Ienkelkristallen binne seldsum fan aard, en sels as se foarkomme, binne se meastentiids tige lyts - typysk op 'e millimeter (mm) skaal - en lestich te krijen. Rapportearre diamanten, smaragden, agaten, ensfh., komme oer it algemien net yn 'e merk, lit stean yndustriële tapassingen; de measten wurde werjûn yn musea foar tentoanstelling. Guon ienkelkristallen hawwe lykwols wichtige yndustriële wearde, lykas ienkelkristalsilisium yn 'e yntegreare circuityndustry, saffier dat gewoanlik brûkt wurdt yn optyske lenzen, en silisiumkarbid, dat momentum wint yn tredde generaasje healgeleiders. De mooglikheid om dizze ienkelkristallen yndustrieel massa te produsearjen fertsjintwurdiget net allinich krêft yn yndustriële en wittenskiplike technology, mar is ek in symboal fan rykdom. De primêre eask foar ienkelkristalproduksje yn 'e yndustry is grutte grutte, om't dit de kaai is om kosten effektiver te ferminderjen. Hjirûnder binne wat faak foarkommende ienkelkristallen op 'e merk:
1. Saffier Ienkristal
Saffier ienkristal ferwiist nei α-Al₂O₃, dat in hexagonaal kristalsysteem hat, in Mohs-hurdens fan 9, en stabile gemyske eigenskippen. It is ûnoplosber yn soere of alkaline korrosive floeistoffen, is resistint tsjin hege temperatueren, en hat poerbêste ljochttransmisje, termyske geliedingsfermogen en elektryske isolaasje.
As Al-ionen yn it kristal ferfongen wurde troch Ti- en Fe-ionen, ferskynt it kristal blau en wurdt it saffier neamd. As it ferfongen wurdt troch Cr-ionen, ferskynt it read en wurdt it robijn neamd. Yndustriële saffier is lykwols suvere α-Al₂O₃, kleurleas en transparant, sûnder ûnreinheden.
Yndustriële saffier hat typysk de foarm fan wafers, 400-700 μm dik en 4-8 inch yn diameter. Dizze binne bekend as wafers en wurde snien út kristalbaren. Hjirûnder is in nij lutsen ingot út in ienkristaloven te sjen, noch net gepolijst of snien.
Yn 2018 hat Jinghui Electronic Company yn Binnen-Mongoalje mei súkses it grutste ultra-grutte saffierkristal fan 'e wrâld fan 450 kg kweken. It foarige grutste saffierkristal wrâldwiid wie in kristal fan 350 kg produsearre yn Ruslân. Lykas te sjen is op 'e ôfbylding, hat dit kristal in regelmjittige foarm, is folslein transparant, frij fan skuorren en nôtgrinzen, en hat it in pear bubbels.
2. Ienkristal silisium
Op it stuit hat ienkristal silisium dat brûkt wurdt foar yntegreare circuitchips in suverens fan 99.9999999% oant 99.999999999% (9–11 njoggens), en in silisiumstaaf fan 420 kg moat in diamanteftige perfekte struktuer behâlde. Yn 'e natuer is sels in diamant fan ien karaat (200 mg) relatyf seldsum.
De wrâldwide produksje fan ienkristal silisiumbaren wurdt dominearre troch fiif grutte bedriuwen: it Japanske Shin-Etsu (28,0%), it Japanske SUMCO (21,9%), it Taiwaneeske GlobalWafers (15,1%), it Súd-Koreaanske SK Siltron (11,6%) en it Dútske Siltronic (11,3%). Sels de grutste fabrikant fan healgeleiderwafers op it fêstelân fan Sina, NSIG, hat mar sawat 2,3% fan it merkoandiel. Dochs moat it potinsjeel as nijkommer net ûnderskat wurde. Yn 2024 is NSIG fan plan om te ynvestearjen yn in projekt om de produksje fan 300 mm silisiumwafers foar yntegreare circuits te upgrade, mei in rûsde totale ynvestearring fan ¥ 13,2 miljard.
As rau materiaal foar chips ûntwikkelje hege-suverens single-crystal silisium ingots fan 6-inch nei 12-inch diameters. Liedende ynternasjonale chipgieterijen, lykas TSMC en GlobalFoundries, meitsje chips fan 12-inch silisiumwafers de merk mainstream, wylst 8-inch wafers stadichoan útfasearre wurde. Binnenlânske lieder SMIC brûkt noch benammen 6-inch wafers. Op it stuit kin allinich it Japanske SUMCO hege-suverens 12-inch wafersubstraten produsearje.
