Yarimo'tkazgichlar axborot asrining poydevori bo'lib xizmat qiladi, har bir material iteratsiyasi inson texnologiyasining chegaralarini qayta belgilaydi. Birinchi avlod kremniy asosidagi yarimo'tkazgichlardan tortib bugungi to'rtinchi avlod ultra keng tarmoqli oralig'i materiallarigacha, har bir evolyutsion sakrash aloqa, energetika va hisoblash sohalarida transformatsion yutuqlarga olib keldi. Mavjud yarimo'tkazgich materiallarining xususiyatlari va avlodlararo o'tish mantig'ini tahlil qilish orqali biz Xitoyning ushbu raqobatbardosh maydondagi strategik yo'llarini o'rganib, beshinchi avlod yarimo'tkazgichlari uchun potentsial yo'nalishlarni bashorat qilishimiz mumkin.
I. To'rtta yarimo'tkazgich avlodining xususiyatlari va evolyutsion mantig'i
Birinchi avlod yarimo'tkazgichlari: Kremniy-Germaniy asos davri
Xususiyatlari: Kremniy (Si) va germaniy (Ge) kabi elementar yarimo'tkazgichlar tejamkorlik va yetuk ishlab chiqarish jarayonlarini taklif qiladi, ammo tor diapazonlarga (Si: 1.12 eV; Ge: 0.67 eV) ega, bu esa kuchlanishga chidamlilik va yuqori chastotali ishlashni cheklaydi.
Qo'llanilishi: Integral mikrosxemalar, quyosh batareyalari, past kuchlanishli/past chastotali qurilmalar.
O'tish davri haydovchisi: Optoelektronikada yuqori chastotali/yuqori haroratli ishlashga bo'lgan talabning ortishi kremniyning imkoniyatlaridan oshib ketdi.
Ikkinchi avlod yarimo'tkazgichlari: III-V birikma inqilobi
Xususiyatlari: Gallium arsenid (GaAs) va indiy fosfid (InP) kabi III-V birikmalari kengroq tasma oralig'iga (GaAs: 1,42 eV) va RF va fotonik qo'llanmalar uchun yuqori elektron harakatchanligiga ega.
Qo'llanilishi: 5G RF qurilmalari, lazer diodlari, sun'iy yo'ldosh aloqasi.
Qiyinchiliklar: Materiallar tanqisligi (indiyning ko'pligi: 0,001%), zaharli elementlar (mishyak) va yuqori ishlab chiqarish xarajatlari.
O'tish drayveri: Energiya/quvvat dasturlari yuqori parchalanish kuchlanishiga ega materiallarni talab qildi.
Uchinchi avlod yarimo'tkazgichlari: Keng tarmoqli oraliq energiya inqilobi
Xususiyatlari: Kremniy karbidi (SiC) va galliy nitridi (GaN) >3eV (SiC:3.2eV; GaN:3.4eV) o'tkazuvchanlik tasmasini ta'minlaydi, bu esa yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va yuqori chastotali xususiyatlarga ega.
Qo'llanilishi: Elektromobillar uchun quvvat bloklari, fotovoltaik invertorlar, 5G infratuzilmasi.
Afzalliklari: kremniyga nisbatan 50% dan ortiq energiya tejash va 70% gacha o'lchamlarni kamaytirish.
O'tish drayveri: AI/kvant hisoblash juda yuqori ishlash ko'rsatkichlariga ega materiallarni talab qiladi.
To'rtinchi avlod yarimo'tkazgichlari: Ultra-Wide Bandwap Frontier
Xususiyatlari: Galliy oksidi (Ga₂O₃) va olmos (C) 4,8 eV gacha bo'lgan o'tkazuvchanlik diapazonlariga erishadi, bu esa juda past qarshilikni kV sinfidagi kuchlanish bardoshliligi bilan birlashtiradi.
Qo'llanilishi: Ultra yuqori kuchlanishli mikrosxemalar, chuqur ultrabinafsha detektorlari, kvant aloqasi.
Yutuqlar: Ga₂O₃ qurilmalari >8 kV kuchlanishga bardosh beradi, bu esa SiC samaradorligini uch baravar oshiradi.
Evolyutsion mantiq: Jismoniy cheklovlarni yengib o'tish uchun kvant miqyosidagi ishlash ko'rsatkichlarining sakrashi kerak.
I. Beshinchi avlod yarimo'tkazgichlar tendentsiyalari: Kvant materiallari va 2D arxitekturalar
Potentsial rivojlanish vektorlari quyidagilarni o'z ichiga oladi:
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 etadi.
3. Kvant nuqtalari va fotonik kristallar: Bandgap muhandisligi optoelektron-termal integratsiyani ta'minlaydi.
4. Bio-yarim o'tkazgichlar: DNK/oqsilga asoslangan o'z-o'zini yig'uvchi materiallar biologiya va elektronikani birlashtiradi.
