ஐந்தாம் தலைமுறை குறைக்கடத்தி பொருட்களுக்கான கணிப்புகள் மற்றும் சவால்கள்

தகவல் யுகத்தின் மூலக்கல்லாக குறைக்கடத்திகள் செயல்படுகின்றன, ஒவ்வொரு பொருள் மறு செய்கையும் மனித தொழில்நுட்பத்தின் எல்லைகளை மறுவரையறை செய்கிறது. முதல் தலைமுறை சிலிக்கான் அடிப்படையிலான குறைக்கடத்திகள் முதல் இன்றைய நான்காம் தலைமுறை அல்ட்ரா-வைட் பேண்ட்கேப் பொருட்கள் வரை, ஒவ்வொரு பரிணாம வளர்ச்சியும் தகவல் தொடர்பு, ஆற்றல் மற்றும் கணினிமயமாக்கலில் மாற்றத்தக்க முன்னேற்றங்களை ஏற்படுத்தியுள்ளது. தற்போதுள்ள குறைக்கடத்தி பொருட்களின் பண்புகள் மற்றும் தலைமுறை மாற்ற தர்க்கத்தை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், இந்த போட்டி அரங்கில் சீனாவின் மூலோபாய பாதைகளை ஆராயும் போது ஐந்தாம் தலைமுறை குறைக்கடத்திகளுக்கான சாத்தியமான திசைகளை நாம் கணிக்க முடியும்.

I. நான்கு குறைக்கடத்தி தலைமுறைகளின் பண்புகள் மற்றும் பரிணாம தர்க்கம்

முதல் தலைமுறை குறைக்கடத்திகள்: சிலிக்கான்-ஜெர்மானியம் அறக்கட்டளை சகாப்தம்

சிறப்பியல்புகள்: சிலிக்கான் (Si) மற்றும் ஜெர்மானியம் (Ge) போன்ற தனிம குறைக்கடத்திகள் செலவு-செயல்திறன் மற்றும் முதிர்ந்த உற்பத்தி செயல்முறைகளை வழங்குகின்றன, ஆனால் குறுகிய பட்டை இடைவெளிகளால் (Si: 1.12 eV; Ge: 0.67 eV) பாதிக்கப்படுகின்றன, மின்னழுத்த சகிப்புத்தன்மை மற்றும் உயர் அதிர்வெண் செயல்திறனைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன.
பயன்பாடுகள்: ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள், சூரிய மின்கலங்கள், குறைந்த மின்னழுத்தம்/குறைந்த அதிர்வெண் சாதனங்கள்.
மாற்ற இயக்கி: ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸில் உயர் அதிர்வெண்/உயர் வெப்பநிலை செயல்திறனுக்கான வளர்ந்து வரும் தேவை சிலிக்கானின் திறன்களை விஞ்சியது.

இரண்டாம் தலைமுறை குறைக்கடத்திகள்: III-V கூட்டுப் புரட்சி

பண்புகள்: காலியம் ஆர்சனைடு (GaAs) மற்றும் இண்டியம் பாஸ்பைடு (InP) போன்ற III-V சேர்மங்கள் RF மற்றும் ஃபோட்டானிக் பயன்பாடுகளுக்கு பரந்த பட்டை இடைவெளிகளையும் (GaAs: 1.42 eV) அதிக எலக்ட்ரான் இயக்கத்தையும் கொண்டுள்ளன.
பயன்பாடுகள்: 5G RF சாதனங்கள், லேசர் டையோட்கள், செயற்கைக்கோள் தொடர்புகள்.
சவால்கள்: பொருள் பற்றாக்குறை (இண்டியம் மிகுதி: 0.001%), நச்சு கூறுகள் (ஆர்சனிக்), மற்றும் அதிக உற்பத்தி செலவுகள்.
மாற்ற இயக்கி: ஆற்றல்/மின்சார பயன்பாடுகளுக்கு அதிக முறிவு மின்னழுத்தங்களைக் கொண்ட பொருட்கள் தேவைப்பட்டன.

மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்திகள்: பரந்த பட்டை இடைவெளி ஆற்றல் புரட்சி

பண்புகள்: சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) மற்றும் காலியம் நைட்ரைடு (GaN) ஆகியவை சிறந்த வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் உயர் அதிர்வெண் பண்புகளுடன், 3eV (SiC:3.2eV; GaN:3.4eV) க்கும் அதிகமான பட்டை இடைவெளிகளை வழங்குகின்றன.
பயன்பாடுகள்: EV பவர்டிரெய்ன்கள், PV இன்வெர்ட்டர்கள், 5G உள்கட்டமைப்பு.
நன்மைகள்: சிலிக்கானை விட 50%+ ஆற்றல் சேமிப்பு மற்றும் 70% அளவு குறைப்பு.
மாற்றம் இயக்கி: AI/குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கிற்கு தீவிர செயல்திறன் அளவீடுகளைக் கொண்ட பொருட்கள் தேவை.

