينگھوئي اليڪٽرانڪ ڪمپني ڪاميابي سان دنيا جو سڀ کان وڏو 450 ڪلوگرام الٽرا-لارج سائيز نيلم ڪرسٽل وڌايو. عالمي سطح تي پوئين سڀ کان وڏو نيلم ڪرسٽل 350 ڪلوگرام جو هو جيڪو روس ۾ پيدا ٿيو هو. جيئن تصوير ۾ ڏٺو ويو آهي، هي ڪرسٽل باقاعده شڪل رکي ٿو، مڪمل طور تي شفاف آهي، دراڙن ۽ اناج جي حدن کان پاڪ آهي، ۽ ان ۾ ڪجھ بلبل آهن.

2. سنگل-ڪرسٽل سلڪون
هن وقت، انٽيگريٽيڊ سرڪٽ چپس لاءِ استعمال ٿيندڙ سنگل-ڪرسٽل سلڪون جي پاڪائي 99.99999999٪ کان 99.999999999٪ (9-11 نائنز) آهي، ۽ 420 ڪلوگرام سلڪون انگوٽ کي هيري جهڙي مڪمل بناوت برقرار رکڻ گهرجي. فطرت ۾، هڪ ڪيريٽ (200 ملي گرام) هيرو به نسبتاً ناياب آهي.

سنگل ڪرسٽل سلڪون انگٽس جي عالمي پيداوار تي پنج وڏيون ڪمپنيون حاوي آهن: جاپان جي شين-ايٽسو (28.0٪)، جاپان جي سمڪو (21.9٪)، تائيوان جي گلوبل ويفرز (15.1٪)، ڏکڻ ڪوريا جي ايس ڪي سلٽرون (11.6٪)، ۽ جرمني جي سلٽرونڪ (11.3٪). چين جي مکيه زمين ۾ سڀ کان وڏي سيمي ڪنڊڪٽر ويفر ٺاهيندڙ، اين ايس آءِ جي، مارڪيٽ شيئر جو صرف 2.3٪ رکي ٿي. تنهن هوندي به، هڪ نئين ايندڙ جي حيثيت سان، ان جي صلاحيت کي گهٽ نه سمجهيو وڃي. 2024 ۾، اين ايس آءِ جي انٽيگريٽڊ سرڪٽس لاءِ 300 ايم ايم سلڪون ويفر جي پيداوار کي اپ گريڊ ڪرڻ جي منصوبي ۾ سيڙپڪاري ڪرڻ جو ارادو رکي ٿي، جنهن جي ڪل سيڙپڪاري اندازي مطابق ¥13.2 بلين آهي.

چپس لاءِ خام مال جي طور تي، اعليٰ پاڪيزگي واري سنگل ڪرسٽل سلڪون انگوٽ 6 انچ کان 12 انچ قطر تائين ترقي ڪري رهيا آهن. معروف بين الاقوامي چپ فاؤنڊيريز، جهڙوڪ TSMC ۽ گلوبل فاؤنڊيريز، مارڪيٽ جي مکيه وهڪرو ۾ 12 انچ سلڪون ويفرز مان چپس ٺاهي رهيا آهن، جڏهن ته 8 انچ ويفرز کي بتدريج ختم ڪيو پيو وڃي. ملڪي اڳواڻ SMIC اڃا تائين بنيادي طور تي 6 انچ ويفرز استعمال ڪري ٿو. في الحال، صرف جاپان جو SUMCO اعليٰ پاڪيزگي واري 12 انچ ويفر سبسٽريٽ پيدا ڪري سگهي ٿو.

3. گيليم آرسنائيڊ
گيليم آرسنائيڊ (GaAs) ويفر هڪ اهم سيمي ڪنڊڪٽر مواد آهن، ۽ انهن جي سائيز تياري جي عمل ۾ هڪ اهم پيرا ميٽر آهي.

هن وقت، GaAs ويفر عام طور تي 2 انچ، 3 انچ، 4 انچ، 6 انچ، 8 انچ ۽ 12 انچ جي سائيز ۾ تيار ڪيا ويندا آهن. انهن مان، 6 انچ ويفر سڀ کان وڌيڪ استعمال ٿيندڙ وضاحتن مان هڪ آهن.

افقي برجمن (HB) طريقي سان پوکيل سنگل ڪرسٽل جو وڌ ۾ وڌ قطر عام طور تي 3 انچ هوندو آهي، جڏهن ته مائع-انڪيپسوليٽيڊ ڪزوچرالسڪي (LEC) طريقو 12 انچ قطر تائين سنگل ڪرسٽل پيدا ڪري سگهي ٿو. جڏهن ته، LEC جي واڌ لاءِ سامان جي وڏي قيمت جي ضرورت هوندي آهي ۽ غير يڪسانيت ۽ اعليٰ ڊسلوڪيشن کثافت سان ڪرسٽل پيدا ڪندو آهي. عمودي گريڊينٽ فريز (VGF) ۽ عمودي برجمن (VB) طريقا هن وقت 8 انچ قطر تائين سنگل ڪرسٽل پيدا ڪري سگهن ٿا، نسبتا هڪجهڙائي واري جوڙجڪ ۽ گهٽ ڊسلوڪيشن کثافت سان.

