நமக்கு ஏன் கூட்டு குறைக்கடத்திகள் தேவை?

சிலிக்கான் தொழில்நுட்பம் மற்றும் தொழில்துறை சங்கிலி முதிர்ச்சியடைந்தாலும், சிப் உற்பத்தி செலவு குறைவாக இருந்தாலும், பொருளின் இயற்பியல் பண்புகள் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ், உயர் அதிர்வெண் மற்றும் உயர் சக்தி சாதனங்கள் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை சாதனங்களில் அதன் பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன. மூன்று தலைமுறை குறைக்கடத்தி பொருட்கள் வெவ்வேறு குணாதிசயங்களைக் கொண்டுள்ளன, அவை அவற்றின் சொந்த நன்மைகளைத் தீர்மானிக்கின்றன மற்றும் வெவ்வேறு பயன்பாட்டு காட்சிகளுக்கு ஏற்றது.

முதல் தலைமுறை குறைக்கடத்திகள் சிலிக்கான் மற்றும் ஜெர்மானியம் ஆகியவை அடங்கும், அவை குறுகிய மறைமுக பேண்ட் இடைவெளிகள் மற்றும் குறைந்த நிறைவுற்ற எலக்ட்ரான் இயக்கம் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன. அவை முக்கியமாக குறைந்த மின்னழுத்தம், குறைந்த அதிர்வெண் (சுமார் 3GHz), நடுத்தர மற்றும் குறைந்த சக்தி (சுமார் 100W) டிரான்சிஸ்டர்கள் மற்றும் டிடெக்டர்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை தற்போது குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் மற்றும் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளுக்கான முக்கிய உற்பத்திப் பொருட்களாகும்; முதிர்ந்த தொழில்துறை சங்கிலி மற்றும் குறைந்த விலை காரணமாக, ஊடுருவல் விகிதம் கிட்டத்தட்ட 95% ஆகும்.

இரண்டாம் தலைமுறை செமிகண்டக்டர்களில் காலியம் ஆர்சனைடு, இண்டியம் பாஸ்பைடு முதலியன அடங்கும், இவை நேரடி பட்டை இடைவெளிகள் மற்றும் அதிக எலக்ட்ரான் இயக்கம் கொண்டவை. சுமார் 100W ஆற்றல் மற்றும் சுமார் 100GHz அதிர்வெண் கொண்ட செயற்கைக்கோள் தகவல்தொடர்புகள், மொபைல் தகவல்தொடர்புகள் மற்றும் GPS வழிசெலுத்தல் துறைகளில் அவை பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், காலியம் ஆர்சனைடு வளங்கள் ஒப்பீட்டளவில் பற்றாக்குறை மற்றும் விலை உயர்ந்தவை, மேலும் பொருள் நச்சுத்தன்மையுடையது மற்றும் சுற்றுச்சூழலில் அதிக தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. அதன் ஊடுருவல் விகிதம் கிட்டத்தட்ட 1% ஆகும்.

மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்திகளில் சிலிக்கான் கார்பைடு, காலியம் நைட்ரைடு போன்றவை அடங்கும், அவை பெரிய பேண்ட்கேப், உயர் முறிவு மின்சார புலம், அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன், வேகமான எலக்ட்ரான் செறிவு விகிதம் மற்றும் வலுவான கதிர்வீச்சு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. அவர்கள் அதிக வெப்பநிலை, உயர் சக்தி, உயர் மின்னழுத்தம், அதிக அதிர்வெண் மற்றும் கதிர்வீச்சு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றிற்கான மின் மின்னணு தொழில்நுட்பத்தின் தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய முடியும், மேலும் அதன் ஊடுருவல் விகிதம் கிட்டத்தட்ட 5% ஆகும்.

உண்மையில், சிலிக்கான் குறைக்கடத்தி பொருட்கள் ஆதிக்கம் செலுத்தும் மூரின் விதி படிப்படியாக அதன் இயற்பியல் வரம்பை நெருங்கி வருவதால், அதிக எலக்ட்ரான் இயக்கம், உயர் சிக்கலான முறிவு புல வலிமை, உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன், நேரடி ஆற்றல் இடைவெளி மற்றும் பரந்த ஆற்றல் பட்டை ஆகியவற்றைக் கொண்ட கலவை குறைக்கடத்திகள் உயரத் தொடங்கியுள்ளன, மேலும் மூரின் விதியை மிஞ்சும் வழிகளில் ஒன்றாக இது மாறும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

கலவை குறைக்கடத்தி சாதனங்களின் பிரபலம் மற்றும் பரவலான பயன்பாடு ஆகியவற்றுடன், குறைந்த இழப்பு, குறைந்த தூண்டல், அதிக சக்தி அடர்த்தி, அதிக வெப்பச் சிதறல் செயல்திறன், உயர் ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் பல செயல்பாடுகள் போன்ற பயன்பாட்டுத் தேவைகள் காரணமாக கலவை குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் மற்றும் தொகுதிகள் பேக்கேஜிங்கிற்கு புதிய தேவைகள் முன்வைக்கப்பட்டுள்ளன. தயாரிப்பு நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்தும் போது மேலே உள்ள தேவைகளை பூர்த்தி செய்யவும்.