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La "fuerza central" de los equipos de semiconductores - componentes de carburo de silicio

La "fuerza central" de los equipos de semiconductores - componentes de carburo de silicio       El carburo de silicio (SiC) es un excelente material cerámico estructural.poseen características tales como una alta densidad, alta conductividad térmica, alta resistencia a la flexión y gran módulo elástico.Pueden adaptarse a los ambientes de reacción duros de fuerte corrosividad y temperaturas ultra altas en procesos de fabricación como la epitaxia de obleas.Por lo tanto, se utilizan ampliamente en los principales equipos de semiconductores, como equipos de crecimiento epitaxial, equipos de grabado, equipos de oxidación / difusión / recocido, etc.   Según la estructura cristalina, el carburo de silicio tiene muchas formas cristalinas. Actualmente, los tipos comunes de SiC son principalmente 3C, 4H y 6H. Diferentes formas cristalinas de SiC tienen diferentes aplicaciones.Entre ellos, 3C-SiC también se conoce comúnmente como β-SiC. Una aplicación importante de β-SiC es como película y material de recubrimiento.             Según el proceso de preparación, los componentes de carburo de silicio pueden clasificarse en carburo de silicio de deposición química por vapor (CVD SiC), carburo de silicio sinterizado por reacción,Sinterización de carburo de silicio por recristalización, sinterización de carburo de silicio por presión atmosférica, sinterización de carburo de silicio por prensado en caliente y sinterización de carburo de silicio por prensado isostático en caliente, etc.             Entre los diversos métodos para preparar materiales de carburo de silicio, el método de deposición química por vapor produce productos de alta uniformidad y pureza,y este método también tiene una fuerte capacidad de control del procesoLos materiales de carburo de silicio CVD son particularmente adecuados para su uso en la industria de semiconductores debido a su combinación única de excelentes propiedades térmicas, eléctricas y químicas.       El tamaño del mercado de los componentes de carburo de silicio   01Componentes de carburo de silicio CVD   Los componentes de carburo de silicio CVD se utilizan ampliamente en equipos de grabado, equipos MOCVD, equipos epitaxiales SiC y equipos de tratamiento térmico rápido, entre otros.   Equipo de grabado:El mayor segmento de mercado para los componentes de carburo de silicio CVD es el equipo de grabado..Debido a la baja reactividad y conductividad del carburo de silicio CVD hacia los gases de grabado que contienen cloro y flúor,lo convierte en un material ideal para componentes como los anillos de enfoque en equipos de grabado por plasma.       Anillo de enfoque de carburo de silicio       Con un contenido de aluminio superior a 0,9 g/m2:La deposición de vapor químico a baja presión (CVD) es actualmente el proceso más eficaz para preparar recubrimientos densos de SiC. El recubrimiento CVD-SiC tiene las ventajas de un espesor y una uniformidad controlables.Los sustratos de grafito recubiertos con SiC se utilizan a menudo como componentes en equipos de deposición de vapor químico orgánico metálico (MOCVD) para soportar y calentar sustratos de cristal único, y son los componentes clave de los equipos MOCVD.       02 Reacción Sinterización de componentes de carburo de silicio   Los materiales de SiC sometidos a sinterización por reacción (infiltración por fusión por reacción o unión por reacción) pueden tener una tasa de contracción de la línea de sinterización controlada por debajo del 1%.la temperatura de sinterización es relativamente baja, lo que reduce significativamente los requisitos de control de deformación y equipos de sinterización.y se ha aplicado ampliamente en los campos de fabricación de estructuras ópticas y de precisión.   Para determinados componentes ópticos de alto rendimiento en equipos clave de fabricación de circuitos integrados, existen requisitos estrictos para la preparación del material.Utilizando el método de sinterización reactiva del sustrato de carburo de silicio combinado con deposición química de vapor de la capa de película de carburo de silicio (CVDSiC) para fabricar reflectores de alto rendimiento, optimizando los parámetros clave del proceso, tales como los tipos de precursores, la temperatura de deposición, la presión de deposición, la proporción de gas de reacción, el campo de flujo de gas y el campo de temperatura,Se pueden preparar capas de película SiC CVD de gran superficie y uniforme, lo que permite que la precisión de la superficie del espejo se acerque a los indicadores de rendimiento de productos similares del extranjero.       Espejos ópticos de carburo de silicio para máquinas de litografía       Los expertos de la Academia China de Ciencia y Tecnología de Materiales de Construcción han desarrollado con éxito una tecnología de preparación patentada, que permite la producción dede forma compleja, espejos cuadrados cerámicos de carburo de silicio para litografía, muy ligeros y completamente cerrados, y otros componentes ópticos estructurales y funcionales.       El rendimiento del carburo de silicio sinterizado por reacción desarrollado por la Academia China de Ciencia y Tecnología de Materiales de Construcción es comparable al de productos similares de empresas extranjeras.         En la actualidad, entre las empresas que lideran la investigación y la aplicación de componentes cerámicos de precisión para el equipo central de circuitos integrados en el extranjero se incluyen Kyocera de Japón,CoorsTek de los Estados UnidosEntre ellos, Kyocera y CoorsTek representan el 70% de la cuota de mercado de los componentes cerámicos de alta precisión utilizados en equipos de circuitos integrados.En China, hay el Instituto Nacional de Investigación de la Construcción de China, Ningbo Volkerkunst, etc.Nuestro país comenzó relativamente tarde en la investigación sobre la tecnología de preparación y la promoción de la aplicación de componentes de carburo de silicio de precisión para equipos de circuitos integrados, y aún tiene una brecha con respecto a las empresas líderes internacionales.       Como pionera en la fabricación de componentes avanzados de carburo de silicio, ZMSH se ha establecido como un proveedor de soluciones integrales para productos de precisión SiC,ofreciendo capacidades de extremo a extremo desde piezas mecánicas SiC personalizadas hasta sustratos y componentes cerámicos de alto rendimientoAprovechando las tecnologías patentadas de sinterización sin presión y de mecanizado CNC,Ofrecemos soluciones de SiC a medida con conductividad térmica excepcional (170-230 W/m·K) y resistencia mecánica (resistencia a la flexión ≥400MPa), que sirve a aplicaciones exigentes en equipos de semiconductores, sistemas de energía de vehículos eléctricos y gestión térmica aeroespacial. Our vertically integrated production covers the entire value chain - from high-purity SiC powder synthesis to complex near-net-shape ceramic component fabrication - enabling precise customization of dimensional tolerances (up to ±5μm) and surface finishes (Ra≤0Los sustratos de SiC de 6 pulgadas y 8 pulgadas calificados para la industria automotriz de la compañía cuentan con las mejores densidades de micropípoles (< 1 cm−2) y control de TTV (< 10 μm),Mientras que nuestros productos cerámicos de SiC con enlace de reacción demuestran una resistencia superior a la corrosión en ambientes químicos extremosCon capacidades internas que abarcan revestimiento CVD, mecanizado láser y pruebas no destructivas, ZMSH proporciona soporte técnico completo desde el desarrollo de prototipos hasta la producción en volumen.ayudar a los clientes a superar los desafíos de materiales en altas temperaturas, condiciones de funcionamiento de alta potencia y de alto desgaste.       Lo siguiente es:Placas de cerámica para bandejas de SiCde ZMSH:             * Por favor, póngase en contacto con nosotros para cualquier preocupación de derechos de autor, y los abordaremos rápidamente.                    

2025

06/06

Estructura básica de las capas epitaxiales de LED basadas en GaN

Estructura básica de las capas epitaxiales de LED basadas en GaN 01 Introducción La estructura de la capa epitaxial de los LED basados en nitruro de galio (GaN) es el determinante principal del rendimiento del dispositivo, lo que requiere una cuidadosa consideración de la calidad del material, la eficiencia de inyección del portador,eficiencia luminiscenteCon la evolución de las demandas del mercado para una mayor eficiencia, rendimiento y rendimiento, la tecnología epitaxial continúa avanzando.Mientras que los fabricantes tradicionales adoptan estructuras fundamentales similaresLos principales diferenciadores se encuentran en las optimizaciones matizadas que reflejan las capacidades de I + D. A continuación se muestra una descripción general de la estructura epitaxial de GaN LED más común.       02 Resumen de la estructura epitaxial Las capas epitaxiales, cultivadas secuencialmente en el sustrato, suelen incluir: 1. Capa de amortiguador 2. Capa de GaN sin dopar ((Capa de AlGaN de tipo n opcional) 3. capa de GaN de tipo N 4. capa de GaN de tipo n ligeramente dopada 5. capa de alivio de la tensión 6. Capa de pozo cuántico múltiple (MQW) 7. Capa de bloqueo de electrones de AlGaN (EBL) 8Capa de GaN de tipo p a baja temperatura 9. Capa de GaN de tipo p a alta temperatura 10.Capa de contacto con la superficie       Estructuras epitaxiales comunes de GaN LED       Funciones detalladas de las capas   1) Capa de amortiguador Se cultiva a 500 ∼ 800 °C utilizando materiales binarios (GaN/AlN) o ternários (AlGaN). Objetivo: Mitigar el desajuste de la rejilla entre el sustrato (por ejemplo, zafiro) y las capas de epilación para reducir los defectos. Tendencia de la industria: la mayoría de los fabricantes ahora depositan previamente AlN a través de pulverización PVD antes del crecimiento de MOCVD para mejorar el rendimiento.   2)Capa de GaN sin dopar Crecimiento en dos etapas: islas iniciales de GaN 3D seguidas de planarización de GaN 2D a alta temperatura. Resultado: Proporciona superficies atomicamente lisas para las capas posteriores.   3)Capa de GaN de tipo N Si-dopado (8 × 1018 ¢ 2 × 1019 cm−3) para el suministro de electrones. Opción avanzada: algunos diseños insertan una capa intermedia n-AlGaN para filtrar las dislocaciones de roscado.             4)Capa de n-GaN ligeramente dopada El dopaje más bajo (1×10182×1018 cm−3) crea una región de alta resistencia de propagación de corriente. Ventajas: mejora las características de voltaje y la uniformidad de la luminiscencia.   5)Capa de alivio de la tensión Capa de transición basada en InGaN con composición graduada en In (entre los niveles de GaN y MQW). Variantes de diseño: Superrejas o estructuras de pozo poco profundo para acomodar gradualmente la deformación de la red.   6)MQW (pozo cuántico múltiple)   Las pilas periódicas de InGaN/GaN (por ejemplo, 515 pares) para la recombinación radiativa. Optimización: las barreras de GaN dopadas con Si reducen el voltaje de operación y mejoran el brillo. Últimas noticias de la empresa sobre la estructura básica de las capas epitaxiales de LED basadas en GaN 2   7)Capa de bloqueo de electrones AlGaN (EBL) Barrera de banda ancha para confinar electrones dentro de MQW, aumentando la eficiencia de la recombinación.             8)Capa de p-GaN de baja duración Capa dopada con Mg, crecida ligeramente por encima de la temperatura de MQW hasta: Mejorar la inyección de agujeros Proteger los MQW de daños posteriores por alta temperatura   9)Capa de p-GaN de alta temperatura Cultivado a ~ 950 °C hasta: Agujeros de suministro Planar los pozos en V que se propagan a partir de MQW Reducir las corrientes de fuga   10)Capa de contacto de la superficie GaN fuertemente dopado con Mg para la formación de contacto ómico con electrodos metálicos, minimizando el voltaje de funcionamiento.   03 Conclusión La estructura epitaxial de GaN LED ejemplifica la sinergia entre la ciencia de materiales y la física de dispositivos, donde cada capa tiene un impacto crítico en el rendimiento electroóptico.Los avances futuros se centrarán en la ingeniería de defectos, gestión de la polarización y nuevas técnicas de dopaje para ampliar los límites de eficiencia y permitir aplicaciones emergentes.     Como pionera en la tecnología epitaxial LED de nitruro de galio (GaN), ZMSH ha sido pionera en soluciones epitaxiales avanzadas de GaN sobre zafiro y GaN sobre SiC, leveraging proprietary MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) systems and precision thermal management to deliver high-performance LED wafers with defect densities below 10⁶ cm⁻² and uniform thickness control within ±1.5%. Nuestros sustratos personalizables, incluidos el GaN en zafiro, zafiro azul, carburo de silicio y sustratos compuestos metálicos, permiten soluciones a medida para LEDs de ultra alto brillo, pantallas micro-LED,la iluminación automotriz y las aplicaciones UV-C. Al integrar la optimización de procesos impulsada por IA y el recocido por láser pulsado ultrarrápido, obtenemos un cambio de longitud de onda 95%,apoyado por certificaciones de grado automotriz (AEC-Q101) y escalabilidad de producción en masa para retroiluminación 5G, óptica AR/VR y dispositivos industriales de IoT.     El siguiente es un sustrato GaN y una oblea de zafiro de ZMSH:             * Por favor, póngase en contacto con nosotros para cualquier preocupación de derechos de autor, y los abordaremos rápidamente.            

