Semikonduktor berfungsi sebagai asas zaman maklumat, dengan setiap lelaran material mentakrifkan semula sempadan teknologi manusia. Daripada semikonduktor berasaskan silikon generasi pertama kepada bahan celah jalur ultra lebar generasi keempat hari ini, setiap lonjakan evolusi telah memacu kemajuan transformatif dalam komunikasi, tenaga dan pengkomputeran. Dengan menganalisis ciri dan logik peralihan generasi bahan semikonduktor sedia ada, kami boleh meramalkan arah yang berpotensi untuk semikonduktor generasi kelima sambil meneroka laluan strategik China dalam arena kompetitif ini.
I. Ciri dan Logik Evolusi Empat Generasi Semikonduktor
Semikonduktor Generasi Pertama: Era Yayasan Silikon-Germanium
Ciri-ciri: Semikonduktor unsur seperti silikon (Si) dan germanium (Ge) menawarkan keberkesanan kos dan proses pembuatan matang, namun mengalami jurang jalur sempit (Si: 1.12 eV; Ge: 0.67 eV), mengehadkan toleransi voltan dan prestasi frekuensi tinggi.
Aplikasi: Litar bersepadu, sel suria, peranti voltan rendah/berfrekuensi rendah.
Pemacu Peralihan: Permintaan yang semakin meningkat untuk prestasi frekuensi tinggi/suhu tinggi dalam optoelektronik mengatasi keupayaan silikon.
Semikonduktor Generasi Kedua: Revolusi Kompaun III-V
Ciri-ciri: Sebatian III-V seperti gallium arsenide (GaAs) dan indium phosphide (InP) menampilkan celah jalur yang lebih luas (GaAs: 1.42 eV) dan mobiliti elektron yang tinggi untuk aplikasi RF dan fotonik.
Aplikasi: Peranti RF 5G, diod laser, komunikasi satelit.
Cabaran: Kekurangan bahan (kelimpahan indium: 0.001%), unsur toksik (arsenik), dan kos pengeluaran yang tinggi.
Pemacu Peralihan: Aplikasi tenaga/kuasa memerlukan bahan dengan voltan kerosakan yang lebih tinggi.
Semikonduktor Generasi Ketiga: Revolusi Tenaga Jurang Jalur Lebar
Ciri-ciri: Silikon karbida (SiC) dan galium nitrida (GaN) menyampaikan celah jalur >3eV (SiC:3.2eV; GaN:3.4eV), dengan kekonduksian terma yang unggul dan ciri frekuensi tinggi.
Aplikasi: Penjana kuasa EV, penyongsang PV, infrastruktur 5G.
Kelebihan: 50%+ penjimatan tenaga dan 70% pengurangan saiz berbanding silikon.
Pemacu Peralihan: Pengkomputeran AI/kuantum memerlukan bahan dengan metrik prestasi melampau.
Semikonduktor Generasi Keempat: Sempadan Celah Jalur Ultra Lebar
Ciri-ciri: Galium oksida (Ga₂O₃) dan berlian (C) mencapai celah jalur sehingga 4.8eV, menggabungkan rintangan pada ultra-rendah dengan toleransi voltan kelas kV.
Aplikasi: IC voltan ultra tinggi, pengesan UV dalam, komunikasi kuantum.
Kejayaan: Peranti Ga₂O₃ menahan >8kV, meningkatkan kecekapan SiC tiga kali ganda.
Logik Evolusi: Lonjakan prestasi skala kuantum diperlukan untuk mengatasi had fizikal.
I. Trend Semikonduktor Generasi Kelima: Bahan Kuantum & Seni Bina 2D
Vektor pembangunan yang berpotensi termasuk:
