Kristal tunggal anu langka di alam, komo lamun eta kajadian, aranjeunna biasana pisan leutik-ilaharna dina millimeter (mm) skala-jeung hésé pikeun ménta. Intan dilaporkeun, emeralds, agate, jsb, umumna teu asup sirkulasi pasar, sumawona aplikasi industri; lolobana dipintonkeun di musium pikeun paméran. Tapi, sababaraha kristal tunggal gaduh nilai industri anu signifikan, sapertos silikon kristal tunggal dina industri sirkuit terpadu, inten biru anu biasa dianggo dina lensa optik, sareng silikon karbida, anu kéngingkeun moméntum dina semikonduktor generasi katilu. Kamampuhan pikeun ngahasilkeun masal kristal tunggal ieu sacara industri henteu ngan ukur ngagambarkeun kakuatan dina téknologi industri sareng ilmiah tapi ogé simbol kabeungharan. Sarat primér pikeun produksi kristal tunggal di industri nyaeta ukuran badag, sakumaha ieu konci pikeun ngurangan waragad leuwih éféktif. Di handap ieu aya sababaraha kristal tunggal anu sering dipanggihan di pasar:
1. Safir Tunggal Kristal
Kristal tunggal inten biru ngarujuk kana α-Al₂O₃, anu ngagaduhan sistem kristal héksagonal, karasa Mohs 9, sareng sipat kimia anu stabil. Éta teu leyur dina cair corrosive asam atawa basa, tahan ka suhu luhur, sarta némbongkeun transmisi cahaya alus teuing, konduktivitas termal, sarta insulasi listrik.
Lamun ion Al dina kristal diganti ku ion Ti jeung Fe, kristal mucunghul biru sarta disebut safir. Lamun diganti ku ion Cr, eta mucunghul beureum sarta disebut ruby. Tapi, inten biru industri murni α-Al₂O₃, teu warnaan sareng transparan, tanpa najis.
Inten biru industri biasana bentukna wafer, kandelna 400–700 μm sareng diaméterna 4–8 inci. Ieu katelah wafers sarta dipotong tina ingot kristal. Ditémbongkeun di handap mangrupa ingot Freshly ditarik tina tungku kristal tunggal, teu acan digosok atawa motong.
Dina 2018, Jinghui Electronic Company di Inner Mongolia hasil tumuwuh kristal inten biru ukuran 450 kg panggedena di dunya. Saméméhna kristal inten biru panggedena global éta 350 kg kristal dihasilkeun di Rusia. Sapertos dina gambar, kristal ieu bentukna biasa, transparan pinuh, teu aya retakan sareng wates sisikian, sareng sababaraha gelembung.
2. Silikon Kristal Tunggal
Ayeuna, silikon kristal tunggal anu dianggo pikeun chip sirkuit terpadu gaduh kamurnian 99,9999999% dugi ka 99,999999999% (9-11 salapan), sareng ingot silikon 420 kg kedah ngajaga struktur sampurna sapertos inten. Di alam, malah hiji-karat (200 mg) inten relatif jarang.
Produksi global ingot silikon kristal tunggal didominasi ku lima perusahaan utama: Shin-Etsu Jepang (28,0%), SUMCO Jepang (21,9%), GlobalWafers Taiwan (15,1%), SK Siltron Koréa Kidul (11,6%), sareng Siltronic Jerman (11,3%). Malah produsén wafer semikonduktor panggedéna di daratan Cina, NSIG, ngan ukur nyekel 2.3% tina pangsa pasar. Sanajan kitu, salaku pendatang, poténsi na teu matak underestimated. Dina 2024, NSIG ngarencanakeun pikeun investasi dina proyék pikeun ningkatkeun produksi wafer silikon 300 mm pikeun sirkuit terpadu, kalayan perkiraan total investasi ¥13.2 milyar.
Salaku bahan baku pikeun chip, ingot silikon kristal tunggal-purity tinggi ngembang tina diaméter 6 inci nepi ka 12 inci. Panyusun chip internasional anu unggul, sapertos TSMC sareng GlobalFoundries, ngadamel chip tina wafer silikon 12 inci janten arus utama pasar, sedengkeun wafer 8 inci sacara bertahap dileungitkeun. pamimpin domestik SMIC masih utamana ngagunakeun wafers 6 inci. Ayeuna, ngan SUMCO Jepang anu tiasa ngahasilkeun substrat wafer 12 inci kalayan kemurnian tinggi.
