Pooljuhtmaterjalid – suuremahulised räniplaadid
Pooljuhtmaterjalid – suuremahulised räniplaadid
Pooljuhtmaterjalid jagunevad vahvlite valmistamise materjalideks ja pakkematerjalideks. Vahvlite valmistamise materjale saab veelgi jagada ränivahvliteks ja ränipõhisteks materjalideks, fotomaskid, elektrongaasid, fotoresistid, fotoresist abimaterjalid, CMP poleerimismaterjalid, töödelda kemikaale, sihtmärgid, ja muud materjalid.
Pakkematerjale saab täiendavalt jaotada pakendamisalusteks, plii raamid, ühendavad juhtmed, kapseldamise materjalid, keraamilised aluspinnad, kinnitusmaterjalid ja muud pakkematerjalid.
Üldiselt, pooljuhtmaterjalide turusegment on hajutatud ja väikesemahuline. Ainult räniplaadid moodustavad peaaegu 35% turuosast. Räniplaadid on pooljuhtmaterjalide turu absoluutne peavool, millele järgneb elektrooniliste gaaside arvestus 13%, fotomaskide arvestus 12%.
Ülejäänud fotoresist toetavad kemikaalid, poleerimismaterjalid, fotoresist, niisked kemikaalid, pihustusobjektid ja muud materjalid moodustavad vähem kui 10%, ja skaala on suhteliselt väike.
Pooljuhtide kolmas põlvkond: laia ribalaiusega pooljuhtmaterjalid, mida esindab galliumnitriid (GaN), ränikarbiid (SiC), ja tsinkoksiid (ZnO). Sellel on suurepärased omadused, näiteks tugev elektriväli, kõrge soojusjuhtivus, kõrge elektronide küllastuskiirus ja tugev kiirgustakistus, ja sobib rohkem kõrgel temperatuuril valmistamiseks, kõrgsagedus, kiirguskindlad ja suure võimsusega elektroonikaseadmed.
Sellel on pooljuhtvalgustuses laialdased kasutusvõimalused, uue põlvkonna mobiilside, energia Internet, kiirraudteetransiit, uued energiasõidukid, olmeelektroonika ja muud valdkonnad.
Pooljuhtide neljas põlvkond: ülilaia ribalaiusega pooljuhtmaterjalid, mida esindab galliumoksiid (Ga2O3), teemant (C), alumiiniumnitriid (AlN), ja ülikitsa ribalaiusega pooljuhtmaterjalid, mida esindab antimoniid (GaSb, InSb) .
Ülilaia ribavahega materjalidel on kõrgsageduslike toiteseadmete valdkonnas silmatorkavamad iseloomulikud eelised, kuna neil on laiemad ribalaiused kui kolmanda põlvkonna pooljuhtmaterjalidel; Eriti kitsa ribavahega materjale kasutatakse peamiselt detektorites, laserid ja muud seadmed nende lihtsa ergastamise ja suure liikuvuse tõttu.
Semiconductor Silicon Wafer on räni pooljuhttoodete valmistamise alus ja seda saab klassifitseerida erinevate parameetrite järgi.
Vastavalt suurusele (läbimõõt), pooljuht-ränivahvlid saab jagada 2 tolli (50mm), 3 tolli (75mm), 4 tolli (100mm), 5 tolli (125mm), 6 tolli (150mm), 8 tolli (200mm), 12 tolli(300mm).
Moore'i seaduse mõju all, pooljuht-ränivahvlid arenevad pidevalt suurte mõõtmete suunas. Hetkel, 8-tolline ja 12-tolline on tavatooted, moodustades rohkem kui 90% kogu saadetise pinnast.
Vastavalt dopingu astmele, pooljuhträni vahvlid võib jagada kergelt legeeritud ja tugevalt legeeritud. Raske legeeritud ränivahvlitel on palju dopingelemente ja väike takistus, ja neid kasutatakse tavaliselt toiteseadmetes ja muudes toodetes;
Kergelt legeeritud räniplaadid on madala dopingukontsentratsiooniga ja neid kasutatakse üldiselt integraallülituste valdkonnas, kõrgemate tehniliste raskustega ja toodete kvaliteedinõuetega. Kuna integraallülitused moodustavad rohkem kui 80% ülemaailmsest pooljuhtide turust, ülemaailmne nõudlus kergelt legeeritud räniplaatide järele on suurem.
Vastavalt protsessile, pooljuht-ränivahvlid võib jagada lihvimisplaatideks, poleerimisvahvlid, spetsiaalsed poleerimisvahvlitel põhinevad epitaksiaalsed vahvlid, SEEGA MA, jne.
Lihvimislehti saab kasutada diskreetsete seadmete valmistamiseks; kergelt legeeritud poleerimislehti saab kasutada suuremahuliste integraallülituste tootmiseks või substraatmaterjalina epitaksiaalplaatide jaoks, ja tugevalt legeeritud poleerimislehti kasutatakse üldiselt epitaksiaalsete vahvlite alusmaterjalina. Võrreldes abrasiivsete lehtedega, poleerimislehtedel on parem pinnatasasus ja puhtus.
Pooljuhtplaatide tööstus on samuti kapitalimahukas tööstusharu, mis peab jõudma teatud müügimahuni, et olla kasumlik: Pooljuht-räniplaatide suuremahuline tootmine nõuab suuri investeeringuid.
Algstaadiumis suurte investeeringute tõttu põhivarasse, pooljuhtplaatide ettevõtted peavad enne kasumi teenimist moodustama teatud müügimahu. Töörõhk varases staadiumis on suhteliselt suur, ja brutokasumi määr võib olla negatiivne.
Hetkel, räniplaatide kasutamine järgnevatel kiibiettevõtetel: diskreetsed seadmed kasutavad jätkuvalt väikeseid suurusi, ja integraallülitused migreeruvad suurtele suurustele.
Diskreetsete seadmete madala hinna tõttu, tootjad ei ole motiveeritud investeerima suuremahulistesse tootmisliinidesse. Hetkel, räniplaadid 6 tolli ja alla selle on endiselt peamised tooted.
Suuremõõtmeliste räniplaatide integraallülitustes kasutamisest saadav majanduslik kasu on ilmne.
Näiteks, 12-tollise räniplaadi pindala on 2.25 korda võrreldes 8-tollise vahvliga, ja kasutatav määr on umbes 2.5 korda võrreldes 8-tollise vahvliga. Suureneb kiipide arv, mida saab ühel kiibil toota, ja ühe kiibi maksumus väheneb.
Ajendatuna uutest nõudmistest, näiteks kaugtööst, veebikohtumised, autonoomne sõit, ja metaversum, nõudlus 12-tolliste pooljuht-räniplaatide järele kasvab jätkuvalt.