1. Penebat Topologi: Pengaliran permukaan dengan penebat pukal membolehkan elektronik kehilangan sifar.
2. Bahan 2D: Graphene/MoS₂ menawarkan tindak balas frekuensi THz dan keserasian elektronik yang fleksibel.
3. Titik Kuantum & Kristal Fotonik: Kejuruteraan celah jalur membolehkan penyepaduan optoelektronik-terma.
4. Bio-Semikonduktor: Bahan pemasangan sendiri berasaskan DNA/protein menjembatani biologi dan elektronik.
5. Pemacu Utama: AI, antara muka otak-komputer, dan permintaan superkonduktiviti suhu bilik.
II. Peluang Semikonduktor China: Daripada Pengikut kepada Pemimpin
1. Terobosan Teknologi
• Generasi Ketiga: Pengeluaran besar-besaran substrat SiC 8 inci; MOSFET SiC gred automotif dalam kenderaan BYD
• Generasi ke-4: Penemuan epitaksi Ga₂O₃ 8-inci oleh XUPT dan CETC46
2. Sokongan Dasar
• Rancangan Lima Tahun Ke-14 mengutamakan semikonduktor gen ke-3
• Dana perindustrian seratus bilion yuan wilayah ditubuhkan
• Peranti GaN 6-8 inci dan transistor Ga₂O₃ penting tersenarai antara 10 kemajuan teknologi teratas pada tahun 2024
III. Cabaran dan Penyelesaian Strategik
1. Kesesakan Teknikal
• Pertumbuhan Kristal: Hasil rendah untuk boule berdiameter besar (cth, keretakan Ga₂O₃)
• Piawaian Kebolehpercayaan: Kekurangan protokol yang ditetapkan untuk ujian penuaan berkuasa tinggi/berfrekuensi tinggi
2. Jurang Rantaian Bekalan
• Peralatan: <20% kandungan domestik untuk penanam kristal SiC
• Penggunaan: Keutamaan hiliran untuk komponen yang diimport
3. Laluan Strategik
• Kerjasama Industri-Academia: Dimodelkan selepas "Perikatan Semikonduktor Gen Ketiga"
• Fokus Niche: Utamakan komunikasi kuantum/pasaran tenaga baharu
• Pembangunan Bakat: Wujudkan program akademik "Sains & Kejuruteraan Cip".
Daripada silikon kepada Ga₂O₃, evolusi semikonduktor mengisahkan kejayaan manusia mengatasi had fizikal. Peluang China terletak pada penguasaan bahan gen keempat sambil merintis inovasi gen kelima. Seperti yang dinyatakan oleh Ahli Akademik Yang Deren: "Inovasi sebenar memerlukan menempa laluan yang tidak dilalui." Sinergi dasar, modal dan teknologi akan menentukan nasib semikonduktor China.
XKH telah muncul sebagai penyedia penyelesaian bersepadu secara menegak yang mengkhusus dalam bahan semikonduktor termaju merentas pelbagai generasi teknologi. Dengan kecekapan teras yang merangkumi pertumbuhan kristal, pemprosesan ketepatan dan teknologi salutan berfungsi, XKH menyampaikan substrat berprestasi tinggi dan wafer epitaxial untuk aplikasi canggih dalam elektronik kuasa, komunikasi RF dan sistem optoelektronik. Ekosistem pembuatan kami merangkumi proses proprietari untuk menghasilkan wafer silikon karbida dan galium nitrida 4-8 inci dengan kawalan kecacatan peneraju industri, sambil mengekalkan program R&D aktif dalam bahan celah jalur ultra lebar yang baru muncul termasuk galium oksida dan semikonduktor berlian. Melalui kerjasama strategik dengan institusi penyelidikan dan pengeluar peralatan terkemuka, XKH telah membangunkan platform pengeluaran yang fleksibel yang mampu menyokong kedua-dua pengeluaran volum tinggi produk standard dan pembangunan khusus penyelesaian bahan tersuai. Kepakaran teknikal XKH memberi tumpuan kepada menangani cabaran industri kritikal seperti meningkatkan keseragaman wafer untuk peranti kuasa, meningkatkan pengurusan terma dalam aplikasi RF, dan membangunkan heterostruktur baru untuk peranti fotonik generasi akan datang. Dengan menggabungkan sains bahan termaju dengan keupayaan kejuruteraan ketepatan, XKH membolehkan pelanggan mengatasi had prestasi dalam aplikasi persekitaran frekuensi tinggi, berkuasa tinggi dan ekstrem sambil menyokong peralihan industri semikonduktor domestik ke arah kebebasan rantaian bekalan yang lebih besar.
Berikut ialah wafer safir 12 inci & substrat SiC 12 inci XKH:
Masa siaran: Jun-06-2025