فشار بیوقفه صنعت نیمهرسانا به سمت اندازههای ویفر بزرگتر و گرههای فرآیندی پیشرفتهتر، تقاضای فزایندهای را برای اجزای گرافیت ایزواستاتیک{0} با فرمت بزرگ با خلوص و یکنواختی بیسابقه افزایش میدهد. از آنجایی که تولیدکنندگان تراشه از ویفرهای 200 میلیمتری به 300 میلیمتر تغییر میکنند و برای پلتفرمهای 450 میلیمتری آینده آماده میشوند، اجزای منطقه داغ گرافیت، گیرندهها و قطعات محفظهای که در رشد کریستال و پردازش ویفر مورد استفاده قرار میگیرند، باید بر اساس آن مقیاس شوند و در عین حال سازگاری استثنایی مواد را حفظ کنند. این روند تولیدکنندگان گرافیت ایزواستاتیک را به توسعه اندازه بلوک های بزرگتر، سطوح خلوص بالاتر و خواص مواد یکنواخت تر از همیشه سوق می دهد.
بر اساس تحلیل صنعت، بازار جهانی گرافیت ایزواستاتیک در سال 2025 به 1.42 میلیارد دلار رسید و پیش بینی می شود تا سال 2030 با نرخ رشد ترکیبی 6.8 درصدی سالانه به 1.98 میلیارد دلار افزایش یابد. برنامه های کاربردی نیمه هادی یکی از بخش های-در حال رشد و بالاترین{7}}در این بازار را نشان می دهند که توسط رونق جهانی ساخت و ساز فاب و مهاجرت مداوم فناوری به سمت گره های فرآیند کوچکتر هدایت می شود. آسیا{9}}به دلیل تمرکز تولید نیمه هادی و فتوولتائیک در منطقه، آسیا{9}}در بازار منطقه پیشتاز است، در حالی که آمریکای شمالی و اروپا به سرعت در حال رشد هستند زیرا کارخانه های نیمه هادی جدید در پاسخ به مشوق های دولتی صنعت تراشه به صورت آنلاین عرضه می شوند.
بلوکهای گرافیتی ایزواستاتیک با اندازه بزرگ-مزایای قانعکنندهای برای تجهیزات تولید نیمهرسانا ارائه میدهند. مهمتر از همه، اجزای گرافیتی با قطر بزرگ-یکپارچه، نیاز به مجموعه های به هم پیوسته یا قطعه قطعه شده در کوره های رشد کریستال و محفظه های پردازش ویفر را از بین می برد. اتصالات کمتر به معنای یکنواختی حرارتی بهبود یافته در سراسر ناحیه ویفر است که مستقیماً به کیفیت کریستال بهتر، نقص ویفر کمتر و بازده تولید بالاتر تبدیل می شود. بخاریهای بزرگ تکتکهای-گرافیت و تکیهگاههای بوته، پروفیلهای حرارتی متقارنتری را در پرورش دهندگان کریستال Czochralski ایجاد میکنند که کنترل دقیقتری بر شرایط رشد کریستال را امکانپذیر میسازد{6}}عاملی حیاتی برای تولید-شمشهای سیلیکونی تکبلوری با کیفیت بالا که برای ساخت نیمهکنههای پیشرفته انسانی مورد نیاز است.
اجزای گرافیتی بزرگتر نیز طراحی تجهیزات را ساده میکند، پیچیدگی مونتاژ را کاهش میدهد و تعداد نقاط خرابی احتمالی را در تجهیزات پردازش دمای{0} بالا کاهش میدهد. برای محفظههای پردازش ویفر، روکشها و گیرندههای گرافیتی تکتکهای- توزیع پلاسما و پروفایلهای حرارتی یکنواختتری را در سراسر سطح کامل ویفر ارائه میکنند و قوام فرآیند را از مرکز به لبه بهبود میبخشند. با افزایش اندازه ویفر و کوچک شدن هندسه دستگاه، این امر به طور فزاینده ای حیاتی می شود، زیرا حتی تغییرات جزئی دما یا یکنواختی پلاسما می تواند باعث تغییرات غیرقابل قبولی در عملکرد دستگاه در سراسر ویفر شود.
با این حال، تولید گرافیت ایزواستاتیک با فرمت بزرگ-چالش های تولیدی قابل توجهی را به همراه دارد. فرآیند پرس ایزواستاتیک، که فشار یکنواخت 360{5}} بر روی پودر گرافیت در داخل یک قالب انعطافپذیر اعمال میکند، به مخازن تحت فشار عظیمی نیاز دارد که میتوانند اندازه بلوکهای بزرگ را در خود جای دهند. اطمینان از چگالی یکنواخت در بلوک های گرافیتی بسیار بزرگ از نظر فنی بسیار سخت است، زیرا گرادیان فشار در حین پرس می تواند تغییرات چگالی ایجاد کند که عملکرد را کاهش می دهد. فرآیندهای بعدی پخت، آغشته سازی و گرافیتی شدن با افزایش اندازه بلوک به طور فزاینده ای دشوار و وقت گیر می شوند و چرخه های حرارتی طولانی تری برای اطمینان از عملیات حرارتی یکنواخت در سراسر مواد لازم است.
