Unuopaj kristaloj estas maloftaj en la naturo, kaj eĉ kiam ili okazas, ili kutime estas tre malgrandaj - tipe je milimetra (mm) skalo - kaj malfacile akireblaj. Raportitaj diamantoj, smeraldoj, agatoj, ktp., ĝenerale ne eniras merkatan cirkuladon, des malpli industriajn aplikojn; la plej multaj estas montrataj en muzeoj por ekspozicioj. Tamen, iuj unuopaj kristaloj havas signifan industrian valoron, kiel ekzemple unu-kristala silicio en la integra cirkvita industrio, safiro ofte uzata en optikaj lensoj, kaj siliciokarbido, kiu akiras impeton en triageneraciaj duonkonduktaĵoj. La kapablo amasprodukti ĉi tiujn unuopajn kristalojn industrie ne nur reprezentas forton en industria kaj scienca teknologio, sed ankaŭ estas simbolo de riĉeco. La ĉefa postulo por unu-kristala produktado en la industrio estas granda grandeco, ĉar tio estas ŝlosila por pli efike redukti kostojn. Jen kelkaj ofte troveblaj unuopaj kristaloj sur la merkato:
1. Safira Unuopa Kristalo
Safira unuopa kristalo rilatas al α-Al₂O₃, kiu havas seslateran kristalan sistemon, Mohs-malmolecon de 9, kaj stabilajn kemiajn ecojn. Ĝi estas nesolvebla en acidaj aŭ alkalaj korodaj likvaĵoj, rezistema al altaj temperaturoj, kaj montras bonegan lumtransdonon, varmokonduktecon kaj elektran izoladon.
Se Al-jonoj en la kristalo estas anstataŭigitaj per Ti- kaj Fe-jonoj, la kristalo aspektas blua kaj nomiĝas safiro. Se anstataŭigita per Cr-jonoj, ĝi aspektas ruĝa kaj nomiĝas rubeno. Tamen, industria safiro estas pura α-Al₂O₃, senkolora kaj travidebla, sen malpuraĵoj.
Industria safiro tipe havas la formon de obletoj, 400–700 μm dikaj kaj 4–8 coloj en diametro. Ĉi tiuj estas konataj kiel obletoj kaj estas tranĉitaj el kristalaj orbrikoj. Sube estas montrita ĵus tirita orbriko el unu-kristala forno, ankoraŭ ne polurita aŭ tranĉita.
En 2018, la elektronika kompanio Jinghui en Interna Mongolio sukcese kreskigis la plej grandan 450-kg-an ultra-grandan safirkristalon en la mondo. La antaŭa plej granda safirkristalo tutmonde estis 350-kg-a kristalo produktita en Rusio. Kiel videblas en la bildo, ĉi tiu kristalo havas regulan formon, estas tute travidebla, sen fendetoj kaj grenlimoj, kaj havas malmultajn vezikojn.
2. Unukristala Silicio
Nuntempe, unu-kristala silicio uzata por integracirkvitaj blatoj havas purecon de 99,9999999% ĝis 99,999999999% (9–11 naŭoj), kaj 420 kg silicia orbriko devas konservi diamant-similan perfektan strukturon. En la naturo, eĉ unu-karata (200 mg) diamanto estas relative malofta.
Tutmondan produktadon de unu-kristalaj siliciaj orbrikoj regas kvin gravaj kompanioj: la japana Shin-Etsu (28.0%), la japana SUMCO (21.9%), la tajvana GlobalWafers (15.1%), la sudkorea SK Siltron (11.6%), kaj la germana Siltronic (11.3%). Eĉ la plej granda fabrikanto de duonkonduktaĵaj siliciaj silabplatoj en kontinenta Ĉinio, NSIG, tenas nur ĉirkaŭ 2.3% de la merkatparto. Tamen, kiel novulo, ĝia potencialo ne estu subtaksata. En 2024, NSIG planas investi en projekton por ĝisdatigi la produktadon de 300 mm siliciaj silabplatoj por integraj cirkvitoj, kun ĉirkaŭkalkulata totala investo de 13.2 miliardoj da enoj.
Kiel krudmaterialo por ĉipoj, altpurecaj unu-kristalaj siliciaj orbrikoj evoluas de 6-colaj ĝis 12-colaj diametroj. Gvidaj internaciaj ĉipfandejoj, kiel TSMC kaj GlobalFoundries, faras ĉipojn el 12-colaj siliciaj obletoj la ĉefa merkato, dum 8-colaj obletoj iom post iom estas forigitaj. La enlanda gvidanto SMIC ankoraŭ ĉefe uzas 6-colajn obletojn. Nuntempe, nur la japana SUMCO povas produkti altpurecajn 12-colajn obletajn substratojn.
3. Galiuma Arsenido
Plakoj el galiumo-arsenido (GaAs) estas grava duonkondukta materialo, kaj ilia grandeco estas kritika parametro en la preparprocezo.
Nuntempe, GaAs-platetoj estas tipe produktitaj en grandecoj de 2 coloj, 3 coloj, 4 coloj, 6 coloj, 8 coloj kaj 12 coloj. Inter ĉi tiuj, 6-colaj plattetoj estas unu el la plej vaste uzataj specifoj.
La maksimuma diametro de unuopaj kristaloj kreskigitaj per la Horizontala Bridgman (HB) metodo estas ĝenerale 3 coloj, dum la Likvaĵ-Enkapsuligita Czochralski (LEC) metodo povas produkti unuopajn kristalojn ĝis 12 colojn en diametro. Tamen, LEC-kreskigo postulas altajn ekipaĵkostojn kaj produktas kristalojn kun ne-homogeneco kaj alta disloka denseco. La Vertikala Gradienta Frostigo (VGF) kaj Vertikala Bridgman (VB) metodoj nuntempe povas produkti unuopajn kristalojn ĝis 8 colojn en diametro, kun relative uniforma strukturo kaj pli malalta disloka denseco.
Produktadoteknologion por 4-colaj kaj 6-colaj duonizolaj poluritaj GaAs-oblatoj majstras ĉefe tri kompanioj: la japana Sumitomo Electric Industries, la germana Freiberger Compound Materials, kaj la usona AXT. Antaŭ 2015, 6-colaj substratoj jam konsistigis pli ol 90% de la merkatparto.
En 2019, la tutmonda merkato por GaAs-substratoj estis dominita de Freiberger, Sumitomo, kaj Beijing Tongmei, kun merkatpartoj de 28%, 21%, kaj 13%, respektive. Laŭ taksoj de la konsulta firmao Yole, tutmondaj vendoj de GaAs-substratoj (konvertitaj al 2-colaj ekvivalentoj) atingis proksimume 20 milionojn da pecoj en 2019 kaj estas projekciitaj superi 35 milionojn da pecoj antaŭ 2025. La tutmonda merkato por GaAs-substratoj estis taksita je ĉirkaŭ 200 milionoj da dolaroj en 2019 kaj estas atendate atingi 348 milionojn da dolaroj antaŭ 2025, kun jara kreskorapideco (CAGR) de 9.67% de 2019 ĝis 2025.
4. Silicia Karbido Unuopa Kristalo
Nuntempe, la merkato povas plene subteni la kreskon de 2-colaj kaj 3-colaj diametroj de silicia karbido (SiC) unuopaj kristaloj. Multaj kompanioj raportis sukcesan kreskon de 4-colaj 4H-tipaj SiC unuopaj kristaloj, markante la atingon de Ĉinio de mondnivelaj niveloj en SiC-kristala kreskoteknologio. Tamen, ankoraŭ ekzistas signifa breĉo antaŭ komercigo.
Ĝenerale, SiC-orbrikoj kreskigitaj per likvafazaj metodoj estas relative malgrandaj, kun dikecoj je centimetra nivelo. Tio ankaŭ estas kialo por la alta kosto de SiC-platetoj.
XKH specialiĝas pri esplorado kaj disvolvado kaj adaptita prilaborado de kernaj duonkonduktaĵaj materialoj, inkluzive de safiro, siliciokarbido (SiC), siliciaj obletoj kaj ceramikaĵoj, kovrante la plenan valorĉenon de kristala kresko ĝis preciza maŝinado. Utiligante integrajn industriajn kapablojn, ni provizas alt-efikecajn safirajn obletojn, siliciokarbidajn substratojn kaj ultra-alt-purecajn siliciajn obletojn, subtenatajn de adaptitaj solvoj kiel adaptita tranĉado, surfaca tegaĵo kaj kompleksa geometria fabrikado por kontentigi ekstremajn mediajn postulojn en lasersistemoj, duonkonduktaĵa fabrikado kaj renovigeblaj energiaj aplikoj.
Konformante al kvalitnormoj, niaj produktoj havas mikron-nivelan precizecon, termikan stabilecon je pli ol 1500°C, kaj superan korodreziston, certigante fidindecon en severaj funkciaj kondiĉoj. Krome, ni provizas kvarcajn substratojn, metalajn/nemetalajn materialojn, kaj aliajn duonkonduktaĵ-kvalitajn komponantojn, ebligante senjuntajn transirojn de prototipado al amasproduktado por klientoj tra diversaj industrioj.
Afiŝtempo: 29-a de aŭgusto 2025