Mahalana ny kristaly tokana eo amin'ny natiora, ary na dia misy aza izy ireo dia matetika kely dia kely—matetika amin'ny mizana milimetatra (mm)—ary sarotra azo. Ny diamondra, emeraoda, agata, sns. voalaza fa tsy miditra amin'ny tsena amin'ny ankapobeny, mainka moa fa ny fampiharana indostrialy; ny ankamaroany dia aseho any amin'ny tranombakoka ho an'ny fampirantiana. Na izany aza, ny kristaly tokana sasany dia manana lanja indostrialy manan-danja, toy ny silisiôma kristaly tokana ao amin'ny indostrian'ny circuit integrated, safira izay matetika ampiasaina amin'ny lantihy optika, ary silisiôma karbida, izay miha-mahazo vahana amin'ny semiconductors taranaka fahatelo. Ny fahafahana mamokatra betsaka ireo kristaly tokana ireo amin'ny indostria dia tsy maneho fotsiny ny tanjaka amin'ny teknolojia indostrialy sy siantifika fa mariky ny harena ihany koa. Ny fepetra takiana voalohany amin'ny famokarana kristaly tokana ao amin'ny indostria dia ny habeny lehibe, satria izany no zava-dehibe amin'ny fampihenana ny fandaniana amin'ny fomba mahomby kokoa. Ireto ambany ireto ny kristaly tokana hita matetika eny an-tsena:
1. Kristaly Safira Tokana
Ny kristaly safira tokana dia manondro ny α-Al₂O₃, izay manana rafitra kristaly hexagonal, hamafin'ny Mohs 9, ary toetra simika marin-toerana. Tsy mety levona anaty ranoka asidra na alkaline manimba izy io, mahatohitra ny mari-pana avo, ary mampiseho fifindran'ny hazavana, fitarihan'ny hafanana, ary insulasiôna elektrika tsara dia tsara.
Raha soloina ion Ti sy Fe ny ion Al ao amin'ny kristaly, dia manga ny kristaly ka antsoina hoe safira. Raha soloina ion Cr kosa dia mena ny endriny ka antsoina hoe robina. Na izany aza, ny safira indostrialy dia α-Al₂O₃ madio, tsy misy loko ary mangarahara, tsy misy loto.
Ny safira indostrialy dia mazàna maka endrika wafer, 400–700 μm ny hateviny ary 4–8 santimetatra ny savaivony. Ireo dia fantatra amin'ny hoe wafer ary notapatapahina avy amin'ny ingot kristaly. Aseho etsy ambany ny ingot vao avy nosintonina avy amin'ny lafaoro kristaly tokana, mbola tsy voapolesina na voatetika.
Tamin'ny taona 2018, ny Jinghui Electronic Company any Inner Mongolia dia nahomby tamin'ny fambolena kristaly safira lehibe indrindra eran-tany milanja 450 kg. Ny kristaly safira lehibe indrindra eran-tany teo aloha dia kristaly 350 kg novokarina tany Rosia. Araka ny hita amin'ny sary, ity kristaly ity dia manana endrika ara-dalàna, mangarahara tanteraka, tsy misy triatra na sisin-vary, ary vitsy ny mibontsina.
2. Silisiôma kristaly tokana
Amin'izao fotoana izao, ny silisiôma kristaly tokana ampiasaina amin'ny puce circuit integrée dia manana fahadiovana 99.9999999% hatramin'ny 99.99999999% (9–11 sivy), ary ny ingot silisiôma 420 kg dia tsy maintsy mitazona rafitra tonga lafatra toy ny diamondra. Eo amin'ny natiora, na dia diamondra iray carat (200 mg) aza dia somary tsy fahita firy.
Orinasa dimy lehibe no manjaka amin'ny famokarana silikônina kristaly tokana maneran-tany: Shin-Etsu any Japon (28.0%), SUMCO any Japon (21.9%), GlobalWafers any Taiwan (15.1%), SK Siltron any Korea Atsimo (11.6%), ary Siltronic any Alemaina (11.3%). Na dia ny mpanamboatra wafer semiconductor lehibe indrindra any amin'ny tanibe Shina aza, NSIG, dia mitazona 2.3% eo ho eo amin'ny tsena. Na izany aza, amin'ny maha-vaovao azy, dia tsy tokony hohamaivanina ny fahafahany. Amin'ny taona 2024, mikasa ny hampiasa vola amin'ny tetikasa hanatsarana ny famokarana wafer silikônina 300 mm ho an'ny circuit integrated ny NSIG, miaraka amin'ny fampiasam-bola tombanana ho ¥13.2 miliara.
Miovaova avy amin'ny savaivony 6 santimetatra ka hatramin'ny 12 santimetatra ny silikônina kristaly tokana madiodio avo lenta ho akora fototra amin'ny fanamboarana "chips", izay akora fototra ampiasaina amin'ny fanamboarana "chips" izay manana savaivony 6 santimetatra ka hatramin'ny 12 santimetatra. Ireo orinasa lehibe iraisam-pirenena amin'ny fanamboarana "chips" toy ny TSMC sy GlobalFoundries dia manao "chips" avy amin'ny "wafers" silikônina 12 santimetatra ho tsena mahazatra, raha toa kosa ka mihena tsikelikely ny "wafers" 8 santimetatra. Mbola mampiasa "wafers" 6 santimetatra ny SMIC, izay mpitarika eo an-toerana. Amin'izao fotoana izao, ny SUMCO any Japon ihany no afaka mamokatra "wafer substrates" 12 santimetatra madiodio avo lenta.
