قد تُحقق صناعة كربيد السيليكون في بلدي فوائد هائلة

 
منذ دخول عام 2021، في مجال الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون، حققت الشركات المحلية والأجنبية أخباراً جيدة واحدة تلو الأخرى.  
On March 1, 2021, Toyota Tsusho Co., Ltd. of Japan officially announced the successful development of a surface nanocontrol technology-Dynamic AGE-ing. This technology can reduce the BPD (base plane dislocation) of SiC substrates of any size and supplier to less than 1.  
    الشكل 1: تقنية تويوتا الديناميكية لمكافحة الشيخوخة  
ومن المصادفة، أنه في 3 مارس 2021، أعلنت شركة هانتيان تيانتشنغ للتكنولوجيا الإلكترونية (شيامن) المحدودة أنها قد اخترقت عملية التصنيع الرئيسية لتقنية الترسيب العميق للخندق الفائق لكربيد السيليكون.  
    صورة2 عمليات التصنيع الرئيسية لتقنية الترسيب الطبقي العميق للوصلات الفائقة من كربيد السيليكون  
تُعدّ عملية الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون جزءًا هامًا من سلسلة صناعة كربيد السيليكون. والآن، مع تسارع وتيرة تطوير هذه التقنية، ما هو تأثيرها على منظومة كربيد السيليكون بأكملها؟ اسمحوا لي أن أتناول هذا الموضوع بالتفصيل.  
           

قد يغير ذلك نمط صناعة الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون على المستوى الدولي

   
تنقسم سلسلة صناعة كربيد السيليكون بشكل رئيسي إلى عدة مراحل هامة، مثل تحضير الرقاقات، والنمو الطبقي، وتصنيع الأجهزة، وتغليف الوحدات واختبارها، وتطبيقات الأنظمة. ومن بين هذه المراحل، يُعد النمو الطبقي حلقة وصل مهمة بين المراحل السابقة واللاحقة، ويلعب دورًا بالغ الأهمية.  
    الشكل 3: سلسلة صناعة كربيد السيليكوننظرًا لأن الأجهزة الحالية تُصنع أساسًا على الطبقة فوقية، فإن متطلبات جودة هذه الطبقة عالية جدًا. ومع استمرار تحسن مقاومة الجهد، يزداد سمك الطبقة فوقية المطلوب. عمومًا، عندما يكون الجهد حوالي 600 فولت، يكون سمك الطبقة فوقية المطلوب حوالي 6 ميكرومترات؛ وعندما يتراوح الجهد بين 1200 و1700 فولت، يصل سمك الطبقة فوقية المطلوب إلى 10-15 ميكرومترًا. وإذا تجاوز الجهد 10,000 فولت، فقد يتطلب الأمر سمكًا للطبقة فوقية يزيد عن 100 ميكرومتر. ومع استمرار زيادة سمك الطبقة فوقية، يصبح من الصعب التحكم في تجانس السمك والمقاومة وكثافة العيوب.  
تشمل التقنيات السائدة حاليًا لنمو طبقات كربيد السيليكون تقنية التدفق المتدرج المائل وتقنية TCS، وما إلى ذلك.  
تعتمد تقنية القطع المائل المتدرج على قطع ركيزة كربيد السيليكون بزاوية انحراف تبلغ حوالي 8 درجات. ينتج عن هذه الطريقة كثافة عالية للتدفق المتدرج على سطح الركيزة، مما يُسهّل تحقيق نمو طبقة رقيقة من كربيد السيليكون على مستوى الرقاقة. تُعتبر تقنية القطع المائل المتدرج ناضجة نسبيًا في الوقت الحالي، إلا أنها تعاني من عيبين: أولًا، عدم قدرتها على منع انخلاعات المستوى القاعدي؛ ثانيًا، تسببها في هدر مادة الركيزة.  
سعياً لتجاوز قيود تقنية التدفق المتدرج، حاول الباحثون إضافة مصادر سيليكون تحتوي على عناصر الكلور إلى حجرة التفاعل، ونجحوا في نهاية المطاف في تطوير تقنيات مثل تقنية الترسيب الكيميائي من الطور البخاري (TCS) من خلال التحسين المستمر. واليوم، أصبحت تقنية الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون متكاملة بشكل كبير مع معدات الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون. في عام 2014، قامت شركة LPE الإيطالية بتسويق تقنية TCS وغيرها من التقنيات لأول مرة. وفي عام 2017، قامت شركة AIXTRON بتحديث المعدات ودمج هذه التقنية في المعدات التجارية.  
في الوقت الحالي، تحتكر شركة LPE الإيطالية وشركة AIXTRON الألمانية وشركة Nuflare اليابانية معدات الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون بشكل رئيسي.  
    صورة4 المشهد العالمي لصناعة كربيد السيليكون    
       

الشكل 5: تحليل معدات الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون الموجودة

من المتوقع أن يتجاوز معدل النمو السنوي المركب لمعدات الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون 50% بحلول عام 2023.        
      الشكل 6: آفاق سوق معدات الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون    
مع ظهور تقنية الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون الناشئة، قد تشهد هذه الصناعة التي تبلغ قيمتها مليارات الدولارات جولة جديدة من إعادة الهيكلة.  
             

