Yarimo'tkazgichlar axborot asrining poydevori bo'lib xizmat qiladi, har bir moddiy iteratsiya inson texnologiyasining chegaralarini qayta belgilaydi. Birinchi avlod kremniy asosidagi yarimo'tkazgichlardan tortib to bugungi to'rtinchi avlod ultra keng tarmoqli materiallarigacha bo'lgan har bir evolyutsion sakrash aloqa, energiya va hisoblash sohasidagi transformatsion yutuqlarga turtki bo'ldi. Mavjud yarimo'tkazgich materiallarining xususiyatlarini va avlodlarga o'tish mantiqini tahlil qilish orqali biz ushbu raqobat maydonida Xitoyning strategik yo'llarini o'rganayotganda beshinchi avlod yarimo'tkazgichlarining potentsial yo'nalishlarini taxmin qilishimiz mumkin.
I. To'rtta yarimo'tkazgich avlodlarining xususiyatlari va evolyutsion mantiqi
Birinchi avlod yarimo'tkazgichlar: kremniy-germaniy poydevori davri
Xususiyatlari: Kremniy (Si) va germaniy (Ge) kabi elementar yarimo'tkazgichlar tejamkorlik va etuk ishlab chiqarish jarayonlarini taklif qiladi, ammo tor tarmoqli bo'shliqlari (Si: 1,12 eV; Ge: 0,67 eV), kuchlanish bardoshliligi va yuqori chastotali ishlashni cheklaydi.
Ilovalar: Integratsiyalashgan sxemalar, quyosh batareyalari, past kuchlanishli / past chastotali qurilmalar.
O'tish drayveri: Optoelektronikada yuqori chastotali/yuqori haroratli ishlashga talabning ortib borishi kremniyning imkoniyatlaridan oshib ketdi.
Ikkinchi avlod yarimo'tkazgichlar: III-V birikma inqilobi
Xususiyatlari: Galliy arsenid (GaAs) va indiy fosfidi (InP) kabi III-V birikmalari kengroq diapazonga (GaAs: 1,42 eV) va RF va fotonik ilovalar uchun yuqori elektron harakatchanligiga ega.
Ilovalar: 5G RF qurilmalari, lazerli diodlar, sun'iy yo'ldosh aloqalari.
Qiyinchiliklar: Materiallar tanqisligi (indiy ko'pligi: 0,001%), zaharli elementlar (arsenik) va yuqori ishlab chiqarish xarajatlari.
O'tish drayveri: Energiya / quvvat dasturlari yuqori buzilish kuchlanishiga ega materiallarni talab qiladi.
Uchinchi avlod yarimo'tkazgichlari: keng tarmoqli energiya inqilobi
Xususiyatlari: Silikon karbid (SiC) va galiy nitridi (GaN) yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va yuqori chastotali xususiyatlarga ega >3eV (SiC:3,2eV; GaN:3,4eV) o'tkazuvchanlik oralig'ini beradi.
Ilovalar: EV quvvat o'tkazgichlari, PV invertorlari, 5G infratuzilmasi.
Afzalliklari: 50%+ energiya tejash va kremniyga nisbatan 70% hajmni kamaytirish.
O'tish drayveri: AI/kvant hisoblashlari ekstremal ishlash ko'rsatkichlariga ega materiallarni talab qiladi.
To'rtinchi avlod yarimo'tkazgichlari: ultra keng tarmoqli chegarasi
Xususiyatlari: Galiy oksidi (Ga₂O₃) va olmos (C) 4,8eV gacha bo'lgan tarmoqli bo'shliqlariga erishadi, bu esa o'ta past qarshilikni kV-sinf kuchlanish bardoshlik bilan birlashtiradi.
Ilovalar: Ultra yuqori voltli IC, chuqur UV detektorlari, kvant aloqasi.
Yutuqlar: Ga₂O₃ qurilmalari >8kV ga bardosh beradi, SiC samaradorligini uch baravar oshiradi.
Evolyutsion mantiq: jismoniy chegaralarni engib o'tish uchun kvant miqyosidagi ishlash sakrashlari kerak.
I. Beshinchi avlod yarimoʻtkazgichlar tendentsiyalari: kvant materiallari va 2D arxitekturasi
Potentsial rivojlanish vektorlariga quyidagilar kiradi:
1. Topologik izolyatorlar: Ommaviy izolyatsiya bilan sirt o'tkazuvchanligi nol yo'qotishli elektronikani ta'minlaydi.
2. 2D Materiallar: Grafen/MoS₂ THz chastotali javob va moslashuvchan elektronika mosligini taklif qiladi.