3. Gallium Arsenide
Akora semiconductor manan-danja ny wafers Gallium arsenide (GaAs), ary ny habeny dia masontsivana tena ilaina amin'ny dingana fanomanana.
Amin'izao fotoana izao, ny wafer GaAs dia mazàna vokarina amin'ny habe 2 santimetatra, 3 santimetatra, 4 santimetatra, 6 santimetatra, 8 santimetatra, ary 12 santimetatra. Amin'ireo, ny wafer 6 santimetatra no iray amin'ireo famaritana ampiasaina betsaka indrindra.
Ny savaivony ambony indrindra amin'ny kristaly tokana ambolena amin'ny fomba Horizontal Bridgman (HB) dia amin'ny ankapobeny 3 santimetatra, raha toa kosa ny fomba Liquid-Encapsulated Czochralski (LEC) dia afaka mamokatra kristaly tokana hatramin'ny 12 santimetatra ny savaivony. Na izany aza, ny fitomboan'ny LEC dia mitaky fandaniana fitaovana lafo vidy ary miteraka kristaly tsy mitovy endrika sy hakitroky ny fihetsehana avo lenta. Ny fomba Vertical Gradient Freeze (VGF) sy Vertical Bridgman (VB) amin'izao fotoana izao dia afaka mamokatra kristaly tokana hatramin'ny 8 santimetatra ny savaivony, miaraka amin'ny rafitra mitovy endrika sy hakitroky ny fihetsehana ambany kokoa.
Orinasa telo no tena mahay ny teknolojia famokarana "wafers" GaAs semi-insulating 4-inch sy 6-inch: ny Sumitomo Electric Industries any Japon, ny Freiberger Compound Materials any Alemaina, ary ny AXT any Etazonia. Tamin'ny taona 2015, efa nihoatra ny 90%-n'ny tsena ny "substrates" 6-inch.
Tamin'ny taona 2019, ny Freiberger, Sumitomo, ary Beijing Tongmei no nifehy ny tsena maneran-tany ho an'ny substrate GaAs, izay nahazo 28%, 21%, ary 13%. Araka ny vinavinan'ny orinasa mpanolo-tsaina Yole, ny varotra maneran-tany ho an'ny substrate GaAs (novaina ho mitovy habe 2-inch) dia nahatratra 20 tapitrisa teo ho eo tamin'ny taona 2019 ary vinavinaina hihoatra ny 35 tapitrisa amin'ny taona 2025. Ny tsena maneran-tany ho an'ny substrate GaAs dia mitentina manodidina ny $200 tapitrisa tamin'ny taona 2019 ary antenaina hahatratra $348 tapitrisa amin'ny taona 2025, miaraka amin'ny tahan'ny fitomboana isan-taona (CAGR) 9.67% manomboka amin'ny taona 2019 ka hatramin'ny 2025.
4. Kristaly tokana misy karbida silikônina
Amin'izao fotoana izao, afaka manohana tanteraka ny fitomboan'ny kristaly tokana silikônina karbida (SiC) mirefy 2 santimetatra sy 3 santimetatra ny tsena. Orinasa maro no nitatitra ny fahombiazan'ny fitomboan'ny kristaly tokana SiC karazana 4H mirefy 4 santimetatra, izay manamarika ny fahombiazan'i Shina amin'ny teknolojia fitomboan'ny kristaly SiC manerantany. Na izany aza, mbola misy banga lehibe alohan'ny fivarotana azy.
Amin'ny ankapobeny, ny ingota SiC ambolena amin'ny fomba ranoka dia somary kely, miaraka amin'ny hateviny hatramin'ny santimetatra. Izany koa no antony iray mahatonga ny vidin'ny wafer SiC ho lafo.
Manam-pahaizana manokana amin'ny fikarohana sy fampandrosoana (R&D) ary ny fanodinana manokana ny akora fototra semiconductor ny XKH, anisan'izany ny safira, silikôna karbida (SiC), wafer silikôna, ary seramika, izay mandrakotra ny rojo famatsiana manontolo manomboka amin'ny fitomboan'ny kristaly ka hatramin'ny fanodinana mazava tsara. Mampiasa ny fahaiza-manao indostrialy mitambatra izahay, manome wafer safira avo lenta, substrates silikôna karbida, ary wafer silikôna madio avo lenta, tohanan'ny vahaolana namboarina manokana toy ny fanapahana manokana, ny fanosorana ambonin'ny tany, ary ny fanamboarana jeometrika sarotra mba hamenoana ny filàna ara-tontolo iainana tafahoatra amin'ny rafitra laser, fanamboarana semiconductor, ary fampiharana angovo azo havaozina.
Mifanaraka amin'ny fenitra kalitao, ny vokatray dia manana fahamarinan-toerana hatramin'ny mikrônôna, fahamarinan-toerana ara-hafanana >1500°C, ary fanoherana harafesina ambony, izay miantoka ny fahatokisana amin'ny toe-javatra sarotra ampiasaina. Fanampin'izany, dia manome substrates quartz, fitaovana metaly/tsy metaly, ary singa hafa semiconductor izahay, izay ahafahana miova tsy misy olana avy amin'ny prototyping mankany amin'ny famokarana faobe ho an'ny mpanjifa amin'ny indostria rehetra.
Fotoana fandefasana: 29 Aogositra 2025