قد يؤدي ذلك إلى نضج صناعة مواد ركائز كربيد السيليكون في بلدي

 
يُعدّ كربيد السيليكون مثالًا نموذجيًا للجيل الثالث من مواد أشباه الموصلات. وبحسب استخداماته المختلفة، يُمكن تقسيمه إلى مواد كربيد السيليكون المستخدمة في صناعة المجوهرات، ومواد كربيد السيليكون من النوع N المستخدمة في أجهزة إلكترونيات الطاقة، ومواد كربيد السيليكون شبه العازلة المستخدمة في أجهزة ترددات الراديو. ورغم النمو السريع الذي شهده سوق مواد كربيد السيليكون المستخدمة في صناعة المجوهرات ومواد كربيد السيليكون شبه العازلة في السنوات الأخيرة، إلا أن مواد كربيد السيليكون من النوع N ستظلّ المهيمنة على السوق في المستقبل.  
بالمقارنة مع كربيد السيليكون المستخدم في صناعة المجوهرات وكربيد السيليكون شبه العازل، تتطلب مواد كربيد السيليكون من النوع N جودة بلورية أعلى. وفي هذا المجال، لا تزال هناك فجوة ملحوظة بين شركات تصنيع ركائز كربيد السيليكون في بلدي وشركات CREE العالمية الرائدة.  
إذا أمكن تطبيق تقنيات مثل تقنية Dynamic AGE-ing التي طورتها شركة تويوتا على نطاق واسع في بلدي، فسيتم بلا شك تقليل عوائق دخول سوق مواد ركائز كربيد السيليكون من النوع N بشكل كبير. ووفقًا لإحصاءات فرع مواد أشباه الموصلات التابع للجمعية الصينية لصناعة المواد الإلكترونية، فقد أطلقنا أكثر من 30 مشروعًا لمواد ركائز كربيد السيليكون، باستثمارات تتجاوز 30 مليار يوان. ومع ذلك، ولأسباب فنية كالعيوب، تأخرت الطاقة الإنتاجية لركائز كربيد السيليكون من النوع N. وإذا حققت تقنية الترسيب الطبقي لكربيد السيليكون اختراقًا حاسمًا، فسيكون ذلك بمثابة فتح آفاق واسعة لشركات مواد ركائز كربيد السيليكون في بلدي.    
           

قد يساهم ذلك في تعزيز صناعة أجهزة كربيد السيليكون في بلدي

   
رغم استثمار بلادي في أكثر من 30 مشروعًا لركائز كربيد السيليكون، لا تزال رقائق كربيد السيليكون من النوع N بحجم 6 بوصات، والتي تشهد أعلى طلب في السوق، تعتمد بشكل كبير على الواردات. وتشكل تكلفة ركائز كربيد السيليكون والترسيب الطبقي حاليًا أكثر من 50% من التكلفة الإجمالية لوحدات كربيد السيليكون. وإذا لم تُحل هذه المشكلة، فسيكون من الصعب على صناعة كربيد السيليكون في بلادي أن تكون قادرة على المنافسة بقوة مع الولايات المتحدة.  
أشارت وحدة أبحاث السوق "يول" إلى أن صناعة إلكترونيات الطاقة المصنوعة من كربيد السيليكون تتمتع بإمكانيات هائلة، وقد استثمرت شركات مصنعة كبرى، من بينها "روهم" و"بومباردييه" و"كري" و"إس دي كي" و"إس تي ميكروإلكترونيكس" و"إنفينون تكنولوجيز" و"ليتلفيوز" و"أسكاترون"، بكثافة في هذا القطاع. وتتوقع "يول" أن يصل حجم سوق أشباه موصلات الطاقة المصنوعة من كربيد السيليكون إلى 1.4 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2023، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 28% خلال الفترة من 2016 إلى 2023، على أن يرتفع هذا المعدل إلى 40% خلال الفترة من 2020 إلى 2022.     

بشكل عام، يحمل المستقبل آفاقاً واسعة، ولكن ينبغي تشجيع الزملاء في صناعة كربيد السيليكون المحلية على المضي قدماً.

تنويه: هذه المقالة مُعاد نشرها من "GaN World". وهي لا تُمثل سوى وجهة نظر الكاتب الشخصية، ولا تُعبر عن آراء شركة Sacco Micro أو قطاع صناعة أشباه الموصلات. تمت إعادة نشرها ومشاركتها فقط لدعم حماية حقوق الملكية الفكرية. يُرجى ذكر المصدر الأصلي والكاتب عند إعادة النشر. في حال وجود أي انتهاك، يُرجى التواصل معنا لحذفها.

رقم هاتف الشركة: +86-0755-83044319
فاكس: +86-0755-83975897
بريد إلكتروني: 1615456225@qq.com
س: 3518641314 مدير لي

ف ف: 332496225 مدير تشيو

العنوان: الغرفة 809، المبنى ج، مبنى زانتاو للتكنولوجيا، رقم 1079 شارع مينزي، منطقة لونغهوا الجديدة، شنتشن