Στον τομέα της κατασκευής ακριβείας, το μονοκρυσταλλικό πυρίτιο είναι γνωστό ως "ο ακρογωνιαίος λίθος της εποχής της πληροφορίας" - από τα τσιπ smartphone έως τα οπτικά εξαρτήματα των διαστημικών δορυφόρων, από τα φωτοβολταϊκά κύτταρα νέας ενέργειας έως τις βασικές συσκευές κβαντικών υπολογιστών. Καθώς η τεχνολογία ημιαγωγών εισέρχεται στη διαδικασία κάτω από τα 3 νανόμετρα και η απόδοση των φωτοβολταϊκών κυψελών ξεπερνά το θεωρητικό όριο, οι απαιτήσεις της αγοράς για ακρίβεια επεξεργασίας μονοκρυσταλλικού πυριτίου έχουν μεταπηδήσει από επίπεδο micron σε επίπεδο νανομέτρων. Ειδικά στην επεξεργασία πολύπλοκων δομών όπως η διάτρηση με καμπύλες ηλεκτροδίων, η αντίφαση μεταξύ της υψηλής ευθραυστότητας του υλικού, των χαρακτηριστικών της κατευθυντικής διάσπασης των κρυστάλλων και της ανοχής διαφράγματος σε επίπεδο νανομέτρων γίνεται ένα βασικό εμπόδιο που περιορίζει την ανάπτυξη των βιομηχανιών αιχμής ανιχνευτές.
Ρεκόρ πρωτοπορίας στον κλάδο
Επεξεργασία εξαιρετικά-βαθιάς μικρο-οπής μονοκρυσταλλικού πυριτίου: από "κολλημένο λαιμό" έως "κινεζική λύση"
Φόντο θήκης
Όταν μια κορυφαία εταιρεία οικιακού εξοπλισμού ημιαγωγών ανέπτυξε βασικά εξαρτήματα των τσιπ αποθήκευσης 3D NAND, αντιμετώπισε την ακραία πρόκληση της επεξεργασίας υπερ-βαθιάς μικρο-οπής μονοκρυσταλλικού πυριτίου: ήταν απαραίτητο να επεξεργαστεί μικρο-οπές με διάμετρο μόνο 0,45 mm σε ένα υπόστρωμα σιλικόνης πάχους 7 mm24. (αναλογία βάθους-προς-διαμέτρου 55:1) και οι απαιτήσεις ακριβείας του ήταν συγκρίσιμες με το "σκάλισμα ενός χιλιομέτρου-βαθιά καλά σε τρίχα". Προηγουμένως, αυτού του είδους η διαδικασία είχε από καιρό μονοπωληθεί από ιαπωνικές και γερμανικές εταιρείες. Οι εγχώριοι κατασκευαστές όχι μόνο έπρεπε να πληρώσουν ένα κόστος εισαγωγής άνω των 10.000 γιουάν ανά τεμάχιο, αλλά αντιμετώπισαν επίσης κινδύνους της εφοδιαστικής αλυσίδας που προκλήθηκαν από τεχνολογικούς αποκλεισμούς.
Άμεση προσβολή σημείου πόνου
Ακρίβεια εκτός ελέγχου: Μετά από επεξεργασία με παραδοσιακά τρυπάνια καρβιδίου, η τραχύτητα του τοιχώματος της οπής Sa μεγαλύτερη από ή ίση με 6,54μm (3 φορές το βιομηχανικό πρότυπο) και η απόκλιση στρογγυλότητας (0,025mm), που οδηγεί άμεσα σε αύξηση του ρυθμού απώλειας μετάδοσης σήματος τσιπ.
Απόδοση κατάρα: Το κόστος των πρώτων υλών μονοκρυσταλλικού πυριτίου υπερβαίνει το 60%, αλλά ελαττώματα όπως η κατάρρευση των άκρων και οι μικρορωγμές προκαλούν το ποσοστό σκραπ του τεμαχίου εργασίας να φτάνει το 35% και η ετήσια απώλεια της εταιρείας υπερβαίνει τα 20 εκατομμύρια γιουάν.
Τεχνολογικό χάσμα: Ο εξοπλισμός του εξωτερικού απαγορεύει στους Κινέζους κατασκευαστές να χρησιμοποιούν βασικές μονάδες αλγορίθμου, όπως "δυναμική καταστολή κραδασμών" και δεν υπάρχει καμία ώριμη εγχώρια διαδικασία για την αντικατάστασή του.
