Дан талстууд байгальд ховор тохиолддог бөгөөд гарч ирсэн ч гэсэн маш жижиг хэмжээтэй байдаг - ихэвчлэн миллиметр (мм) масштабтай - мөн олж авахад хэцүү байдаг. Алмаз, маргад, агат гэх мэт нь ерөнхийдөө зах зээлийн эргэлтэд ордоггүй, үйлдвэрлэлийн хэрэглээ ч биш; ихэнх нь музейд үзэсгэлэнд тавигддаг. Гэсэн хэдий ч зарим дан талстууд нь үйлдвэрлэлийн ач холбогдолтой байдаг, тухайлбал интеграл хэлхээний салбарт дан талст цахиур, оптик линзэнд түгээмэл хэрэглэгддэг индранил, гуравдагч үеийн хагас дамжуулагчдад эрч хүчээ авч буй цахиурын карбид. Эдгээр дан талстуудыг үйлдвэрлэлийн аргаар олноор үйлдвэрлэх чадвар нь зөвхөн үйлдвэрлэлийн болон шинжлэх ухааны технологийн хүч чадлыг илэрхийлээд зогсохгүй баялгийн бэлгэдэл юм. Аж үйлдвэрт дан талст үйлдвэрлэх үндсэн шаардлага нь том хэмжээтэй байдаг тул энэ нь зардлыг илүү үр дүнтэй бууруулах гол түлхүүр юм. Зах зээл дээр түгээмэл тохиолддог зарим дан талстуудыг доор харуулав.
1. Сафирын дан талст
Сафирын дан талст нь зургаан өнцөгт талст системтэй, Мохсын 9 хатуулагтай, тогтвортой химийн шинж чанартай α-Al₂O₃-ийг хэлдэг. Энэ нь хүчиллэг эсвэл шүлтлэг идэмхий шингэнд уусдаггүй, өндөр температурт тэсвэртэй, маш сайн гэрэл дамжуулалт, дулаан дамжуулалт, цахилгаан тусгаарлагчтай.
Хэрэв болор дахь Al ионууд Ti болон Fe ионуудаар солигдвол болор цэнхэр өнгөтэй харагдаж, индранил гэж нэрлэгддэг. Хэрэв Cr ионуудаар солигдвол улаан өнгөтэй харагдаж, бадмаараг гэж нэрлэгддэг. Гэсэн хэдий ч үйлдвэрлэлийн индранил нь цэвэр α-Al₂O₃, өнгөгүй, тунгалаг, хольцгүй байдаг.
Аж үйлдвэрийн индранил нь ихэвчлэн 400–700 мкм зузаан, 4–8 инч диаметртэй вафли хэлбэртэй байдаг. Эдгээрийг вафли гэж нэрлэдэг бөгөөд болор гулдмайнаас хайчилж авдаг. Доорх зурагт дан болор зуухнаас шинээр гаргаж авсан, өнгөлөөгүй эсвэл зүсээгүй гулдмайг харуулав.
2018 онд Өвөр Монголын Жинхуй Электроник компани дэлхийн хамгийн том 450 кг жинтэй хэт том хэмжээтэй индранил болорыг амжилттай ургуулсан. Өмнө нь дэлхий даяарх хамгийн том индранил бол Орост үйлдвэрлэсэн 350 кг жинтэй болор байв. Зурагт үзүүлсэнчлэн энэхүү болор нь ердийн хэлбэртэй, бүрэн тунгалаг, хагаралгүй, ширхэгийн хил хязгааргүй, цөөн бөмбөлөгтэй.
2. Дан талст цахиур
Одоогийн байдлаар интеграл хэлхээний чипүүдэд ашигладаг дан талст цахиур нь 99.9999999%-аас 99.999999999% (9–11 ес) хүртэл цэвэршилттэй бөгөөд 420 кг цахиурын гулдмай нь алмаз шиг төгс бүтцийг хадгалах ёстой. Байгальд нэг каратын (200 мг) алмаз ч харьцангуй ховор байдаг.
Дэлхий даяар дан талст цахиурын гулдмайн үйлдвэрлэлийг таван томоохон компани ноёрхож байна: Японы Шин-Эцу (28.0%), Японы SUMCO (21.9%), Тайванийн GlobalWafers (15.1%), Өмнөд Солонгосын SK Siltron (11.6%), Германы Siltronic (11.3%). Хятадын эх газрын хамгийн том хагас дамжуулагч вафли үйлдвэрлэгч NSIG ч зах зээлийн ердөө 2.3%-ийг эзэлдэг. Гэсэн хэдий ч шинээр ирсэн хүний хувьд түүний боломжийг дутуу үнэлж болохгүй. 2024 онд NSIG нь интеграл хэлхээнд зориулсан 300 мм-ийн цахиурын вафли үйлдвэрлэлийг сайжруулах төсөлд хөрөнгө оруулахаар төлөвлөж байгаа бөгөөд нийт хөрөнгө оруулалт нь 13.2 тэрбум иен гэж тооцоолж байна.
Чипний түүхий эд болгон өндөр цэвэршилттэй дан талст цахиурын гулдмайг 6 инчийн диаметрээс 12 инчийн диаметр болгон хөгжүүлж байна. TSMC, GlobalFoundries зэрэг тэргүүлэгч олон улсын чип цутгах үйлдвэрүүд зах зээлийн гол урсгалд 12 инчийн цахиурын вафлинаас чипс хийж байгаа бол 8 инчийн вафлиг аажмаар хэрэглээнээс хасаж байна. Дотоодын тэргүүлэгч SMIC нь голчлон 6 инчийн вафлиг ашигладаг хэвээр байна. Одоогийн байдлаар зөвхөн Японы SUMCO компани л өндөр цэвэршилттэй 12 инчийн вафлины суурь үйлдвэрлэж чадна.
