Mae crisialau sengl yn brin o ran natur, a hyd yn oed pan fyddant yn digwydd, maent fel arfer yn fach iawn—fel arfer ar raddfa milimetr (mm)—ac yn anodd eu cael. Yn gyffredinol, nid yw diemwntau, emralltau, agatau, ac ati a adroddir, yn mynd i mewn i gylchrediad y farchnad, heb sôn am gymwysiadau diwydiannol; mae'r rhan fwyaf yn cael eu harddangos mewn amgueddfeydd i'w harddangos. Fodd bynnag, mae gan rai crisialau sengl werth diwydiannol sylweddol, fel silicon grisial sengl yn y diwydiant cylched integredig, saffir a ddefnyddir yn gyffredin mewn lensys optegol, a silicon carbid, sy'n ennill momentwm mewn lled-ddargludyddion trydydd cenhedlaeth. Mae'r gallu i gynhyrchu'r crisialau sengl hyn yn ddiwydiannol nid yn unig yn cynrychioli cryfder mewn technoleg ddiwydiannol a gwyddonol ond mae hefyd yn symbol o gyfoeth. Y prif ofyniad ar gyfer cynhyrchu crisial sengl yn y diwydiant yw maint mawr, gan fod hyn yn allweddol i leihau costau'n fwy effeithiol. Isod mae rhai crisialau sengl a geir yn gyffredin ar y farchnad:
1. Grisial Sengl Saffir
Mae grisial sengl saffir yn cyfeirio at α-Al₂O₃, sydd â system grisial hecsagonol, caledwch Mohs o 9, a phriodweddau cemegol sefydlog. Mae'n anhydawdd mewn hylifau cyrydol asidig neu alcalïaidd, yn gwrthsefyll tymereddau uchel, ac yn arddangos trosglwyddiad golau rhagorol, dargludedd thermol, ac inswleiddio trydanol.
Os caiff ïonau Al yn y grisial eu disodli gan ïonau Ti ac Fe, mae'r grisial yn ymddangos yn las ac fe'i gelwir yn saffir. Os caiff ei ddisodli gan ïonau Cr, mae'n ymddangos yn goch ac fe'i gelwir yn rwbi. Fodd bynnag, mae saffir diwydiannol yn α-Al₂O₃ pur, yn ddi-liw ac yn dryloyw, heb amhureddau.
Mae saffir diwydiannol fel arfer ar ffurf wafferi, 400–700 μm o drwch a 4–8 modfedd mewn diamedr. Gelwir y rhain yn wafferi ac maent yn cael eu torri o ingotau crisial. Isod dangosir ingot newydd ei dynnu o ffwrnais grisial sengl, heb ei sgleinio na'i dorri eto.
Yn 2018, llwyddodd Jinghui Electronic Company ym Mongolia Fewnol i dyfu grisial saffir maint uwch-fawr 450 kg mwyaf y byd. Y grisial saffir mwyaf blaenorol yn y byd oedd grisial 350 kg a gynhyrchwyd yn Rwsia. Fel y gwelir yn y ddelwedd, mae gan y grisial hwn siâp rheolaidd, mae'n gwbl dryloyw, yn rhydd o graciau a ffiniau grawn, ac mae ganddo ychydig o swigod.
2. Silicon Grisial Sengl
Ar hyn o bryd, mae gan silicon grisial sengl a ddefnyddir ar gyfer sglodion cylched integredig burdeb o 99.9999999% i 99.999999999% (9–11 naw), a rhaid i ingot silicon 420 kg gynnal strwythur perffaith tebyg i ddiamwnt. Yn natur, mae hyd yn oed diemwnt un carat (200 mg) yn gymharol brin.
Mae cynhyrchu ingotau silicon un grisial yn fyd-eang yn cael ei ddominyddu gan bum cwmni mawr: Shin-Etsu o Japan (28.0%), SUMCO o Japan (21.9%), GlobalWafers o Taiwan (15.1%), SK Siltron o Dde Corea (11.6%), a Siltronic o'r Almaen (11.3%). Hyd yn oed y gwneuthurwr wafferi lled-ddargludyddion mwyaf yn nhiriogaeth fawr Tsieina, NSIG, dim ond tua 2.3% o gyfran y farchnad sydd ganddo. Serch hynny, fel newydd-ddyfodiad, ni ddylid tanamcangyfrif ei botensial. Yn 2024, mae NSIG yn bwriadu buddsoddi mewn prosiect i uwchraddio cynhyrchu wafferi silicon 300 mm ar gyfer cylchedau integredig, gyda chyfanswm buddsoddiad amcangyfrifedig o ¥13.2 biliwn.
Fel y deunydd crai ar gyfer sglodion, mae ingotau silicon crisial sengl purdeb uchel yn esblygu o ddiamedrau 6 modfedd i 12 modfedd. Mae ffowndrïau sglodion rhyngwladol blaenllaw, fel TSMC a GlobalFoundries, yn gwneud sglodion o wafferi silicon 12 modfedd yn brif ffrwd y farchnad, tra bod wafferi 8 modfedd yn cael eu dileu'n raddol. Mae'r arweinydd domestig SMIC yn dal i ddefnyddio wafferi 6 modfedd yn bennaf. Ar hyn o bryd, dim ond SUMCO o Japan all gynhyrchu swbstradau waffer 12 modfedd purdeb uchel.
