Cad é an Leathsheoltóir is Coitianta? An Scéal Taobh thiar de Stranglehold Silicon Ar Leictreonaic Nua-Aimseartha

Siúil isteach in aon saotharlann leictreonaice agus fiafraigh cén t-ábhar a choinníonn innealtóirí fostaithe, agus cloisfidh tú an focal céanna gach uair. sileacain. Is é an freagra é le fada gur ar éigean a chuirtear an cheist a thuilleadh. Tá a ainm ar réigiún iomlán California. Tógtar na cuideachtaí is mó ar domhan air, go litriúil agus go airgeadais. Ach níor tháinig sileacain chuig an bpost seo toisc gur chinn duine gurbh é an leathsheoltóir is fearr a shamhlaítear é. Tháinig sé ann trí mheascán de dhea-cheimic, uainiú an t-ádh, agus an cineál móiminteam tionsclaíoch atá beagnach dodhéanta a aisiompú nuair a bhíonn sé ag dul.

 

 

leathsheoltóir

 

Níor thosaigh sé le Sileacan

Ní raibh an chéad trasraitheoir déanta as sileacain. Nuair a thaispeáin Bardeen agus Brattain a ngléas ag Bell Labs i mí na Nollag 1947, ba é gearmáiniam an t-ábhar faoina dteagmhálacha óir. Bhí cúiseanna maithe leis seo. Bhí sé níos fusa Gearmáiniam a íonú go dtí na leibhéil a bhí ag teastáil le haghaidh obair leathsheoltóra luath, agus bhog leictreoin tríd níos éasca ná trí shileacan ag na voltais a bhí á n-úsáid ag taighdeoirí. Dá mbeifeá i d’fhisiceoir i 1950 ag cur geall ar a mbeadh ábhar chun tosaigh sa tionscal leictreonaice, ní bheadh ​​an gearmáiniam ina rogha míréasúnta.

Chaill sé ar aon nós. Agus deir an bealach a chaill sé rud éigin tábhachtach faoin gcaoi a bhforbraíonn an teicneolaíocht i ndáiríre, rud is annamh ar an gcosán is bisiúla ag an tús.

Bhí locht marfach ag Gearmáiniam go teirmeach. Suíonn a bhearna bhainne ag 0.67 leictreon volta, cúng go leor go ndearna an ardú teochta ar fheistí sruth a sceitheadh ​​ar bhealaí nach bhféadfadh innealtóirí a rialú go héasca. Cuir trasraitheoir gearmáiniam taobh istigh de chrua-earraí míleata, nó in aice le feadán te i bhfolús, nó go simplí i bhfeiste a bhí ar siúl ar feadh uair an chloig, agus athródh a iompar. Is féidir an cineál sin dothuartha a ghlacadh i saotharlann. Níl sé inghlactha i dtáirge.

 

Ciseal Gloine a D'athraigh Déantúsaíocht

Tá bandgap de 1.1 leictreon volta ag Sileacan, rud a thug cobhsaíocht theirmeach níos fearr go bríoch. D’fhéadfadh feistí a tógadh ar shileacan rith go hiontaofa ag teochtaí a d’fhág go raibh gearmáiniam mí-iompar. Seans gur leor sin amháin chun an chothromaíocht a bhaint amach. Ach bhí an dara buntáiste ag sileacain nach raibh aon duine ag súil leis go hiomlán, agus d'éirigh sé le hábhar níos mó ná aon rud eile.

Nuair a nochtar sileacain don ocsaigin, fásann sé ciseal tanaí, crua, aonfhoirmeach de dhé-ocsaíd sileacain ar a dhromchla. Tá dé-ocsaíd sileacain inslithe go leictreach, cobhsaí go ceimiceach, agus bannaí leis an sileacain faoina bhun le comhsheasmhacht is féidir a rialú agus a athdhéanamh thar sliseag iomlán. Nuair a bhí innealtóirí ag deireadh na 1950idí ag oibriú amach conas trasraitheoirí a thógáil ar dhromchla réidh agus iad a shreangú le chéile le miotail a bhí i dtaisce, ba é an ciseal ocsaíd dhúchasach sin an comhábhar riachtanach. Bhí sé ina bhac inslithe idir comhpháirteanna. D'fhéadfá é a fhás go teirmeach, fuinneoga eitse a chur tríd le haigéad, sraitheanna nua a thaisceadh ar a bharr, agus é seo ar fad a dhéanamh le cruinneas leordhóthanach chun gnéithe a shainiú nach féidir leis an tsúil a fheiceáil.

