Fuwele moja ni adimu kimaumbile, na hata zinapotokea, kwa kawaida huwa ndogo sana—kawaida kwenye kipimo cha milimita (mm)—na ni vigumu kuzipata. Almasi zilizoripotiwa, zumaridi, agate, nk, kwa ujumla haziingii kwenye mzunguko wa soko, achilia mbali matumizi ya viwandani; nyingi huonyeshwa kwenye makumbusho kwa maonyesho. Hata hivyo, baadhi ya fuwele moja hushikilia thamani kubwa ya viwanda, kama vile silicon ya fuwele moja katika tasnia ya saketi jumuishi, yakuti samawi ambayo hutumiwa sana katika lenzi za macho, na silicon carbudi, ambayo inazidi kushika kasi katika halvledare za kizazi cha tatu. Uwezo wa kuzalisha kwa wingi fuwele hizi moja kiviwanda sio tu kwamba inawakilisha nguvu katika teknolojia ya viwanda na kisayansi lakini pia ni ishara ya utajiri. Mahitaji ya msingi kwa ajili ya uzalishaji wa kioo moja katika sekta hiyo ni ukubwa mkubwa, kwani hii ni muhimu kwa kupunguza gharama kwa ufanisi zaidi. Ifuatayo ni baadhi ya fuwele moja zinazopatikana kwenye soko:
1. Sapphire Single Crystal
Sapphire single crystal inarejelea α-Al₂O₃, ambayo ina mfumo wa fuwele wa hexagonal, ugumu wa Mohs wa 9, na sifa thabiti za kemikali. Haiwezi kuyeyuka katika vimiminika vya asidi au alkali, vinavyostahimili halijoto ya juu, na huonyesha upitishaji wa mwanga bora, uwekaji mafuta na insulation ya umeme.
Ikiwa ioni za Al katika fuwele zitabadilishwa na ioni za Ti na Fe, kioo hicho huonekana bluu na huitwa yakuti samawi. Ikiwa imebadilishwa na Cr ions, inaonekana nyekundu na inaitwa ruby. Hata hivyo, yakuti ya viwandani ni α-Al₂O₃ safi, isiyo rangi na uwazi, bila uchafu.
Sapphire ya viwandani kwa kawaida huchukua umbo la kaki, unene wa 400-700 μm na kipenyo cha inchi 4-8. Hizi hujulikana kama kaki na zimekatwa kutoka kwa ingo za fuwele. Inayoonyeshwa hapa chini ni ingot mpya inayovutwa kutoka kwenye tanuru moja ya fuwele, ambayo bado haijang'aa au kukatwa.
Mnamo mwaka wa 2018, Kampuni ya Kielektroniki ya Jinghui huko Mongolia ya Ndani ilifanikiwa kukuza fuwele kubwa zaidi duniani yenye uzito wa kilo 450 yenye saizi kubwa ya yakuti samawi. Fuwele kubwa zaidi ya yakuti ya awali ulimwenguni ilikuwa kioo cha kilo 350 kilichozalishwa nchini Urusi. Kama inavyoonekana kwenye picha, fuwele hii ina umbo la kawaida, ni wazi kabisa, haina nyufa na mipaka ya nafaka, na ina Bubbles chache.
2. Silicon Single-Crystal
Hivi sasa, silikoni ya kioo-moja inayotumika kwa chipsi za mzunguko jumuishi ina usafi wa 99.9999999% hadi 99.999999999% (9-11 nines), na ingot ya silicon ya kilo 420 lazima kudumisha muundo kamili kama almasi. Kwa asili, hata almasi moja ya carat (200 mg) ni nadra sana.
Uzalishaji wa kimataifa wa ingoti za silicon zenye fuwele moja unatawaliwa na makampuni makubwa matano: Shin-Etsu ya Japan (28.0%), SUMCO ya Japan (21.9%), GlobalWafers ya Taiwan (15.1%), SK Siltron ya Korea Kusini (11.6%), na Siltronic ya Ujerumani (11.3%). Hata mtengenezaji mkubwa wa kaki wa semiconductor nchini Uchina Bara, NSIG, anamiliki takriban 2.3% tu ya sehemu ya soko. Walakini, kama mgeni, uwezo wake haupaswi kupuuzwa. Mnamo 2024, NSIG inapanga kuwekeza katika mradi wa kuboresha uzalishaji wa kaki wa silicon wa mm 300 kwa saketi zilizojumuishwa, na makadirio ya jumla ya uwekezaji wa ¥13.2 bilioni.
Kama malighafi ya chipsi, ingo za silikoni zenye ubora wa hali ya juu zinabadilika kutoka kipenyo cha inchi 6 hadi inchi 12. Waanzilishi wakuu wa kimataifa wa chip, kama vile TSMC na GlobalFoundries, wanatengeneza chipsi kutoka kaki za silicon za inchi 12 kuwa soko kuu, huku kaki za inchi 8 zinaondolewa hatua kwa hatua. Kiongozi wa ndani SMIC bado anatumia kaki za inchi 6. Hivi sasa, ni kampuni ya SUMCO ya Japani pekee inayoweza kutoa kaki ndogo za inchi 12 za usafi wa hali ya juu.