2025

06/06

Reloj de zafiro No hay malentendido aquí!

   ¡Sáfiro no es un mal nombre aquí!         Los entusiastas de los relojes están ciertamente familiarizados con el término "cristales de zafiro," como la gran mayoría de los modelos de relojes conocidos, excepto las piezas de inspiración vintage, casi universalmente incluyen este material en sus especificaciones.Esto plantea tres preguntas clave:     1¿El zafiro es valioso? 2¿El cristal de zafiro de un reloj está hecho de zafiro? 3¿Por qué usar zafiro?       En realidad, el zafiro utilizado en la relojería no es lo mismo que la piedra preciosa natural en el sentido tradicional.que es un zafiro sintético compuesto principalmente de óxido de aluminio (Al2O3)Como no se añaden colorantes, el zafiro sintético es incoloro.         Desde el punto de vista químico y estructural, no hay diferencia entre el zafiro natural y el sintético.   La razón por la que las principales marcas de relojes prefieren unánimemente el cristal de zafiro para gafas de reloj no es sólo porque suena premium, es principalmente debido a sus propiedades excepcionales:       - Dureza: El zafiro sintético coincide con el zafiro natural en 9 en la escala de Mohs, sólo superado por el diamante, por lo que es muy resistente a los arañazos (a diferencia del acrílico, que se puede rasgar fácilmente).   - Durabilidad: Resiste la corrosión, el calor y es muy conductor térmico.   - Claridad óptica: el cristal de zafiro ofrece una transparencia excepcional, lo que lo convierte en el material perfecto para la relojería moderna.         El uso del cristal de zafiro en la relojería comenzó en los años sesenta y se extendió rápidamente.Es prácticamente la única opción en la relojería de gama alta..       Luego, en 2011, el zafiro se convirtió una vez más en una sensación en la industria del reloj de lujo cuando RICHARD MILLE presentó el RM 056,con una caja de zafiro totalmente transparente, una innovación sin precedentes en la relojería de alta gama.Muchas marcas pronto se dieron cuenta de que el zafiro no era sólo para los cristales de los relojes, sino que también se podía utilizar para los estuches, y se veía impresionante.           En solo unos años, las fundas de zafiro se convirtieron en una tendencia, evolucionando de transparencia clara a colores vibrantes, lo que resulta en diseños cada vez más diversos.relojes con carcasa de zafiro que pasaron de ediciones limitadas a modelos de producción regular, e incluso colecciones de núcleo.   Así que hoy, echemos un vistazo a algunos de los relojes con caja de cristal de zafiro.     Artya     El Tourbillon de pureza Este Tourbillon de pureza del relojero suizo independiente ArtyA presenta un diseño altamente esqueletizado y una caja de zafiro transparente,maximizando el impacto visual del tourbillon, tal como su nombre indica- Es un tourbillon puro.     BELL & ROSS     BR-X1 Cronógrafo Tourbillon Zafiro En 2016, Bell & Ross debutó su primer reloj de zafiro, el BR-X1 Chronograph Tourbillon Sapphire, limitado a solo 5 piezas y con un precio de más de € 400,000.lanzaron una versión esqueletizada aún más transparenteLuego, en 2021, lanzaron el BR 01 Cyber Skull Sapphire, con su motivo de cráneo característico en una caja cuadrada en negrita.         En el caso de los países de la UE,   L-evolución Estrictamente hablando, el repetidor de minutos L-Evolution de Blancpain Carillon Sapphire no tiene una caja completamente de zafiro,Pero sus puentes de zafiro transparentes y ventanas laterales crean un efecto de transparencia sorprendente, un "medio paso" en las cajas de zafiro.     CHANEL           J12 Rayos X Para el vigésimo aniversario del J12, Chanel presentó el J12 X-RAY.logrando un aspecto totalmente transparente que es visualmente impresionante.             CHOPARD     L.U.C. Full Strike Zafiro Lanzado en 2022, el L.U.C Full Strike Sapphire de Chopard fue el primer repetidor de minutos con una caja de zafiro.El reloj también ganó el Poinçon de Genève (Sello de Ginebra), el primer reloj no metálico que lo hace.     Se trata de un artículo de la Directiva 2000/29/CE.     Cuásar En 2019, Girard-Perregaux introdujo su primer reloj con caja de zafiro, el Quasar, con su icónico diseño "Three Bridges".La colección Laureato Absolute debutó su primer modelo de zafiro en 2020, junto con el tributo absoluto del laureado con una caja roja transparente, aunque no de zafiro, sino de un nuevo material policristalino llamado YAG (granate de aluminio ytrium).         ¿Qué quiere decir?     30° Tourbillon doble zafiro Greubel Forsey's 30° Double Tourbillon Sapphire destaca porque tanto la caja como la corona están hechas de cristal de zafiro.cuenta con cuatro barriles acoplados en serie para 120 horas de reserva de marchaEl precio es de más de un millón de dólares, limitado a 8 piezas.     JACOB y CO.     Astronomía sin defectos Para mostrar plenamente el movimiento de cuerda manual JCAM24, Jacob & Co. creó el Astronomia Flawless con una caja completamente de zafiro.     ¿Qué es esto?     Como el creador de tendencias en las fundas de zafiro, RICHARD MILLE ha dominado el material. Ya sea en los relojes masculinos o femeninos, o en los relojes complicados, las fundas de zafiro son una firma.RICHARD MILLE también enfatiza las variaciones de color, haciendo que sus relojes de zafiro sean ultra de moda.       Desde los cristales de zafiro hasta las cajas de zafiro, este material se ha convertido en un símbolo de la innovación de la relojería de alta gama. ¿Cuál es su reloj de zafiro favorito?

2025

05/29

El corte por láser se convertirá en la tecnología principal para cortar carburo de silicio de 8 pulgadas en el futuro - una entrevista con el profesor Xiu Xiangqian de la Universidad de Nanjing

