Is-semikondutturi jservu bħala l-pedament tal-era tal-informazzjoni, b'kull iterazzjoni tal-materjal tiddefinixxi mill-ġdid il-konfini tat-teknoloġija umana. Mis-semikondutturi bbażati fuq is-silikon tal-ewwel ġenerazzjoni sal-materjali tal-bandgap ultra-wiesgħa tar-raba' ġenerazzjoni tal-lum, kull qabża evoluzzjonarja wasslet għal avvanzi trasformattivi fil-komunikazzjonijiet, l-enerġija u l-kompjuters. Billi nanalizzaw il-karatteristiċi u l-loġika tat-tranżizzjoni ġenerazzjonali tal-materjali semikondutturi eżistenti, nistgħu nbassru direzzjonijiet potenzjali għas-semikondutturi tal-ħames ġenerazzjoni filwaqt li nesploraw il-mogħdijiet strateġiċi taċ-Ċina f'dan il-qasam kompetittiv.
I. Karatteristiċi u Loġika Evoluzzjonarja ta' Erba' Ġenerazzjonijiet ta' Semikondutturi
Semikondutturi tal-Ewwel Ġenerazzjoni: L-Era tal-Fondazzjoni tas-Silikon-Ġermanju
Karatteristiċi: Semikondutturi elementali bħas-silikon (Si) u l-ġermanju (Ge) joffru kosteffettività u proċessi ta' manifattura maturi, iżda jsofru minn bandgaps dojoq (Si: 1.12 eV; Ge: 0.67 eV), li jillimitaw it-tolleranza tal-vultaġġ u l-prestazzjoni ta' frekwenza għolja.
Applikazzjonijiet: Ċirkwiti integrati, ċelloli solari, apparati ta' vultaġġ baxx/frekwenza baxxa.
Sewwieq tat-Tranżizzjoni: Id-domanda dejjem tikber għal prestazzjoni ta' frekwenza għolja/temperatura għolja fl-optoelettronika qabżet il-kapaċitajiet tas-silikon.
Semikondutturi tat-Tieni Ġenerazzjoni: Ir-Rivoluzzjoni tal-Komposti III-V
Karatteristiċi: Komposti III-V bħall-arsenur tal-gallju (GaAs) u l-fosfid tal-indju (InP) għandhom bandgaps usa' (GaAs: 1.42 eV) u mobilità għolja tal-elettroni għal applikazzjonijiet RF u fotoniċi.
Applikazzjonijiet: apparati 5G RF, diodi tal-lejżer, komunikazzjonijiet bis-satellita.
Sfidi: Skarsezza ta' materjal (abbundanza ta' indju: 0.001%), elementi tossiċi (arseniku), u spejjeż għoljin ta' produzzjoni.
Sewwieq tat-Tranżizzjoni: L-applikazzjonijiet tal-enerġija/qawwa kienu jeħtieġu materjali b'vultaġġi ta' tkissir ogħla.
Semikondutturi tat-Tielet Ġenerazzjoni: Rivoluzzjoni tal-Enerġija b'Bandgap Wiesa'
Karatteristiċi: Il-karbur tas-silikon (SiC) u n-nitrur tal-gallju (GaN) jipprovdu bandgaps >3eV (SiC:3.2eV; GaN:3.4eV), b'konduttività termali superjuri u karatteristiċi ta' frekwenza għolja.
Applikazzjonijiet: Sistemi ta' powertrains tal-EV, invertituri PV, infrastruttura 5G.
Vantaġġi: Iffrankar ta' 50%+ fl-enerġija u tnaqqis ta' 70% fid-daqs meta mqabbel mas-silikon.
Sewwieq tat-Tranżizzjoni: L-AI/komputazzjoni kwantistika teħtieġ materjali b'metriċi ta' prestazzjoni estremi.
Semikondutturi tar-Raba' Ġenerazzjoni: Frontiera tal-Bandgap Ultra-Wiesgħa
Karatteristiċi: L-ossidu tal-gallju (Ga₂O₃) u d-djamant (C) jiksbu bandgaps sa 4.8eV, u jikkombinaw reżistenza ultra-baxxa għall-istadju mixgħul ma' tolleranza tal-vultaġġ tal-klassi kV.
Applikazzjonijiet: ICs ta' vultaġġ ultra-għoli, ditekters tal-UV profond, komunikazzjoni kwantistika.
Avvanzi: L-apparati Ga₂O₃ jifilħu >8kV, u b'hekk jittriplikaw l-effiċjenza tas-SiC.
Loġika Evoluzzjonarja: Huma meħtieġa qabżiet fil-prestazzjoni fuq skala kwantistika biex jingħelbu l-limiti fiżiċi.
I. Xejriet tas-Semikondutturi tal-Ħames Ġenerazzjoni: Materjali Kwantistiċi u Arkitetturi 2D
Vetturi ta' żvilupp potenzjali jinkludu:
1. Iżolaturi Topoloġiċi: Il-konduzzjoni tal-wiċċ b'insulazzjoni tal-massa tippermetti elettronika mingħajr telf.
2. Materjali 2D: Il-Grafen/MoS₂ joffru rispons ta' frekwenza THz u kompatibilità elettronika flessibbli.
3. Quantum Dots & Photonic Crystals: L-inġinerija tal-bandgap tippermetti l-integrazzjoni optoelettronika-termali.
4. Bijo-Semikondutturi: Materjali awtoassemblaġġati bbażati fuq id-DNA/proteini jgħaqqdu l-bijoloġija mal-elettronika.
5. Sewwieqa Ewlenin: L-IA, l-interfaċċji bejn il-moħħ u l-kompjuter, u d-domandi ta' superkonduttività f'temperatura tal-kamra.