3. Gallium Arsenide
Vipu vya Gallium arsenide (GaAs) ni nyenzo muhimu ya semiconductor, na ukubwa wao ni parameter muhimu katika mchakato wa maandalizi.
Hivi sasa, kaki za GaAs hutolewa kwa ukubwa wa inchi 2, inchi 3, inchi 4, inchi 6, inchi 8 na inchi 12. Kati ya hizi, kaki za inchi 6 ni mojawapo ya vipimo vinavyotumiwa sana.
Kipenyo cha juu zaidi cha fuwele moja inayokuzwa na mbinu ya Horizontal Bridgman (HB) kwa ujumla ni inchi 3, ilhali mbinu ya Liquid-Encapsulated Czochralski (LEC) inaweza kutoa fuwele moja hadi inchi 12 kwa kipenyo. Hata hivyo, ukuaji wa LEC unahitaji gharama kubwa za vifaa na hutoa fuwele zisizo na usawa na msongamano mkubwa wa kutenganisha. Mbinu za Vertical Gradient Freeze (VGF) na Vertical Bridgman (VB) kwa sasa zinaweza kutoa fuwele moja hadi inchi 8 kwa kipenyo, ikiwa na muundo unaofanana na msongamano mdogo wa kutenganisha.
Teknolojia ya utengenezaji wa vifurushi vya inchi 4 na inchi 6 vya kuhami nusu vya GaAs vinavyong'aa vinaboreshwa hasa na makampuni matatu: Sumitomo Electric Industries ya Japan, Freiberger Compound Materials ya Ujerumani, na AXT ya Marekani. Kufikia 2015, substrates za inchi 6 tayari zilichangia zaidi ya 90% ya sehemu ya soko.
Mnamo 2019, soko la kimataifa la GaAs lilitawaliwa na Freiberger, Sumitomo, na Beijing Tongmei, na hisa za soko za 28%, 21%, na 13%, mtawaliwa. Kulingana na makadirio ya kampuni ya ushauri ya Yole, mauzo ya kimataifa ya substrates za GaAs (zilizobadilishwa kuwa sawa na inchi 2) zilifikia takriban vipande milioni 20 mwaka wa 2019 na inakadiriwa kuzidi vipande milioni 35 ifikapo 2025. Soko la kimataifa la GaAs lilikadiriwa kuwa karibu dola milioni 200 mwaka wa 2019 na kiwango cha ukuaji kinatarajiwa kufikia $ 302 milioni kwa mwaka na 2019 kinatarajiwa kufikia $ 202 milioni. (CAGR) ya 9.67% kutoka 2019 hadi 2025.
4. Silicon Carbide Single Crystal
Hivi sasa, soko linaweza kusaidia kikamilifu ukuaji wa fuwele moja ya silicon carbudi (SiC) ya inchi 2 na kipenyo cha inchi 3. Makampuni mengi yameripoti ukuaji wenye mafanikio wa fuwele moja za 4-inch 4H-aina ya SiC, kuashiria mafanikio ya China ya viwango vya kimataifa katika teknolojia ya ukuaji wa fuwele ya SiC. Hata hivyo, bado kuna pengo kubwa kabla ya biashara.
Kwa ujumla, ingo za SiC zilizopandwa kwa njia za awamu ya kioevu ni ndogo, na unene katika ngazi ya sentimita. Hii pia ni sababu ya gharama kubwa ya kaki za SiC.
XKH inajishughulisha na R&D na usindikaji uliobinafsishwa wa nyenzo kuu za semiconductor, ikijumuisha yakuti, silicon carbide (SiC), kaki za silicon na kauri, zinazofunika mnyororo kamili wa thamani kutoka ukuaji wa fuwele hadi uchakataji kwa usahihi. Kwa kutumia uwezo uliojumuishwa wa kiviwanda, tunatoa kaki zenye utendakazi wa hali ya juu, vijikaratasi vya silicon carbide, na kaki za silicon zenye usafi wa hali ya juu, zinazoungwa mkono na masuluhisho maalum kama vile ukataji maalum, upakaji wa uso, na uundaji changamano wa jiometri, ili kukidhi mahitaji makubwa ya kimazingira katika mifumo ya leza, uundaji wa semiconductor, na matumizi ya nishati mbadala.
Kwa kuzingatia viwango vya ubora, bidhaa zetu huangazia usahihi wa kiwango cha micron, >1500°C uthabiti wa halijoto, na ukinzani wa hali ya juu wa kutu, kuhakikisha kutegemewa katika hali ngumu ya uendeshaji. Zaidi ya hayo, tunasambaza substrates za quartz, nyenzo za chuma/zisizo za metali, na vipengee vingine vya hadhi ya nusu kondukta, kuwezesha mabadiliko mepesi kutoka kwa protoksi hadi uzalishaji wa wingi kwa wateja katika sekta zote.
Muda wa kutuma: Aug-29-2025