  El corte por láser se convertirá en la tecnología principal para cortar carburo de silicio de 8 pulgadas en el futuro       P: ¿Cuáles son las principales tecnologías para el procesamiento de cortes de carburo de silicio?   R: La dureza del carburo de silicio es la segunda después de la del diamante, y es un material de alta dureza y quebradizo.El proceso de cortar los cristales crecidos en hojas toma mucho tiempo y es propenso a agrietarseComo el primer proceso en el procesamiento de cristales simples de carburo de silicio, el rendimiento del corte determina los niveles de molienda, pulido, adelgazamiento y otros procesos posteriores.El procesamiento de corte es propenso a causar grietas en la superficie y el subsuelo de la oblea, aumentando la velocidad de rotura y el coste de fabricación de la oblea.El control de los daños de las grietas superficiales del corte de obleas es de gran importancia para promover el desarrollo de la tecnología de fabricación de dispositivos de carburo de silicioLas tecnologías de procesamiento de corte de carburo de silicio que se informan actualmente incluyen principalmente la consolidación, el corte con abrasivo libre, el corte por láser, la separación en frío y el corte por descarga eléctrica.Entre los cuales, el corte multicanal abrasivo de diamantes consolidados recíprocos es el método más comúnmente utilizado para procesar cristales simples de carburo de silicio.Cuando el tamaño del lingote de cristal alcanza 8 pulgadas o más, los requisitos para el equipo de corte de alambre son muy altos, el costo también es muy alto y la eficiencia es demasiado baja.Hay una necesidad urgente de desarrollar nuevas tecnologías de corte de bajo coste, con bajas pérdidas y alta eficiencia.       Ingot de cristal de SiC de ZMSH       P: ¿Cuáles son las ventajas de la tecnología de corte por láser sobre la tecnología tradicional de corte de múltiples alambres? R: En el proceso tradicional de corte de alambre, los lingotes de carburo de silicio deben cortarse en una dirección determinada en láminas delgadas con un grosor de varios cientos de micras.Estas hojas se muelen luego con el líquido de molienda de diamantes para eliminar las marcas de herramientas y daños de grietas de la superficie del subsuelo y alcanzar el grosor requeridoDespués de eso, se lleva a cabo el pulido CMP para lograr la planarización global, y finalmente, las obleas de carburo de silicio se limpian.Debido al hecho de que el carburo de silicio es un material de alta dureza y fragilidad, es propenso a deformarse y agrietarse durante el corte, molienda y pulido, lo que aumenta la velocidad de rotura de la oblea y el coste de fabricación.la rugosidad de la superficie y de la interfaz es altaAdemás, el ciclo de procesamiento de corte de alambre es largo y el rendimiento es bajo.Se estima que el método tradicional de corte de alambre múltiple tiene una tasa de utilización total de material de sólo el 50%Las primeras estadísticas de producción del extranjero muestran que, con una producción paralela continua de 24 horas, la pérdida de corte es de hasta el 75%.Se necesitan unos 273 días para producir 10100.000 piezas, que es un tiempo relativamente largo. En la actualidad, la mayoría de las empresas nacionales de crecimiento de cristales de carburo de silicio adoptan el enfoque de "cómo aumentar la producción" y aumentan significativamente el número de hornos de crecimiento de cristales.cuando la tecnología de crecimiento de cristales aún no está completamente madura y el rendimiento es relativamente bajoLa adopción de equipos de corte por láser puede reducir significativamente las pérdidas y aumentar la eficiencia de la producción.tomando como ejemplo un solo lingote de SiC de 20 mm, 30 obeliscos de 350 mm se pueden producir con una sierra de alambre, mientras que más de 50 obeliscos se pueden producir con tecnología de corte por láser.debido a las mejores características geométricas de las obleas producidas por corte por láserEn el caso de las barras de silicio de 20 mm, el espesor de una sola oblea puede reducirse a 200 mm, lo que aumenta aún más el número de oblasas.La tecnología tradicional de corte de alambre múltiple se ha aplicado ampliamente en el carburo de silicio de 6 pulgadas o menosSin embargo, toma de 10 a 15 días cortar el carburo de silicio de 8 pulgadas, que tiene altos requisitos de equipos, alto costo y baja eficiencia.Las ventajas técnicas del corte láser de gran tamaño se hacen evidentes y se convertirá en la tecnología principal para el corte de 8 pulgadas en el futuroEl corte con láser de lingotes de carburo de silicio de 8 pulgadas puede lograr un tiempo de corte de una sola pieza de menos de 20 minutos por pieza, mientras que la pérdida de corte de una sola pieza se controla dentro de 60um.       Ingot de cristal de SiC de ZMSH     En general, en comparación con la tecnología de corte de múltiples alambres, la tecnología de corte por láser tiene ventajas tales como alta eficiencia y velocidad, alta tasa de corte, baja pérdida de material y limpieza. P: ¿Cuáles son las principales dificultades en la tecnología de corte por láser de carburo de silicio? R: El proceso principal de la tecnología de corte por láser de carburo de silicio consiste en dos pasos: modificación por láser y separación de obleas. El núcleo de la modificación láser es dar forma y optimizar el haz láser.y la velocidad de escaneo afectará el efecto de la modificación de ablación de carburo de silicio y la posterior separación de obleasLas dimensiones geométricas de la zona de modificación determinan la rugosidad de la superficie y la posterior dificultad de separación.La alta rugosidad de la superficie aumentará la dificultad de la molienda posterior y aumentará la pérdida de material. Después de la modificación con láser, la separación de las obleas se basa principalmente en la fuerza de cizallamiento para pelar las obleas cortadas de los lingotes, como el agrietamiento en frío y la fuerza de tracción mecánica.La investigación y el desarrollo de los fabricantes nacionales utilizan principalmente transductores ultrasónicos para separar por vibración, lo que puede dar lugar a problemas como la fragmentación y el astillamiento, reduciendo así el rendimiento de los productos terminados.   Las dos etapas anteriores no deberían suponer dificultades significativas para la mayoría de las unidades de investigación y desarrollo.debido a los diferentes procesos y el dopaje de lingotes de cristal de varios fabricantes de crecimiento de cristalEn el caso de los lingotes de cristal, la calidad de los mismos varía mucho, o si el doping interno y la tensión de un solo lingote de cristal son desiguales, aumentará la dificultad de cortar el lingote de cristal.aumentar las pérdidas y reducir el rendimiento de los productos terminadosLa mera identificación mediante varios métodos de detección y luego la realización de una zona de escaneo láser de corte puede no tener un efecto significativo en la mejora de la eficiencia y la calidad de la rebanada.Cómo desarrollar métodos y tecnologías innovadores, optimizar los parámetros del proceso de corte,y desarrollar equipos y tecnologías de corte por láser con procesos universales para lingotes de cristal de diferentes calidades de diferentes fabricantes es el núcleo de la aplicación a gran escala.   P: Además del carburo de silicio, ¿puede aplicarse la tecnología de corte láser al corte de otros materiales semiconductores? R: La tecnología de corte láser temprana se aplicó en varios campos de materiales. En el campo de los semiconductores, se utilizó principalmente para cortar obleas de chip.se ha expandido hasta cortar cristales individuales de gran tamañoAdemás del carburo de silicio, también se puede utilizar para cortar materiales de alta dureza o frágiles como materiales de cristal único como diamantes, nitruro de galio y óxido de galio.El equipo de la Universidad de Nanjing ha hecho un montón de trabajo preliminar en la rebanada de estos varios semiconductores de cristal único, verificando la viabilidad y las ventajas de la tecnología de corte láser para cristales simples de semiconductores.       La oblea Diamond y la oblea GaN de ZMSH       P: ¿Existen actualmente en nuestro país productos maduros de equipos de corte láser? ¿En qué etapa se encuentra actualmente en la investigación y desarrollo de este dispositivo?   R: El equipo de corte láser de carburo de silicio de gran tamaño es considerado por la industria como el equipo principal para cortar lingotes de carburo de silicio de 8 pulgadas en el futuro.Los equipos de corte por láser de lingotes de carburo de silicio de gran tamaño solo pueden ser suministrados por Japón.La demanda interna de equipos de corte / adelgazamiento por láser se estima en alrededor de 1.000 unidades en función del número de unidades de corte de alambre y de la capacidad prevista de carburo de silicioActualmente, las empresas nacionales como Han's Laser, Delong Laser, y Jiangsu General han invertido enormes cantidades de dinero en el desarrollo de productos relacionados,pero aún no se ha aplicado ningún equipo comercial nacional maduro en las líneas de producción.   Ya en 2001, the team led by Academician Zhang Rong and Professor Xiu Xiangqian from Nanjing University developed a laser exfoliation technology for gallium nitride substrates with independent intellectual property rightsEn el último año, hemos aplicado esta tecnología al corte y adelgazamiento con láser de carburo de silicio de gran tamaño.Hemos completado el desarrollo de equipos prototipo y corte de proceso de investigación y desarrollo, logrando el corte y adelgazamiento de obleas de carburo de silicio semi-isolantes de 4-6 pulgadas y el corte de lingotes de carburo de silicio conductores de 6-8 pulgadas.El tiempo de corte para 6-8 pulgadas de carburo de silicio semi-aislante es de 10-15 minutos por rebanadaEl tiempo de corte de una sola pieza para lingotes de carburo de silicio conductores de 6-8 pulgadas es de 14-20 minutos por pieza, con una pérdida de una sola pieza de menos de 60um.Se estima que la tasa de producción puede incrementarse en más del 50%Después de cortar, moler y pulir, los parámetros geométricos de las obleas de carburo de silicio cumplen con las normas nacionales.Los resultados de la investigación también muestran que el efecto térmico durante el corte por láser no tiene una influencia significativa en la tensión y los parámetros geométricos del carburo de silicioUtilizando este equipo, también realizamos un estudio de verificación de viabilidad sobre la tecnología de corte de cristales individuales de diamante, nitruro de galio y óxido de galio.     Como líder innovador en la tecnología de procesamiento de obleas de carburo de silicio, ZMSH ha tomado la delantera en el dominio de la tecnología central de corte por láser de carburo de silicio de 8 pulgadas.A través de su sistema de modulación láser de alta precisión desarrollado de forma independiente y tecnología de gestión térmica inteligente, ha logrado con éxito un gran avance en la industria al aumentar la velocidad de corte en más del 50% y reducir la pérdida de material a menos de 100 μm.Nuestra solución de corte por láser emplea láseres de pulso ultravioleta ultra corto en combinación con un sistema óptico adaptativo, que puede controlar con precisión la profundidad de corte y la zona afectada por el calor, asegurando que el TTV de la oblea se controle dentro de 5μm y que la densidad de dislocación sea inferior a 103cm−2,proporcionar un apoyo técnico fiable para la producción en masa a gran escala de sustratos de carburo de silicio de 8 pulgadasEn la actualidad, esta tecnología ha pasado la verificación de grado automotriz y se está aplicando industrialmente en los campos de la nueva energía y la comunicación 5G.       El siguiente es el tipo de ZMSH SiC 4H-N & SEMI:               * Por favor, póngase en contacto con nosotros para cualquier preocupación de derechos de autor, y los abordaremos rápidamente.          

2025

05/23

Predicción y desafíos de los materiales semiconductores de quinta generación

Predicción y desafíos de los materiales semiconductores de quinta generación     Los semiconductores son la piedra angular de la era de la información, y la iteración de sus materiales determina directamente los límites de la tecnología humana.Desde la primera generación de semiconductores basados en silicio hasta la actual cuarta generación de materiales de banda ancha ultra ancha, cada generación de innovación ha impulsado un desarrollo vertiginoso en campos como la comunicación, la energía y la informática.Al analizar las características de los materiales semiconductores de cuarta generación y la lógica del reemplazo generacional, se especulan las posibles direcciones de los semiconductores de quinta generación y, al mismo tiempo, se explora el camino de avance para China en este campo.       I. Características de los materiales semiconductores de cuarta generación y la lógica del reemplazo generacional         La "Era Fundamental" de la primera generación de semiconductores: silicio y germanio     Las características:Los semiconductores elementales representados por el silicio (Si) y el germanio (Ge) tienen las ventajas de un bajo coste, un proceso maduro y una alta fiabilidad.Las diferencias entre las dos bandas son limitadas por el ancho de banda relativamente estrecho (Si: 1,12 eV, Ge: 0,67 eV), lo que resulta en una tensión de resistencia deficiente y un rendimiento de alta frecuencia insuficiente. Aplicaciones:Circuitos integrados, células solares, dispositivos de bajo voltaje y baja frecuencia. La razón del cambio de generación:Con la creciente demanda de rendimiento de alta frecuencia y alta temperatura en los campos de la comunicación y la optoelectrónica, los materiales a base de silicio son poco a poco incapaces de satisfacer las demandas.         Las obleas ópticas Windows & Si de ZMSH         Semiconductores de segunda generación: La "Revolución Optoelectrónica" de los semiconductores compuestos   Las características:Los compuestos del grupo III-V representados por el arseniuro de galio (GaAs) y el fosfuro de indio (InP) presentan un ancho de banda mayor (GaAs: 1,42 eV), alta movilidad electrónica,y son adecuados para la conversión de alta frecuencia y fotoeléctrica. Aplicaciones:Dispositivos de radiofrecuencia 5G, láseres, comunicaciones por satélite. Los desafíos:La escasez de materiales (como las reservas de indio de sólo el 0,001%), los altos costes de preparación y la presencia de elementos tóxicos (como el arsénico). La razón para el reemplazo generacional:Los nuevos equipos de energía y alta tensión han planteado mayores requisitos de resistencia y eficiencia a la tensión, lo que ha impulsado la aparición de materiales de banda ancha.       Las obleas GaAs y InP de ZMSH       Semiconductores de tercera generación: la "Revolución de la Energía" con banda ancha   Características:Con el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN) como núcleo, el ancho de banda se aumenta significativamente (SiC: 3.2 eV, GaN: 3.4 eV), con un campo eléctrico de alta degradación,alta conductividad térmica y características de alta frecuencia. Aplicaciones:Sistemas de accionamiento eléctrico para vehículos de nueva energía, inversores fotovoltaicos, estaciones base 5G. Ventajas:El consumo de energía se reduce en más del 50% en comparación con los dispositivos basados en silicio, y el volumen se reduce en un 70%. La razón para el reemplazo generacional:Los campos emergentes como la inteligencia artificial y la computación cuántica requieren materiales de mayor rendimiento para el soporte, y los materiales de banda ancha han surgido como lo requiere The Times.       Las obleas de SiC y GaN de ZMSH       Semiconductores de cuarta generación: el "avance extremo" de la banda ultra ancha   Las características:Representado por óxido de galio (Ga2O3) y diamante (C), el ancho de banda ha aumentado aún más (óxido de galio: 4,8 eV), con una resistencia de encendido ultrabaja y un voltaje de resistencia ultraalto,y con un enorme potencial de costo. Aplicaciones:Chips de energía de ultraalta tensión, detectores ultravioleta profunda, dispositivos de comunicación cuántica. Desarrollo:Los dispositivos de óxido de galio pueden soportar voltajes superiores a 8000V, y su eficiencia es tres veces mayor que la del SiC. La lógica del reemplazo generacional:La búsqueda global de poder de computación y eficiencia energética se ha acercado al límite físico, y los nuevos materiales necesitan lograr saltos de rendimiento a escala cuántica.       Wafer Ga2O3 de ZMSH y GaN en Diamante         II. Tendencias en semiconductores de quinta generación: el "Plan de futuro" de materiales cuánticos y estructuras bidimensionales       Si la trayectoria evolutiva de "expansión de ancho de banda + integración funcional" continúa, los semiconductores de quinta generación pueden centrarse en las siguientes direcciones: 1) Aislador topológico:Con las características de conducción superficial y aislamiento interno, se puede utilizar para construir dispositivos electrónicos de energía cero,romper el cuello de botella de la generación de calor de los semiconductores tradicionales. 2) Materiales bidimensionales:El graphene y el disulfuro de molibdeno (MoS2), con espesor a nivel atómico, dotan de una respuesta de frecuencia ultra alta y un potencial de electrones flexible. 3) Puntos cuánticos y cristales fotónicos:Mediante la regulación de la estructura de la banda a través del efecto de confinamiento cuántico, se logra la integración multifuncional de luz, electricidad y calor. 4) Biosemiconductores:Materiales autoensamblados basados en ADN o proteínas, compatibles con sistemas biológicos y circuitos electrónicos. 5) Las fuerzas motrices centrales:La demanda de tecnologías disruptivas como la inteligencia artificial, las interfaces cerebro-computadora,y la superconductividad a temperatura ambiente está promoviendo la evolución de los semiconductores hacia la inteligencia y la biocompatibilidad.       Iii. Oportunidades para la industria de semiconductores de China: de "seguir" a "mantener el ritmo"       1) Los avances tecnológicos y la estructura de la cadena industrial · Semiconductores de tercera generación:China ha logrado la producción en masa de sustratos de SiC de 8 pulgadas, y los MOSFET de SiC de grado automotriz se han aplicado con éxito en fabricantes de automóviles como BYD. · Semiconductores de cuarta generación:La Universidad de Correos y Telecomunicaciones de Xi'an y el 46o Instituto de Investigación de China Electronics Technology Group Corporation han descubierto la tecnología epitaxial de óxido de galio de 8 pulgadas,Entrando en el primer escalón del mundo.     2) Apoyo político y de capital · elEl 14o Plan Quinquenal del país ha enumerado los semiconductores de tercera generación como un enfoque clave, y los gobiernos locales han establecido fondos industriales por valor de más de 10 mil millones de yuanes. · elEntre los diez mejores avances tecnológicos en 2024, se seleccionaron logros como dispositivos de nitruro de galio de 6-8 pulgadas y transistores de óxido de galio,Demostrando una tendencia de avance en toda la cadena industrial.       IV. Desafíos y el camino a través de la brecha       1) Cuello de botella técnico · Preparación del material:El rendimiento del crecimiento de cristal único de gran tamaño es bajo (por ejemplo, el óxido de galio es propenso a la grieta), y la dificultad de control de defectos es alta. · Confiabilidad del dispositivo:Los estándares de prueba de vida en alta frecuencia y alto voltaje aún no están completos, y el ciclo de certificación para dispositivos de grado automotriz es largo.       2) Deficiencias en la cadena industrial · Los equipos de gama alta dependen de las importaciones:Por ejemplo, la tasa de producción nacional de hornos de crecimiento de cristal de carburo de silicio es inferior al 20%. · Debilidad del ecosistema de aplicaciones:Las empresas de la cadena de producción inferior prefieren los componentes importados y la sustitución nacional requiere orientación política.     3) Desarrollo estratégico 1- Colaboración entre la industria y la universidad:Basándose en el modelo de "Alianza de Semiconductores de Tercera Generación",Nos uniremos con las universidades (como la Universidad de Zhejiang, el Instituto de Tecnología de Ningbo) y las empresas para abordar las tecnologías centrales.. 2Competencia diferenciada:Se centrará en mercados incrementales como la nueva energía y la comunicación cuántica, y evitará una confrontación directa con los gigantes tradicionales. 3El cultivo del talento:Establecer un fondo especial para atraer a los mejores académicos extranjeros y promover la construcción de la disciplina de "Ciencia e Ingeniería de Chips".   Desde el silicio hasta el óxido de galio, la evolución de los semiconductores es una épica de la humanidad rompiendo los límites físicos.Si China puede aprovechar la ventana de oportunidad de los semiconductores de cuarta generación y hacer planes prospectivos para los materiales de quinta generaciónComo dijo el académico Yang Deren: "La verdadera innovación requiere el coraje de tomar caminos desconocidos." En este camino, la resonancia de la política, el capital y la tecnología determinará el vasto océano de la industria de semiconductores de China.     ZMSH, como proveedor en el sector de los materiales semiconductores,ha establecido una presencia integral en toda la cadena de suministro, desde las obleas de silicio/germanio de primera generación hasta las películas finas de óxido de galio y diamantes de cuarta generación.La empresa se centra en mejorar el rendimiento de producción en masa de componentes de semiconductores de tercera generación, como sustratos de carburo de silicio y obleas epitaxiales de nitruro de galio.Al mismo tiempo que avanza en sus reservas técnicas en preparación de cristales para materiales de banda ultra anchaAprovechando un sistema de I + D, crecimiento de cristales y procesamiento integrado verticalmente, ZMSH ofrece soluciones de materiales personalizadas para estaciones base 5G, dispositivos de energía de nueva energía y sistemas de láser UV.La empresa ha desarrollado una estructura de capacidad de producción graduada que va desde obleas de arseniuro de galio de 6 pulgadas hasta obleas de carburo de silicio de 12 pulgadas, contribuyendo activamente al objetivo estratégico de China de construir una base material autosuficiente y controlable para la competitividad de la próxima generación de semiconductores.       La oblea de zafiro de 12 pulgadas de ZMSH y la oblea de SiC de 12 pulgadas:           * Por favor, póngase en contacto con nosotros para cualquier preocupación de derechos de autor, y los abordaremos rápidamente.            

