Sa ilalim ng mahigpit na mga kinakailangan ng mataas na katumpakan at mataas na pagiging maaasahan sa industriya ng semiconductor, bagaman ang granite ay isa sa mga pangunahing materyales, ang mga katangian nito ay nagdadala din ng ilang mga limitasyon. Ang mga sumusunod ay ang mga pangunahing disadvantage at hamon nito sa mga praktikal na aplikasyon:
Una, ang materyal ay lubhang malutong at mahirap iproseso
Panganib ng pag-crack: Ang granite ay isang natural na bato na may natural na micro-crack at mga hangganan ng mineral particle sa loob, at ito ay isang tipikal na malutong na materyal. Sa ultra-precision machining (tulad ng nanoscale grinding at complex curved surface processing), kung ang puwersa ay hindi pantay o ang mga parameter ng pagproseso ay hindi naaangkop, ang mga problema tulad ng chipping at microcrack propagation ay madaling mangyari, na humahantong sa pag-scrap ng workpiece.
Mababang kahusayan sa pagpoproseso: Upang maiwasan ang malutong na bali, kinakailangan ang mga espesyal na proseso tulad ng mababang bilis ng paggiling gamit ang mga gulong ng paggiling ng brilyante at magnetorheological polishing. Ang ikot ng pagproseso ay 30% hanggang 50% na mas mahaba kaysa sa mga metal na materyales, at ang gastos sa pamumuhunan ng kagamitan ay mataas (halimbawa, ang presyo ng isang five-axis linkage machining center ay lumampas sa 10 milyong yuan).
Mga limitasyon ng kumplikadong istraktura: Mahirap gumawa ng mga guwang na magaan na istraktura sa pamamagitan ng paghahagis, pag-forging at iba pang mga proseso. Ito ay kadalasang ginagamit sa mga simpleng geometric na hugis tulad ng mga plato at base, at ang paggamit nito ay limitado sa mga kagamitan na nangangailangan ng hindi regular na suporta o panloob na pagsasama ng pipeline.
Pangalawa, ang mataas na density ay humahantong sa mabigat na pagkarga sa kagamitan
Mahirap panghawakan at i-install: Ang density ng granite ay humigit-kumulang 2.6-3.0 g/cm³, at ang bigat nito ay 1.5-2 beses kaysa sa cast iron sa ilalim ng parehong volume. Halimbawa, ang bigat ng isang granite base para sa isang photolithography machine ay maaaring umabot sa 5 hanggang 10 tonelada, na nangangailangan ng dedikadong kagamitan sa pag-angat at shock-proof na pundasyon, na nagpapataas sa gastos ng pagtatayo ng pabrika at pag-deploy ng kagamitan.
Dynamic na lag ng pagtugon: Nililimitahan ng mataas na inertia ang pagbilis ng mga gumagalaw na bahagi ng kagamitan (gaya ng mga wafer transfer robot). Sa mga sitwasyon kung saan kinakailangan ang mabilis na pagsisimula at paghinto (tulad ng high-speed na kagamitan sa inspeksyon), maaari itong makaapekto sa ritmo ng produksyon at mabawasan ang kahusayan.
Pangatlo, mataas ang halaga ng pagkukumpuni at pag-ulit
Ang mga depekto ay mahirap ayusin: Kung ang pagkasira sa ibabaw o pagkasira ng banggaan ay nangyari habang ginagamit, kailangan itong ibalik sa pabrika para sa pagkumpuni sa pamamagitan ng propesyonal na kagamitan sa paggiling, na hindi maaaring mahawakan nang mabilis sa site. Sa kabaligtaran, ang mga bahagi ng metal ay maaaring ayusin kaagad sa pamamagitan ng mga pamamaraan tulad ng spot welding at laser cladding, na nagreresulta sa mas maikling downtime.
Mahaba ang ikot ng pag-ulit ng disenyo: Ang mga pagkakaiba sa natural na granite veins ay maaaring magdulot ng bahagyang pagbabagu-bago sa mga katangian ng materyal (tulad ng koepisyent ng pagpapalawak ng thermal at damping ratio) ng iba't ibang batch. Kung nagbabago ang disenyo ng kagamitan, kailangang muling itugma ang mga katangian ng materyal, at medyo mahaba ang ikot ng pag-verify ng pananaliksik at pagpapaunlad.