II. L-Opportunitajiet tas-Semikondutturi taċ-Ċina: Minn Segwaċi għal Mexxej
1. Avvanzi Teknoloġiċi
• It-3 Ġenerazzjoni: Produzzjoni tal-massa ta' sottostrati SiC ta' 8 pulzieri; MOSFETs SiC ta' grad awtomotiv f'vetturi BYD
• Ir-4 Ġenerazzjoni: Avvanzi fl-epitassija Ga₂O₃ ta' 8 pulzieri minn XUPT u CETC46
2. Appoġġ għall-Politika
• L-14-il Pjan ta' Ħames Snin jagħti prijorità lis-semikondutturi tat-tielet ġenerazzjoni
• Fondi industrijali provinċjali ta' mitt biljun wan stabbiliti
• Avvanzi importanti Apparati GaN ta' 6-8 pulzieri u transistors Ga₂O₃ elenkati fost l-aqwa 10 avvanzi teknoloġiċi fl-2024
III. Sfidi u Soluzzjonijiet Strateġiċi
1. Konġestjonijiet Tekniċi
• Tkabbir tal-Kristalli: Rendiment baxx għal boules b'dijametru kbir (eż., qsim ta' Ga₂O₃)
• Standards ta' Affidabbiltà: Nuqqas ta' protokolli stabbiliti għal testijiet tat-tixjiħ b'qawwa għolja/frekwenza għolja
2. Lakuni fil-Katina tal-Provvista
• Tagħmir: <20% kontenut domestiku għal dawk li jkabbru l-kristalli SiC
• Adozzjoni: Preferenza downstream għal komponenti importati
3. Mogħdijiet Strateġiċi
• Kollaborazzjoni bejn l-Industrija u l-Akkademja: Immudellata fuq l-“Alleanza tas-Semikondutturi tat-Tielet Ġenerazzjoni”
• Fokus Niċċa: Prijoritizzazzjoni tal-komunikazzjonijiet kwantistiċi/swieq tal-enerġija ġodda
• Żvilupp tat-Talent: Stabbilixxi programmi akkademiċi ta’ “Xjenza u Inġinerija taċ-Ċipep”
Mis-silikon sal-Ga₂O₃, l-evoluzzjoni tas-semikondutturi tirrakkonta t-trijonf tal-umanità fuq il-limiti fiżiċi. L-opportunità taċ-Ċina tinsab fil-ħakma tal-materjali tar-raba’ ġenerazzjoni filwaqt li tkun pijuniera fl-innovazzjonijiet tal-ħames ġenerazzjoni. Kif innota l-Akkademiku Yang Deren: “L-innovazzjoni vera teħtieġ li tinħoloq mogħdijiet mhux imfittxija.” Is-sinerġija tal-politika, il-kapital, u t-teknoloġija se tiddetermina d-destin tas-semikondutturi taċ-Ċina.
XKH ħarġet bħala fornitur ta' soluzzjonijiet integrati vertikalment li jispeċjalizza f'materjali semikondutturi avvanzati f'ġenerazzjonijiet multipli ta' teknoloġija. B'kompetenzi ewlenin li jkopru t-tkabbir tal-kristalli, l-ipproċessar ta' preċiżjoni, u t-teknoloġiji tal-kisi funzjonali, XKH twassal sottostrati ta' prestazzjoni għolja u wejfers epitassjali għal applikazzjonijiet avvanzati fl-elettronika tal-enerġija, komunikazzjonijiet RF, u sistemi optoelettroniċi. L-ekosistema tal-manifattura tagħna tinkludi proċessi proprjetarji għall-produzzjoni ta' wejfers tal-karbur tas-silikon ta' 4-8 pulzieri u nitrur tal-gallju b'kontroll tad-difetti ewlieni fl-industrija, filwaqt li żżomm programmi attivi ta' R&D f'materjali emerġenti b'bandgap ultra-wiesgħa inklużi semikondutturi tal-ossidu tal-gallju u tad-djamanti. Permezz ta' kollaborazzjonijiet strateġiċi ma' istituzzjonijiet ta' riċerka ewlenin u manifatturi tat-tagħmir, XKH żviluppat pjattaforma ta' produzzjoni flessibbli kapaċi tappoġġja kemm manifattura ta' volum għoli ta' prodotti standardizzati kif ukoll żvilupp speċjalizzat ta' soluzzjonijiet ta' materjali personalizzati. L-għarfien espert tekniku ta' XKH jiffoka fuq l-indirizzar ta' sfidi kritiċi tal-industrija bħat-titjib tal-uniformità tal-wejfer għal apparati tal-enerġija, it-titjib tal-ġestjoni termali f'applikazzjonijiet RF, u l-iżvilupp ta' eterostrutturi ġodda għal apparati fotoniċi tal-ġenerazzjoni li jmiss. Billi tgħaqqad ix-xjenza avvanzata tal-materjali mal-kapaċitajiet tal-inġinerija ta' preċiżjoni, XKH tippermetti lill-klijenti jegħlbu l-limitazzjonijiet tal-prestazzjoni f'applikazzjonijiet ta' frekwenza għolja, qawwa għolja, u ambjent estrem filwaqt li tappoġġja t-tranżizzjoni tal-industrija domestika tas-semikondutturi lejn indipendenza akbar mill-katina tal-provvista.
Dawn li ġejjin huma l-wejfer tas-sapphire ta' 12-il pulzier ta' XKH u s-sottostrat tas-SiC ta' 12-il pulzier:
Ħin tal-posta: 6 ta' Ġunju 2025