2025

05/20

Método de detección de dislocación de SiC

Método de detección de dislocación de SiC           Para cultivar cristales de SiC de alta calidad, es necesario determinar la densidad de dislocación y la distribución de los cristales de semilla para seleccionar los cristales de semilla de alta calidad.el estudio de los cambios de dislocaciones durante el proceso de crecimiento del cristal también es propicio para la optimización del proceso de crecimientoEl dominio de la densidad de dislocación y la distribución del sustrato es también muy importante para el estudio de defectos en la capa epitaxial. it is necessary to characterize and analyze the crystallization quality and defects of SiC crystals through reasonable techniques to accelerate the production and preparation of high-quality and large-sized SiCLos métodos de detección de defectos de SiC se pueden clasificar en métodos destructivos y métodos no destructivos. Los métodos destructivos incluyen el grabado en húmedo y la microscopía electrónica de transmisión (TEM).Los métodos no destructivos incluyen la caracterización no destructiva por fluorescencia catódica (CL), tecnología de perfiles de rayos X (XRT), fotoluminiscencia (PL), tecnología de fotostres, espectroscopia de Raman, etc.         La corrosión húmeda es el método más común para estudiar las dislocaciones.Cuando las obleas corroídas de SiC se observan bajo un microscopioEn general, hay tres formas de hoyos de corrosión en la superficie de Si: casi circular, hexagonal y en forma de concha.TSD y BPD defectos respectivamenteLa figura 1 muestra la morfología del pozo de corrosión.detector de dislocación y otros dispositivos desarrollados pueden detectar de manera integral e intuitiva la densidad de dislocación y distribución de la placa de corrosiónLa microscopía electrónica de transmisión puede observar la estructura subterránea de las muestras a nanoescala y también detectar defectos cristalinos como BPD, TED y SF en SiC.es una imagen TEM de dislocaciones en la interfaz entre cristales de semilla y cristales en crecimiento. CL y PL pueden detectar de forma no destructiva defectos en el subsuelo de los cristales, como se muestra en las figuras 3 y 4.y amplios materiales de semiconductores de banda ancha pueden ser excitados eficazmente.     Fig. 2 TEM de dislocaciones en la interfaz entre cristales de semilla y cristales en crecimiento bajo diferentes vectores de difracción       Fig. 3 El principio de las dislocaciones en las imágenes CL       La topografía de rayos X es una poderosa técnica no destructiva que puede caracterizar los defectos de cristal a través del ancho de los picos de difracción.Topografía de rayos X de haz monocromático sincrotrón (SMBXT) utiliza una reflexión de cristal de referencia altamente perfecta para obtener rayos X monocromáticos, y se toman una serie de mapas topográficos en diferentes partes de la curva de reflexión de la muestra.permitiendo así la medición de los parámetros de la red y las orientaciones de la red en diferentes regionesLos resultados de las imágenes de las dislocaciones juegan un papel importante en el estudio de la formación de las dislocaciones.La tecnología de tensión óptica puede utilizarse para ensayos no destructivos de la distribución de defectos en las obleas.La figura 6 muestra la caracterización de los sustratos de cristal único de SiC mediante tecnología de estrés óptico. La espectroscopia de Raman es también un método de detección subterránea no destructivo.Descubrió por el método de dispersión de Raman que las posiciones de pico sensibles de MP, TSDs y TEDs están en ~ 796cm-1, como se muestra en la Figura 7.     Fig. 7 Detección de dislocación por el método PL. a) Los espectros PL medidos por TSD, TMD, TED y las regiones libres de dislocación de 4H-SiC; (b), (c), (d) Imágenes microscópicas ópticas de TED, TSD y mapas de mapeo de intensidad TMD y PL; e) Imagen PL de las DPB     ZMSH ofrece silicio monocristalino de tamaño ultra grande y silicio policristalino de columna, y también puede personalizar el procesamiento de varios tipos de componentes de silicio, lingotes de silicio, varillas de silicio,anillos de silicio, los anillos de enfoque de silicio, los cilindros de silicio y los anillos de escape de silicio.         Como líder mundial en materiales de carburo de silicio, ZMSH ofrece una cartera completa de productos SiC de alta calidad, incluidos el tipo 4H/6H-N, el tipo aislante 4H/6H-SEMI y los politipos 3C-SiC,con un tamaño de oblea de 2 a 12 pulgadas y una tensión nominal personalizable de 650V a 3300VAprovechando tecnología de crecimiento de cristales patentada y técnicas de procesamiento de precisión,Hemos logrado una producción de masa estable con una densidad de defecto muy baja (< 100/cm2) y una rugosidad superficial a nanoescala (Ra < 0).2nm), manteniendo una capacidad de producción mensual de 10.000 obleas.Servicio a más de 50 clientes globales en vehículos de nueva energía, las comunicaciones 5G y las aplicaciones de energía industrial.Continuaremos invirtiendo en I + D de SiC de gran diámetro para impulsar el avance de la industria de semiconductores de banda ancha y apoyar los objetivos de neutralidad de carbono.       El siguiente es el sustrato SiC de tipo 4H-N,SEMI,3C-N y la oblea de semilla SiC de ZMSH:             * Por favor, póngase en contacto con nosotros para cualquier preocupación de derechos de autor, y los abordaremos rápidamente.                

2025

05/12

Otra de las aplicaciones más interesantes del SiC - guías de onda ópticas a todo color