3. Галлий Арсенид
Галлийн арсенид (GaAs)-ийн вафли нь хагас дамжуулагчийн чухал материал бөгөөд тэдгээрийн хэмжээ нь бэлтгэлийн процесст чухал үзүүлэлт юм.
Одоогоор GaAs вафлигуудыг ихэвчлэн 2 инч, 3 инч, 4 инч, 6 инч, 8 инч, 12 инч хэмжээтэйгээр үйлдвэрлэдэг. Эдгээрээс 6 инчийн вафли нь хамгийн өргөн хэрэглэгддэг үзүүлэлтүүдийн нэг юм.
Хэвтээ Бриджманы (HB) аргаар ургуулсан дан талстуудын хамгийн их диаметр нь ерөнхийдөө 3 инч байдаг бол Шингэн капсулжуулсан Чохралскийн (LEC) арга нь 12 инч хүртэл диаметртэй дан талстыг гаргаж авах боломжтой. Гэсэн хэдий ч LEC-ийн өсөлт нь өндөр тоног төхөөрөмжийн зардал шаарддаг бөгөөд жигд бус, өндөр дислокацийн нягтралтай талстуудыг гаргаж авдаг. Босоо градиент хөлдөөх (VGF) болон Босоо Бриджманы (VB) аргууд нь одоогоор 8 инч хүртэл диаметртэй, харьцангуй жигд бүтэцтэй, дислокацийн нягтрал багатай дан талстыг гаргаж авах боломжтой.
4 ба 6 инчийн хагас дулаалгатай GaAs өнгөлсөн вафли үйлдвэрлэх технологийг голчлон Японы Sumitomo Electric Industries, Германы Freiberger Compound Materials, АНУ-ын AXT гэсэн гурван компани эзэмшдэг. 2015 он гэхэд 6 инчийн суурь материалууд зах зээлийн эзлэх хувь 90 гаруй хувийг эзэлж байв.
2019 онд дэлхийн GaAs субстратын зах зээлд Freiberger, Sumitomo, Beijing Tongmei компаниуд ноёрхож байсан бөгөөд зах зээлийн эзлэх хувь тус тус 28%, 21%, 13% байв. Зөвлөх компани Yole-ийн тооцоолсноор GaAs субстратын дэлхийн борлуулалт (2 инчийн эквивалент болгон хөрвүүлсэн) 2019 онд ойролцоогоор 20 сая ширхэгт хүрсэн бөгөөд 2025 он гэхэд 35 сая ширхэгээс давна гэж тооцоолж байна. Дэлхийн GaAs субстратын зах зээл 2019 онд ойролцоогоор 200 сая доллараар үнэлэгдэж байсан бөгөөд 2025 он гэхэд 348 сая долларт хүрэх төлөвтэй байгаа бөгөөд 2019-2025 онуудад жилийн нийлмэл өсөлтийн хурд (CAGR) 9.67% байна.
4. Цахиурын карбидын дан талст
Одоогийн байдлаар зах зээл нь 2 инч ба 3 инчийн диаметртэй цахиурын карбид (SiC) дан талстуудын өсөлтийг бүрэн дэмжиж чадна. Олон компани 4 инчийн 4H төрлийн SiC дан талстуудын өсөлтийг амжилттай мэдээлсэн нь Хятад улс SiC талстуудын өсөлтийн технологийн чиглэлээр дэлхийн түвшний түвшинд хүрсэнийг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч арилжааны хэмжээнд хүрэхээс өмнө нэлээд их зайтай хэвээр байна.
Ерөнхийдөө шингэн фазын аргаар ургуулсан SiC гулдмай нь харьцангуй жижиг бөгөөд зузаан нь сантиметрийн түвшинд байдаг. Энэ нь мөн SiC вафлины өндөр өртөгтэй холбоотой юм.
XKH нь индранил, цахиурын карбид (SiC), цахиурын вафли, керамик зэрэг гол хагас дамжуулагч материалын судалгаа, хөгжүүлэлт болон захиалгат боловсруулалтад мэргэшсэн бөгөөд болор ургалтаас эхлээд нарийн боловсруулалт хүртэлх үнэ цэнийн гинжин хэлхээг бүрэн хамардаг. Бид нэгдсэн үйлдвэрлэлийн чадавхийг ашиглан өндөр хүчин чадалтай индранил вафли, цахиурын карбидын суурь, хэт өндөр цэвэршилттэй цахиурын вафлигуудыг нийлүүлдэг бөгөөд эдгээрийг лазер систем, хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл, сэргээгдэх эрчим хүчний хэрэглээнд хүрээлэн буй орчны хэт өндөр шаардлагыг хангахын тулд захиалгат зүсэлт, гадаргуугийн бүрэлт, нарийн төвөгтэй геометрийн үйлдвэрлэл зэрэг захиалгат шийдлүүдээр дэмждэг.
Чанарын стандартыг баримталдаг манай бүтээгдэхүүнүүд нь микрон түвшний нарийвчлал, >1500°C дулааны тогтвортой байдал, зэврэлтээс хамгаалах чадвар сайтай тул хүнд нөхцөлд найдвартай байдлыг хангадаг. Нэмж дурдахад бид кварцын суурь, металл/металл бус материал болон бусад хагас дамжуулагч зэрэглэлийн эд ангиудыг нийлүүлдэг бөгөөд энэ нь салбар бүрийн үйлчлүүлэгчдэд туршилтын загвараас массын үйлдвэрлэл хүртэл жигд шилжих боломжийг олгодог.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 8-р сарын 29