പുതുതായി വളർത്തിയ ഒറ്റ പരലുകൾ

ഒറ്റ പരലുകൾ പ്രകൃതിയിൽ അപൂർവമാണ്, അവ സംഭവിക്കുമ്പോഴും അവ സാധാരണയായി വളരെ ചെറുതാണ് - സാധാരണയായി മില്ലിമീറ്റർ (മില്ലീമീറ്റർ) സ്കെയിലിൽ - ലഭിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്. റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ട വജ്രങ്ങൾ, മരതകങ്ങൾ, അഗേറ്റുകൾ മുതലായവ സാധാരണയായി വിപണിയിലെ പ്രചാരത്തിൽ വരുന്നില്ല, വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ മാത്രമല്ല; മിക്കതും പ്രദർശനത്തിനായി മ്യൂസിയങ്ങളിൽ പ്രദർശിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ചില ഒറ്റ പരലുകൾ ഗണ്യമായ വ്യാവസായിക മൂല്യം വഹിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് വ്യവസായത്തിലെ ഒറ്റ-ക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കൺ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ലെൻസുകളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന നീലക്കല്ല്, മൂന്നാം തലമുറ സെമികണ്ടക്ടറുകളിൽ ആക്കം കൂട്ടുന്ന സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്. ഈ ഒറ്റ പരലുകൾ വ്യാവസായികമായി വൻതോതിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാനുള്ള കഴിവ് വ്യാവസായിക, ശാസ്ത്ര സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ ശക്തിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുക മാത്രമല്ല, സമ്പത്തിന്റെ പ്രതീകവുമാണ്. വ്യവസായത്തിൽ ഒറ്റ പരൽ ഉൽപ്പാദനത്തിനുള്ള പ്രാഥമിക ആവശ്യകത വലിയ വലുപ്പമാണ്, കാരണം ഇത് ചെലവ് കൂടുതൽ ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കുന്നതിന് പ്രധാനമാണ്. വിപണിയിൽ സാധാരണയായി കാണപ്പെടുന്ന ചില ഒറ്റ പരലുകൾ ചുവടെയുണ്ട്:

1. സഫയർ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ
സഫയർ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ എന്നത് α-Al₂O₃ നെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇതിന് ഷഡ്ഭുജ ക്രിസ്റ്റൽ സിസ്റ്റം, 9 ന്റെ മോസ് കാഠിന്യം, സ്ഥിരതയുള്ള രാസ ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയുണ്ട്. ഇത് അസിഡിക് അല്ലെങ്കിൽ ആൽക്കലൈൻ നശിപ്പിക്കുന്ന ദ്രാവകങ്ങളിൽ ലയിക്കില്ല, ഉയർന്ന താപനിലയെ പ്രതിരോധിക്കും, കൂടാതെ മികച്ച പ്രകാശ പ്രക്ഷേപണം, താപ ചാലകത, വൈദ്യുത ഇൻസുലേഷൻ എന്നിവ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.

ക്രിസ്റ്റലിലെ Al അയോണുകൾ Ti, Fe അയോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ക്രിസ്റ്റൽ നീലയായി കാണപ്പെടുകയും അതിനെ നീലക്കല്ല് എന്ന് വിളിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. Cr അയോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുകയാണെങ്കിൽ, അത് ചുവപ്പായി കാണപ്പെടുകയും മാണിക്യം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, വ്യാവസായിക നീലക്കല്ല് ശുദ്ധമായ α-Al₂O₃ ആണ്, നിറമില്ലാത്തതും സുതാര്യവുമാണ്, മാലിന്യങ്ങളൊന്നുമില്ല.

വ്യാവസായിക നീലക്കല്ല് സാധാരണയായി 400–700 μm കനവും 4–8 ഇഞ്ച് വ്യാസവുമുള്ള വേഫറുകളുടെ രൂപത്തിലാണ്. ഇവ വേഫറുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്നു, ക്രിസ്റ്റൽ ഇൻഗോട്ടുകളിൽ നിന്ന് മുറിച്ചെടുക്കുന്നു. താഴെ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് ഒരൊറ്റ ക്രിസ്റ്റൽ ഫർണസിൽ നിന്ന് പുതുതായി വലിച്ചെടുത്ത ഒരു ഇൻഗോട്ടാണ്, ഇതുവരെ മിനുക്കിയിട്ടില്ല അല്ലെങ്കിൽ മുറിച്ചിട്ടില്ല.