Otra de las aplicaciones más interesantes del SiC - guías de onda ópticas a todo color     Como material típico de la tercera generación de semiconductores, el SiC y su desarrollo industrial han estado creciendo como brotes de bambú después de una lluvia de primavera en los últimos años.Los sustratos de SiC han establecido un punto de apoyo en vehículos eléctricos y aplicaciones industrialesEl SiC se ha convertido en una fuerza motriz clave para este desarrollo debido a su excelente rendimiento y a su cadena de suministro en continua evolución.El SiC tiene una excelente conductividad térmica, por lo que una potencia nominal similar también se puede lograr en un paquete más pequeño.     Además, también observamos la aplicación de materiales SiC en guías de ondas ópticas holográficas.Se informa que muchas empresas líderes de AR han comenzado a centrar su atención en las guías de onda ópticas de carburo de silicio.     La imagen promocional de la guía de ondas óptica a todo color SiC en la exposición SEMICON       ¿Por qué se puede utilizar el material SiC en el campo de las guías de onda ópticas a todo color?     (1) El SiC tiene un alto índice de refracción   El índice de refracción del SiC (2.6-2.7) es significativamente mayor que el del vidrio tradicional (1.5-2.0) y la resina (1.4-1.7).las lentes ópticas de guía de ondas hechas de él pueden proporcionar un campo de visión más amplioMientras tanto, este alto índice de refracción permite que el SiC limite más eficazmente la luz en la guía de ondas óptica difractiva, reduciendo así la pérdida de energía de la luz y mejorando el brillo de la pantalla.     Las obleas de SiC de 6 pulgadas de ZMSH son de tipo SEMI y 4H-N       (2) Diseño de una sola capa     Teóricamente, una lente SiC de una sola capa puede lograr un campo de visión a todo color de más de 80 °, mientras que las lentes de vidrio deben apilarse en tres capas para alcanzar 40 °.     (3) Reducir el peso     La estructura de una sola capa reduce la cantidad de material utilizado. Combinado con la alta resistencia del propio SiC, el peso total de las gafas AR se reduce significativamente, mejorando el confort de uso.- ¿ Qué?     Las lentes SiC pueden reducir significativamente el peso del dispositivo y ampliar el campo de visión, haciendo que el peso total de las gafas AR atraviese el punto crítico de 20 g, cerca de la forma de las gafas ordinarias.La tecnología de pantalla Micro LED con sustrato de carburo de silicio puede comprimir el volumen del módulo en un 40%, aumenta la eficiencia de brillo en 2,3 veces y mejora el efecto de visualización de las gafas AR.     Las obleas de SiC de 2 pulgadas de ZMSH son de tipo 4H-SEMI         (4) Características de disipación de calor     El material SiC tiene una excelente conductividad térmica (490 W/m·K), que puede conducir rápidamente el calor generado por los módulos optomecánicos y informáticos a través del propio guía de ondas,En lugar de confiar en el diseño de disipación de calor de la pierna de espejo tradicionalEsta característica resuelve el problema de degradación del rendimiento de los dispositivos AR causado por la acumulación de calor y al mismo tiempo mejora la eficiencia de disipación de calor.   La alta conductividad térmica combinada con la tecnología de corte de bajo estrés puede mejorar en gran medida el problema del "patrón del arco iris" de las lentes ópticas de guía de ondas.en combinación con el diseño integrado de disipación de calor de la lámina de guía de ondas, se puede reducir la temperatura de funcionamiento del sistema opto-mecánico y mejorar el problema de disipación de calor.     (5) Apoyo     La resistencia mecánica, la resistencia al desgaste y la estabilidad térmica del SiC garantizan la estabilidad estructural de las guías de onda ópticas durante el uso a largo plazo.especialmente adecuado para escenarios que requieren componentes ópticos de alta precisión, como los telescopios espaciales y las gafas AR.   Las características del mencionado material SiC han superado los cuellos de botella de las guías de onda ópticas tradicionales en términos de efecto de visualización, peso de volumen y capacidad de disipación de calor.y se han convertido en una dirección de innovación clave en el campo de las guías de onda ópticas a todo color- ¿ Por qué?     ZMSH ofrece una gama completa de sustratos de carburo de silicio (SiC) de alta calidad, incluidos los politipos de tipo 4H/6H-N, 4H/6H-SEMI, 6H/4H-P y 3C-N,que cumplen los requisitos exigentes de los dispositivos de potencia y los chips de RFA través de tecnologías patentadas de crecimiento de cristales y técnicas de procesamiento de precisión,Hemos logrado la producción en masa de sustratos de SiC de gran diámetro (2-12 pulgadas) con una densidad de defecto muy baja (< 100/cm2) y una rugosidad superficial a nanoescala (Ra < 0).2nm), por lo que son particularmente adecuados para componentes ópticos de alta precisión, como los espejos de telescopios espaciales y los módulos ópticos AR.Procesamiento de obleas para la certificación de calidad, ZMSH ofrece soluciones integrales con especificaciones personalizables para ayudar a los clientes a superar las barreras técnicas.   Wafer de SiC de tipo 3C-N de ZMSH:           * Por favor, póngase en contacto con nosotros para cualquier preocupación de derechos de autor, y los abordaremos rápidamente.      

2025

05/08

Conocimiento de Geociencia. Sapphire: Hay más que azul en el armario "de primer nivel".

Ciencias Geológicas Sabiduría Zafiro: Hay más que azul en el armario "de primer nivel"       El zafiro, la "figura principal" de la familia del corindón, se parece a un elegante caballero vestido con un "traje azul profundo".uno descubre que su armario abarca mucho más que sólo "azul" o incluso "azul oscuro"El azul puede parecer monótono, pero revela otros tonos: verde, gris, amarillo, naranja, púrpura, rosa y marrón.     Zafiro de diferentes colores       El safirComposición química: Al2O3Color: Las variaciones de color en el zafiro son el resultado de sustituciones elementales dentro de su red cristalina, que abarca todos los colores del corindón excepto el rojo (rúbico).Dureza: Dureza de Mohs de 9, sólo superada por el diamante.Densidad: 3,95­4,1 g/cm3Birefringence: 0.008 ¢ 0.010Brillo: de transparente a translúcido, con exhibición de vidrio a subadamantino.Efectos ópticos especiales: Algunos zafiros muestran asterismo (el "efecto estrella"), donde las inclusiones microscópicas (por ejemplo, el rutilo) reflejan la luz para formar estrellas de seis rayos en piedras cortadas en cabochón.   Seis disparos de Starlight Sapphire           Fuentes primarias   Los orígenes conocidos incluyen Madagascar, Sri Lanka, Myanmar, Australia, India y partes de África.   Los zafiros de diferentes regiones muestran características distintas. Los zafiros de Myanmar y Cachemira obtienen colores azules brillantes de las impurezas de titanio. Los zafiros australianos, tailandeses y chinos presentan tonos más oscuros debido al contenido de hierro.         Las piedras preciosas sintéticas de ZMSH           Mecanismos de formación del mineral   La formación de zafiro implica procesos geológicos complejos: Origen metamórfico: El corindón se forma cuando las rocas ricas en magnesio (por ejemplo, mármol) interactúan con fluidos ricos en titanio / hierro bajo alta presión (612 kbar) y temperaturas (700-900 ° C).Las inclusiones del "efecto terciopelo" en los zafiros de Cachemira son firmas de estas condiciones extremas.         Origen magmático: El magma basáltico transporta cristales de corindón a la superficie, creando depósitos como Mogok (Myanmar), donde las inclusiones de rutilo a menudo se alinean para formar un asterismo.     Las características inclusiones de rutilo en forma de flecha en zafiros Mogok de Myanmar       Tipo pegmatítico: los zafiros aluvionales de Sri Lanka se originan en pegmatitas graníticas vetorizadas.     Piedra en bruto de zafiro de Sri Lanka         Los zafiros abarcan joyas, ciencia, educación y expresión artística: Valor de las piedras preciosas: Apreciadas por su belleza, dureza y durabilidad, las zafiras se utilizan en joyas de alta gama (anillos, collares, aretes, pulseras).       Safiros de diferentes colores y iones crómicos             El simbolismo: Representando la lealtad, la fidelidad, la sabiduría y la honestidad, los zafiros sirven como piedra de nacimiento de septiembre y un símbolo del otoño. Uso industrial: Su dureza y transparencia los hacen ideales para cristales de relojes, ventanas de instrumentos ópticos y sustratos de semiconductores.       ZMSH's Lab-cultivado Lab-cultivado Zafiro en bruto sin cortar Paparadscha rosa-naranja             Historia del zafiro sintético   Los zafiros creados en el laboratorio replican las propiedades químicas, ópticas y físicas del corindón natural. 1045 CE: Calentamiento del corindón a 1100 ° C para eliminar los tonos azules de los rubíes. 1902: El químico francés Auguste Verneuil (1856-1913) fue pionero en la síntesis de fusión de llama. 1975: Los zafiros de Geuda de Sri Lanka fueron tratados térmicamente a más de 1500 ° C para mejorar la coloración azul. 2003: GIA publicó una investigación innovadora sobre la difusión de berilio en rubíes y zafiros.       ¿Por qué las coronas prefieren los zafiros?   La Corona Imperial Austriaca:Está hecha de oro, adornada con perlas, diamantes y rubíes, y su pieza central es un zafiro extraordinario.           La corona de zafiro y diamante de la reina Victoria:Hecho de oro y plata (11,5 cm de ancho), con 11 zafiros cortados en cojines y cometas acentuados con viejos diamantes tallados en minas. Un regalo de boda del príncipe Alberto en 1840.           Corona del Estado Imperial Británico:Incorporado con 5 rubíes, 17 zafiros, 11 esmeraldas, 269 perlas y 2.868 diamantes.           La suite de zafiro de la emperatriz María Feodorovna:El pintor ruso Konstantin Makovsky inmortalizó a María con un opulento conjunto de zafiro, incluyendo un collar centrado con un zafiro oval de 139 quilates.           Aunque es posible poseer un zafiro, los precios varían considerablemente según el color, la claridad, la artesanía del corte, el peso en quilates, el origen y el estado de mejora.Después de todo, ejerce discernimiento al comprar, como un símbolo de "lealtad y sabiduría", su encanto no debe cegarte a su autenticidad.           ZMSH se especializa en la producción, suministro y ventas integrales de zafiros sintéticos de alta calidad, ofreciendo soluciones integrales adaptadas a las diversas necesidades de la industria.Con capacidades de fabricación avanzadas, proporcionamos sustratos de zafiro sintético personalizados de precisión, componentes ópticos y materiales de calidad de joyería, asegurando el estricto cumplimiento de los estándares internacionales de calidad.   Servicios clave: Producción personalizada Cristales de zafiro multicolor: suministro de zafiro crudo cultivado en laboratorio en tonos azules clásicos (royal/cornflower) y tonos exóticos (rosa, amarillo, azul) para joyas de diseño y carcasas de relojes de lujo. Joyería y relojería ️ Fabricación de gafas de relojes de zafiro resistentes a los arañazos, cabochones de primera calidad y piedras preciosas facetadas para marcas de alta relojería y joyería. Ingeniería de superficies ­ Revestimientos antirreflectores, grabado láser y corte de precisión (diceado, rectificado) para aplicaciones técnicas. Aprovechando las tecnologías de crecimiento de CVD/Verneuil, conectamos innovación y artesanía desde la síntesis de cristales crudos hasta creaciones de lujo a medida.     La caja del reloj de ZMSH           * Por favor, póngase en contacto con nosotros para cualquier preocupación de derechos de autor, y los abordaremos rápidamente.                

2025

05/06

Cristales de niobato de litio, películas finas de cristal único y su futuro diseño en la industria de chips ópticos