நான்காம் தலைமுறை குறைக்கடத்திகள்: அல்ட்ரா-வைட் பேண்ட்கேப் ஃபிரான்டியர்

சிறப்பியல்புகள்: காலியம் ஆக்சைடு (Ga₂O₃) மற்றும் வைரம் (C) ஆகியவை 4.8eV வரை பட்டை இடைவெளியை அடைகின்றன, மிகக் குறைந்த ஆன்-ரெசிஸ்டன்ஸை kV-வகுப்பு மின்னழுத்த சகிப்புத்தன்மையுடன் இணைக்கின்றன.
பயன்பாடுகள்: அல்ட்ரா-ஹை-வோல்டேஜ் ஐசிகள், ஆழமான-யுவி டிடெக்டர்கள், குவாண்டம் தொடர்பு.
முன்னேற்றங்கள்: Ga₂O₃ சாதனங்கள் 8kV க்கும் அதிகமான மின்னழுத்தத்தைத் தாங்கும், இது SiC இன் செயல்திறனை மூன்று மடங்காக அதிகரிக்கும்.
பரிணாம தர்க்கம்: இயற்பியல் வரம்புகளைக் கடக்க குவாண்டம் அளவிலான செயல்திறன் தாவல்கள் தேவை.

I. ஐந்தாம் தலைமுறை குறைக்கடத்தி போக்குகள்: குவாண்டம் பொருட்கள் & 2D கட்டமைப்புகள்

சாத்தியமான வளர்ச்சி திசையன்கள் பின்வருமாறு:

1. இடவியல் மின்கடத்திகள்: மொத்த காப்பு மூலம் மேற்பரப்பு கடத்தல் பூஜ்ஜிய இழப்பு இல்லாத மின்னணுவியலை செயல்படுத்துகிறது.

2. 2D பொருட்கள்: கிராஃபீன்/MoS₂ THz-அதிர்வெண் மறுமொழி மற்றும் நெகிழ்வான மின்னணு இணக்கத்தன்மையை வழங்குகின்றன.

3. குவாண்டம் புள்ளிகள் & ஃபோட்டானிக் படிகங்கள்: பேண்ட்கேப் பொறியியல் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்-வெப்ப ஒருங்கிணைப்பை செயல்படுத்துகிறது.

4. உயிர்-குறைக்கடத்திகள்: டிஎன்ஏ/புரத அடிப்படையிலான சுய-அசெம்பிளிங் பொருட்கள் உயிரியல் மற்றும் மின்னணுவியல் ஆகியவற்றை இணைக்கின்றன.

5. முக்கிய இயக்கிகள்: AI, மூளை-கணினி இடைமுகங்கள் மற்றும் அறை-வெப்பநிலை மீக்கடத்துத்திறன் தேவைகள்.

II. சீனாவின் குறைக்கடத்தி வாய்ப்புகள்: பின்தொடர்பவரிடமிருந்து தலைவர் வரை

1. தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள்
• 3வது தலைமுறை: 8-இன்ச் SiC அடி மூலக்கூறுகளின் பெருமளவிலான உற்பத்தி; BYD வாகனங்களில் ஆட்டோமோட்டிவ்-கிரேடு SiC MOSFETகள்.
• 4வது தலைமுறை: XUPT மற்றும் CETC46 ஆல் 8-இன்ச் Ga₂O₃ எபிடாக்ஸி முன்னேற்றங்கள்

2. கொள்கை ஆதரவு
• 14வது ஐந்தாண்டுத் திட்டம் 3வது தலைமுறை குறைக்கடத்திகளுக்கு முன்னுரிமை அளிக்கிறது.
• மாகாண நூறு பில்லியன் யுவான் தொழில்துறை நிதிகள் நிறுவப்பட்டன.

• 2024 ஆம் ஆண்டில் சிறந்த 10 தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களில் பட்டியலிடப்பட்ட 6-8 அங்குல GaN சாதனங்கள் மற்றும் Ga₂O₃ டிரான்சிஸ்டர்கள் மைல்கற்கள்

III. சவால்கள் மற்றும் மூலோபாய தீர்வுகள்

1. தொழில்நுட்ப சிக்கல்கள்
• படிக வளர்ச்சி: பெரிய விட்டம் கொண்ட பவுல்களுக்கு குறைந்த மகசூல் (எ.கா., Ga₂O₃ விரிசல்)
• நம்பகத்தன்மை தரநிலைகள்: உயர்-சக்தி/உயர்-அதிர்வெண் வயதான சோதனைகளுக்கான நிறுவப்பட்ட நெறிமுறைகள் இல்லாமை.

2. விநியோகச் சங்கிலி இடைவெளிகள்
• உபகரணங்கள்: SiC படிக விவசாயிகளுக்கு <20% உள்நாட்டு உள்ளடக்கம்
• தத்தெடுப்பு: இறக்குமதி செய்யப்பட்ட கூறுகளுக்கான டவுன்ஸ்ட்ரீம் விருப்பம்

3. மூலோபாய பாதைகள்

• தொழில்-கல்வித்துறை ஒத்துழைப்பு: “மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்தி கூட்டணி” மாதிரியாகக் கொண்டது.

