Healgeleiders tsjinje as de hoekstien fan it ynformaasjetiidrek, wêrby't elke materiaaliteraasje de grinzen fan minsklike technology opnij definiearret. Fan earste-generaasje healgeleiders op basis fan silisium oant de hjoeddeiske fjirde-generaasje ultra-brede bânkloofmaterialen, elke evolúsjonêre sprong hat transformative foarútgong yn kommunikaasje, enerzjy en kompjûters oandreaun. Troch de skaaimerken en generaasje-oergongslogika fan besteande healgeleidermaterialen te analysearjen, kinne wy potinsjele rjochtingen foar fyfde-generaasje healgeleiders foarsizze, wylst wy de strategyske paden fan Sina yn dizze kompetitive arena ferkenne.
I. Karakteristiken en evolúsjonêre logika fan fjouwer healgeleidergeneraasjes
Earste generaasje healgeleiders: it tiidrek fan 'e Silicium-Germanium Foundation
Skaaimerken: Elemintêre heallieders lykas silisium (Si) en germanium (Ge) biede kosten-effektiviteit en folwoeksen produksjeprosessen, mar hawwe lêst fan smelle bângapen (Si: 1.12 eV; Ge: 0.67 eV), wat de spanningstolerânsje en hege-frekwinsjeprestaasjes beheind.
Tapassingen: Yntegreare circuits, sinnesellen, leechspannings-/leechfrekwinsjeapparaten.
Oergongsdriuwer: Groeiende fraach nei hege-frekwinsje/hege-temperatuer prestaasjes yn opto-elektroanika hat de mooglikheden fan silisium oertroffen.
Twadde-generaasje healgeleiders: De III-V gearstalde revolúsje
Karakteristiken: III-V-ferbiningen lykas galliumarsenide (GaAs) en indiumfosfide (InP) hawwe bredere bângapen (GaAs: 1,42 eV) en hege elektronmobiliteit foar RF- en fotonyske tapassingen.
Tapassingen: 5G RF-apparaten, laserdiodes, satellytkommunikaasje.
Útdagings: Materiaalkrapte (indium-oerfloed: 0,001%), giftige eleminten (arseen), en hege produksjekosten.
Oergongsdriver: Enerzjy-/krêfttapassingen easken materialen mei hegere trochslachspanningen.
Tredde generaasje healgeleiders: Enerzjyrevolúsje mei in brede bângap
Eigenskippen: Silisiumkarbid (SiC) en galliumnitride (GaN) leverje bandgap >3eV (SiC:3.2eV; GaN:3.4eV), mei superieure termyske geleidingsfermogen en hege-frekwinsjeeigenskippen.
Tapassingen: EV-oandriuwingen, PV-omvormers, 5G-ynfrastruktuer.
Foardielen: 50%+ enerzjybesparring en 70% gruttefermindering yn ferliking mei silikon.
Oergongsdriuwer: AI/kwantumkompjûterwurk fereasket materialen mei ekstreme prestaasjemetriken.
Fjirde-generaasje healgeleiders: Ultra-wide bandgap frontier
Karakteristiken: Galliumokside (Ga₂O₃) en diamant (C) berikke bângapen oant 4.8 eV, en kombinearje ultra-lege oan-wjerstân mei spanningstolerânsje fan kV-klasse.
Tapassingen: Ultra-hege-spanning IC's, djippe-UV-detektors, kwantumkommunikaasje.
Trochbraken: Ga₂O₃-apparaten binne bestand tsjin >8kV, wêrtroch't de effisjinsje fan SiC ferdrievoudige wurdt.
Evolúsjonêre logika: Prestaasjesprongen op kwantumskaal binne nedich om fysike grinzen te oerwinnen.
I. Trends yn healgeleiders fan 'e fyfde generaasje: kwantummaterialen en 2D-arsjitektueren
Potinsjele ûntwikkelingsfektoaren omfetsje:
1. Topologyske isolatoaren: Oerflakgelieding mei bulkisolaasje makket elektroanika sûnder ferlies mooglik.
2. 2D-materialen: Grafeen/MoS₂ biede in THz-frekwinsjerespons en fleksibele elektroanikakompatibiliteit.
3. Kwantumpunten en fotonyske kristallen: Bandgap-technyk makket opto-elektronysk-termyske yntegraasje mooglik.
4. Bio-healgeleiders: selsassemblearjende materialen op basis fan DNA/proteïne foarmje in brêge tusken biology en elektroanika.
5. Wichtige driuwfearren: KI, harsens-kompjûter-ynterfaces, en easken foar supergelieding by keamertemperatuer.
II. Sina's kânsen foar healgeleiders: Fan folger nei lieder
1. Technologyske trochbraken
• 3e generaasje: Massaproduksje fan 8-inch SiC-substraten; SiC MOSFET's fan autokwaliteit yn BYD-auto's
• 4e generaasje: 8-inch Ga₂O₃ epitaksy trochbraken troch XUPT en CETC46
2. Beleidsstipe
• 14e Fiifjierplan jout prioriteit oan healgeleiders fan 'e 3e generaasje
• Provinsjale yndustriële fûnsen fan hûndert miljard yuan oprjochte
• Mylpeallen 6-8 inch GaN-apparaten en Ga₂O₃-transistors neamd ûnder de top 10 technologyske foarútgong yn 2024
III. Útdagings en strategyske oplossingen
1. Technyske knelpunten
• Kristalgroei: Lege opbringst foar boules mei grutte diameter (bygelyks, Ga₂O₃ kraken)
• Betrouberensnormen: Gebrek oan fêststelde protokollen foar ferâlderingstests mei hege krêft/hege frekwinsje
2. Tekoartkommingen yn 'e oanfierketen
• Apparatuer: <20% húshâldlik ynhâld foar SiC-kristalkwekers
• Adoptaasje: Downstream-foarkar foar ymportearre komponinten
3. Strategyske paden
• Gearwurking tusken yndustry en akademy: Modellearre nei de "Third-Gen Semiconductor Alliance"
• Nichefokus: Prioriteit jaan oan kwantumkommunikaasje/nije enerzjymerken
• Talintûntwikkeling: Ynstelle fan akademyske programma's foar "Chip Science & Engineering"
Fan silisium oant Ga₂O₃, de evolúsje fan healgeleiders beskriuwt de triomf fan 'e minskheid oer fysike grinzen. De kâns fan Sina leit yn it behearskjen fan materialen fan 'e fjirde generaasje, wylst se pionierje op it mêd fan ynnovaasjes fan 'e fyfde generaasje. Lykas akademikus Yang Deren opmurk: "Echte ynnovaasje fereasket it smeien fan ûnbefarren paden." De synergie fan belied, kapitaal en technology sil it bestimming fan Sina foar healgeleiders bepale.
XKH is ûntstien as in fertikaal yntegreare oplossingsleveransier dy't spesjalisearre is yn avansearre healgeleidermaterialen oer meardere technologyske generaasjes. Mei kearnkompetinsjes dy't kristalgroei, presyzjeferwurking en funksjonele coatingtechnologyen omfetsje, leveret XKH hege prestaasjes substraten en epitaksiale wafers foar baanbrekkende tapassingen yn krêftelektronika, RF-kommunikaasje en opto-elektronyske systemen. Us produksje-ekosysteem omfettet proprietêre prosessen foar it produsearjen fan 4-8 inch silisiumkarbide en galliumnitridewafers mei liedende defektkontrôle yn 'e yndustry, wylst aktive R&D-programma's yn opkommende ultra-brede bandgapmaterialen ûnderhâlden wurde, ynklusyf galliumokside en diamant-healgeleiders. Troch strategyske gearwurkingsferbannen mei liedende ûndersyksynstellingen en apparatuerfabrikanten hat XKH in fleksibel produksjeplatfoarm ûntwikkele dat sawol produksje yn grutte folume fan standerdisearre produkten as spesjalisearre ûntwikkeling fan oanpaste materiaaloplossingen kin stypje. De technyske ekspertize fan XKH rjochtet him op it oanpakken fan krityske útdagings yn 'e yndustry, lykas it ferbetterjen fan waferuniformiteit foar krêftapparaten, it ferbetterjen fan termysk behear yn RF-tapassingen en it ûntwikkeljen fan nije heterostrukturen foar fotonyske apparaten fan 'e folgjende generaasje. Troch it kombinearjen fan avansearre materiaalwittenskip mei presyzje-yngenieursmooglikheden, stelt XKH klanten yn steat om prestaasjebeperkingen te oerwinnen yn hege-frekwinsje, hege-krêft en ekstreme omjouwingstapassingen, wylst se de oergong fan 'e húshâldlike healgeleideryndustry nei gruttere ûnôfhinklikens fan' e supply chain stypje.
De folgjende binne XKH's 12-inch saffierwafer en 12-inch SiC-substraat:
Pleatsingstiid: 6 juny 2025