Монокристаллҳо дар табиат камёбанд ва ҳатто вақте ки онҳо пайдо мешаванд, онҳо одатан хеле хурд мебошанд - одатан дар миқёси миллиметр (мм) - ва ба даст овардани онҳо душвор аст. Алмосҳо, зумуррадҳо, агатҳо ва ғайра, ки гузориш дода шудаанд, одатан ба гардиши бозор ворид намешаванд, чӣ расад ба истифодаи саноатӣ; аксари онҳо дар осорхонаҳо барои намоишгоҳҳо намоиш дода мешаванд. Аммо, баъзе монокристаллҳо арзиши назарраси саноатӣ доранд, ба монанди кремнийи монокристаллӣ дар саноати схемаҳои интегралӣ, сапфир, ки одатан дар линзаҳои оптикӣ истифода мешавад ва карбиди кремний, ки дар нимноқилҳои насли сеюм суръат мегирад. Қобилияти истеҳсоли оммавии ин монокристаллҳо дар саноат на танҳо қувватро дар технологияи саноатӣ ва илмӣ нишон медиҳад, балки рамзи сарват низ мебошад. Талаботи асосӣ барои истеҳсоли монокристаллҳо дар саноат андозаи калон аст, зеро ин калиди кам кардани самаранокии хароҷот аст. Дар зер баъзе монокристаллҳое, ки дар бозор маъмулан дучор мешаванд, оварда шудаанд:
1. Як кристаллии ёқутӣ
Монокристали ёқут ба α-Al₂O₃ дахл дорад, ки дорои системаи кристаллии шашкунҷа, сахтии Моҳс 9 ва хосиятҳои устувори кимиёвӣ мебошад. Он дар моеъҳои зангзанандаи кислотавӣ ё ишқорӣ ҳал намешавад, ба ҳарорати баланд тобовар аст ва интиқоли аълои рӯшноӣ, гузаронандагии гармӣ ва изолятсияи барқро нишон медиҳад.
Агар ионҳои Al дар кристалл бо ионҳои Ti ва Fe иваз карда шаванд, кристалл кабуд ба назар мерасад ва сапфир номида мешавад. Агар бо ионҳои Cr иваз карда шавад, он сурх ба назар мерасад ва ёқут номида мешавад. Аммо, сапфири саноатӣ α-Al₂O₃ холис, беранг ва шаффоф, бе ифлосӣ аст.
Ёқути саноатӣ одатан шакли лавҳаҳоро дорад, ки ғафсии онҳо аз 400 то 700 мкм ва диаметри он аз 4 то 8 дюйм аст. Инҳо лавҳаҳо номида мешаванд ва аз пораҳои булӯрӣ бурида мешаванд. Дар зер пораҳои нав аз кӯраи яккристаллӣ кашидашуда, ки ҳанӯз сайқал дода ё бурида нашудааст, нишон дода шудаанд.
Дар соли 2018, ширкати электронии Jinghui дар Муғулистони дохилӣ бомуваффақият бузургтарин кристалли ёқути ултра калони 450 кг-ро дар ҷаҳон парвариш кард. Бузургтарин кристалли ёқути қаблӣ дар ҷаҳон кристалли 350 кг буд, ки дар Русия истеҳсол шудааст. Тавре ки дар расм дида мешавад, ин кристалл шакли муқаррарӣ дорад, пурра шаффоф аст, аз тарқишҳо ва ҳудудҳои дона холӣ аст ва ҳубобчаҳои кам дорад.
2. Силикони яккристаллӣ
Айни замон, кремнийи монокристаллӣ, ки барои микросхемаҳои интегралӣ истифода мешавад, покии аз 99.9999999% то 99.999999999% (9-11 нӯҳ) дорад ва резае аз кремнийи 420 кг бояд сохтори комили алмосмонандро нигоҳ дорад. Дар табиат ҳатто алмоси яккарата (200 мг) нисбатан камёб аст.
Истеҳсоли ҷаҳонии пораҳои кремнийи монокристаллӣ аз ҷониби панҷ ширкати бузург бартарӣ дорад: Shin-Etsu-и Ҷопон (28.0%), SUMCO-и Ҷопон (21.9%), GlobalWafers-и Тайван (15.1%), SK Siltron-и Кореяи Ҷанубӣ (11.6%) ва Siltronic-и Олмон (11.3%). Ҳатто бузургтарин истеҳсолкунандаи пластинаҳои нимноқилӣ дар Чин, NSIG, танҳо тақрибан 2.3% саҳми бозорро дар ихтиёр дорад. Бо вуҷуди ин, ҳамчун як ширкати навкор, потенсиали онро набояд нодида гирифт. Дар соли 2024, NSIG нақша дорад, ки ба лоиҳаи навсозии истеҳсоли пластинаҳои кремнийи 300 мм барои схемаҳои интегралӣ сармоягузорӣ кунад, ки сармоягузории умумии он 13.2 миллиард иен аст.
Ҳамчун ашёи хом барои чипҳо, резаҳои монокристаллии силиконии баландсифат аз диаметри 6 дюйм то 12 дюйм таҳаввул меёбанд. Корхонаҳои пешбари чипсозии байналмилалӣ, ба монанди TSMC ва GlobalFoundries, чипҳоро аз пластинаҳои силиконии 12 дюймӣ дар бозори асосӣ истеҳсол мекунанд, дар ҳоле ки пластинаҳои 8 дюймӣ тадриҷан аз истеҳсолот хориҷ карда мешаванд. Пешсафи дохилӣ SMIC то ҳол асосан пластинаҳои 6 дюймиро истифода мебарад. Дар айни замон, танҳо ширкати SUMCO-и Ҷопон метавонад субстратҳои пластинаҳои 12 дюймии баландсифатро истеҳсол кунад.