3. Galliumarsenide
Galliumarsenide (GaAs) wafers binne in wichtich healgeleidermateriaal, en har grutte is in krityske parameter yn it tariedingsproses.
Op it stuit wurde GaAs-wafers typysk produsearre yn maten fan 2 inch, 3 inch, 4 inch, 6 inch, 8 inch en 12 inch. Under dizze binne 6-inch wafers ien fan 'e meast brûkte spesifikaasjes.
De maksimale diameter fan ienkele kristallen dy't groeid binne mei de Horizontale Bridgman (HB)-metoade is oer it algemien 3 inch, wylst de Liquid-Encapsulated Czochralski (LEC)-metoade ienkele kristallen oant 12 inch yn diameter produsearje kin. LEC-groei fereasket lykwols hege apparatuerkosten en levert kristallen op mei net-uniformiteit en hege dislokaasjetichtens. De Vertical Gradient Freeze (VGF)- en Vertical Bridgman (VB)-metoaden kinne op it stuit ienkele kristallen oant 8 inch yn diameter produsearje, mei in relatyf unifoarme struktuer en legere dislokaasjetichtens.
De produksjetechnology foar 4-inch en 6-inch heal-isolearjende GaAs-gepoleerde wafers wurdt benammen behearske troch trije bedriuwen: it Japanske Sumitomo Electric Industries, it Dútske Freiberger Compound Materials en it Amerikaanske AXT. Tsjin 2015 wiene 6-inch substraten al goed foar mear as 90% fan it merkoandiel.
Yn 2019 waard de wrâldwide GaAs-substratmerk dominearre troch Freiberger, Sumitomo, en Beijing Tongmei, mei merkoandielen fan respektivelik 28%, 21% en 13%. Neffens skattings fan it advysburo Yole berikte de wrâldwide ferkeap fan GaAs-substraten (omrekkene nei 2-inch-ekwivalinten) sawat 20 miljoen stikken yn 2019 en wurdt ferwachte dat se yn 2025 mear as 35 miljoen stikken sille berikke. De wrâldwide GaAs-substratmerk waard yn 2019 wurdearre op sawat $200 miljoen en wurdt ferwachte dat se yn 2025 $348 miljoen sil berikke, mei in gearstalde jierlikse groeisnelheid (CAGR) fan 9,67% fan 2019 oant 2025.
4. Silisiumkarbide ienkristal
Op it stuit kin de merk de groei fan silisiumkarbide (SiC) ienkristallen mei in diameter fan 2 inch en 3 inch folslein stypje. In protte bedriuwen hawwe rapportearre dat 4 inch 4H-type SiC ienkristallen suksesfol groeie, wat oanjout dat Sina wrâldklasse berikt hat yn SiC-kristalgroeitechnology. Der is lykwols noch in flinke gat foar kommersjalisaasje.
Yn 't algemien binne SiC-barren dy't groeid binne mei floeibere fazemetoaden relatyf lyts, mei dikten op it sintimeternivo. Dit is ek in reden foar de hege kosten fan SiC-wafers.
XKH is spesjalisearre yn R&D en oanpaste ferwurking fan kearn-healgeliedermaterialen, ynklusyf saffier, silisiumkarbid (SiC), silisiumwafers en keramyk, en beslacht de folsleine weardeketen fan kristalgroei oant presyzjebewerking. Troch gebrûk te meitsjen fan yntegreare yndustriële mooglikheden, leverje wy hege prestaasjes saffierwafers, silisiumkarbidsubstraten en ultra-heechsuvere silisiumwafers, stipe troch maatwurkoplossingen lykas oanpast snijden, oerflakcoating en komplekse geometryfabrikaazje om te foldwaan oan ekstreme miljeu-easken yn lasersystemen, healgeliederfabrikaasje en duorsume enerzjytapassingen.
Us produkten foldogge oan kwaliteitsnormen en hawwe in presyzje op mikronnivo, termyske stabiliteit fan >1500 °C en superieure korrosjebestriding, wat betrouberens ûnder rûge wurkomstannichheden garandearret. Derneist leverje wy kwartssubstraten, metalen/net-metalen materialen en oare komponinten fan healgeleiderkwaliteit, wêrtroch naadleaze oergongen fan prototyping nei massaproduksje mooglik binne foar kliïnten yn ferskate yndustryen.
Pleatsingstiid: 29 augustus 2025