Жарым өткөргүчтөр маалымат доорунун негизи катары кызмат кылат, ар бир материалдык итерация адамдык технологиянын чектерин кайра аныктайт. Биринчи муундагы кремний негизиндеги жарым өткөргүчтөрдөн баштап бүгүнкү төртүнчү муундагы ультра кең тилкелүү материалдарга чейин ар бир эволюциялык секирик коммуникация, энергетика жана эсептөө тармагындагы трансформациялык прогресске түрткү болду. Учурдагы жарым өткөргүч материалдардын мүнөздөмөлөрүн жана муундардын өтүү логикасын талдоо менен, биз бешинчи муундагы жарым өткөргүчтөрдүн потенциалдуу багыттарын алдын ала айта алабыз, ошол эле учурда Кытайдын ушул атаандаштык аренадагы стратегиялык жолдорун изилдеп жатабыз.
I. Төрт жарым өткөргүч муундун мүнөздөмөлөрү жана эволюциялык логикасы
Биринчи муундагы жарым өткөргүчтөр: кремний-германий фондунун доору
Мүнөздөмөлөрү: Кремний (Si) жана германий (Ge) сыяктуу элементардык жарым өткөргүчтөр үнөмдүү жана жетилген өндүрүш процесстерин сунуштайт, бирок тар тилкелерден жапа чегишет (Si: 1,12 eV; Ge: 0,67 eV), чыңалууга толеранттуулукту жана жогорку жыштыктагы аткарууну чектөө.
Колдонмолор: Интегралдык схемалар, күн батареялары, төмөнкү вольттуу/төмөн жыштыктагы түзүлүштөр.
Өткөөлдүн драйвери: Оптоэлектроникада жогорку жыштыктагы/жогорку температурадагы көрсөткүчтөргө болгон суроо-талаптын өсүшү кремнийдин мүмкүнчүлүктөрүнөн ашып түштү.
Экинчи муундагы жарым өткөргүчтөр: III-V аралашма революция
Мүнөздөмөлөрү: Галлий арсениди (GaAs) жана индий фосфиди (InP) сыяктуу III-V кошулмалар RF жана фотоникалык колдонмолор үчүн кеңири тилке тилкелерин (GaAs: 1,42 eV) жана жогорку электрон мобилдүүлүгүн камтыйт.
Тиркемелер: 5G RF түзмөктөрү, лазердик диоддор, спутниктик байланыш.
Кыйынчылыктар: Материалдын жетишсиздиги (индийдин көптүгү: 0,001%), уулуу элементтер (мышьяк), өндүрүштүн кымбаттыгы.
Өткөөлдүн драйвери: Энергия/энергия колдонмолору бузулуу чыңалуулары жогору материалдарды талап кылышкан.
Үчүнчү муундагы жарым өткөргүчтөр: кең тилкелүү энергетикалык революция
Мүнөздөмөлөрү: Кремний карбиди (SiC) жана галлий нитриди (GaN) жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк жана жогорку жыштык мүнөздөмөлөрү менен >3eV (SiC:3,2eV; GaN:3,4eV) тилкелерин берет.
Колдонмолор: EV электр өткөргүчтөрү, PV инверторлору, 5G инфраструктурасы.
Артыкчылыктары: 50%+ энергияны үнөмдөө жана кремнийге караганда 70% өлчөмүн азайтуу.
Өткөөл драйвер: AI/кванттык эсептөө экстремалдуу аткаруу көрсөткүчтөрү менен материалдарды талап кылат.
Төртүнчү муундагы жарым өткөргүчтөр: Ультра-кең диапазондук чек ара
Мүнөздөмөлөрү: Галлийдин оксиди (Ga₂O₃) жана алмаз (C) 4,8eV чейинки тилкеге жетишип, өтө төмөн каршылык менен кВ классындагы чыңалууга чыдамдуулукту айкалыштырат.
Колдонмолор: Ультра жогорку вольттогу ИКС, терең УК детекторлору, кванттык байланыш.
жетишкендиктер: Ga₂O₃ аппараттары >8кВга туруштук берип, SiC эффективдүүлүгүн үч эсеге көбөйтөт.
Эволюциялык логика: физикалык чектөөлөрдү жеңүү үчүн кванттык масштабдагы секирик керек.
I. Бешинчи муундагы жарым өткөргүчтөрдүн тенденциялары: кванттык материалдар жана 2D архитектуралары
Потенциалдуу өнүгүү векторлору төмөнкүлөрдү камтыйт:
1. Топологиялык изоляторлор: жапырт изоляциясы бар беттик өткөргүч электроникага нөлсүз жоготууларды берет.
2. 2D материалдар: Graphene/MoS₂ THz жыштыгына жооп берет жана ийкемдүү электроника шайкештигин сунуштайт.
3. Кванттык чекиттер жана фотоникалык кристаллдар: тилкелүү инженерия оптоэлектрондук-термикалык интеграцияны камсыз кылат.
4. Био-жарым өткөргүчтөр: ДНК/белок негизиндеги өзүн-өзү чогултуучу материалдар биология жана электроника көпүрөсү.
5. Негизги драйверлер: AI, мээ-компьютер интерфейстери жана бөлмө температурасынын супер өткөргүчтүк талаптары.