• முக்கிய கவனம்: குவாண்டம் தகவல் தொடர்புகள்/புதிய எரிசக்தி சந்தைகளுக்கு முன்னுரிமை கொடுங்கள்.

• திறமை மேம்பாடு: “சிப் அறிவியல் & பொறியியல்” கல்வித் திட்டங்களை நிறுவுதல்.

சிலிக்கான் முதல் Ga₂O₃ வரை, குறைக்கடத்தி பரிணாமம், இயற்பியல் வரம்புகளை மனிதகுலம் வென்றதை விவரிக்கிறது. ஐந்தாம் தலைமுறை கண்டுபிடிப்புகளுக்கு முன்னோடியாக இருக்கும் அதே வேளையில், நான்காம் தலைமுறை பொருட்களை மாஸ்டர் செய்வதில் சீனாவின் வாய்ப்பு உள்ளது. கல்வியாளர் யாங் டெரன் குறிப்பிட்டது போல்: "உண்மையான கண்டுபிடிப்பு பயணிக்கப்படாத பாதைகளை உருவாக்குவதைக் குறிக்கிறது." கொள்கை, மூலதனம் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் ஒருங்கிணைப்பு சீனாவின் குறைக்கடத்தி விதியை தீர்மானிக்கும்.

பல தொழில்நுட்ப தலைமுறைகளில் மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி பொருட்களில் நிபுணத்துவம் பெற்ற செங்குத்தாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட தீர்வுகள் வழங்குநராக XKH உருவெடுத்துள்ளது. படிக வளர்ச்சி, துல்லிய செயலாக்கம் மற்றும் செயல்பாட்டு பூச்சு தொழில்நுட்பங்கள் உள்ளிட்ட முக்கிய திறன்களுடன், XKH, மின் மின்னணுவியல், RF தகவல்தொடர்புகள் மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் அமைப்புகளில் அதிநவீன பயன்பாடுகளுக்கு உயர் செயல்திறன் கொண்ட அடி மூலக்கூறுகள் மற்றும் எபிடாக்சியல் வேஃபர்களை வழங்குகிறது. எங்கள் உற்பத்தி சுற்றுச்சூழல் அமைப்பு, தொழில்துறையில் முன்னணி குறைபாடு கட்டுப்பாட்டுடன் 4-8 அங்குல சிலிக்கான் கார்பைடு மற்றும் காலியம் நைட்ரைடு வேஃபர்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான தனியுரிம செயல்முறைகளை உள்ளடக்கியது, அதே நேரத்தில் காலியம் ஆக்சைடு மற்றும் வைர குறைக்கடத்திகள் உள்ளிட்ட வளர்ந்து வரும் அல்ட்ரா-வைட் பேண்ட்கேப் பொருட்களில் செயலில் உள்ள R&D திட்டங்களை பராமரிக்கிறது. முன்னணி ஆராய்ச்சி நிறுவனங்கள் மற்றும் உபகரண உற்பத்தியாளர்களுடனான மூலோபாய ஒத்துழைப்புகள் மூலம், XKH தரப்படுத்தப்பட்ட தயாரிப்புகளின் அதிக அளவு உற்பத்தி மற்றும் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட பொருள் தீர்வுகளின் சிறப்பு மேம்பாடு இரண்டையும் ஆதரிக்கும் திறன் கொண்ட ஒரு நெகிழ்வான உற்பத்தி தளத்தை உருவாக்கியுள்ளது. XKH இன் தொழில்நுட்ப நிபுணத்துவம், மின் சாதனங்களுக்கான வேஃபர் சீரான தன்மையை மேம்படுத்துதல், RF பயன்பாடுகளில் வெப்ப மேலாண்மையை மேம்படுத்துதல் மற்றும் அடுத்த தலைமுறை ஃபோட்டானிக் சாதனங்களுக்கான புதிய ஹீட்டோரோஸ்ட்ரக்சர்களை உருவாக்குதல் போன்ற முக்கியமான தொழில் சவால்களை நிவர்த்தி செய்வதில் கவனம் செலுத்துகிறது. மேம்பட்ட பொருள் அறிவியலை துல்லியமான பொறியியல் திறன்களுடன் இணைப்பதன் மூலம், XKH, உயர் அதிர்வெண், உயர் சக்தி மற்றும் தீவிர சுற்றுச்சூழல் பயன்பாடுகளில் செயல்திறன் வரம்புகளை கடக்க வாடிக்கையாளர்களுக்கு உதவுகிறது, அதே நேரத்தில் உள்நாட்டு குறைக்கடத்தி தொழில்துறையின் அதிக விநியோகச் சங்கிலி சுதந்திரத்தை நோக்கிய மாற்றத்தை ஆதரிக்கிறது.

பின்வருபவை XKH இன் 12 அங்குல சபையர் வேஃபர் & 12 அங்குல SiC அடி மூலக்கூறு: