လောလောလတ်လတ် ကြီးထွားလာသော တစ်ခုတည်းသော သလင်းကျောက်များ

တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲများသည် သဘာဝတွင် ရှားပါးပြီး ၎င်းတို့ ဖြစ်ပေါ်သည့်အခါတွင်ပင် ၎င်းတို့သည် များသောအားဖြင့် အလွန်သေးငယ်သည်—ပုံမှန်အားဖြင့် မီလီမီတာ (မီလီမီတာ) စကေးတွင်—ရရှိရန် ခက်ခဲသည်။ အစီရင်ခံထားသော စိန်များ၊ မြများ၊ agate စသည်တို့သည် ယေဘုယျအားဖြင့် စျေးကွက်လည်ပတ်မှုတွင် မပါဝင်ပါ၊ အများစုကို ပြပွဲအတွက် ပြတိုက်များတွင် ပြသထားသည်။ သို့သော်၊ အချို့သော crystal crystal များသည် ပေါင်းစပ် circuit လုပ်ငန်းတွင် single-crystal silicon၊ optical lenses များတွင် အသုံးများသော sapphire နှင့် တတိယမျိုးဆက် semiconductors များတွင် အရှိန်ရလာနေသည့် silicon carbide ကဲ့သို့သော ထင်ရှားသောစက်မှုဆိုင်ရာတန်ဖိုးများရှိသည်။ ဤတစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲများကို စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် အစုလိုက်အပြုံလိုက် ထုတ်လုပ်နိုင်မှုသည် စက်မှုနှင့် သိပ္ပံနည်းပညာတွင် ခွန်အားကို ကိုယ်စားပြုရုံသာမက ချမ်းသာကြွယ်ဝမှု၏ သင်္ကေတတစ်ခုလည်းဖြစ်သည်။ စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် တစ်ခုတည်းသော crystal ထုတ်လုပ်မှုအတွက် အဓိကလိုအပ်ချက်မှာ ကြီးမားသောအရွယ်အစားဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် ကုန်ကျစရိတ်ပိုမိုထိရောက်စွာလျှော့ချရန် အဓိကသော့ချက်ဖြစ်သောကြောင့် ဖြစ်သည်။ အောက်ဖော်ပြပါများသည် စျေးကွက်တွင် တွေ့ရလေ့ရှိသော တစ်ခုတည်းသော crystals အချို့ဖြစ်သည်။

1. Sapphire Single Crystal
Sapphire single crystal သည် ဆဋ္ဌဂံပုံဆောင်ခဲစနစ်၊ 9 Mohs မာကျောမှုနှင့် တည်ငြိမ်သောဓာတုဂုဏ်သတ္တိများပါရှိသော α-Al₂O₃ ကို ရည်ညွှန်းသည်။ ၎င်းသည် အက်စစ်ဓာတ် သို့မဟုတ် အယ်ကာလိုင်း အဆိပ်ဖြစ်စေသော အရည်များတွင် မပျော်ဝင်နိုင်၊ မြင့်မားသော အပူချိန်ကို ခံနိုင်ရည်ရှိပြီး အလွန်ကောင်းမွန်သော အလင်းပို့လွှတ်မှု၊ အပူစီးကူးမှုနှင့် လျှပ်စစ်ဆိုင်ရာ အကာအကွယ်များကို ပြသထားသည်။

သလင်းကျောက်ထဲတွင် အယ်လ်အိုင်းယွန်းများကို Ti နှင့် Fe အိုင်းယွန်းများဖြင့် အစားထိုးပါက အပြာရောင်ပေါ်လာပြီး နီလာဟုခေါ်သည်။ Cr ion ဖြင့် အစားထိုးပါက ၎င်းကို အနီရောင် ပေါ်လာပြီး ပတ္တမြားဟုခေါ်သည်။ သို့သော်လည်း စက်မှုလုပ်ငန်းသုံးနီလာသည် α-Al₂O₃ သန့်စင်ပြီး အညစ်အကြေးကင်းစင်ကာ အရောင်ကင်းစင်ပြီး ဖောက်ထွင်းမြင်နိုင်သည်။