گرافیت{0}}گرافیت ایزواستاتیک دانه ریز به ویژه برای کاربردهای نیمه هادی پیشرفته مهم است. این مواد، با اندازه دانههایی که معمولاً کمتر از 10 میکرون هستند و برای سختترین مصارف به اندازه 1 میکرون هستند، سطح بالاتر، تولید ذرات را کاهش میدهند و خواص مواد یکنواختتر را ممکن میسازند. بلوکهای گرافیت دانه ریز{5}} مدرن از طریق پردازش پیچیدهای از جمله آسیاب پودر فوقالعاده{{6} ریز، توزیع اندازه ذرات بهینه، پرس ایزواستاتیک کنترلشده با دقت، چرخههای اشباع چندگانه و تصفیه در دمای فوقالعاده-و{8}}تولید میشوند. مواد به دست آمده چگالی بالا، تخلخل کم و خلوص استثنایی را با خواص همسانگرد یکنواختی که ساخت نیمه هادی ها نیاز دارد ترکیب می کنند.
انتقال صنعت نیمه هادی به گره های فرآیند پیشرفته تر-3 نانومتر، 2 نانومتر و فراتر از آن-همچنین الزامات خلوص را برای اجزای گرافیت سخت تر می کند. کل محتوای خاکستر باید کمتر از 5 قسمت در میلیون برای بسیاری از برنامهها و کمتر از 1ppm برای حیاتیترین-فرآیندهای جلویی کنترل شود. حتی ناخالصی های فلزی کمیاب می تواند باعث آلودگی ویفر شده و عملکرد دستگاه را از بین ببرد. در نتیجه، تولیدکنندگان گرافیت باید روش های تصفیه هالوژن در دمای بالا را برای جداسازی آهن، مس، نیکل و سایر فلزات سنگین مضر از مواد خام گرافیت ادغام کنند.
پایداری ابعادی مولفه یکی دیگر از نیازهای غیرقابل مذاکره-است. بلوک های گرافیتی بزرگ در داخل کشنده های کریستال و محفظه های رسوب دهی چرخه های حرارتی متعددی را پشت سر می گذارند. ضریب انبساط حرارتی پایین از تاب برداشتن، تغییر شکل و رانش ابعادی در طول کار مداوم طولانی مدت جلوگیری می کند. گرافیت ایزواستاتیک از این نظر به دلیل ساختار ذرات سه بعدی همگن از گرافیت قالبگیری شده معمولی بهتر عمل میکند.
کارخانه قالب ساینده و گرافیت Huixian Jinchengقابلیتهای جامعی برای تامین قطعات گرافیتی با اندازه متوسط و بزرگ-برای سازندگان تجهیزات نیمهرسانا ایجاد کرده است. این شرکت که در سال 1984 تأسیس شد و در شهر Huixian، استان هنان واقع شده است، دارای بیش از 40 سال تجربه پردازش عمیق{4}}گرافیت است. این کارخانه که به بیش از 50 مجموعه تجهیزات ماشینکاری CNC مجهز شده است، می تواند محصولات گرافیت را با حداکثر ابعاد تا 1000 میلی متر پردازش کند و تقاضا برای قطعات گرافیت یکپارچه مورد استفاده در کوره های رشد کریستال سیلیکون و تجهیزات پردازش ویفر را برآورده کند.
Jincheng Graphite با مواد اولیه گرافیت ایزواستاتیک ممتاز کار می کند و می تواند اشباع خلاء و تصفیه{0}در دمای بالا را مطابق با مشخصات مشتری اجرا کند. تیم فنی آن بازرسی دقیق چگالی، آزمایش خلوص و اندازه گیری مختصات را برای هر دسته از اجزای گرافیت تمام شده انجام می دهد. این کارخانه بخاری های گرافیتی، سپرهای حرارتی، پایه های بوته، آسترهای محفظه ای و وسایل گرافیت سفارشی برای رشد کریستال، CVD و تجهیزات عملیات حرارتی تولید می کند.
Jincheng Graphite برای توسعه دهندگان تجهیزاتی که سیستمهای تولید ویفر را با اندازه بزرگ- طراحی میکنند، پشتیبانی فنی از جمله انتخاب درجه مواد، بهینهسازی تحمل ماشینکاری و راهحلهای تصفیه سطح را ارائه میکند. این شرکت تا حد امکان از اتصال چندین بخش گرافیت کوچک برای ارائه اجزای یکپارچه که یکنواختی حرارتی را در کورههای{2}در دمای بالا بهبود میبخشد، اجتناب میکند.
در سالهای آینده، گسترش فابریکهای ویفر 300 میلیمتری و پیشرفت تحقیق و توسعه در فناوری ویفر 450 میلیمتری، تقاضا برای گرافیت ایزواستاتیک-قالب بزرگ را به طور مداوم افزایش خواهد داد. در همین حال، افزایش نیاز به خلوص مواد و دقت ماشینکاری، موانع فنی را برای تازه واردان بازار ایجاد میکند. تولیدکنندگانی که عرضه مواد خام پایدار،-قابلیت پردازش خالی با اندازه بزرگ و ظرفیت ماشینکاری دقیق را ترکیب میکنند، فرصتهای عمده بازار را به دست خواهند آورد. به عنوان یک پردازنده گرافیت محلی بالغ، Jincheng Graphite به ارتقای فناوری پردازش خود برای پشتیبانی از بومی سازی مواد مصرفی گرافیت تجهیزات نیمه هادی ادامه می دهد.