Cristales de niobato de litio, películas delgadas de un solo cristal y su diseño futuro en la industria de chips ópticos         Resumen del artículo   Con el rápido desarrollo de campos de aplicación, como la tecnología de comunicación 5G/6G, Big Data e inteligencia artificial, la demanda de la nueva generación de chips fotónicos aumenta día a día. Los cristales de niobato de litio, con sus excelentes propiedades electroópticas, ópticas no lineales y piezoeléctricas, se han convertido en el material central de los chips fotónicos y se conocen como el material de "silicio óptico" de la era fotónica. En los últimos años, se han realizado avances en la preparación de películas delgadas de cristal individuales de litio y tecnología de procesamiento de dispositivos, lo que demuestra ventajas como un tamaño más pequeño, mayor integración, efecto electroóptico ultrarrápido, ancho de banda ancho y bajo consumo de energía. Tiene amplias perspectivas de aplicación en moduladores electroópticos de alta velocidad, óptica integrada, óptica cuántica y otros campos. El artículo presenta el progreso y el progreso de la investigación y el desarrollo internacionales y internacionales y las políticas relevantes de la tecnología de preparación de los cristales de litio de litio de grado óptico y las películas de cristal único, así como sus últimas aplicaciones en los campos de los chips ópticos, las plataformas ópticas integradas, los dispositivos ópticos cuantos, etc., las tendencias de desarrollo y los desafíos del litio óptico de los cristales de los cristal-ópticos. Presente para el diseño futuro. En la actualidad, China se encuentra en una etapa de ponerse al día con el nivel avanzado internacional en los campos de las películas delgadas de cristal individual de litio y los dispositivos optoelectrónicos a base de niobato de litio, pero todavía hay una brecha considerable en la industrialización de materiales de cristal de niobato de litio de alta calidad. Al optimizar el diseño industrial y el fortalecimiento de la investigación y el desarrollo básicos, se espera que China forme un clúster industrial de litio completo de litio desde la preparación del material hasta el diseño, la fabricación y la aplicación del dispositivo.       WAFERS LINBO3 DE ZMSH         Descripción general rápida del artículo       Con el rápido desarrollo de campos como la tecnología de comunicación 5G/6G, los big data, la inteligencia artificial, la comunicación óptica, la fotónica integrada y la óptica cuántica, la demanda de la nueva generación de chips fotónicos y sus materiales de cristal básicos se vuelven cada vez más urgente. El niobato de litio (LN) es un cristal multifuncional con propiedades como piezoelectricidad, ferroelectricidad, piroelectricidad, electroóptica, actooptica, fotoelasticidad y no linealidad. Actualmente es uno de los cristales con el mejor rendimiento integral en fotónica. El papel del niobato de litio en futuros dispositivos ópticos es similar al de los materiales basados ​​en silicio en dispositivos electrónicos, y por lo tanto también se conoce como el material de "silicio óptico" de la era fotónica. La película delgada de litio niobato (LNOI) es un tipo de material de película delgada basado en cristales de niobato de litio y tiene excelentes propiedades fotoeléctricas: ① coeficiente electroóptico alto. Las películas delgadas de un solo cristal de litio tienen excelentes efectos electroópticos y son adecuados para moduladores ópticos de alta velocidad. ② Baja pérdida óptica. La estructura de película delgada reduce la pérdida de propagación de la luz y es adecuada para dispositivos optoelectrónicos de alto rendimiento. ③ Ventana transparente ancha. Tiene alta transparencia en las bandas visibles de luz e infrarrojo cercano. ④ Características ópticas no lineales. Apoya los efectos ópticos no lineales, como la generación armónica secundaria (SHG). ⑤ Compatible con la integración basada en silicio. La integración con dispositivos optoelectrónicos a base de silicio se puede lograr a través de la tecnología de unión. En los últimos años, muchos proyectos de investigación desplegados en el hogar y en el extranjero han tomado cristales de niobato de litio y películas de cristal único como direcciones de desarrollo importantes, especialmente en los campos de chips fotónicos de microondas, guías de onda ópticas, moduladores electroópticos, ópticas no lineales y dispositivos cuánticos.       Tabla 1 Campo importante de litio de eventos tecnológicos         Las películas delgadas de litio niobato se han convertido en un material candidato importante para el sustrato de una nueva generación de chips de procesamiento de información fotónica integrada multifuncional. Se prevé que la capacidad de mercado de los moduladores ópticos basados ​​en materiales de cristal de niobato de litio sea de 36,7 mil millones de dólares estadounidenses en 2026. En comparación con los moduladores fotónicos de silicio y los moduladores de fosfuro de indio, los moduladores de niobato de litio de filmes delgados tienen las ventajas de la altura de banda de banda baja, la baja pérdida de energía, el consumo de baja potencia, la alta fiabilidad y la alta relación de extinción. Al mismo tiempo, también pueden ser miniaturizados, lo que puede cumplir con los requisitos cada vez más miniaturizados de módulos ópticos coherentes y módulos ópticos de comunicación de datos. China se puede controlar independientemente en materiales de cristal, películas de cristal, métodos de procesamiento, dispositivos y sistemas. En la actualidad, muchos fabricantes nacionales han liberado 800 Gbps de solución de litio de litio de litio módulos ópticos. Los clientes aguas abajo han probado los productos correspondientes. En el futuro, las ventajas de la aplicación de los módulos ópticos 1.6T serán más obvias.       1. Progreso de investigación de cristales de niobato de litio y películas de un solo cristal       Las propiedades fisicoquímicas de los cristales individuales de litio niobato dependen en gran medida de [li]/[nb] e impurezas. El cristal de niobato de litio congruente (CLN) con la misma composición es deficiente en litio, por lo que contiene una gran cantidad de vacantes de LI (VLI) y defectos del punto NB (NB) inverso. La relación [li]/[nb] de litio estequioméntrico niobato (SLN) está cerca de 1∶1. Aunque tiene un excelente rendimiento, su preparación es difícil y el costo de producción es alto. Los cristales individuales de litio niobato se clasifican en grado acústico y grado óptico. Las unidades relevantes se dedican principalmente al crecimiento de los cristales de niobato de litio se muestran en la Tabla 1. Entre ellas, la compañía se dedica principalmente al crecimiento del niobato de litio de grado óptico es una empresa japonesa. En la actualidad, la tasa de producción nacional de las obleas de litio de grado óptico es inferior al 5%, y dependen en gran medida de las importaciones. Yamashiro Ceramics Co., Ltd. (denominado Cerámica de Yamashiro) ha industrializado cristales y obleas de litio de 8 pulgadas (Figura 1 (a)). En China, Tiantong Holdings Co., Ltd. (denominado Tiantong Co., Ltd.) Y China Electronics Technology Group Corporation Deqinghua Ying Electronics Co., Ltd. (denominado Deqinghua Ying) produjo respectivamente cristales y obleas de niobato de litio de 8 pulgadas en 2000 y 2019, pero aún no han logrado la producción en masa industrial. En términos de relación estequiométrica y niobato de litio de grado óptico, todavía existe una brecha tecnológica de aproximadamente 20 años entre las empresas de crecimiento de cristal de litio chino y las empresas japonesas. Por lo tanto, existe una necesidad urgente en China para hacer avances en la teoría del crecimiento y la tecnología de procesos de cristales de litio de litio ópticamente de alta calidad.           Fig. 1 Cristal de niobato de litio y película delgada de un solo cristal       Los avances en las estructuras fotónicas de litio y los chips y dispositivos fotónicos en todo el mundo se atribuyen principalmente al desarrollo e industrialización de la tecnología de material de película delgada de litio niobato. Sin embargo, debido a la alta fragilidad de los cristales individuales de litio niobato, es extremadamente difícil preparar películas a escala de cientos de nanométricos (100-2,000 nm) con bajos defectos y alta calidad. Las técnicas de implantación de iones y enlaces directos exfolian cristales individuales a granel en películas de cristal individual de litio a nanoescala, lo que hace posible la integración fotónica de niobato de litio a gran escala. En la actualidad, solo unas pocas compañías en el mundo, incluidas Jinan Jingzheng, la Compañía French Soitec SA, y Japanese Kiko Co., Ltd., Masaron la tecnología de preparación para películas de cristal individuales de litio. Jinan Jingzheng ha adoptado las tecnologías centrales del corte de haz de iones y la unión directa, y ha sido la primera en el mundo en lograr la industrialización. Ha formado una marca de película delgada de litio niobato de litio a nivel mundial (Nanoln), que respalda más del 90% de la investigación básica y el desarrollo de dispositivos de película delgada de litio en todo el mundo en todo el mundo. En 2023, Jinan Jingzheng lanzó una película de litio de litio de grado óptico de 8 pulgadas (Figura 1 (b)), y también es la primera empresa en la industria en producir películas de niobato de litio de cristales de niobato de litio X de 8 pulgadas. Los indicadores clave de los productos de la serie Jinan Jingzheng, como propiedades físicas, uniformidad de espesor, supresión de defectos y eliminación, están todos en el nivel de liderazgo internacional. La situación de las empresas relacionadas con la preparación de cristales de niobato de litio y películas de un solo cristal se muestra en la Tabla 2.       Tabla 2 Empresas manufactureras de cristales de niobato de litio y películas delgadas de cristal único         2. Aplicaciones avanzadas de litio niobato       En comparación con los materiales de cristal único de litio tradicional, el niobato de litio de película delgada tiene un tamaño más pequeño, menor costo, mayor integración y puede funcionar de manera estable bajo una gama más amplia de condiciones de temperatura y campo eléctrico. Estas ventajas hacen que tenga amplias perspectivas de aplicaciones en campos como comunicación 5G, computación cuántica, comunicación de fibra óptica y sensores, especialmente demostrando un gran potencial en la modulación fotoeléctrica, el procesamiento de señales ópticas y la transmisión de datos de alta velocidad (Tabla 3).       Tabla 3 Campos de aplicación principales de cristal de niobato de litio y película delgada de un solo cristal         2.1 modulador electro-óptico de alta velocidad       Los moduladores de niobato de litio se utilizan ampliamente en redes de comunicación óptica de troncal de ultra alta velocidad, redes de comunicación óptica submarina, redes centrales metropolitanas y otros campos debido a sus ventajas como alta velocidad, bajo consumo de energía y alta relación señal a ruido. Las tecnologías clave, como la tecnología de litografía a gran escala, la tecnología de procesamiento de guía de onda de pérdida ultra baja y la integración heterogénea han promovido el desarrollo de moduladores de niobato de litio de película delgada, permitiéndoles apoyar aplicaciones de 800 GBP y módulos ópticos de alta velocidad de 1.6t. En comparación con materiales como el fosfuro de indio, la fotónica de silicio y el niobato tradicional de litio, el niobato de litio de película delgada tiene características sobresalientes, como el ancho de banda ultra alto, el consumo de baja potencia, la baja pérdida, el tamaño pequeño y la capacidad de lograr una producción a gran escala en el nivel de obleas (Tabla 4), lo que lo convierte en un material ideal para moduladoras fotoeléctricas. El mercado global de moduladores de niobato de litio delgado de la película delgada está creciendo constantemente. Se espera que el valor de mercado global total alcance los 2 mil millones de dólares estadounidenses en 2029, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 41.0%.     Tabla 4 Comparación de rendimiento de materiales de sustrato para módulos ópticos       Internationally, The research team from Harvard University successfully developed Complementary Metal Oxide Semiconductor with a bandwidth of 100 GHz in 2018. CMOS) compatible integrated Mach-Zehnder Interferometer (MZI) electro-optic modulator, while Fujitsu Optical Devices Co., Ltd. launched the world's first commercial 200 GBaud thin-film lithium niobate modulator in 2021. Domestic progress también ha sido notable. En 2019, un equipo de investigación de la Universidad Sun Yat-Sen logró un modulador electroóptico integrado híbrido de silicio y niobato de litio. Ningbo Yuanxin Optoelectronic Technology Co., Ltd. Lanzó el producto modulador de resistencia a la fuerza de litio de film de litio delgado producido a nivel nacional en 2021. En 2022, la Universidad Sun Yat Sen colaboró ​​con Huawei para desarrollar las primeras películas delgadas del mundo del mundo. El chip modulador coherente de litio niobato de película delgada de la optoelectrónica de Niobo de Niobo admite una transmisión de fibra óptica de 100 km de 260 Gbaud DP-QPSK (Gigabaud Dual Polarización Cuadradora Clazamiento de fase de cambio). En 2023, Zhuhai Guangku Technology Co., Ltd. (denominado tecnología Guangku) mostró un producto modulador de resistencia a la resistencia de litio de película delgada con ancho de banda ultra alto y pequeño volumen. Chengdu Xinyisheng Communication Technology Co., Ltd. (denominado Xinyisheng) ha aplicado esta tecnología a 800 GBPS módulos ópticos, con un consumo de energía de solo 11.2W. El niobato de litio de película delgada muestra un gran potencial en aplicaciones relacionadas de transmisión de larga distancia, redes de área metropolitana de área y redes de interconexión de centros de datos, así como en la modulación de amplitud de pulsos de cuatro niveles (modulación de amplitud de pulsos 4, PAM-4) aplicaciones de centros de datos y clústeres de inteligencia artificial. Como el modulador de unidad coherente de 130 Gbaud y el producto PAM-4 de 800 Gbps de la tecnología Guangkuo, así como el transceptor PAM-4 lanzado conjuntamente por Hyperlight Corporation de los Estados Unidos, Newesun y Arista Networks Corporation de los Estados Unidos. Estos productos demuestran completamente las ventajas significativas de la tecnología de niobato de litio de película delgada para mejorar el ancho de banda y reducir el consumo de energía. En la actualidad, China está en una etapa de cuello y cuello con el nivel internacional avanzado en este campo.       