Iv. Limitadong Mga Mapagkukunan at Mga Hamon sa Kapaligiran
Ang natural na bato ay hindi nababago: Ang mataas na kalidad na granite (tulad ng "Jinan Green" at "Sesame Black" na ginagamit sa mga semiconductors) ay umaasa sa mga partikular na ugat, may limitadong mga reserba at ang pagmimina nito ay pinaghihigpitan ng mga patakaran sa pangangalaga sa kapaligiran. Sa pagpapalawak ng industriya ng semiconductor, maaaring may panganib ng hindi matatag na suplay ng hilaw na materyales.
Pagproseso ng mga isyu sa polusyon: Sa panahon ng mga proseso ng pagputol at paggiling, isang malaking halaga ng granite dust (na naglalaman ng silicon dioxide) ay nalilikha. Kung hindi mahawakan nang maayos, maaari itong maging sanhi ng silicosis. Bukod dito, ang wastewater ay kailangang tratuhin ng sedimentation bago ilabas, na nagdaragdag ng pamumuhunan sa pangangalaga sa kapaligiran.
lima. Hindi sapat na pagkakatugma sa mga umuusbong na proseso
Mga limitasyon sa kapaligiran ng vacuum: Ang ilang mga proseso ng semiconductor (tulad ng vacuum coating at electron beam lithography) ay nangangailangan ng pagpapanatili ng mataas na vacuum state sa loob ng kagamitan. Gayunpaman, ang mga micro-pores sa ibabaw ng granite ay maaaring mag-adsorb ng mga molekula ng gas, na dahan-dahang inilalabas at nakakaapekto sa katatagan ng vacuum degree. Samakatuwid, ang karagdagang paggamot sa densification sa ibabaw (tulad ng resin impregnation) ay kinakailangan.
Mga isyu sa pagkakatugma sa electromagnetic: Ang Granite ay isang insulating material. Sa mga sitwasyon kung saan kinakailangan ang static na paglabas ng kuryente o electromagnetic shielding (gaya ng mga wafer electrostatic adsorption platform), kailangang pagsamahin ang mga metal coating o conductive film, na nagpapataas ng pagiging kumplikado at gastos ng istruktura.
Diskarte sa pagtugon sa industriya
Sa kabila ng nabanggit na mga pagkukulang, ang industriya ng semiconductor ay bahagyang nakaayos para sa mga kakulangan ng granite sa pamamagitan ng teknolohikal na pagbabago:
Composite na disenyo ng istraktura: Pinagtibay nito ang kumbinasyon ng "granite base + metal frame", na isinasaalang-alang ang parehong rigidity at lightweight (halimbawa, ang isang tiyak na tagagawa ng photolithography machine ay nag-embed ng isang aluminyo na haluang metal na honeycomb na istraktura sa granite base, na binabawasan ang timbang ng 40%).
Mga artipisyal na synthetic na alternatibong materyales: Bumuo ng mga ceramic matrix composites (tulad ng silicon carbide ceramics) at epoxy resin-based na artipisyal na mga bato upang gayahin ang thermal stability at vibration resistance ng granite, habang pinapahusay ang flexibility ng pagproseso.
Intelligent processing technology: Sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga AI algorithm para i-optimize ang processing path, stress simulation para mahulaan ang mga panganib ng crack, at pagsasama-sama ng online detection para isaayos ang mga parameter sa real time, ang processing scrap rate ay nabawasan mula 5% hanggang sa ibaba 1%.
Buod
Ang mga pagkukulang ng granite sa industriya ng semiconductor ay mahalagang nagmumula sa laro sa pagitan ng mga likas na katangian ng materyal at mga pangangailangan sa industriya. Sa pag-unlad ng teknolohiya at pag-unlad ng mga alternatibong materyales, ang mga sitwasyon ng aplikasyon nito ay maaaring unti-unting lumiit patungo sa "hindi mapapalitang mga core reference na bahagi" (tulad ng hydrostatic guide rails para sa mga photolithography machine at ultra-precision measurement platform), habang unti-unting nagbibigay daan sa mas nababaluktot na mga materyales sa engineering sa mga hindi kritikal na bahagi ng istruktura. Sa hinaharap, kung paano balansehin ang pagganap, gastos at pagpapanatili ay isang paksa na patuloy na ginagalugad ng industriya.
Oras ng post: Mayo-24-2025