2018-ൽ, ഇന്നർ മംഗോളിയയിലെ ജിൻ‌ഹുയി ഇലക്ട്രോണിക് കമ്പനി ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ 450 കിലോഗ്രാം അൾട്രാ-ലാർജ് സൈസ് സഫയർ ക്രിസ്റ്റൽ വിജയകരമായി വളർത്തി. മുമ്പ് ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ സഫയർ ക്രിസ്റ്റൽ റഷ്യയിൽ നിർമ്മിച്ച 350 കിലോഗ്രാം ക്രിസ്റ്റൽ ആയിരുന്നു. ചിത്രത്തിൽ കാണുന്നത് പോലെ, ഈ ക്രിസ്റ്റലിന് ഒരു പതിവ് ആകൃതിയുണ്ട്, പൂർണ്ണമായും സുതാര്യമാണ്, വിള്ളലുകളോ ധാന്യ അതിരുകളോ ഇല്ല, കൂടാതെ കുറച്ച് കുമിളകളുമുണ്ട്.

2. സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കൺ
നിലവിൽ, ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ചിപ്പുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കണിന് 99.99999999% മുതൽ 99.9999999999% വരെ (9–11 നൈൻസ്) പരിശുദ്ധിയുണ്ട്, കൂടാതെ 420 കിലോഗ്രാം സിലിക്കൺ ഇൻഗോട്ട് വജ്രം പോലുള്ള പൂർണ്ണമായ ഘടന നിലനിർത്തണം. പ്രകൃതിയിൽ, ഒരു കാരറ്റ് (200 മില്ലിഗ്രാം) വജ്രം പോലും താരതമ്യേന അപൂർവമാണ്.

സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കൺ ഇൻഗോട്ടുകളുടെ ആഗോള ഉൽ‌പാദനത്തിൽ അഞ്ച് പ്രധാന കമ്പനികൾ ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നു: ജപ്പാനിലെ ഷിൻ-എറ്റ്സു (28.0%), ജപ്പാനിലെ SUMCO (21.9%), തായ്‌വാനിലെ ഗ്ലോബൽ വേഫേഴ്‌സ് (15.1%), ദക്ഷിണ കൊറിയയുടെ SK സിൽട്രോൺ (11.6%), ജർമ്മനിയുടെ സിൽട്രോണിക് (11.3%). ചൈനയിലെ ഏറ്റവും വലിയ സെമികണ്ടക്ടർ വേഫർ നിർമ്മാതാക്കളായ NSIG പോലും വിപണി വിഹിതത്തിന്റെ ഏകദേശം 2.3% മാത്രമേ കൈവശം വച്ചിട്ടുള്ളൂ. എന്നിരുന്നാലും, ഒരു പുതുമുഖമെന്ന നിലയിൽ, അതിന്റെ സാധ്യതകളെ കുറച്ചുകാണരുത്. 2024-ൽ, ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾക്കായി 300 mm സിലിക്കൺ വേഫർ ഉൽ‌പാദനം നവീകരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പദ്ധതിയിൽ നിക്ഷേപിക്കാൻ NSIG പദ്ധതിയിടുന്നു, മൊത്തം നിക്ഷേപം ¥13.2 ബില്യൺ ആണെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

ചിപ്പുകൾക്കുള്ള അസംസ്കൃത വസ്തുവായി, ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കൺ ഇൻഗോട്ടുകൾ 6 ഇഞ്ച് മുതൽ 12 ഇഞ്ച് വ്യാസത്തിലേക്ക് പരിണമിച്ചുവരുന്നു. ടിഎസ്എംസി, ഗ്ലോബൽഫൗണ്ടറീസ് പോലുള്ള പ്രമുഖ അന്താരാഷ്ട്ര ചിപ്പ് ഫൗണ്ടറികൾ 12 ഇഞ്ച് സിലിക്കൺ വേഫറുകളിൽ നിന്നുള്ള ചിപ്പുകൾ വിപണിയിൽ മുഖ്യധാരയിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്നു, അതേസമയം 8 ഇഞ്ച് വേഫറുകൾ ക്രമേണ നിർത്തലാക്കുന്നു. ആഭ്യന്തര പ്രമുഖരായ എസ്എംഐസി ഇപ്പോഴും പ്രാഥമികമായി 6 ഇഞ്ച് വേഫറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. നിലവിൽ, ജപ്പാനിലെ SUMCO മാത്രമേ ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള 12 ഇഞ്ച് വേഫർ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയൂ.

