การใช้งานที่เกี่ยวข้องกับเพชรในห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

อย่างที่เราทราบกันดีว่าเซมิคอนดักเตอร์เป็นเทคโนโลยีเชิงกลยุทธ์หลักของอุปกรณ์และระบบอิเล็กทรอนิกส์มากมาย นวัตกรรมในการออกแบบและผลิตเซมิคอนดักเตอร์กำลังขับเคลื่อนเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่ก้าวล้ำ เช่น 5G อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง ปัญญาประดิษฐ์ ยานยนต์ไฟฟ้า ความสามารถด้านการป้องกันและความปลอดภัยขั้นสูง

ในห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ลิงก์การประมวลผลมีตำแหน่งสำคัญและเป็นสิ่งที่สำคัญอย่างยิ่ง

การประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์

การประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์คือกระบวนการตั้งแต่แท่งคริสตัลไปจนถึงชิปเดี่ยว จากการจำแนกกระบวนการ เทคโนโลยีการประมวลผลส่วนหน้าของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ประกอบด้วยการตัดแท่งคริสตัล การปัดเศษแท่งคริสตัล การตัดแท่งคริสตัล การเจียรเวเฟอร์ การตัดมุมเวเฟอร์และการเจียรขอบ การทำให้เวเฟอร์บางและขัดเงา กระบวนการบรรจุภัณฑ์ที่ตามมาประกอบด้วยการผลิตวงจร การขัด การทำให้บางด้านหลังและการหั่น ซึ่งทั้งหมดนี้แยกไม่ออกจากการใช้เครื่องมือเพชรอย่างกว้างขวาง

ปัจจุบันวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามซึ่งแสดงโดยซิลิกอนคาร์ไบด์และแกเลียมไนไตรด์มีข้อได้เปรียบของสนามไฟฟ้าสลายตัวสูง การนำความร้อนสูง อัตราการอิ่มตัวของอิเล็กตรอนสูง และความต้านทานการแผ่รังสีที่แข็งแกร่ง และเหมาะสำหรับสถานการณ์แรงดันไฟฟ้าสูงและความถี่สูง ในเวลาเดียวกัน ซิลิกอนคาร์ไบด์และแกเลียมไนไตรด์มีความแข็งและยากต่อการประมวลผล ในขณะที่วัสดุเพชรและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องได้กลายเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ของกระบวนการประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามเนื่องจากคุณสมบัติที่แข็งเป็นพิเศษ

ด้วยเทคโนโลยีที่แพร่หลาย เช่น 5G และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคจึงมีความต้องการการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำเพิ่มมากขึ้น เครื่องมือเพชรและผลิตภัณฑ์ผงเพชรให้โซลูชันการชุบผิวที่มีความแม่นยำคุณภาพสูงสำหรับโลหะ เซรามิก และวัสดุเปราะบาง ส่งเสริมความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการอัพเกรดอุตสาหกรรมในอุตสาหกรรม

การใช้งานอื่นๆ ในสาขาเซมิคอนดักเตอร์

ชิปเพชร เพชรไม่เพียงแต่เป็นวัสดุที่แข็งที่สุดในธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังมีการนำความร้อนที่น่าทึ่งและการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนสูงอีกด้วย ในการใช้งานอุปกรณ์ความถี่สูง ชิปเพชรสามารถเอาชนะ “เอฟเฟกต์ความร้อนด้วยตนเอง” ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ยังคงทำงานได้อย่างเสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง

แผ่นระบายความร้อนเพชร เพชรได้กลายเป็นตัวเลือกในอุดมคติสำหรับการระบายความร้อนของอุปกรณ์พลังงานสูง เนื่องจากมีการนำความร้อนได้ดีเยี่ยม (สูงถึง 2000W/m·k มากกว่าทองแดงและเงิน 5 เท่า) และมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ยอดเยี่ยม ในเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์พลังงานสูง การใช้แผ่นระบายความร้อนเพชรสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อนได้อย่างมีนัยสำคัญ และลดความต้านทานความร้อน จึงเพิ่มกำลังเอาต์พุตของเลเซอร์และยืดอายุการใช้งาน

บรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยการผสมอนุภาคเพชรกับเมทริกซ์โลหะที่มีการนำความร้อนสูง เช่น Ag, Cu และ Al วัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์เพชร/โลหะที่เตรียมไว้ได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพอันยิ่งใหญ่ในสาขาบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเวลาที่ความต้องการพลังงานในการประมวลผลพุ่งสูงขึ้น วัสดุพื้นฐานสำหรับบรรจุภัณฑ์เพชรให้โซลูชันที่สร้างสรรค์สำหรับปัญหาการกระจายความร้อนของชิปประสิทธิภาพสูง ช่วยให้อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น AI และศูนย์ข้อมูลพัฒนาอย่างรวดเร็ว

หน้าต่างออปติก เพชรหน้าต่างออปติกเป็นอุปกรณ์ออปติกที่ใช้ภายใต้สภาวะที่รุนแรงและมักใช้ในอุปกรณ์ทางทหารระดับสูง เช่น เครื่องตรวจจับขีปนาวุธ เพชรมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่เล็กที่สุดและมีค่าการนำความร้อนสูงสุด จึงเป็นหนึ่งในวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับการทำหน้าต่างดังกล่าว หน้าต่างออปติกเพชรสามารถลดอุณหภูมิได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้เครื่องตรวจจับอินฟราเรดทำงานได้เสถียร และปรับปรุงความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของการนำทางของขีปนาวุธ

เทคโนโลยีควอนตัม ในสาขาเทคโนโลยีควอนตัม ศูนย์กลางสี NV ของเพชรซึ่งเป็นตัวทดลองบิตควอนตัมตามธรรมชาติทำให้มีความเป็นไปได้ในการประมวลผลควอนตัมแบบโซลิดสเตตและการประมวลผลข้อมูลควอนตัม

อิเล็กโทรด BDD อิเล็กโทรดเพชรโดปโบรอน (BDD) มีข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใครในกระบวนการออกซิเดชันขั้นสูงทางเคมีไฟฟ้าด้วยหน้าต่างไฟฟ้าเคมีที่กว้างมาก ศักยภาพในการวิวัฒนาการของออกซิเจนที่สูงมาก ลักษณะการดูดซับที่ต่ำมาก และความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม

แม้ว่าการใช้เพชรโดยตรงเป็นวัสดุชิปจะยังห่างไกล แต่ก็แสดงให้เห็นถึงศักยภาพและมูลค่าที่ยิ่งใหญ่ในหลายๆ ส่วนของห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ตั้งแต่การประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์ไปจนถึงแผงระบายความร้อนและบรรจุภัณฑ์เพชร ไปจนถึงเทคโนโลยีควอนตัมและการใช้งานอิเล็กโทรด BDD เพชรค่อยๆ แทรกซึมเข้าไปในพื้นที่สำคัญต่างๆ ของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ส่งเสริมนวัตกรรมเทคโนโลยีและการอัพเกรดอุตสาหกรรม