2.2 Plataforma óptica integrada de litio niobato       En la plataforma óptica integrada de litio niobato, la aplicación de peine de frecuencia a convertidor de frecuencia y modulador se ha realizado, al tiempo que integrando el láser en el chip de niobato de litio es un desafío importante. En 2022, un equipo de investigación de la Universidad de Harvard, en colaboración con Hyperlight and Freedom Photonics, logró una fuente de pulso de femtosegundos a nivel de chip y el primer láser de alta potencia de litio de nivel de litio del mundo en una plataforma óptica integrada de litio (Figura 2 (A)). Este tipo de láser de litio en chip en chip integra láser de alto rendimiento, plug-and-play, lo que puede reducir significativamente el costo, la complejidad y el consumo de energía de futuros sistemas de comunicación. Al mismo tiempo, se puede integrar en sistemas ópticos más grandes y se puede aplicar ampliamente en campos como detección, relojes atómicos, LiDAR, información cuántica y telecomunicaciones de datos. El desarrollo adicional de láseres integrados que poseen simultáneamente el ancho de línea estrecho, la alta estabilidad y el rendimiento de la modulación de frecuencia de alta velocidad también es una demanda importante en la industria. En 2023, los investigadores del Instituto Federal Swiss de Tecnología e IBM lograron un ancho de línea de baja pérdida, alta tasa de modulación y una producción de láser estable en una plataforma óptica heterointegrada de nitruro de litio niobato-silicio. La tasa de repetición es de aproximadamente 10 GHz, el pulso óptico es de 4.8 ps a 1.065 nm, la energía excede 2.6 pj y la potencia máxima excede 0.5 W.         Fig. 2 Aplicación fotónica de litio integrado Niobato     Investigadores del Instituto Nacional de Normas y Tecnología en los Estados Unidos han generado con éxito un espectro de peine de frecuencia continua que abarca el espectro ultravioleta a visible mediante la introducción de guías de ondas de niobato de litio de litio de film delgada de nivel múltiple, combinados con el emparejamiento de dispersión de ChIRP. El chip fotónico de microondas niobato de litio integrado desarrollado por el equipo de investigación de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong puede usar ópticas para el procesamiento y la computación de señales electrónicas analógicas ultrarrápidas. Es 1,000 veces más rápido que los procesadores electrónicos tradicionales, con un ancho de banda de procesamiento ultra ancho de 67 GHz y una excelente precisión informática. En 2025, un equipo de investigación de la Universidad de Nankai y la Universidad de la Ciudad de Hong Kong colaboró ​​para desarrollar con éxito la primera integrada de litio delgado de litio del mundo, el radar de onda fotónica de la onda fotónica de niobat (b)). Los radares tradicionales de onda milímetro generalmente requieren múltiples componentes discretos para trabajar juntos. Sin embargo, a través de la tecnología de integración en chip, todas las funciones centrales del radar se integran en un solo chip de 15 mm × 1.5 mm × 0.5 mm, reduciendo significativamente la complejidad del sistema. Esta tecnología se aplicará en campos como radares montados en vehículos, radares aéreos y casas inteligentes en la era 6G.   2.3 Aplicaciones de óptica cuántica     Una variedad de dispositivos funcionales, como fuentes de luz enredadas, moduladores electroópticos y divisores de haz de guía de onda, se integran en películas de litio niobato. Este diseño integrado puede lograr una generación eficiente y un control de alta velocidad de los estados cuánticos fotónicos en chip, lo que hace que las funciones de los chips cuánticos sean más abundantes y potentes, y proporcionan una solución más eficiente para el procesamiento y transmisión de información cuántica. Investigadores de la Universidad de Stanford combinaron diamantes y litio niobato en un solo chip. La estructura molecular del diamante es fácil de manipular y puede acomodar un qubit fijo, mientras que el niobato de litio puede cambiar la frecuencia de la luz que pasa a través de ella para modular la luz. La combinación de este material proporciona nuevas ideas para la mejora del rendimiento y la expansión funcional de los chips cuánticos. La generación y manipulación de estados de luz cuánticos comprimidos es la base del núcleo de la tecnología de mejora cuántica, pero su sistema de preparación generalmente requiere grandes componentes ópticos adicionales. Un equipo de investigación del Instituto de Tecnología de California ha desarrollado con éxito una plataforma de nanopartículas integrada basada en materiales de litio niobato, lo que permite la generación y medición de estados comprimidos en el mismo chip óptico. Esta técnica para preparar y caracterizar estados comprimidos periódicos subópticos en sistemas nanofotónicos proporciona una ruta técnica importante para el desarrollo de sistemas de información cuántica escalables.   3. Tendencias y desafíos de desarrollo       Con el desarrollo de la inteligencia artificial y los modelos grandes, los puntos de crecimiento futuros del niobato de litio se centrarán principalmente en el campo de chips ópticos de alta gama (Tabla 5), ​​que incluye avances en tecnologías de chips ópticos de alta velocidad, como moduladores ópticos, láseres y detectores de alta velocidad; Promueva la aplicación de películas delgadas de litio en niobato en chips ópticos y mejore el rendimiento de los dispositivos; Fortalecer la investigación y el desarrollo de la tecnología de preparación de películas delgadas de litio niobato para lograr una producción a gran escala de películas delgadas de alta calidad; Promueva la integración de películas de niobato de litio con dispositivos optoelectrónicos a base de silicio para reducir los costos.       Tabla 5 Outlook de Lithium Niobate Photonics y sus aplicaciones         El niobato de litio óptico se aplica principalmente en campos como comunicación óptica, giroscopios de fibra óptica, láseres ultrarrápidos y televisión por cable. La dirección que puede ingresar a la aplicación madura más rápido podría ser la comunicación óptica. En el campo de la comunicación óptica, el tamaño del mercado de los chips y dispositivos moduladores de litio niobato es de aproximadamente 10 mil millones de yuanes. Muchos sustratos de niobato de litio de litio óptico de alta calidad en China deben importarse de Japón. A medida que Japón intensifica sus restricciones en el sector de semiconductores de China, los sustratos de niobato de litio pueden aparecer en la lista restringida. A medida que la tecnología de transmisión óptica coherente de alta velocidad continúa expandiéndose desde líneas de larga distancia/troncal hasta centros regionales/de datos y otros campos, la demanda de moduladores ópticos digitales utilizados en la comunicación óptica coherente de alta velocidad continuará creciendo. Se espera que el envío global de moduladores ópticos coherentes de alta velocidad alcance los 2 millones de puertos en 2024. En consecuencia, la demanda de sustratos de niobato de litio también aumentará significativamente.     CRISTAL DE LINBO3 DE ZMSH       El cuello de botella más grande en la producción en masa de materiales ópticos de niobato de litio es la consistencia de la calidad óptica, incluida la consistencia de la composición, los defectos y la microestructura del material cristalino, así como la precisión de las obleas procesadas por el proceso de pulidos mecánicos químicos (CMP). En comparación con los países extranjeros, el principal problema radica en la investigación insuficiente sobre cuestiones científicas y tecnológicas más profundas del crecimiento cristalino. El crecimiento de LN de alta calidad de grado óptico requiere urgentemente una investigación en profundidad para comprender sus mecanismos fisicoquímicos a múltiples escala. Por ejemplo, las estructuras de conglomerados en masas de alta temperatura, estructuras de interfaz sólida-líquido, transporte de iones interfaciales, así como estructuras de defectos dinámicos y mecanismos de formación durante el proceso de crecimiento, y simulación del proceso de crecimiento de cristales reales, etc. ¿Cómo romper la teoría de la preparación y la tecnología de los materiales cristales de gran tamaño? La clasificación primero entre las 10 preguntas científicas fronterizas publicadas por la Asociación de Ciencia y Tecnología de China en 2021 indica que los problemas científicos fundamentales en la preparación de materiales de cristal de gran tamaño se han convertido en el factor clave que restringe el rápido desarrollo de esta industria.     Los desafíos técnicos de los dispositivos electroópticos de litio niobato se encuentran principalmente en la formación de la película delgada, los procesos de grabado y CMP, con problemas como la alta rugosidad de la superficie de las guías de onda en forma de cresta y el bajo rendimiento de procesamiento. Las aplicaciones ópticas tienen altos requisitos para el procesamiento de obleas y dispositivos, y el equipo de alta precisión es básicamente monopolizado por equipos extranjeros. Los cambios de defecto provocados por la formación de la película delgada de los cristales individuales de litio niobato y su influencia en la relación estructura-rendimiento, como el problema de deriva DC de las películas delgadas de litio niobato en las plataformas ópticas integradas.       4. Sugerencias       (1) Fortalezca la planificación estratégica y la orientación de política, establezca un ecosistema de innovación en las tierras altas y logre los efectos del clúster. Las películas delgadas de un solo cristal de litio tienen amplias perspectivas de aplicación en chips optoelectrónicos, chips fotónicos, dispositivos fotónicos integrados y otros campos. El Gobierno ha establecido una orientación estratégica de planificación y política, construyó un ecosistema y un área de clúster industrial con "Valle de Niobato de Litio" como el núcleo, alentó el cultivo de empresas de nueva creación y promovió el rápido desarrollo y expansión de la industria del niobato de litio.     (2) Fortalecer la cooperación entre las empresas e institutos de investigación de materiales, dispositivos y sistemas para formar un ecosistema de innovación colaborativa. Las universidades e instituciones de investigación brindan investigación teórica y apoyo técnico, mientras que las empresas son responsables de transformar los resultados de la investigación en productos prácticos y promover la aplicación industrial de la tecnología de litio niobato. Las empresas relevantes forman alianzas cooperativas para resolver conjuntamente problemas técnicos y compartir recursos y mercados. Por ejemplo, en la producción de materiales de litio niobato, la fabricación de dispositivos y desarrollo de aplicaciones, las empresas pueden mejorar la eficiencia, reducir los costos y fortalecer la competitividad del mercado a través de la cooperación.       Litio de Zmsh Niobato Single Crystal       (3) Fortalecer los "primeros principios" y explorar caminos tecnológicos disruptivos. Desde la perspectiva de los "primeros principios", debemos comprender de cerca la tecnología original y los problemas científicos fundamentales para lograr la investigación y el desarrollo de tecnologías centrales de cristales de litio, películas hasta dispositivos y explorar una ruta tecnológica disruptiva. Por ejemplo, explore la aplicación de niobato de litio en tecnologías cuánticas, como la computación cuántica y la comunicación cuántica.     (4) Cooperación interdisciplinaria e integración tecnológica para cultivar talentos compuestos. La investigación y el desarrollo de los cristales, películas y dispositivos de litio niobato requieren conocimiento y tecnología de múltiples disciplinas como física, química, ciencia de los materiales, ingeniería electrónica, software e inteligencia artificial, y necesita más talentos compuestos. Por lo tanto, se necesitan las políticas de introducción del talento del gobierno (como los subsidios de asentamiento y las preferencias de vivienda) para atraer más talentos de alta gama en el hogar y en el extranjero. El mercado laboral promueve la movilidad de los talentos y la innovación de las empresas.       5. Conclusión     China está en una etapa de mantenimiento del ritmo con el nivel avanzado internacional en películas de cristal individual de litio y dispositivos avanzados, pero todavía hay algunos problemas en el crecimiento de cristales de alta calidad, la industria de dispositivos y las aplicaciones avanzadas. Por ejemplo, para mejorar aún más la uniformidad y el rendimiento óptico de las películas de un solo cristal de litio y lograr dispositivos con factores de mayor calidad y pérdidas más bajas, todavía es necesario romper aún más la tecnología de procesamiento y las técnicas de preparación de materiales, y desarrollar métodos de simulación y optimización numéricos más precisos. En el futuro, es necesario promover la integración a gran escala de dispositivos optoelectrónicos de película delgada de litio, reducir los costos y ampliar aún más la aplicación de niobato de litio en campos emergentes como ópticas integradas, computación cuántica y biosensación. China tiene un diseño completo en la cadena de la industria optoelectrónica y se espera que forme un clúster industrial de litio niobato con competitividad internacional.     ZMSH se especializa en el procesamiento de suministro y precisión de sustratos de cristal de litio niobato (Linbo₃), al tiempo que proporciona servicios personalizados para materiales semiconductores, incluidas el carburo de silicio (sic) y el zafiro (al₂o₃), cumpliendo requisitos avanzados en optoelectrónicas, 5G y aplicaciones de electronics de energía. Aprovechando los procesos de fabricación de vanguardia y un estricto control de calidad, ofrecemos un apoyo integral de I + D a la producción en masa para clientes globales, impulsando la innovación en la industria de semiconductores.     La oblea Sic de 12 pulgadas de Zmsh y la oblea de zafiro de 12 pulgadas:             * Póngase en contacto con nosotros para obtener cualquier inquietud de derechos de autor, y los abordaremos rápidamente.                