3. ഗാലിയം ആർസെനൈഡ്
ഗാലിയം ആർസെനൈഡ് (GaAs) വേഫറുകൾ ഒരു പ്രധാന അർദ്ധചാലക വസ്തുവാണ്, കൂടാതെ അവയുടെ വലിപ്പം തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ ഒരു നിർണായക പാരാമീറ്ററാണ്.

നിലവിൽ, GaAs വേഫറുകൾ സാധാരണയായി 2 ഇഞ്ച്, 3 ഇഞ്ച്, 4 ഇഞ്ച്, 6 ഇഞ്ച്, 8 ഇഞ്ച്, 12 ഇഞ്ച് എന്നീ വലുപ്പങ്ങളിലാണ് നിർമ്മിക്കുന്നത്. ഇവയിൽ, 6 ഇഞ്ച് വേഫറുകൾ ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്പെസിഫിക്കേഷനുകളിൽ ഒന്നാണ്.

ഹൊറിസോണ്ടൽ ബ്രിഡ്ജ്മാൻ (HB) രീതി ഉപയോഗിച്ച് വളർത്തുന്ന ഒറ്റ പരലുകളുടെ പരമാവധി വ്യാസം സാധാരണയായി 3 ഇഞ്ച് ആണ്, അതേസമയം ലിക്വിഡ്-എൻക്യാപ്സുലേറ്റഡ് സോക്രാൽസ്കി (LEC) രീതി ഉപയോഗിച്ച് 12 ഇഞ്ച് വരെ വ്യാസമുള്ള ഒറ്റ പരലുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. എന്നിരുന്നാലും, LEC വളർച്ചയ്ക്ക് ഉയർന്ന ഉപകരണ ചെലവ് ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ ഏകീകൃതമല്ലാത്തതും ഉയർന്ന ഡിസ്ലോക്കേഷൻ സാന്ദ്രതയുമുള്ള ക്രിസ്റ്റലുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. വെർട്ടിക്കൽ ഗ്രേഡിയന്റ് ഫ്രീസ് (VGF), വെർട്ടിക്കൽ ബ്രിഡ്ജ്മാൻ (VB) രീതികൾക്ക് നിലവിൽ 8 ഇഞ്ച് വരെ വ്യാസമുള്ള ഒറ്റ പരലുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, താരതമ്യേന ഏകീകൃത ഘടനയും കുറഞ്ഞ ഡിസ്ലോക്കേഷൻ സാന്ദ്രതയും.

4 ഇഞ്ച്, 6 ഇഞ്ച് സെമി-ഇൻസുലേറ്റിംഗ് GaAs പോളിഷ് ചെയ്ത വേഫറുകളുടെ ഉൽ‌പാദന സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രധാനമായും മൂന്ന് കമ്പനികളാണ് കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നത്: ജപ്പാനിലെ സുമിറ്റോമോ ഇലക്ട്രിക് ഇൻഡസ്ട്രീസ്, ജർമ്മനിയുടെ ഫ്രീബർഗർ കോമ്പൗണ്ട് മെറ്റീരിയൽസ്, യുഎസിന്റെ AXT. 2015 ആയപ്പോഴേക്കും, 6 ഇഞ്ച് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ വിപണി വിഹിതത്തിന്റെ 90% ത്തിലധികവും കൈയടക്കി.

2019-ൽ, ആഗോള GaAs സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് വിപണിയിൽ ഫ്രീബർഗർ, സുമിറ്റോമോ, ബീജിംഗ് ടോങ്‌മെയ് എന്നിവർ യഥാക്രമം 28%, 21%, 13% എന്നിങ്ങനെ വിപണി വിഹിതം നേടി ആധിപത്യം സ്ഥാപിച്ചു. കൺസൾട്ടിംഗ് സ്ഥാപനമായ യോളിന്റെ കണക്കുകൾ പ്രകാരം, GaAs സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ ആഗോള വിൽപ്പന (2 ഇഞ്ച് തുല്യമായി പരിവർത്തനം ചെയ്‌തത്) 2019-ൽ ഏകദേശം 20 ദശലക്ഷം യൂണിറ്റുകളിലെത്തി, 2025-ഓടെ ഇത് 35 ദശലക്ഷം യൂണിറ്റുകൾ കവിയുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ആഗോള GaAs സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് മാർക്കറ്റിന്റെ മൂല്യം 2019-ൽ ഏകദേശം 200 ദശലക്ഷം ഡോളറായിരുന്നു, 2025-ഓടെ ഇത് 348 ദശലക്ഷം ഡോളറിലെത്തുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, 2019 മുതൽ 2025 വരെ 9.67% സംയുക്ത വാർഷിക വളർച്ചാ നിരക്ക് (CAGR).

4. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ
നിലവിൽ, 2 ഇഞ്ച്, 3 ഇഞ്ച് വ്യാസമുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ വളർച്ചയെ വിപണിക്ക് പൂർണ്ണമായും പിന്തുണയ്ക്കാൻ കഴിയും. പല കമ്പനികളും 4 ഇഞ്ച് 4H-തരം SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ വിജയകരമായ വളർച്ച റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തിട്ടുണ്ട്, ഇത് SiC ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ ചൈനയുടെ ലോകോത്തര നിലവാരത്തിലുള്ള നേട്ടത്തെ അടയാളപ്പെടുത്തുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, വാണിജ്യവൽക്കരണത്തിന് മുമ്പ് ഇപ്പോഴും ഒരു പ്രധാന വിടവ് ഉണ്ട്.

സാധാരണയായി, ലിക്വിഡ്-ഫേസ് രീതികളിലൂടെ വളർത്തുന്ന SiC ഇൻഗോട്ടുകൾ താരതമ്യേന ചെറുതായിരിക്കും, സെന്റിമീറ്റർ തലത്തിൽ കനം ഉണ്ടാകും. SiC വേഫറുകളുടെ ഉയർന്ന വിലയ്ക്കും ഇത് ഒരു കാരണമാണ്.

സഫയർ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC), സിലിക്കൺ വേഫറുകൾ, സെറാമിക്സ് എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള കോർ സെമികണ്ടക്ടർ വസ്തുക്കളുടെ ഗവേഷണ വികസനത്തിലും ഇഷ്ടാനുസൃത പ്രോസസ്സിംഗിലും XKH വൈദഗ്ദ്ധ്യം നേടിയിട്ടുണ്ട്, ഇത് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച മുതൽ കൃത്യതയുള്ള മെഷീനിംഗ് വരെയുള്ള മുഴുവൻ മൂല്യ ശൃംഖലയും ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. സംയോജിത വ്യാവസായിക കഴിവുകൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്തിക്കൊണ്ട്, ലേസർ സിസ്റ്റങ്ങൾ, സെമികണ്ടക്ടർ ഫാബ്രിക്കേഷൻ, പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവയിലെ അങ്ങേയറ്റത്തെ പാരിസ്ഥിതിക ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി കസ്റ്റം കട്ടിംഗ്, ഉപരിതല കോട്ടിംഗ്, സങ്കീർണ്ണമായ ജ്യാമിതി ഫാബ്രിക്കേഷൻ തുടങ്ങിയ അനുയോജ്യമായ പരിഹാരങ്ങളാൽ പിന്തുണയ്ക്കപ്പെടുന്ന ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള സഫയർ വേഫറുകൾ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ, അൾട്രാ-ഹൈ-പ്യൂരിറ്റി സിലിക്കൺ വേഫറുകൾ എന്നിവ ഞങ്ങൾ നൽകുന്നു.

ഗുണനിലവാര മാനദണ്ഡങ്ങൾ പാലിച്ചുകൊണ്ട്, ഞങ്ങളുടെ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ മൈക്രോൺ-ലെവൽ കൃത്യത, >1500°C താപ സ്ഥിരത, മികച്ച നാശന പ്രതിരോധം എന്നിവയാൽ സമ്പന്നമാണ്, ഇത് കഠിനമായ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളിൽ വിശ്വാസ്യത ഉറപ്പാക്കുന്നു. കൂടാതെ, ക്വാർട്സ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ, ലോഹം/അലോഹമല്ലാത്ത വസ്തുക്കൾ, മറ്റ് അർദ്ധചാലക-ഗ്രേഡ് ഘടകങ്ങൾ എന്നിവ ഞങ്ങൾ വിതരണം ചെയ്യുന്നു, ഇത് വ്യവസായങ്ങളിലുടനീളമുള്ള ക്ലയന്റുകൾക്ക് പ്രോട്ടോടൈപ്പിംഗിൽ നിന്ന് വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനത്തിലേക്കുള്ള തടസ്സമില്ലാത്ത പരിവർത്തനം സാധ്യമാക്കുന്നു.