Aplikasi terkait berlian dalam rantai industri semikonduktor
Seperti yang kita ketahui, semikonduktor merupakan teknologi strategis inti dari banyak perangkat dan sistem elektronik. Inovasi dalam desain dan manufaktur semikonduktor mendorong teknologi disruptif baru: 5G, Internet of Things, kecerdasan buatan, kendaraan listrik, kemampuan pertahanan dan keamanan yang canggih.
Dalam rantai industri semikonduktor, mata rantai pemrosesan menempati posisi vital dan merupakan mata rantai yang sangat penting.
Pemrosesan semikonduktor
Pemrosesan semikonduktor adalah proses dari batang kristal menjadi chip tunggal. Dari klasifikasi proses, teknologi pemrosesan front-end bahan semikonduktor terutama mencakup pemotongan batang kristal, pembulatan batang kristal, pengirisan batang kristal, penggilingan wafer, chamfering wafer dan penggilingan tepi, serta penipisan dan pemolesan wafer; proses pengemasan berikutnya mencakup produksi sirkuit, pemolesan, penipisan belakang, dan pemotongan, yang semuanya tidak dapat dipisahkan dari penggunaan alat berlian secara ekstensif.
Saat ini, material semikonduktor generasi ketiga yang diwakili oleh silikon karbida dan galium nitrida memiliki keunggulan medan listrik tembus tinggi, konduktivitas termal tinggi, laju saturasi elektron tinggi, dan ketahanan radiasi kuat, serta lebih cocok untuk skenario tegangan tinggi dan frekuensi tinggi. Pada saat yang sama, silikon karbida dan galium nitrida keras dan sulit diproses, sementara material berlian dan produk terkait telah menjadi bagian tak terpisahkan dari proses pemrosesan semikonduktor generasi ketiga karena sifatnya yang sangat keras.
Dengan semakin populernya teknologi seperti 5G dan Internet of Things, industri elektronik konsumen memiliki permintaan yang semakin meningkat untuk pemesinan presisi. Perkakas berlian dan produk bubuk berlian menyediakan solusi perawatan permukaan presisi berkualitas tinggi untuk logam, keramik, dan material rapuh, yang mendorong kemajuan teknologi dan peningkatan industri dalam industri.
Aplikasi lain di bidang semikonduktor
Serpihan Berlian Berlian bukan hanya material terkeras di alam, tetapi juga memiliki konduktivitas termal yang luar biasa dan mobilitas elektron yang tinggi. Dalam aplikasi perangkat frekuensi tinggi, kepingan berlian dapat secara efektif mengatasi “efek pemanasan sendiri” untuk memastikan bahwa peralatan tersebut masih dapat beroperasi secara stabil di lingkungan bersuhu tinggi.
Heat Sink Berlian Berlian telah menjadi pilihan ideal untuk pembuangan panas perangkat berdaya tinggi karena konduktivitas termalnya yang sangat baik (hingga 2000W/m·k, 5 kali lipat dari tembaga dan perak) dan sifat insulasi yang sangat baik. Dalam laser semikonduktor berdaya tinggi, penerapan heat sink berlian dapat secara signifikan meningkatkan efisiensi pembuangan panas dan mengurangi resistansi termal, sehingga meningkatkan daya keluaran laser dan memperpanjang masa pakainya.
Kemasan Elektronik Dengan menggabungkan partikel berlian dengan matriks logam konduktivitas termal tinggi seperti Ag, Cu, dan Al, material komposit matriks berlian/logam yang disiapkan pada awalnya telah menunjukkan potensinya yang besar di bidang kemasan elektronik. Terutama pada saat permintaan daya komputasi melonjak, substrat kemasan berlian memberikan solusi inovatif untuk masalah pembuangan panas chip berkinerja tinggi, membantu perkembangan pesat industri seperti AI dan pusat data.
Jendela Optik Jendela optik berlian adalah perangkat optik yang digunakan dalam kondisi ekstrem dan sering digunakan dalam peralatan militer kelas atas seperti pencari rudal. Berlian, dengan koefisien ekspansi termal terkecil dan konduktivitas termal tertinggi, adalah salah satu bahan terbaik untuk membuat jendela tersebut. Jendela optik berlian dapat secara efektif mengurangi suhu, memastikan pengoperasian detektor inframerah yang stabil, dan meningkatkan akurasi dan keandalan panduan rudal.
Teknologi Kuantum Di bidang teknologi kuantum, pusat warna NV berlian, sebagai kandidat bit kuantum alami, memberikan kemungkinan untuk mewujudkan komputasi kuantum solid-state dan pemrosesan informasi kuantum.
Elektroda BDD Elektroda berlian yang didoping boron (BDD) memiliki keunggulan unik dalam proses oksidasi elektrokimia tingkat lanjut dengan jendela elektrokimia yang sangat lebar, potensi evolusi oksigen yang sangat tinggi, karakteristik adsorpsi yang sangat rendah, dan ketahanan korosi yang sangat baik.
Meskipun aplikasi langsung berlian sebagai bahan chip masih jauh, ia telah menunjukkan potensi dan nilai yang besar dalam banyak mata rantai industri semikonduktor. Dari pemrosesan semikonduktor hingga penyerap panas dan pengemasan berlian, hingga teknologi kuantum dan aplikasi elektroda BDD, berlian secara bertahap merambah ke berbagai bidang utama industri semikonduktor, mendorong inovasi teknologi dan peningkatan industri.