Λύση MID
MID ακρίβειαη μηχανική κατεργασία έλυσε επιτυχώς τα παραπάνω προβλήματα μέσω βοηθητικού συστήματος υπερήχων + τρυπάνι νανοκρυσταλλικού PCD, επιτυγχάνοντας τέσσερις ανατρεπτικές ανακαλύψεις:
Μύθος ζωής εργαλείων:Ένα τρυπάνι PCD μπορεί να επεξεργάζεται συνεχώς 2.000 τρύπες, που είναι 20 φορές μεγαλύτερη από τη διάρκεια ζωής του εισαγόμενου εργαλείου και το κόστος μειώνεται σε λιγότερο από 5 γιουάν ανά τρύπα.
Να-επίπεδη περιστροφή επιφάνειας:Η τραχύτητα τοιχώματος οπής Sa μειώνεται από 6,54μm σε 0,013μm (μείωση 99,8%), που είναι καλύτερο από το πρότυπο στίλβωσης οπτικού καθρέφτη αεροδιαστημικής (ISO 10110-8).
Επεξεργασία μηδενικού ελαττώματος:Ο ρυθμός κατάρρευσης της ακμής στην είσοδο είναι μηδέν και το σφάλμα στρογγυλότητας μειώνεται στα 0,003 mm (που ισοδυναμεί με το 1/3 της διαμέτρου των ανθρώπινων ερυθρών αιμοσφαιρίων).
Όριο αναλογίας βαθύ-προς-διάμετρο:Η ικανότητα επεξεργασίας 55:1 σπάει τον τεχνολογικό κόμβο του 2030 που προβλέπεται από τον Διεθνή Οδικό Χάρτη Τεχνολογίας για Ημιαγωγούς (ITRS) και φτάνει στο πρότυπο 7 χρόνια νωρίτερα από το χρονοδιάγραμμα.
Συγκριτική αξιολόγηση τεχνολογίας (έναντι παγκόσμιων ανταγωνιστών)
Σύγκριση επεξεργασίας
Βιομηχανική Επιπτώσεις
Από τη μεμονωμένη περίπτωση στον μετασχηματισμό του οικοσυστήματος
Αυτή η σημαντική ανακάλυψη έχει καταλύσει τις καινοτομίες-διακλαδικού κλάδου:
Εντοπισμός ημιαγωγών:Η απόδοση επεξεργασίας 3D NAND μέσω{1}}οπής αυξήθηκε κατά 300%, μειώνοντας το κόστος παραγωγής της Yangtze Memory κατά 18%.
Επανάσταση κόστους φωτοβολταϊκών:Η απόδοση της μικροτρύπας ηλεκτροδίου οπίσθιας-ετεροδιπλής ηλιακής κυψέλης εκτινάχθηκε από 72% σε 98%, μειώνοντας το κόστος κατά 0,4 ¥/W ανά πάνελ.
Space Optics Advance: Ενεργοποιήθηκαν συστοιχίες μικροοπών πυριτίου για ζημιά κάτω από την επιφάνεια των 10 nm για το διαστημικό τηλεσκόπιο "Xuntian" της Κίνας, ενισχύοντας την ανάλυση απεικόνισης κατά δύο τάξεις μεγέθους.
Χάρτης διάχυσης τεχνολογίας
Προφίλ MID:
Η MID πρωτοπορεί στην κατασκευή μετάλλων ακριβείας για παραγωγή μικρής-παρτίδας, υψηλής-μίξης, ενσωματωμένη κατεργασία CNC (±0,002 mm), κατασκευή λαμαρίνας και βιομηχανική τρισδιάστατη εκτύπωση. Εξειδικευμένοι σε τομείς ημιαγωγών, ιατρικής και νέας ενέργειας, παραδίδουμε προσαρμοσμένα εξαρτήματα με έλεγχο ποιότητας βάσει τεχνητής νοημοσύνης-(ποσοστό ελαττωμάτων<0.5%) and ultrasonic-assisted processes (Ra ≤0.4μm). Our agile production systems slash lead times by 40% while reducing costs 30-50%, empowering clients from prototyping to volume scaling with ISO-certified precision.