3. Galliwm Arsenid
Mae wafferi gallium arsenid (GaAs) yn ddeunydd lled-ddargludyddion pwysig, ac mae eu maint yn baramedr hollbwysig yn y broses baratoi.
Ar hyn o bryd, cynhyrchir wafferi GaAs fel arfer mewn meintiau o 2 fodfedd, 3 modfedd, 4 modfedd, 6 modfedd, 8 modfedd, a 12 modfedd. Ymhlith y rhain, mae wafferi 6 modfedd yn un o'r manylebau a ddefnyddir fwyaf.
Mae diamedr mwyaf crisialau sengl a dyfir gan y dull Bridgman Llorweddol (HB) fel arfer yn 3 modfedd, tra gall y dull Czochralski wedi'i Gapswleiddio â Hylif (LEC) gynhyrchu crisialau sengl hyd at 12 modfedd mewn diamedr. Fodd bynnag, mae twf LEC yn gofyn am gostau offer uchel ac yn cynhyrchu crisialau ag anghydffurfiaeth a dwysedd dadleoliad uchel. Ar hyn o bryd, gall y dulliau Rhewi Graddiant Fertigol (VGF) a Bridgman Fertigol (VB) gynhyrchu crisialau sengl hyd at 8 modfedd mewn diamedr, gyda strwythur cymharol unffurf a dwysedd dadleoliad is.
Mae technoleg gynhyrchu ar gyfer wafferi GaAs lled-inswleiddio 4 modfedd a 6 modfedd yn cael ei meistroli'n bennaf gan dri chwmni: Sumitomo Electric Industries o Japan, Freiberger Compound Materials o'r Almaen, ac AXT o'r Unol Daleithiau. Erbyn 2015, roedd swbstradau 6 modfedd eisoes yn cyfrif am dros 90% o gyfran y farchnad.
Yn 2019, Freiberger, Sumitomo, a Beijing Tongmei oedd yn dominyddu marchnad swbstradau GaAs fyd-eang, gyda chyfrannau o'r farchnad o 28%, 21%, a 13%, yn y drefn honno. Yn ôl amcangyfrifon gan y cwmni ymgynghori Yole, cyrhaeddodd gwerthiannau byd-eang swbstradau GaAs (wedi'u trosi i gyfwerthoedd 2 fodfedd) tua 20 miliwn o ddarnau yn 2019 a rhagwelir y byddant yn fwy na 35 miliwn o ddarnau erbyn 2025. Gwerthwyd marchnad swbstradau GaAs fyd-eang tua $200 miliwn yn 2019 a disgwylir iddi gyrraedd $348 miliwn erbyn 2025, gyda chyfradd twf blynyddol gyfansawdd (CAGR) o 9.67% o 2019 i 2025.
4. Grisial Sengl Silicon Carbid
Ar hyn o bryd, gall y farchnad gefnogi twf crisialau sengl silicon carbid (SiC) 2 fodfedd a 3 modfedd mewn diamedr yn llawn. Mae llawer o gwmnïau wedi nodi twf llwyddiannus crisialau sengl SiC math 4H 4 modfedd, gan nodi cyflawniad Tsieina o lefelau o'r radd flaenaf mewn technoleg twf crisial SiC. Fodd bynnag, mae bwlch sylweddol o hyd cyn masnacheiddio.
Yn gyffredinol, mae ingotau SiC a dyfir drwy ddulliau cyfnod hylif yn gymharol fach, gyda thrwch ar lefel centimetr. Mae hyn hefyd yn rheswm dros gost uchel wafferi SiC.
Mae XKH yn arbenigo mewn Ymchwil a Datblygu a phrosesu wedi'i deilwra deunyddiau lled-ddargludyddion craidd, gan gynnwys saffir, silicon carbid (SiC), wafers silicon, a cherameg, gan gwmpasu'r gadwyn werth lawn o dwf crisial i beiriannu manwl gywir. Gan fanteisio ar alluoedd diwydiannol integredig, rydym yn darparu wafers saffir perfformiad uchel, swbstradau silicon carbid, a wafers silicon purdeb uwch-uchel, wedi'u cefnogi gan atebion wedi'u teilwra fel torri personol, cotio arwyneb, a ffabrigo geometreg gymhleth i ddiwallu gofynion amgylcheddol eithafol mewn systemau laser, ffabrigo lled-ddargludyddion, a chymwysiadau ynni adnewyddadwy.
Gan lynu wrth safonau ansawdd, mae ein cynnyrch yn cynnwys cywirdeb lefel micron, sefydlogrwydd thermol >1500°C, a gwrthiant cyrydiad uwch, gan sicrhau dibynadwyedd mewn amodau gweithredu llym. Yn ogystal, rydym yn cyflenwi swbstradau cwarts, deunyddiau metel/anfetelaidd, a chydrannau gradd lled-ddargludyddion eraill, gan alluogi trawsnewidiadau di-dor o brototeipio i gynhyrchu màs i gleientiaid ar draws diwydiannau.
Amser postio: Awst-29-2025