4 انچ ۽ 6 انچ سيمي انسوليٽنگ GaAs پالش ٿيل ويفرز جي پيداوار جي ٽيڪنالاجي بنيادي طور تي ٽن ڪمپنين پاران مهارت حاصل ڪئي وئي آهي: جاپان جي سميٽومو اليڪٽرڪ انڊسٽريز، جرمني جي فريبرگر ڪمپائونڊ مٽيريلز، ۽ آمريڪا جي AXT. 2015 تائين، 6 انچ سبسٽريٽ اڳ ۾ ئي مارڪيٽ شيئر جو 90 سيڪڙو کان وڌيڪ حصو وٺي چڪا هئا.

2019 ۾، عالمي GaAs سبسٽريٽ مارڪيٽ تي فريبرگر، سوميتومو ۽ بيجنگ ٽونگمي جو غلبو هو، جن جي مارڪيٽ شيئرز ترتيب وار 28٪، 21٪، ۽ 13٪ هئا. صلاحڪار فرم يول جي اندازن مطابق، 2019 ۾ GaAs سبسٽريٽ (2 انچ جي برابر ۾ تبديل ٿيل) جي عالمي وڪرو تقريبن 20 ملين ٽڪرن تائين پهچي وئي ۽ 2025 تائين 35 ملين ٽڪرن کان وڌيڪ ٿيڻ جو امڪان آهي. عالمي GaAs سبسٽريٽ مارڪيٽ جي قيمت 2019 ۾ تقريبن 200 ملين ڊالر هئي ۽ 2025 تائين 348 ملين ڊالر تائين پهچڻ جي اميد آهي، 2019 کان 2025 تائين 9.67٪ جي مرڪب سالياني واڌ جي شرح (CAGR) سان.

4. سلڪون ڪاربائيڊ سنگل ڪرسٽل
هن وقت، مارڪيٽ 2 انچ ۽ 3 انچ قطر جي سلڪون ڪاربائيڊ (SiC) سنگل ڪرسٽل جي واڌ کي مڪمل طور تي سپورٽ ڪري سگهي ٿي. ڪيترين ئي ڪمپنين 4 انچ 4H-قسم جي SiC سنگل ڪرسٽل جي ڪامياب واڌ جي رپورٽ ڪئي آهي، جيڪا چين جي SiC ڪرسٽل واڌ ٽيڪنالاجي ۾ عالمي سطح جي سطح جي ڪاميابي کي نشانو بڻائيندي آهي. تنهن هوندي به، ڪمرشلائيزيشن کان اڳ اڃا تائين هڪ اهم فرق آهي.

عام طور تي، مائع-مرحلي طريقن سان پوکيل SiC انگوٽ نسبتاً ننڍا هوندا آهن، جن جي ٿولهه سينٽي ميٽر جي سطح تي هوندي آهي. اهو پڻ SiC ويفرز جي اعلي قيمت جو هڪ سبب آهي.

XKH بنيادي سيمي ڪنڊڪٽر مواد جي آر اينڊ ڊي ۽ ڪسٽمائيز پروسيسنگ ۾ ماهر آهي، جنهن ۾ نيلم، سلڪون ڪاربائيڊ (SiC)، سلڪون ويفرز، ۽ سيرامڪس شامل آهن، جيڪي ڪرسٽل جي واڌ کان وٺي درست مشيننگ تائين مڪمل ويليو چين کي ڍڪيندا آهن. مربوط صنعتي صلاحيتن کي استعمال ڪندي، اسان اعليٰ ڪارڪردگي وارا نيلم ويفرز، سلڪون ڪاربائيڊ سبسٽريٽس، ۽ الٽرا هاءِ پيورٽي سلڪون ويفرز مهيا ڪندا آهيون، جيڪي ليزر سسٽم، سيمي ڪنڊڪٽر فيبريڪيشن، ۽ قابل تجديد توانائي ايپليڪيشنن ۾ انتهائي ماحولياتي گهرجن کي پورو ڪرڻ لاءِ ڪسٽم ڪٽنگ، مٿاڇري ڪوٽنگ، ۽ پيچيده جاميٽري فيبريڪيشن جهڙن ٺهيل حلن جي مدد سان ٺاهيا ويندا آهن.

معيار جي معيارن تي عمل ڪندي، اسان جون شيون مائڪرون-سطح جي درستگي، >1500°C حرارتي استحڪام، ۽ اعليٰ سنکنرن جي مزاحمت جي خاصيت رکن ٿيون، سخت آپريٽنگ حالتن ۾ اعتبار کي يقيني بڻائين ٿيون. اضافي طور تي، اسان ڪوارٽز سبسٽريٽ، ڌاتو/غير ڌاتو مواد، ۽ ٻيا سيمي ڪنڊڪٽر-گريڊ جزا فراهم ڪريون ٿا، جيڪي صنعتن ۾ گراهڪن لاءِ پروٽوٽائپنگ کان وڏي پيماني تي پيداوار تائين بيحد منتقلي کي فعال ڪن ٿا.