စက်မှု နီလာ သည် ပုံမှန်အားဖြင့် အထူ 400-700 μm နှင့် အချင်း 4-8 လက်မ ရှိသော wafer ပုံစံ ကို ယူဆောင် သည် ။ ၎င်းတို့ကို wafers ဟုခေါ်ပြီး crystal ingots များမှ ဖြတ်တောက်ထားသည်။ အောက်တွင်ဖော်ပြထားသည်မှာ မပွတ်ရသေးသော သို့မဟုတ် မဖြတ်ရသေးသော ပုံဆောင်ခဲမီးဖိုတစ်ခုမှ လတ်လတ်ဆတ်ဆတ် ဆွဲထုတ်ထားသော မီးဖိုတစ်ခုဖြစ်သည်။

2018 ခုနှစ်တွင်၊ Inner Mongolia ရှိ Jinghui အီလက်ထရွန်းနစ်ကုမ္ပဏီသည် ကမ္ဘာ့အကြီးဆုံး 450 ကီလိုဂရမ်ရှိသော အလွန်ကြီးမားသည့်အရွယ်အစား နီလာသလင်းကျောက်ကို အောင်မြင်စွာ တီထွင်နိုင်ခဲ့သည်။ ကမ္ဘာပေါ်တွင် ယခင်အကြီးဆုံး နီလာသလင်းကျောက်သည် ရုရှားနိုင်ငံမှ ထုတ်လုပ်သော 350 ကီလိုဂရမ်ရှိသော ပုံဆောင်ခဲဖြစ်သည်။ ပုံတွင်မြင်ရသည့်အတိုင်း၊ ဤပုံသဏ္ဍာန်သည် ပုံမှန်ပုံစံရှိပြီး အပြည့်အဝဖောက်ထွင်းမြင်နိုင်ပြီး အက်ကြောင်းများနှင့် ကောက်နှံနယ်နိမိတ်များကင်းကာ ပူဖောင်းအနည်းငယ်သာရှိသည်။

2. Single-Crystal Silicon
လက်ရှိတွင်၊ ပေါင်းစပ်ပတ်လမ်းချစ်ပ်များအတွက်အသုံးပြုသော single-crystal silicon သည် သန့်စင်မှု 99.9999999% မှ 99.99999999% (9-11 9) ရှိပြီး 420 ကီလိုဂရမ်ရှိသော ဆီလီကွန်ထည့်ထားသော စိန်ကဲ့သို့ ပြီးပြည့်စုံသော ဖွဲ့စည်းပုံကို ထိန်းသိမ်းထားရပါမည်။ သဘာဝတွင်၊ တစ်ကာရက် (၂၀၀ မီလီဂရမ်) စိန်တစ်လုံးပင် ရှားပါးသည်။

တစ်ကမ္ဘာလုံးတွင် တစ်ခုတည်းသော crystal silicon ingots ထုတ်လုပ်မှုကို ဂျပန်နိုင်ငံမှ Shin-Etsu (28.0%)၊ Japan's SUMCO (21.9%)၊ Taiwan's GlobalWafers (15.1%)၊ South Korea's SK Siltron (11.6%) နှင့် Germany's Siltronic (11.3%) တို့ဖြစ်သည်။ တရုတ်ပြည်မကြီးရှိ အကြီးဆုံး semiconductor wafer ထုတ်လုပ်သူ NSIG သည်ပင် စျေးကွက်ဝေစု၏ 2.3% ခန့်သာ ရရှိထားသည်။ မည်သို့ပင်ဆိုစေကာမူ လူသစ်တစ်ယောက်အနေဖြင့် ၎င်း၏ အလားအလာကို လျှော့တွက်မထားပါ။ 2024 ခုနှစ်တွင် NSIG သည် ပေါင်းစည်းထားသော ဆားကစ်များအတွက် 300 မီလီမီတာ ဆီလီကွန် wafer ထုတ်လုပ်မှုကို အဆင့်မြှင့်တင်မည့် ပရောဂျက်တစ်ခုတွင် ရင်းနှီးမြှုပ်နှံရန် စီစဉ်ထားပြီး စုစုပေါင်း ရင်းနှီးမြှုပ်နှံမှု ယန်း 13.2 ဘီလျံဖြစ်သည်။

ချစ်ပ်များအတွက် ကုန်ကြမ်းအဖြစ်၊ သန့်စင်သော တစ်ခုတည်းသော-သလင်းခဲဆီလီကွန်ထည့်သည့် ပစ္စည်းများသည် အချင်း 6 လက်မမှ 12 လက်မအထိ ပြောင်းလဲလာသည်။ TSMC နှင့် GlobalFoundries ကဲ့သို့သော ထိပ်တန်းနိုင်ငံတကာ ချစ်ပ်စက်ရုံများ သည် 12 လက်မအရွယ် ဆီလီကွန် wafers များမှ ချစ်ပ်များကို စျေးကွက်တွင် အဓိက ရေစီးကြောင်းအဖြစ် ဖန်တီးနေပြီး 8 လက်မအရွယ် wafers များကို တဖြည်းဖြည်း ဖယ်ထုတ်လျက်ရှိသည်။ ပြည်တွင်းခေါင်းဆောင် SMIC သည် 6 လက်မ wafer များကို အဓိကအသုံးပြုနေဆဲဖြစ်သည်။ လက်ရှိတွင်၊ ဂျပန်နိုင်ငံ၏ SUMCO မှသာလျှင် သန့်စင်သော ၁၂ လက်မအရွယ် wafer အလွှာများကို ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။

3. Gallium Arsenide
Gallium arsenide (GaAs) wafers များသည် အရေးကြီးသော တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းဖြစ်ပြီး ၎င်းတို့၏ အရွယ်အစားသည် ပြင်ဆင်မှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင် အရေးကြီးသော ကန့်သတ်ချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။

လက်ရှိတွင် GaAs wafers များကို 2 လက်မ၊ 3 လက်မ၊ 4 လက်မ၊ 6 လက်မ၊ 8 လက်မနှင့် 12 လက်မ အရွယ်အစားများဖြင့် ထုတ်လုပ်ထားပါသည်။ ယင်းတို့အနက် 6 လက်မ wafers များသည် အသုံးများဆုံးသတ်မှတ်ချက်များထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။

Horizontal Bridgman (HB) နည်းလမ်းဖြင့် ကြီးထွားလာသော တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲများ၏ အမြင့်ဆုံးအချင်းသည် ယေဘုယျအားဖြင့် 3 လက်မဖြစ်ပြီး Liquid-Encapsulated Czochralski (LEC) နည်းလမ်းသည် အချင်း 12 လက်မအထိ တစ်ခုတည်းသော crystals ကို ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။ သို့သော်၊ LEC တိုးတက်မှုသည် မြင့်မားသောစက်ပစ္စည်းကုန်ကျစရိတ် လိုအပ်ပြီး တူညီမှုမရှိသော ပုံဆောင်ခဲများနှင့် အထွက်နှုန်းမြင့်သော dislocation သိပ်သည်းဆတို့ လိုအပ်သည်။ Vertical Gradient Freeze (VGF) နှင့် Vertical Bridgman (VB) နည်းလမ်းများသည် တူညီသောဖွဲ့စည်းပုံနှင့် အောက်ပိုင်း dislocation သိပ်သည်းဆနှင့်အတူ အချင်း 8 လက်မအထိ တစ်ခုတည်းသော crystals ကို ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။

4 လက်မနှင့် 6 လက်မအရွယ် GaAs semi- insulating wafers များအတွက် ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာကို Japan's Sumitomo Electric Industries, Germany's Freiberger Compound Materials နှင့် US's AXT တို့မှ အဓိကကျွမ်းကျင်ပါသည်။ 2015 ခုနှစ်တွင် 6-လက်မအလွှာများသည် စျေးကွက်ဝေစု၏ 90% ကျော်ရှိနေပြီဖြစ်သည်။

2019 ခုနှစ်တွင် ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ GaAs အလွှာစျေးကွက်ကို Freiberger၊ Sumitomo နှင့် Beijing Tongmei တို့က လွှမ်းမိုးထားပြီး စျေးကွက်ရှယ်ယာ 28%, 21% နှင့် 13% အသီးသီးရှိသည်။ အတိုင်ပင်ခံကုမ္ပဏီ Yole ၏ ခန့်မှန်းချက်အရ ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ GaAs အလွှာများ၏ ရောင်းအား (2 လက်မအရွယ် ညီမျှခြင်းသို့ ပြောင်း) သည် 2019 ခုနှစ်တွင် ခန့်မှန်းခြေ 20 သန်းအထိ ရောက်ရှိခဲ့ပြီး 2025 ခုနှစ်တွင် 35 သန်းထက်မကျော်လွန်ရန် ခန့်မှန်းထားသည်။ ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ GaAs substrate စျေးကွက်သည် 2019 ခုနှစ်တွင် $200 million ဝန်းကျင်ရှိပြီး 2019 ခုနှစ်တွင် $35 million ဖြင့် တိုးလာမည်ဟု ခန့်မှန်းထားသည်။ (CAGR) သည် 2019 မှ 2025 ခုနှစ်အထိ 9.67% ဖြစ်သည်။

4. Silicon Carbide တစ်ခုတည်းသော အရည်ကြည်
လက်ရှိတွင်၊ စျေးကွက်သည် 2 လက်မနှင့် 3 လက်မအချင်း ဆီလီကွန်ကာဗိုက် (SiC) တစ်ခုတည်းသော crystals များ၏တိုးတက်မှုကို အပြည့်အဝပံ့ပိုးပေးနိုင်ပါသည်။ ကုမ္ပဏီအများအပြားသည် 4-လက်မ 4H-type SiC တစ်ခုတည်းသော crystals များ၏ အောင်မြင်တိုးတက်မှုကို အစီရင်ခံတင်ပြကြပြီး SiC crystal တိုးတက်မှုနည်းပညာတွင် တရုတ်နိုင်ငံ၏ ကမ္ဘာ့အဆင့်မီအဆင့်များ အောင်မြင်မှုကို အမှတ်အသားပြုကြသည်။ သို့သော်လည်း ကုန်သွယ်မှုမပြုမီ သိသာထင်ရှားသော ကွာဟချက်ရှိနေဆဲဖြစ်သည်။

ယေဘုယျအားဖြင့်၊ အရည်-အဆင့်နည်းလမ်းများဖြင့် စိုက်ပျိုးထားသော SiC ingots များသည် စင်တီမီတာအဆင့်တွင် အထူရှိပြီး အတော်လေးသေးငယ်ပါသည်။ ဒါက SiC wafer တွေရဲ့ ကုန်ကျစရိတ် ကြီးမြင့်ခြင်းရဲ့ အကြောင်းရင်းတစ်ခုလည်း ဖြစ်ပါတယ်။

XKH သည် နီလာ၊ ဆီလီကွန်ကာဗိုက် (SiC)၊ ဆီလီကွန်ဝေဖာများနှင့် ကြွေထည်ပစ္စည်းများ အပါအဝင် ပင်မတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းပစ္စည်းများကို စိတ်ကြိုက်လုပ်ဆောင်ခြင်းတွင် အထူးပြုပြီး ပုံဆောင်ခဲကြီးထွားမှုမှ တိကျသောစက်ယန္တရားများအထိ တန်ဖိုးအပြည့်ကို လွှမ်းခြုံထားသည်။ ပေါင်းစပ်စက်မှုစွမ်းရည်များကို အသုံးချခြင်းဖြင့် ကျွန်ုပ်တို့သည် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် နီလာဝေဖာများ၊ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာများနှင့် အလွန်သန့်ရှင်းမြင့်မြတ်သော ဆီလီကွန်ဝေဖာများကို စိတ်ကြိုက်ဖြတ်တောက်ခြင်း၊ မျက်နှာပြင်အပေါ်ယံအလွှာနှင့် ရှုပ်ထွေးသော ဂျီသြမေတြီပြုလုပ်ခြင်းကဲ့သို့သော အံဝင်ခွင်ကျဖြေရှင်းနည်းများဖြစ်သည့် စိတ်ကြိုက်ဖြတ်တောက်ခြင်း၊ မျက်နှာပြင်အပေါ်ယံလွှာနှင့် ရှုပ်ထွေးသော ဂျီသြမေတြီပြုလုပ်ခြင်းတို့ကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။

အရည်အသွေးစံချိန်စံညွှန်းများကိုလိုက်နာခြင်းဖြင့်၊ ကျွန်ုပ်တို့၏ထုတ်ကုန်များသည် မိုက်ခရိုအဆင့်တိကျမှု၊ > 1500°C အပူတည်ငြိမ်မှုနှင့် သာလွန်ကောင်းမွန်သောချေးခံနိုင်ရည်ရှိပြီး ကြမ်းတမ်းသောလည်ပတ်မှုအခြေအနေများတွင် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကိုအာမခံပါသည်။ ထို့အပြင်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် quartz အလွှာများ၊ သတ္တု/သတ္တုမဟုတ်သော ပစ္စည်းများနှင့် အခြား semiconductor-grade အစိတ်အပိုင်းများကို ပံ့ပိုးပေးကာ လုပ်ငန်းခွင်ရှိ ဖောက်သည်များအတွက် အမြောက်အမြား ထုတ်လုပ်ခြင်းမှ ချောမွေ့စွာ ကူးပြောင်းမှုများကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။