Yarı iletken silikon gofretler, elektronik endüstrisinin temel yapı taşları olarak hizmet eder ve dünya çapında üretilen tüm çiplerin yaklaşık %90'ı için temel bir alt tabaka oluşturur. Bu ultra saf, ince kristal silikon diskler, entegre devrelerin ve yarı iletken cihazların üzerine inşa edildiği fiziksel temeli sağlar ve onları modern teknoloji için vazgeçilmez hale getirir.

Silikon gofretlerin üretim süreci, ham maddelerin, saflaştırma, kristal büyütme ve hassas işleme gibi sofistike süreçlerle yüksek mühendislik ürünü alt tabakalara dönüştürülmesini içerir ve bu da nihai yarı iletken cihazların performansını ve verimini doğrudan belirleyen ürünlerle sonuçlanır.

Yarı iletken silikon gofretlerin üretimi, modern endüstrideki en hassas üretim süreçlerinden birini temsil eder. Ham silikonun, gelişmiş uygulamalar için %99,999999999 (11N) seviyelerine ulaşan olağanüstü saflık seviyeleri gerektiren elektronik kalitede polikristal silikona saflaştırılmasıyla başlar.

Kritik üretim adımları şunları içerir:

• Kristal Büyütme: Belirli kristal yönelimlerine sahip monokristal silikon külçeler üretmek için Czochralski süreci gibi yöntemler kullanmak

• Gofret Dilimleme: Külçelerin, elmas tel testere gibi özel ekipmanlar kullanılarak ince gofretlere hassas bir şekilde kesilmesi

• Yüzey İşleme: Atom seviyesinde yüzey düzgünlüğü elde etmek için taşlama, parlatma ve kimyasal aşındırma

• Temizleme ve Denetleme: Kirletici maddeleri ve kusurları ortadan kaldırmak için titiz kalite kontrol

Gelişmiş gofret üretimindeki teknik rekabet öncelikle saflık ve homojenlik üzerine odaklanmaktadır. Uluslararası liderler, oksijen içeriği dalgalanmaları gibi parametrelerde (aşağıda tutulur) dikkate değer bir tutarlılık elde ettiler. <5ppma), yerli üreticiler hala 12 inçlik gofretler için epitaksiyel katman kalınlığı gibi kritik parametrelerde karşılaştırılabilir bir homojenlik elde etme konusunda zorluklarla karşı karşıyalar; burada, üst düzey uygulamalar için sapmaların %1'in altında tutulması gerekir.

Silikon gofretler ağırlıklı olarak çapa göre kategorize edilir ve her boyut farklı pazar segmentlerine ve teknolojik uygulamalara hizmet eder:

• Birincil Uygulamalar: Güç yarı iletkenleri (diyotlar, tristörler), daha az katı süreç gereksinimlerine sahip tüketici elektroniği ve endüstriyel uygulamalar için temel kontrol devreleri

• Pazar Konumu: Ana akım uygulamalar için aşamalı olarak kaldırılıyor, ancak belirli ayrık cihazlarda niş kullanımlarını koruyor

• Birincil Uygulamalar:

  • Otomotiv elektroniği (aktarma organları sistemleri, gövde kontrolü, ADAS bileşenleri)

  • Endüstriyel otomasyon (sensörler, kontrolörler)

  • Güç cihazları (MOSFET'ler, IGBT'ler)

  • Ekran sürücüleri, parmak izi sensörleri ve analog devreler

• Pazar Trendleri: Otomotiv ve endüstriyel sektörlerden sürekli talep, belirli pazar ihtiyaçlarını karşılamak için yeni üretim tesisleri ortaya çıkıyor

• Birincil Uygulamalar:

  • Gelişmiş mantık çipler (CPU'lar, GPU'lar, akıllı telefon işlemcileri)

  • Bellek çipler (DRAM, NAND Flash)

  • Yapay zeka, yüksek performanslı bilişim ve bulut altyapısı

  • Gelişmiş görüntü sensörleri ve özel işlemciler

• Pazar Trendleri: Hesaplama gücüne olan talep nedeniyle en yüksek büyüme segmenti, büyük üreticiler küresel olarak üretim kapasitesini genişletiyor

Yarı iletken silikon gofret pazarı, farklı segmentlerde yapısal farklılaşma yaşamaktadır. 12 inçlik gofret pazarı, gelişmiş mantık ve bellek uygulamalarından kaynaklanan güçlü bir büyüme gösterirken, 6 inç ve daha küçük gofret segmentleri, tüketici elektroniği talebinin azalması nedeniyle ayarlama baskılarıyla karşı karşıyadır.

Temel pazar gelişmeleri şunları içerir:

• Kapasite Genişlemesi: Önde gelen küresel üreticiler, 2025 yılına kadar faaliyete geçmesi beklenen yeni fabrikalarla 12 inçlik gofret üretim tesislerine önemli yatırımlar yapıyor

• Jeopolitik Faktörler: Tedarik zinciri hususları, bölgeler arasında artan yatırım çeşitliliği ile üretim yeri kararlarını etkiliyor

• Teknoloji Yol Haritaları: Gelişen yarı iletken düğüm gereksinimlerini karşılamak için daha büyük çaplara ve daha sofistike epitaksiyel gofretlere doğru sürekli ilerleme

Küresel silikon epitaksiyel gofret pazarının 2025 yılına kadar 10,9 milyar dolara ulaşması öngörülüyor ve bu da bu gelişmiş alt tabakaların yeni nesil yarı iletken cihazlar için kritik önemini yansıtıyor.

Çin'in yarı iletken silikon gofret endüstrisi, özellikle yerli yeteneklerin uluslararası standartlara giderek yaklaştığı 8 inçlik gofret teknolojisinde kayda değer ilerleme kaydetti. Ülke, temel atma töreninden itibaren 16 ay içinde üretim hazırlığına ulaşan bazı projelerle, gelişmiş üretim tesislerini hızla kurma becerisini göstermiştir.

Ancak, saflık, geometrik özellikler (kalınlık, düzlük, eğilme, çarpılma), yüzey partikül sayıları, metal kalıntıları ve doping homojenliği dahil olmak üzere parametrelerin önemli zorluklar oluşturduğu en gelişmiş 12 inçlik gofret segmentinde teknolojik boşluklar devam etmektedir.

Yarı iletken silikon gofretlerin gelecekteki gelişim yörüngesi, daha büyük çapları, daha yüksek saflığı ve giderek daha özel özellikleri yapay zeka, elektrikli araçlar ve yeni nesil iletişim altyapısı dahil olmak üzere gelişmekte olan teknolojileri desteklemeye devam ediyor. Bu ilerleme, silikon gofretlerin öngörülebilir gelecekte küresel elektronik ekosistemindeki temel rollerini korumasını sağlar.

Tablo: Boyuta Göre Yarı İletken Silikon Gofret Uygulamaları