3. Gallium Arsenide
Gallium arsenide (GaAs) wafers mangrupakeun bahan semikonduktor penting, sarta ukuranana mangrupakeun parameter kritis dina prosés persiapan.
Ayeuna, wafer GaAs biasana diproduksi dina ukuran 2 inci, 3 inci, 4 inci, 6 inci, 8 inci, sareng 12 inci. Diantara ieu, wafer 6 inci mangrupikeun salah sahiji spésifikasi anu paling seueur dianggo.
Diaméter maksimum kristal tunggal tumuwuh ku métode Horizontal Bridgman (HB) umumna 3 inci, sedengkeun métode Liquid-Encapsulated Czochralski (LEC) bisa ngahasilkeun kristal tunggal nepi ka 12 inci diaméterna. Tapi, pertumbuhan LEC merlukeun biaya alat-alat anu luhur sareng ngahasilkeun kristal anu henteu seragam sareng kapadetan dislokasi anu luhur. Metodeu Vertical Gradient Freeze (VGF) sareng Vertical Bridgman (VB) ayeuna tiasa ngahasilkeun kristal tunggal dugi ka 8 inci diaméterna, kalayan struktur anu kawilang seragam sareng dénsitas dislokasi langkung handap.
Téknologi produksi pikeun wafer poles GaAs semi-insulasi 4 inci sareng 6 inci dikuasai ku tilu perusahaan: Sumitomo Electric Industries Jepang, Bahan Sanyawa Freiberger Jerman, sareng AXT AS. Ku 2015, substrat 6 inci parantos nyumbang langkung ti 90% pangsa pasar.
Taun 2019, pasar substrat GaAs global didominasi ku Freiberger, Sumitomo, sareng Beijing Tongmei, kalayan pangsa pasar masing-masing 28%, 21%, sareng 13%. Numutkeun perkiraan ku firma konsultan Yole, penjualan global substrat GaAs (dirobih janten sarimbag 2 inci) ngahontal sakitar 20 juta potongan dina taun 2019 sareng diperkirakeun ngaleuwihan 35 juta potongan ku 2025. Pasar substrat GaAs global hargana sakitar $ 200 juta dina taun 2019 sareng diperkirakeun ngahontal sanyawa taunan $ 3425 juta. 9.67% ti 2019 nepi ka 2025.
4. Silicon Carbide Kristal Tunggal
Ayeuna, pasar tiasa pinuh ngadukung kamekaran kristal tunggal silikon karbida (SiC) 2 inci sareng diaméter 3 inci. Seueur perusahaan parantos ngalaporkeun kamekaran suksés kristal tunggal 4H-tipe SiC 4 inci, nyirian prestasi Cina tingkat kelas dunya dina téknologi pertumbuhan kristal SiC. Sanajan kitu, masih aya gap signifikan saméméh commercialization.
Sacara umum, ingot SiC anu dipelak ku metode fase cair relatif leutik, kalayan ketebalan dina tingkat séntiméter. Ieu ogé alesan pikeun biaya tinggi wafer SiC.
XKH ngahususkeun dina R&D sareng ngolah bahan semikonduktor inti, kalebet safir, silikon karbida (SiC), wafer silikon, sareng keramik, nutupan ranté nilai pinuh tina pertumbuhan kristal dugi ka mesin precision. Ngamangpaatkeun kamampuan industri terpadu, kami nyayogikeun wafer inten biru berprestasi tinggi, substrat silikon karbida, sareng wafer silikon kemurnian ultra-luhur, dirojong ku solusi anu disesuaikan sapertos pemotongan khusus, palapis permukaan, sareng fabrikasi géométri kompleks pikeun nyumponan tungtutan lingkungan ekstrim dina sistem laser, aplikasi énérgi semikonduktor, sareng aplikasi énergi anu tiasa dianyari.
Nurut kana standar kualitas, produk kami gaduh akurasi tingkat mikron, stabilitas termal> 1500 ° C, sareng résistansi korosi anu unggul, mastikeun réliabilitas dina kaayaan operasi anu parah. Salaku tambahan, kami nyayogikeun substrat kuarsa, bahan logam / non-logam, sareng komponén kelas semikonduktor anu sanés, ngamungkinkeun transisi lancar tina prototyping ka produksi masal pikeun klien di sakumna industri.
waktos pos: Aug-29-2025