2025

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El diminuto cristal de zafiro impulsa el "gran futuro" de los semiconductores

El diminuto cristal de zafiro impulsa el "gran futuro" de los semiconductores       En nuestra vida diaria, los dispositivos electrónicos como los teléfonos móviles y los relojes inteligentes se han convertido en nuestros compañeros inseparables.Estos dispositivos se están volviendo cada vez más delgados y ligeros mientras ofrecen funcionalidades más potentes¿Alguna vez te has preguntado qué hay detrás de su continua evolución? La respuesta son los materiales semiconductores, y hoy, nos centraremos en uno de los mejores en este campo: el cristal de zafiro.   El cristal de zafiro, compuesto principalmente de α-Al2O3, se forma por la combinación de tres átomos de oxígeno y dos átomos de aluminio a través de enlaces covalentes, lo que resulta en una estructura cristalina hexagonal.En el plano visualSin embargo, como material semiconductor, el cristal de zafiro es más valorado por sus excelentes propiedades.Tiene una notable estabilidad química., generalmente insoluble en agua y resistente a la corrosión por ácidos y bases, actuando como un "guardián de protección química" que mantiene sus características en diversos entornos químicos.Además, cuenta con una buena transmitancia de luz, lo que permite que la luz pase sin problemas; excelente conductividad térmica, que ayuda a disipar el calor rápidamente para evitar que los dispositivos se "sobrecalenten";y aislamiento eléctrico excepcionalAdemás, el cristal de zafiro tiene excelentes propiedades mecánicas, con una dureza de nueve en la escala de Mohs,Segundo sólo al diamante en la naturaleza, por lo que es altamente resistente al desgaste y la erosión, y capaz de "estar firme" en diversos entornos complejos.           El "arma secreta" en la fabricación de chips   (I) Material clave para los chips de baja potencia   Hoy en día, los dispositivos electrónicos están evolucionando rápidamente hacia la miniaturización y el alto rendimiento.y auriculares inalámbricos se espera que tengan una mayor duración de la batería y un funcionamiento más rápidoEsto impone demandas extremadamente altas a los chips, con chips de baja potencia convirtiéndose en la búsqueda de la industria.experimentan una disminución en el rendimiento aislante de los materiales dieléctricos a escala nanométrica, lo que conduce a una fuga de corriente, un mayor consumo de energía, un calentamiento severo del dispositivo y una menor estabilidad y vida útil.   El equipo de investigación del Instituto de Shanghai de Microsistemas y Tecnología de la Información de la Academia de Ciencias de China ha, después de años de investigación dedicada,se han desarrollado con éxito obleas dieléctricas de zafiro artificial, proporcionando un fuerte apoyo técnico para el desarrollo de chips de baja potencia.Emplearon una innovadora técnica de oxidación por intercalación de metales para oxidar el aluminio de cristal único en óxido de aluminio de cristal únicoEste material logra una corriente de fuga extremadamente baja a un grosor de 1 nanómetro, resolviendo efectivamente los desafíos que enfrentan los materiales dieléctricos tradicionales.En comparación con los materiales dieléctricos amorfos tradicionales, las obleas dieléctricas artificiales de zafiro presentan ventajas significativas en cuanto a estructura y rendimiento electrónico,con una densidad de estado reducida en dos órdenes de magnitud y interfaces muy mejoradas con materiales semiconductores bidimensionalesEl equipo de investigación utilizó este material en combinación con materiales bidimensionales para fabricar con éxito dispositivos de chip de bajo consumo.mejora significativamente la duración de la batería y la eficiencia operativa de los chipsEste logro significa que para los teléfonos inteligentes, la duración de la batería se extenderá en gran medida, eliminando la necesidad de cargar con frecuencia.los chips de baja potencia permitirán un funcionamiento del dispositivo más estable y duradero, impulsando un desarrollo más rápido en estas áreas.           (II) El "compañero perfecto" del nitruro de galio   En el campo de los semiconductores, el nitruro de galio (GaN) destaca como una estrella brillante debido a sus ventajas únicas.mucho más grande que el silicio 1.1eV, GaN sobresale en aplicaciones de alta temperatura, alto voltaje y alta frecuencia, ofreciendo una alta movilidad de electrones y una intensidad de campo eléctrico de descomposición,lo que lo convierte en un material ideal para la fabricación de alta potenciaPor ejemplo, en el campo de la electrónica de potencia, los dispositivos de potencia GaN funcionan a frecuencias más altas con un menor consumo de energía,ofreciendo ventajas significativas en la conversión de energía y la gestión de la calidad de la energíaEn el campo de las comunicaciones de microondas, el GaN se utiliza para fabricar dispositivos de comunicación de microondas de alta potencia y alta frecuencia, como los amplificadores de potencia en las comunicaciones móviles 5G,que mejoran la calidad y la estabilidad de la transmisión de la señal.   El cristal de zafiro y el nitruro de galio son el "compañero perfecto".Los sustratos de zafiro muestran una menor incompatibilidad térmica durante la epitaxia de GaN, proporcionando una base estable para el crecimiento de GaN.La buena conductividad térmica y la transparencia óptica del cristal de zafiro le permiten disipar rápidamente el calor durante el funcionamiento a altas temperaturas de los dispositivos GaNAdemás, el excelente aislamiento eléctrico del cristal de zafiro reduce eficazmente la interferencia de la señal y la pérdida de energía.Basado en la combinación de cristal de zafiro y nitruro de galioEn el campo de los LED, los LED basados en GaN se han convertido en la corriente principal del mercado, ampliamente utilizados en aplicaciones de iluminación y visualización.desde bombillas LED domésticas hasta grandes pantallas al aire libreLos láseres también desempeñan un papel importante en las comunicaciones ópticas y el procesamiento láser.           Ampliando los límites de las aplicaciones de semiconductores   (I) El "Escudo" en el ámbito militar y aeroespacial   En el espacio, las naves espaciales se enfrentan a temperaturas cercanas al cero absoluto, radiación cósmica intensa,y los desafíos planteados por los entornos de vacíoLos equipos militares, como los aviones de combate, experimentan temperaturas superiores a los 1000 °C debido a la fricción del aire durante el vuelo a alta velocidad, junto con una sobrecarga alta e interferencias electromagnéticas fuertes.   El cristal de zafiro, con sus propiedades únicas, es un material ideal para componentes críticos en estos campos.con una capacidad de resistencia a temperaturas de hasta 2045 °C, manteniendo la estabilidad estructural sin deformación ni fusiónAdemás, su fuerte resistencia a la radiación significa que en entornos de radiación cósmica y nuclear,El rendimiento del cristal de zafiro permanece prácticamente intacto., protegiendo eficazmente los componentes electrónicos internos.   Basado en estas características, el cristal de zafiro es ampliamente utilizado en la fabricación de ventanas infrarrojas resistentes a altas temperaturas. infrared windows are crucial components that must maintain good light transmittance under high temperatures and high-speed flight conditions to allow infrared detectors to accurately capture target infrared signalsLas ventanas infrarrojas basadas en cristales de zafiro no solo soportan altas temperaturas, sino que también aseguran una alta transmitancia de luz infrarroja, mejorando significativamente la precisión de orientación del misil.En el campo aeroespacial, los equipos ópticos por satélite también dependen del cristal de zafiro, que proporciona una protección estable para los instrumentos ópticos en ambientes espaciales adversos y garantiza imágenes satelitales claras y precisas.           (II) La "nueva fundación" de la superconductividad y la microelectrónica   En el campo de la superconductividad, el cristal de zafiro sirve como un sustrato indispensable para las películas superconductoras.trenes de levitación magnética, y imágenes de resonancia magnética nuclear, lo que permite la conducción eléctrica de resistencia cero y reduce significativamente la pérdida de energía.la preparación de películas superconductoras de alto rendimiento requiere materiales de sustrato de alta calidadLa estructura cristalina estable del cristal de zafiro y la buena compatibilidad de la red con los materiales superconductores proporcionan una base estable para el crecimiento de películas superconductoras.Por el crecimiento epitaxial de materiales superconductores como MgB2 (diboruro de magnesio) en el cristal de zafiroPor ejemplo, en la transmisión de energía, las películas superconductoras de alta calidad pueden ser preparadas, con mejoras significativas en la densidad crítica de corriente y en los indicadores de rendimiento críticos del campo magnético.El uso de películas superconductoras basadas en sustratos de zafiro para cables puede mejorar en gran medida la eficiencia de transmisión de energía y reducir la pérdida de energía durante la transmisión.   En el campo del circuito integrado de microelectrónica, el cristal de zafiro también juega un papel importante.,Las propiedades eléctricas y las estructuras cristalinas son diferentes, y mediante estas características se pueden cultivar capas epitaxiales de silicio con propiedades eléctricas específicas.Los sustratos de zafiro de plano R se utilizan comúnmente en circuitos integrados de alta velocidad, proporcionando un buen ajuste de la red para las capas epitaxiales de silicio, reduciendo los defectos de cristal y mejorando así la velocidad y la estabilidad del circuito integrado.debido a sus elevadas características de aislamiento y capacidad uniforme, se utilizan ampliamente en la tecnología de microelectrónica híbrida.No solo sirven como sustratos de crecimiento para superconductores de alta temperatura, sino que también ayudan a optimizar los diseños de circuitos en el diseño de circuitos integradosLos dispositivos electrónicos de gama alta, como los chips centrales de las computadoras de alto rendimiento y las estaciones base de comunicación, cuentan con sustratos de zafiro.Proporcionar un apoyo sólido al desarrollo de la tecnología de la microelectrónica.           El futuro del cristal de zafiro   El cristal de zafiro ya ha demostrado un importante valor de aplicación en el campo de los semiconductores, desempeñando un papel indispensable en la fabricación de chips, aplicaciones militares y aeroespaciales,superconductividadA medida que la tecnología continúa avanzando, se espera que el cristal de zafiro logre avances en más campos en el futuro.A medida que la demanda de rendimiento del chip de computación continúa aumentandoEl cristal de zafiro, como un material clave, es el más importante para la fabricación de chips de bajo consumo y alto rendimiento.Se espera que impulse el desarrollo de chips de inteligencia artificial y promueva aplicaciones más amplias de la tecnología de inteligencia artificial en campos como la salud.En el campo de la computación cuántica, aunque todavía en sus primeras etapas, las excelentes propiedades del cristal de zafiro lo convierten en un material candidato potencial para chips cuánticos.apoyo a los avances en tecnología de computación cuántica.         ZMSH se especializa en ventanas ópticas de zafiro de primera calidad y obleas epitaxiales GaN-on-zafiro diseñadas para aplicaciones críticas para la misión.Nuestras ventanas de zafiro combinan la durabilidad militar con la perfección óptica, con una rugosidad de la superficie inferior a la angstrom para una transmisión de luz superior en entornos extremos.La plataforma GaN-on-sapphire logra un rendimiento innovador con nuestra tecnología patentada de reducción de defectos, proporcionando una densidad de dislocación de 3 E6/cm2 para dispositivos RF y optoelectrónicos de alta potencia.ZMSH permite a los clientes ampliar los límites de la fotónica y el rendimiento de la electrónica de potencia.       La oblea epitaxial de AlN-On-Sapphire de ZMSH        

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