5. Asosiy omillar: AI, miya-kompyuter interfeyslari va xona haroratidagi o'ta o'tkazuvchanlik talablari.
II. Xitoyning yarimo'tkazgichlar sohasidagi imkoniyatlari: izdoshdan yetakchiga
1. Texnologik yutuqlar
• 3-avlod: BYD avtomobillarida 8 dyuymli SiC substratlarini ommaviy ishlab chiqarish; avtomobil darajasidagi SiC MOSFETlar
• 4-avlod: XUPT va CETC46 tomonidan ishlab chiqilgan 8 dyuymli Ga₂O₃ epitaksiyasi bo'yicha yutuqlar
2. Siyosatni qo'llab-quvvatlash
• 14-besh yillik reja uchinchi avlod yarimo'tkazgichlariga ustuvor ahamiyat beradi
• Yuz milliard yuanlik viloyat sanoat jamg'armalari tashkil etildi
• 2024-yilda eng yaxshi 10 ta texnologik yutuqlar qatoriga kiritilgan 6-8 dyuymli GaN qurilmalari va Ga₂O₃ tranzistorlari muhim bosqichlar
III. Muammolar va strategik yechimlar
1. Texnik to'siqlar
• Kristall o'sishi: Katta diametrli bullar uchun past hosil (masalan, Ga₂O₃ yorilishi)
• Ishonchlilik standartlari: Yuqori quvvatli/yuqori chastotali qarish sinovlari uchun belgilangan protokollarning yo'qligi
2. Ta'minot zanjiridagi bo'shliqlar
• Uskunalar: SiC kristall yetishtiruvchilar uchun <20% mahalliy tarkib
• Qabul qilish: Import qilingan komponentlar uchun quyi oqim afzalligi
3. Strategik yo'llar
• Sanoat-akademik hamkorlik: “Uchinchi avlod yarimoʻtkazgichlar ittifoqi” asosida modellashtirilgan
• Tarmoqqa yo'naltirilganlik: Kvant kommunikatsiyalari/yangi energiya bozorlariga ustuvor ahamiyat berish
• Iste'dodlarni rivojlantirish: “Chip fanlari va muhandisligi” akademik dasturlarini yaratish
Kremniydan Ga₂O₃gacha, yarimo'tkazgichlar evolyutsiyasi insoniyatning jismoniy cheklovlar ustidan qozongan g'alabasini tasvirlaydi. Xitoyning imkoniyati to'rtinchi avlod materiallarini o'zlashtirishda va beshinchi avlod innovatsiyalarida kashshoflik qilishdadir. Akademik Yang Deren ta'kidlaganidek: "Haqiqiy innovatsiya bosib o'tilmagan yo'llarni qurishni talab qiladi." Siyosat, kapital va texnologiyalarning sinergiyasi Xitoyning yarimo'tkazgichlar taqdirini belgilaydi.
XKH bir nechta texnologiya avlodlari bo'ylab ilg'or yarimo'tkazgich materiallariga ixtisoslashgan vertikal integratsiyalashgan yechimlar yetkazib beruvchisi sifatida paydo bo'ldi. Kristall o'sishi, aniq ishlov berish va funktsional qoplama texnologiyalarini qamrab oluvchi asosiy vakolatlarga ega bo'lgan XKH, elektr elektronikasi, RF aloqasi va optoelektronik tizimlarda ilg'or qo'llanmalar uchun yuqori samarali substratlar va epitaksial plastinkalarni yetkazib beradi. Bizning ishlab chiqarish ekotizimimiz galliy oksidi va olmos yarimo'tkazgichlari kabi yangi paydo bo'layotgan ultra keng tarmoqli oralig'idagi materiallarda faol ilmiy-tadqiqot va ishlanmalar dasturlarini saqlab qolish bilan birga, sanoatda yetakchi nuqsonlarni nazorat qilish bilan 4-8 dyuymli kremniy karbid va galliy nitrid plastinkalarini ishlab chiqarish uchun patentlangan jarayonlarni o'z ichiga oladi. Yetakchi tadqiqot institutlari va uskunalar ishlab chiqaruvchilari bilan strategik hamkorlik orqali XKH standartlashtirilgan mahsulotlarni yuqori hajmli ishlab chiqarishni ham, moslashtirilgan material yechimlarini ixtisoslashtirilgan ishlab chiqishni ham qo'llab-quvvatlashga qodir moslashuvchan ishlab chiqarish platformasini ishlab chiqdi. XKHning texnik tajribasi elektr qurilmalari uchun plastinka bir xilligini yaxshilash, RF ilovalarida issiqlik boshqaruvini kuchaytirish va keyingi avlod fotonik qurilmalari uchun yangi heterostrukturalarni ishlab chiqish kabi muhim sanoat muammolarini hal qilishga qaratilgan. Ilg'or materialshunoslikni aniq muhandislik imkoniyatlari bilan birlashtirib, XKH mijozlarga yuqori chastotali, yuqori quvvatli va ekstremal muhitdagi dasturlarda ishlash cheklovlarini yengib o'tish imkonini beradi, shu bilan birga mahalliy yarimo'tkazgichlar sanoatining ta'minot zanjiri mustaqilligini oshirishga o'tishini qo'llab-quvvatlaydi.
Quyidagilar XKH ning 12 dyuymli sapfir plastinkasi va 12 dyuymli SiC substrati:
Joylashtirilgan vaqt: 2025-yil 6-iyun