Níl aon ocsaíd den sórt sin ag Gearmáiniam. Tuaslagann dé-ocsaíd ghearmáiniam in uisce agus titeann sé as a chéile ag na teochtaí a éilíonn próiseáil leathsheoltóra. Ní raibh sé seo ina fhadhb a réiteach le hinnealtóireacht níos fearr. Ba mhaoin ábhartha é, agus dhícháiligh sé gearmáiniam go héifeachtach ón bpróiseas déantúsaíochta a raibh an tionscal ag teacht le chéile air.

Ní mar gheall ar a raibh ann amháin a bhuaigh sileacain, ach mar gheall ar a ndearna sé laistigh de thimpeallacht déantúsaíochta. Bhí gá le hábhar le hocsaíd chobhsaí infhásta don phróiseas plánach. Bhí ceann ag sileacain. Lean gach rud eile as sin.

 

An chuma a bheidh ar Nócha faoin gcéad de Chlisleáin an Domhain

Is ionann sileacain anois agus níos mó ná nócha faoin gcéad de na sliseog leathsheoltóra go léir a tháirgtear ar fud an domhain. Is é an tsubstráit é do na próiseálaithe i do ríomhaire glúine, an chuimhne i do ghuthán, an braiteoir íomhá i do cheamara, na trasraitheoirí cumhachta i rialtóir comhbhrúiteora do chuisneora, agus na cealla gréine ag dul ar aghaidh chuig líon méadaitheach díonta. Is deacair áibhéil a dhéanamh ar leithead a láithreachta.

Cuid den mhéid a chothaíonn seo is ea scála tionsclaíochta. Cosnaíonn gléasra déantúsaíochta wafer sileacain nua-aimseartha áit éigin idir deich agus fiche billiún dollar le tógáil, agus tá gach uirlis taobh istigh de, gach próiseas ceimiceach, gach nós imeachta rialaithe cáilíochta, forbartha agus scagtha thar na blianta le sileacain go sonrach i gcuimhne. Déantar na fótaiteoirí a fhoirmiú le haghaidh sileacain. Tá na ceimicí etch tiúnta le haghaidh sileacain. Tá a fhios ag na hinnealtóirí sileacain.

Is é an rud nach ndéanann formhór na ndaoine lasmuigh den tionscal smaoineamh air ná an bonneagar tacaíochta a dhéanann rith iontach. Braitheann déantúsaíocht leathsheoltóra ar shreabhadh gan bhriseadh d’uisce ultrapure, gáis phróisis, agus eitseoga ceimiceacha ionsaitheach ag gluaiseacht trí chórais seachadta a rialaítear go cúramach. Éilíonn gach cosán sreabhach i bhfab, ó na lúba uisce dí-ianaithe a shruthlaíonn sliseoga idir céimeanna go dtí na línte a iompraíonn aigéad hidreafluarach chun ocsaíd a bhaint, comhpháirteanna atá in ann meáin chreimneach a láimhseáil gan an próiseas a thruailliú. Acomhla liathróid cruach dhosmáltaar cheann de na pointí rialaithe is coitianta sna córais seo, a úsáidtear chun línte a leithlisiú, sreabhadh a rialáil, agus cothabháil a cheadú gan lúb iomlán a dhúnadh. Tá na caighdeáin glaineachta a chuirtear i bhfeidhm ar na comhlaí seo i dtimpeallacht leathsheoltóra i bhfad níos déine ná mar atá i bhformhór na dtionscal eile, toisc go bhféadfadh fiú rian-éilliú miotail ó fheisteas droch-sonraithe baisc sliseog iomlán a mhilleadh. Ar an gcúis seo, déileálann innealtóirí fab le roghnú gach comhla liathróid cruach dhosmálta i gcóras seachadta ceimiceach leis an tromchúis chéanna a thugann siad maidir le trealamh próisis a shonrú, athbhreithniú a dhéanamh ar dheimhniúcháin ábhair, caighdeáin bailchríoch dromchla, agus leibhéil éillithe inbhainte sula gcuirtear comhla amháin isteach ar an líne.

Is é seo an ciseal den tionscal is annamh a bhíonn le feiceáil i gclúdach sliseanna agus déantúsaíocht, ach tá sé chomh riachtanach leis na meaisíní liteagrafaíocht féin. Nuair a labhraíonn daoine go bhfuil sé deacair an slabhra soláthair leathsheoltóra a mhacasamhlú nó a athlonnú, tá siad ag caint go páirteach faoi seo: sainiúlacht carntha gach comhpháirte sa phróiseas, síos go dtí na feistis agus na crua-earraí rialaithe sreafa taobh istigh de chomh-aireachta seachadta ceimiceach.