II. Кытайдын жарым өткөргүч мүмкүнчүлүктөрү: Жолдоочудан лидерге чейин
1. Технологиядагы жетишкендиктер
• 3rd-Gen: 8 дюймдук SiC субстраттарынын массалык өндүрүшү; BYD унааларында автомобиль классындагы SiC MOSFETs
• 4-Муун: XUPT жана CETC46 тарабынан 8 дюймдук Ga₂O₃ эпитаксиялык жетишкендиктер
2. Саясатты колдоо
• 14-беш жылдык планда 3-ген жарым еткергучтер биринчи орунда турат
• Провинциялык жуз миллиард юандык енер жай фондулары тузулду
• 6-8 дюймдук GaN түзмөктөрү жана Ga₂O₃ транзисторлору 2024-жылдагы алдыңкы 10 технологиялык жетишкендиктердин катарына кирген.
III. Кыйынчылыктар жана стратегиялык чечимдер
1. Техникалык тоскоолдуктар
• Кристаллдын өсүшү: чоң диаметрдеги булалар үчүн аз түшүмдүүлүк (мисалы, Ga₂O₃ крекинг)
• Ишенимдүүлүк стандарттары: Жогорку кубаттуулуктагы/жогорку жыштыктагы эскирүү сыноолору үчүн белгиленген протоколдордун жоктугу
2. Supply Chain Gaps
• Жабдуулар: SiC кристалл өндүрүүчүлөрү үчүн <20% ички мазмун
• Кабыл алуу: Импорттолуучу компоненттердин ылдый жагындагы артыкчылык
3. Стратегиялык жолдор
• Өнөр жай-академиянын кызматташтыгы: “Үчүнчү муундагы жарым өткөргүчтөр альянсынан” үлгү алынган
• Нише Фокус: Кванттык коммуникацияларга/жаңы энергия рынокторуна артыкчылык берүү
• Таланттарды өнүктүрүү: “Чип илими жана инженерия” академиялык программаларын түзүү
Кремнийден Ga₂O₃га чейин жарым өткөргүчтүн эволюциясы адамзаттын физикалык чектерди жеңгендигин баяндайт. Кытайдын мүмкүнчүлүгү төртүнчү муундун материалдарын өздөштүрүү менен бирге бешинчи муундагы инновацияларды киргизүүдө. Академик Янг Дерен белгилегендей: «Чыныгы инновациялар өтпөгөн жолдорду жасоону талап кылат». Саясаттын, капиталдын жана технологиянын синергетикасы Кытайдын жарым өткөргүч тагдырын аныктайт.
XKH бир нече технология муундары боюнча өнүккөн жарым өткөргүч материалдарга адистешкен вертикалдуу интеграцияланган чечимдерди камсыздоочу катары пайда болду. Кристаллдын өсүшүн, так иштетүүнү жана функционалдык каптоо технологияларын камтыган негизги компетенциялары менен XKH кубаттуулук электроникасы, RF байланышы жана оптоэлектрондук системалардагы эң алдыңкы колдонмолор үчүн жогорку натыйжалуу субстраттарды жана эпитаксиалдык пластиналарды берет. Биздин өндүрүштүк экосистема 4-8 дюймдук кремний карбиди жана галлий нитриди пластинкаларын өндүрүү үчүн проприетардык процесстерди камтыйт, мында өнөр жайда алдыңкы кемчиликтерди көзөмөлдөө, ошондой эле галлий оксиди жана алмаз жарым өткөргүчтөрүн камтыган ультра кең тилкелүү материалдарда активдүү R&D программаларын жүргүзүү. Алдыңкы илимий-изилдөө мекемелери жана жабдууларды өндүрүүчүлөр менен стратегиялык кызматташуу аркылуу XKH стандартташтырылган буюмдардын жогорку көлөмдөгү өндүрүшүн жана ылайыкташтырылган материалдык чечимдерди атайын иштеп чыгууну колдоого жөндөмдүү ийкемдүү өндүрүш платформасын иштеп чыкты. XKHдин техникалык экспертизасы энергетикалык түзүлүштөр үчүн пластинкалардын бирдейлигин жакшыртуу, RF тиркемелеринде жылуулукту башкарууну жакшыртуу жана кийинки муундагы фотоникалык түзүлүштөр үчүн жаңы гетероструктураларды иштеп чыгуу сыяктуу маанилүү тармактык көйгөйлөрдү чечүүгө багытталган. Өркүндөтүлгөн материалдык илимди так инженердик мүмкүнчүлүктөр менен айкалыштыруу менен, XKH кардарларга жогорку жыштыктагы, жогорку кубаттуулуктагы жана экстремалдык чөйрөдөгү колдонмолордо иштөө чектөөлөрүн жеңүүгө мүмкүндүк берет, ошол эле учурда ата мекендик жарым өткөргүч өнөр жайынын жеткирүү чынжырынын көбүрөөк көз карандысыздыгына өтүүсүн колдойт.
Төмөнкүлөр XKHдин 12 дюймдук сапфир пластинкасы жана 12 дюймдук SiC субстраты болуп саналат:
Посттун убактысы: 06-06-2025