3. Галлий Арсенид
Вафлиҳои арсениди галлий (GaAs) як маводи муҳими нимноқил мебошанд ва андозаи онҳо параметри муҳим дар раванди тайёркунӣ мебошад.
Айни замон, вафлиҳои GaAs одатан дар андозаҳои 2 дюйм, 3 дюйм, 4 дюйм, 6 дюйм, 8 дюйм ва 12 дюйм истеҳсол мешаванд. Дар байни инҳо, вафлиҳои 6 дюймӣ яке аз хусусиятҳои маъмултарин мебошанд.
Диаметри максималии монокристаллҳое, ки бо усули уфуқии Бриджмен (HB) парвариш карда мешаванд, одатан 3 дюйм аст, дар ҳоле ки усули Чзохралскии моеъ-капсулӣ (LEC) метавонад монокристаллҳои то 12 дюймро бо диаметр ба вуҷуд орад. Аммо, афзоиши LEC хароҷоти баланди таҷҳизотро талаб мекунад ва кристаллҳоеро бо нобаробарӣ ва зичии баланди дислокатсия ба даст меорад. Усулҳои градиенти амудӣ яхкунӣ (VGF) ва амудӣ Бриджмен (VB) айни замон метавонанд монокристаллҳои то 8 дюймро бо диаметри нисбатан якхела ва зичии пасттари дислокатсия ба вуҷуд оранд.
Технологияи истеҳсоли вафлиҳои сайқалёфтаи GaAs-и нимизолятсионӣ бо диаметри 4 ва 6 дюйм асосан аз ҷониби се ширкат азхуд карда шудааст: Sumitomo Electric Industries-и Ҷопон, Freiberger Compound Materials-и Олмон ва AXT-и ИМА. То соли 2015, субстратҳои 6-дюйма аллакай беш аз 90% саҳми бозорро ташкил медоданд.
Дар соли 2019, бозори ҷаҳонии субстратҳои GaAs аз ҷониби Freiberger, Sumitomo ва Beijing Tongmei бо саҳмияҳои бозор мутаносибан 28%, 21% ва 13% бартарӣ дошт. Тибқи ҳисобҳои ширкати машваратии Yole, фурӯши ҷаҳонии субстратҳои GaAs (бо табдил ба муодили 2-дюйма) дар соли 2019 ба тақрибан 20 миллион дона расид ва пешбинӣ мешавад, ки то соли 2025 аз 35 миллион дона зиёд шавад. Бозори ҷаҳонии субстратҳои GaAs дар соли 2019 тақрибан 200 миллион доллар арзиш дошт ва интизор меравад, ки то соли 2025 ба 348 миллион доллар расад ва суръати афзоиши солонаи мураккаб (CAGR) аз соли 2019 то 2025 9,67% бошад.
4. Монокристаллии карбиди кремний
Айни замон, бозор метавонад рушди монокристаллҳои карбиди кремний (SiC)-и диаметри 2 ва 3 дюймро пурра дастгирӣ кунад. Бисёре аз ширкатҳо дар бораи рушди бомуваффақияти монокристаллҳои навъи 4H-и SiC гузориш додаанд, ки ин нишонаи дастоварди Чин ба сатҳи ҷаҳонӣ дар технологияи парвариши кристаллҳои SiC мебошад. Бо вуҷуди ин, то ба тиҷорат табдил ёфтан ҳанӯз ҳам фосилаи назаррас вуҷуд дорад.
Умуман, резаҳои SiC, ки бо усули фазаи моеъ парвариш карда мешаванд, нисбатан хурд буда, ғафсии онҳо дар сатҳи сантиметр аст. Ин инчунин сабаби арзиши баланди пластинаҳои SiC мебошад.
XKH дар таҳқиқот ва таҳия ва коркарди фармоишии маводҳои нимноқилҳои аслӣ, аз ҷумла ёқут, карбиди кремний (SiC), вафлҳои кремний ва керамика тахассус дорад, ки занҷири пурраи арзишро аз афзоиши булӯр то коркарди дақиқ фаро мегирад. Бо истифода аз имкониятҳои саноатии муттаҳидшуда, мо вафлҳои ёқутии баландсифат, субстратҳои карбиди кремний ва вафлҳои кремнийи ултра-тозаро пешниҳод менамоем, ки бо роҳҳои ҳалли фармоишӣ, ба монанди буриши фармоишӣ, пӯшонидани сатҳ ва истеҳсоли геометрияи мураккаб барои қонеъ кардани талаботи шадиди экологӣ дар системаҳои лазерӣ, истеҳсоли нимноқилҳо ва барномаҳои энергияи барқароршаванда дастгирӣ карда мешаванд.
Бо риояи стандартҳои сифат, маҳсулоти мо дорои дақиқии сатҳи микрон, устувории гармии >1500°C ва муқовимати аълои зангзанӣ мебошанд, ки эътимоднокиро дар шароити сахти корӣ таъмин мекунад. Илова бар ин, мо субстратҳои кварсӣ, маводҳои металлӣ/ғайриметаллӣ ва дигар ҷузъҳои нимноқилро таъмин менамоем, ки гузариши бефосиларо аз прототипсозӣ ба истеҳсоли оммавӣ барои муштариён дар тамоми соҳаҳо фароҳам меорад.
Вақти нашр: 29 августи соли 2025