Напівпровідникові матеріали – великомасштабні кремнієві пластини

Напівпровідникові матеріали – великомасштабні кремнієві пластини

Напівпровідникові матеріали поділяються на матеріали для виготовлення пластин і пакувальні матеріали. Матеріали для виготовлення пластин можна далі поділити на кремнієві пластини та матеріали на основі кремнію, фотомаски, електронні гази, фоторезисти, фоторезисти допоміжні матеріали, CMP полірувальні матеріали, обробляти хімікати, цілі, та інші матеріали.

Пакувальні матеріали можна далі поділити на пакувальні субстрати, свинцеві каркаси, скріплення проводів, матеріали для капсулювання, керамічні підкладки, матеріали для кріплення та інші пакувальні матеріали.

Загалом, сегмент ринку напівпровідникових матеріалів є розпорошеним і невеликим за масштабом. Тільки кремнієві пластини становлять майже 35% частки ринку. Кремнієві пластини займають абсолютний мейнстрім ринку напівпровідникових матеріалів, потім електронний облік газів 13%, облік фотошаблонів 12%.

Залишки фоторезистів підтримують хімічні речовини, полірувальні матеріали, фоторезист, вологі хімікати, мішені для розпилення та інші матеріали становлять менше ніж 10%, і масштаб відносно малий.

Третє покоління напівпровідників: широкозонні напівпровідникові матеріали, представлені нітридом галію (GaN), карбід кремнію (SiC), і оксид цинку (ZnO). Він має чудові властивості, такі як сильне електричне поле пробою, висока теплопровідність, висока швидкість насичення електронами і сильна радіаційна стійкість, і більше підходить для виготовлення високотемпературних, висока частота, радіаційно-стійкі та потужні електронні пристрої.

Він має широкі перспективи застосування в напівпровідниковому освітленні, мобільний зв'язок нового покоління, енергетичний Інтернет, високошвидкісний залізничний транзит, автомобілі на новій енергії, побутова електроніка та інші галузі.

Четверте покоління напівпровідників: надширокозонні напівпровідникові матеріали, представлені оксидом галію (Ga2O3), діамант (C), нітрид алюмінію (AlN), і напівпровідникові матеріали з ультравузькою забороненою зоною, представлені антимонідом (GaSb, InSb) .

Матеріали з надширокою забороненою зоною мають помітніші характерні переваги в області високочастотних силових пристроїв завдяки їхній більшій ширині забороненої зони, ніж напівпровідникові матеріали третього покоління; Матеріали з надвузькою забороненою зоною в основному використовуються в детекторах, лазери та інші прилади завдяки їх легкому збудженню і високій мобільності.

Напівпровідникова кремнієва пластина є основою для виробництва кремнієвих напівпровідникових виробів і може бути класифікована за різними параметрами.

Відповідно до розміру (діаметр), Напівпровідникові кремнієві пластини можна розділити на 2 дюймів (50мм), 3 дюймів (75мм), 4 дюймів (100мм), 5 дюймів (125мм), 6 дюймів (150мм), 8 дюймів (200мм), 12 дюймів(300мм).

Під впливом закону Мура, напівпровідникові кремнієві пластини постійно розвиваються в бік великих розмірів. Наразі, 8-дюймовий і 12-дюймовий є основними продуктами, що становить понад 90% від загальної площі відправлення.

За ступенем легування, Напівпровідникові кремнієві пластини можна розділити на слабо леговані та сильно леговані. Сильнолеговані кремнієві пластини мають велику кількість легуючих елементів і низький питомий опір, і зазвичай використовуються в енергетичних пристроях та інших продуктах;

Злегка леговані кремнієві пластини мають низьку концентрацію легування і зазвичай використовуються в області інтегральних схем., з більш високою технічною складністю та вимогами до якості продукції. Оскільки на інтегральні схеми припадає понад 80% світового ринку напівпровідників, існує більший світовий попит на кремнієві пластини з легким легуванням.

Відповідно до процесу, напівпровідникові кремнієві пластини можна розділити на шліфувальні пластини, полірування пластин, спеціальні вафельні епітаксіальні пластини на основі полірувальних пластин, ТАК Я, і т.д..

Шліфувальні листи можна використовувати для виготовлення дискретних пристроїв; злегка леговані полірувальні листи можуть бути використані для виробництва великомасштабних інтегральних схем або як матеріали підкладки для епітаксійних пластин, і сильно леговані полірувальні листи зазвичай використовуються як матеріали підкладки для епітаксіальних пластин. У порівнянні з абразивними листами, полірувальні листи мають кращу рівність і чистоту поверхні.

Промисловість напівпровідникових пластин також є капіталомісткою галуззю, який повинен досягти певного масштабу продажів, щоб бути прибутковим: Масштабне виробництво напівпровідникових кремнієвих пластин вимагає великих інвестицій.

Завдяки великим інвестиціям в основний капітал на ранній стадії, Компанії з виробництва напівпровідникових пластин повинні сформувати певний масштаб продажів, перш ніж вони зможуть отримати прибуток. Робочий тиск на ранній стадії відносно великий, а норма валового прибутку може бути негативною.

Наразі, використання кремнієвих пластин компаніями, що займаються виробництвом мікросхем: дискретні пристрої продовжують використовувати малі розміри, і інтегральні схеми мігрують до великих розмірів.

Завдяки низькій ціні дискретних пристроїв, виробники не мотивовані інвестувати у великомасштабні виробничі лінії. Наразі, кремнієві пластини 6 дюймів і нижче все ще є основними продуктами.

Економічні вигоди від використання кремнієвих пластин великого розміру в інтегральних схемах очевидні.

Наприклад, площа 12-дюймової кремнієвої пластини становить 2.25 разів більше, ніж у 8-дюймової пластини, і корисна норма приблизно 2.5 разів більше, ніж у 8-дюймової пластини. Збільшується кількість чіпів, які можна виготовити на одному чіпі, і вартість одного чіпа зменшується.

Керуючись новими вимогами, такими як дистанційна робота, онлайн-зустрічі, автономне водіння, і Метавсесвіт, попит на 12-дюймові напівпровідникові кремнієві пластини продовжить зростати.