3. Kvant nuqtalari va fotonik kristallar: Bandgap muhandisligi optoelektronik-issiqlik integratsiyasini ta'minlaydi.
4. Bio-yarim o'tkazgichlar: DNK/oqsil asosidagi o'z-o'zini yig'uvchi materiallar biologiya va elektronikani bog'laydi.
5. Asosiy drayverlar: AI, miya-kompyuter interfeyslari va xona haroratidagi o'ta o'tkazuvchanlik talablari.
II. Xitoyning yarimo'tkazgich imkoniyatlari: izdoshdan etakchigacha
1. Texnologiyaning yutuqlari
• 3-avlod: 8 dyuymli SiC substratlarini ommaviy ishlab chiqarish; BYD avtomobillarida avtomobil darajasidagi SiC MOSFETlar
• 4-avlod: XUPT va CETC46 tomonidan 8 dyuymli Ga₂O₃ epitaksidagi yutuqlar
2. Siyosatni qo'llab-quvvatlash
• 14-Besh yillik rejada 3-gen yarimo'tkazgichlarga ustunlik beriladi
• Viloyatda yuz milliard yuanlik sanoat fondlari tashkil etildi
• 6-8 dyuymli GaN qurilmalari va Ga₂O₃ tranzistorlar 2024-yilda eng yaxshi 10 ta texnologik yutuqlar qatoriga kiritilgan.
III. Muammolar va strategik yechimlar
1. Texnik to'siqlar
• Kristal o'sishi: Katta diametrli bulalar uchun past rentabellik (masalan, Ga₂O₃ yorilishi)
• Ishonchlilik standartlari: yuqori quvvatli/yuqori chastotali qarish sinovlari uchun o‘rnatilgan protokollarning yo‘qligi
2. Ta'minot zanjiri bo'shliqlari
• Uskunalar: SiC kristall ishlab chiqaruvchilari uchun <20% mahalliy tarkib
• Qabul qilish: Import qilingan komponentlar uchun quyi oqim afzalligi
3. Strategik yo‘llar
• Sanoat va akademiya hamkorligi: “Uchinchi avlod yarimo‘tkazgichlar alyansi” asosida modellashtirilgan
• Niche Focus: Kvant aloqalari/yangi energiya bozorlariga ustuvor ahamiyat bering
• Iste'dodni rivojlantirish: "Chip Science & Engineering" akademik dasturlarini yo'lga qo'ying
Kremniydan Ga₂O₃gacha yarimo'tkazgichlar evolyutsiyasi insoniyatning jismoniy chegaralar ustidan qozongan g'alabasini tasvirlaydi. Xitoyning imkoniyati to'rtinchi avlod materiallarini o'zlashtirish va beshinchi avlod innovatsiyalarini yaratishda. Akademik Yang Deren ta'kidlaganidek: "Haqiqiy innovatsiyalar o'tmagan yo'llarni o'rnatishni talab qiladi". Siyosat, kapital va texnologiyaning sinergiyasi Xitoyning yarimo'tkazgich taqdirini belgilaydi.
XKH bir nechta texnologiya avlodlari bo'ylab ilg'or yarimo'tkazgich materiallariga ixtisoslashgan vertikal integratsiyalashgan yechimlar provayderi sifatida paydo bo'ldi. Kristal o'sishi, aniq ishlov berish va funktsional qoplama texnologiyalarini qamrab olgan asosiy vakolatlarga ega XKH energiya elektronikasi, RF aloqasi va optoelektronik tizimlardagi ilg'or ilovalar uchun yuqori samarali substratlar va epitaksial gofretlarni taqdim etadi. Bizning ishlab chiqarish ekotizimimiz 4-8 dyuymli kremniy karbid va galliy nitridi gofretlarini ishlab chiqarish bo'yicha xususiy jarayonlarni o'z ichiga oladi, shu bilan birga galyum oksidi va olmosli yarim o'tkazgichlar kabi rivojlanayotgan ultra keng diapazonli materiallarda faol ilmiy-tadqiqot dasturlarini davom ettiradi. XKH yetakchi ilmiy-tadqiqot institutlari va asbob-uskunalar ishlab chiqaruvchilari bilan strategik hamkorlik orqali standartlashtirilgan mahsulotlarni yuqori hajmli ishlab chiqarishni va moslashtirilgan material yechimlarini ixtisoslashtirilgan ishlab chiqishni qo‘llab-quvvatlashga qodir moslashuvchan ishlab chiqarish platformasini ishlab chiqdi. XKHning texnik tajribasi energiya qurilmalari uchun gofret bir xilligini yaxshilash, RF ilovalarida issiqlik boshqaruvini yaxshilash va keyingi avlod fotonik qurilmalari uchun yangi heterostrukturalarni ishlab chiqish kabi muhim sanoat muammolarini hal qilishga qaratilgan. Ilg'or materialshunoslikni nozik muhandislik qobiliyatlari bilan birlashtirgan holda, XKH mijozlarga yuqori chastotali, yuqori quvvatli va ekstremal muhit ilovalarida ishlash cheklovlarini engib o'tishga imkon beradi va shu bilan birga mahalliy yarimo'tkazgich sanoatining ta'minot zanjiri mustaqilligiga o'tishini qo'llab-quvvatlaydi.
Quyida XKH ning 12 dyuymli safir gofreti va 12 dyuymli SiC substrati keltirilgan:
Xabar berish vaqti: 2025 yil 06-iyun