 

Comhla Liathróid Cruach Dhosmálta LEADTEK 2PC

 

The Places Silicon Ritheann As Bóthar

Tá fíor-theorainneacha ag sileacain, agus in iarratais áirithe ní raibh na teorainneacha sin ina n-ábhar imní teoiriciúil agus thosaigh siad ina bhfíorfhadhbanna innealtóireachta.

Tá bandáil de 3.4 leictreon volta ag nítríde Gailliam, níos mó ná trí huaire sileacain. Ligeann an bhearna níos leithne sin do thrasraitheoirí GaN voltais níos airde a bhlocáil, aistriú ag minicíochtaí níos airde, agus teas a scaipeadh ar bhealach níos éifeachtaí ná gléas sileacain de mhéid inchomparáide. Úsáideann na chargers tapa a sheolann le fóin chliste agus ríomhairí glúine reatha trasraitheoirí cumhachta GaN seachas cinn sileacain, agus is é sin an fáth gur féidir leo seasca nó céad vata de chumas luchtaithe a chur isteach i rud beag go leor chun dearmad a dhéanamh i bpóca seaicéad. Bheadh ​​gléas níos mó go fisiciúil ag teastáil ó shileacan chun an jab céanna a dhéanamh ar an éifeachtacht chéanna. Tá aimplitheoirí GaN lárnach freisin do bhonneagar stáisiún bonn 5G, áit a dtagann teorainneacha minicíochta sileacain chun bheith ina uasteorainn chrua seachas mar threoirlíne bog.

Tá ról comhchosúil ag cairbíd sileacain ag leibhéil chumhachta níos airde, go háirithe nuair is é baint teasa an srian ceangailteach. Tá a seoltacht theirmeach thart ar thrí huaire níos airde ná sileacain, rud atá tábhachtach nuair a bhíonn na céadta cileavata á ródú agat trí inverter feithicle leictreach. Tá roinnt déantúsóirí móra tar éis a n-inverters tarraingthe a aistriú ó IGBTanna sileacain go modúil chomhdhúile sileacain, agus tá na gnóthachain éifeachtúlachta fíor go leor le taispeáint i bhfigiúirí raon tiomána.

Taobh amuigh den dá cheann seo tá ábhair a ghineann suim mhór taighde ach nach bhfuil fós tar éis dul isteach i dtáirgeadh príomhshrutha. Tá bandáil ag ocsaíd ghailliam ag druidim le cúig leictreonvolta agus tréithe miondealaithe teoiriciúla a d'fhágfadh go mbeadh sé úsáideach i bhfeidhmchláir an-ardvoltais, ach tá an teicneolaíocht chun sliseoga saor ó lochtanna a mhéadú ar scála fós á oibriú amach. Go teoiriciúil tá soghluaisteacht leictreoin Graphene thart ar dhá chéad míle ceintiméadar cearnach in aghaidh an bholta-an dara, uimhir a théann i gcion ar cheithre chéad déag sileacain, agus tá taighdeoirí ag díriú ar an líon sin le fiche bliain anuas, cé go bhfuil trasraitheoirí graiféine praiticiúla atá in iomaíocht le sileacain i bhfíorchiorcad fós as feidhm den chuid is mó.

 

An Post Macánta

Is é sileacain an leathsheoltóir is coitianta, agus fanfaidh sé amhlaidh ar feadh níos faide ná mar a bheidh an chuid is mó de na daoine atá ag obair sa tionscal faoi láthair le feiceáil. Níl GaN agus SiC ag díláithriú sileacain go ginearálta. Tá coirnéil shonracha an mhargaidh buaite acu áit a bhfuil deireadh tagtha le fisic sileacain a bheith leordhóthanach, agus tá sileacain ag géilleadh do na coirnéil sin gan mórán de troid mar go bhfuil an eacnamaíocht tar éis bogadh ina choinne.

Is é an rud atá ag athrú i ndáiríre ná rud níos caolchúisí. Don chuid is mó de stair an tionscail leathsheoltóra, ní raibh sileacain ach an t-ábhar is coitianta. Ba é an t-ábhar toimhdithe, an pointe tosaigh d’aon chomhrá dearaidh, an réamhshocrú nár imigh tú uaidh ach nuair a bhí cúis neamhghnách láidir agat leis. Tá an toimhde sin ag scaoileadh ar na himill. Gan titim, gan a bheith scriosta, ach scaoileadh. Is é an leathsheoltóir is coitianta fós sileacain. Is í an cheist is suimiúla faoi láthair in ábhair leathsheoltóra ná cén áit a stopann sileacain mar an freagra soiléir, agus cad a líonann an spás a fhágann sé ina dhiaidh.