سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں گرینائٹ کے کیا نقصانات ہیں؟

سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں اعلی صحت سے متعلق اور اعلی وشوسنییتا کی سخت ضروریات کے تحت، اگرچہ گرینائٹ بنیادی مواد میں سے ایک ہے، اس کی خصوصیات بھی کچھ حدود لاتی ہیں۔ عملی استعمال میں اس کے اہم نقصانات اور چیلنجز درج ذیل ہیں:
سب سے پہلے، مواد انتہائی ٹوٹنے والا ہے اور اس پر عملدرآمد کرنا مشکل ہے۔
کریکنگ کا خطرہ: گرینائٹ بنیادی طور پر ایک قدرتی پتھر ہے جس کے اندر قدرتی مائیکرو کریکس اور معدنی ذرات کی حدود ہوتی ہیں، اور یہ ایک عام ٹوٹنے والا مواد ہے۔ انتہائی درستگی والی مشینی (جیسے نانوسکل پیسنے اور پیچیدہ خمیدہ سطح کی پروسیسنگ) میں، اگر قوت ناہموار ہے یا پروسیسنگ کے پیرامیٹرز نامناسب ہیں، تو چپنگ اور مائیکرو کریک پروپیگیشن جیسے مسائل پیدا ہونے کا خدشہ ہے، جس کی وجہ سے ورک پیس کو کھرچنا پڑتا ہے۔

کم پروسیسنگ کی کارکردگی: ٹوٹنے والے فریکچر سے بچنے کے لیے، خاص عمل جیسے ہیرے پیسنے والے پہیوں کے ساتھ کم رفتار پیسنا اور مقناطیسی پالش کی ضرورت ہوتی ہے۔ پروسیسنگ سائیکل دھاتی مواد کے مقابلے میں 30% سے 50% لمبا ہے، اور سازوسامان کی سرمایہ کاری کی لاگت زیادہ ہے (مثال کے طور پر، پانچ محور لنکیج مشینی مرکز کی قیمت 10 ملین یوآن سے زیادہ ہے)۔
پیچیدہ ڈھانچے کی حدود: کاسٹنگ، فورجنگ اور دیگر عمل کے ذریعے کھوکھلی ہلکے وزن کے ڈھانچے کو تیار کرنا مشکل ہے۔ یہ زیادہ تر سادہ جیومیٹرک شکلوں میں استعمال ہوتا ہے جیسے پلیٹس اور بیسز، اور اس کا اطلاق ایسے آلات میں محدود ہے جس کے لیے فاسد سپورٹ یا اندرونی پائپ لائن انضمام کی ضرورت ہوتی ہے۔
دوسرا، اعلی کثافت سامان پر بھاری بوجھ کی طرف جاتا ہے
ہینڈل اور انسٹال کرنا مشکل: گرینائٹ کی کثافت تقریباً 2.6-3.0 g/cm³ ہے، اور اس کا وزن اسی حجم کے نیچے کاسٹ آئرن سے 1.5-2 گنا ہے۔ مثال کے طور پر، فوٹو لیتھوگرافی مشین کے لیے گرینائٹ بیس کا وزن 5 سے 10 ٹن تک پہنچ سکتا ہے، جس کے لیے مخصوص لفٹنگ آلات اور شاک پروف بنیادوں کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے فیکٹری کی تعمیر اور آلات کی تعیناتی کی لاگت بڑھ جاتی ہے۔
متحرک ردعمل کا وقفہ: اعلی جڑتا سامان کے حرکت پذیر حصوں (جیسے ویفر ٹرانسفر روبوٹ) کی سرعت کو محدود کرتا ہے۔ ایسے حالات میں جہاں تیز رفتار آغاز اور رکنے کی ضرورت ہوتی ہے (جیسے تیز رفتار معائنہ کا سامان)، یہ پیداواری تال کو متاثر کر سکتا ہے اور کارکردگی کو کم کر سکتا ہے۔
تیسرا، مرمت اور تکرار کی قیمت زیادہ ہے۔
نقائص کی مرمت کرنا مشکل ہے: اگر استعمال کے دوران سطح کے لباس یا تصادم کا نقصان ہوتا ہے، تو اسے پیشہ ورانہ پیسنے والے آلات کے ذریعے مرمت کے لیے فیکٹری کو واپس کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جسے سائٹ پر جلد ہینڈل نہیں کیا جا سکتا۔ اس کے برعکس، دھاتی اجزاء کو اسپاٹ ویلڈنگ اور لیزر کلیڈنگ جیسے طریقوں کے ذریعے فوری طور پر ٹھیک کیا جا سکتا ہے، جس کے نتیجے میں وقت کم ہوتا ہے۔
ڈیزائن کی تکرار کا دور لمبا ہے: قدرتی گرینائٹ رگوں میں فرق مختلف بیچوں کے مادی خصوصیات (جیسے تھرمل توسیعی گتانک اور نمی کا تناسب) میں معمولی اتار چڑھاؤ کا سبب بن سکتا ہے۔ اگر آلات کے ڈیزائن میں تبدیلی آتی ہے تو، مادی خصوصیات کو دوبارہ ملانے کی ضرورت ہے، اور تحقیق اور ترقی کی تصدیق کا چکر نسبتاً طویل ہے۔
iv. محدود وسائل اور ماحولیاتی چیلنجز
قدرتی پتھر ناقابل تجدید ہے: اعلی معیار کا گرینائٹ (جیسے "جنان گرین" اور "سیسم بلیک" جو سیمی کنڈکٹرز میں استعمال ہوتا ہے) مخصوص رگوں پر انحصار کرتا ہے، اس کے محدود ذخائر ہوتے ہیں اور ماحولیاتی تحفظ کی پالیسیوں کے ذریعہ اس کی کان کنی پر پابندی ہے۔ سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کی توسیع کے ساتھ، غیر مستحکم خام مال کی فراہمی کا خطرہ ہوسکتا ہے.
پروسیسنگ آلودگی کے مسائل: کاٹنے اور پیسنے کے عمل کے دوران، گرینائٹ کی دھول کی ایک بڑی مقدار (سلیکان ڈائی آکسائیڈ پر مشتمل) پیدا ہوتی ہے۔ اگر مناسب طریقے سے سنبھالا نہ جائے تو یہ سلیکوسس کا سبب بن سکتا ہے۔ مزید برآں، گندے پانی کو خارج ہونے سے پہلے تلچھٹ کے ذریعے علاج کرنے کی ضرورت ہے، جس سے ماحولیاتی تحفظ کی سرمایہ کاری میں اضافہ ہوتا ہے۔
پانچ. ابھرتے ہوئے عمل کے ساتھ ناکافی مطابقت
ویکیوم ماحول کی حدود: کچھ سیمی کنڈکٹر عمل (جیسے ویکیوم کوٹنگ اور الیکٹران بیم لیتھوگرافی) کے لیے آلات کے اندر ایک اعلی ویکیوم حالت کو برقرار رکھنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ تاہم، گرینائٹ کی سطح پر موجود مائیکرو پورز گیس کے مالیکیولز کو جذب کر سکتے ہیں، جو آہستہ آہستہ خارج ہوتے ہیں اور ویکیوم ڈگری کے استحکام کو متاثر کرتے ہیں۔ لہٰذا، اضافی سطح کی کثافت کا علاج (جیسے رال امپریگنیشن) ضروری ہے۔
برقی مقناطیسی مطابقت کے مسائل: گرینائٹ ایک موصل مواد ہے۔ ایسے منظرناموں میں جہاں جامد بجلی کے اخراج یا برقی مقناطیسی شیلڈنگ کی ضرورت ہوتی ہے (جیسے ویفر الیکٹرو سٹیٹک جذب پلیٹ فارم)، دھاتی کوٹنگز یا کنڈکٹیو فلموں کو کمپاؤنڈ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے ساختی پیچیدگی اور لاگت میں اضافہ ہوتا ہے۔
صنعتی ردعمل کی حکمت عملی
مذکورہ بالا خامیوں کے باوجود، سیمی کنڈکٹر انڈسٹری نے تکنیکی جدت طرازی کے ذریعے جزوی طور پر گرینائٹ کی کمی کو پورا کیا ہے:

جامع ڈھانچہ ڈیزائن: یہ سختی اور ہلکے وزن دونوں کو مدنظر رکھتے ہوئے "گرینائٹ بیس + میٹل فریم" کے امتزاج کو اپناتا ہے (مثال کے طور پر، ایک مخصوص فوٹو لیتھوگرافی مشین بنانے والا گرینائٹ بیس میں ایلومینیم الائے ہنی کامب کا ڈھانچہ سرایت کرتا ہے، جس سے وزن میں 40 فیصد کمی ہوتی ہے)۔
مصنوعی مصنوعی متبادل مواد: سیرامک ​​میٹرکس کمپوزٹ (جیسے سیلیکون کاربائیڈ سیرامکس) اور epoxy رال پر مبنی مصنوعی پتھر تیار کریں تاکہ گرینائٹ کے تھرمل استحکام اور کمپن مزاحمت کی تقلید کریں، جبکہ پروسیسنگ لچک کو بڑھاتے ہوئے
ذہین پروسیسنگ ٹکنالوجی: پروسیسنگ کے راستے کو بہتر بنانے کے لیے AI الگورتھم متعارف کروا کر، دراڑ کے خطرات کی پیشین گوئی کرنے کے لیے تناؤ کی نقل، اور حقیقی وقت میں پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے آن لائن ڈیٹیکشن کو یکجا کر کے، پروسیسنگ سکریپ کی شرح کو 5% سے کم کر کے 1% سے کم کر دیا گیا ہے۔
خلاصہ
سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں گرینائٹ کی خامیاں بنیادی طور پر اس کی قدرتی مادی خصوصیات اور صنعتی تقاضوں کے درمیان کھیل سے پیدا ہوتی ہیں۔ ٹیکنالوجی کی ترقی اور متبادل مواد کی ترقی کے ساتھ، اس کے اطلاق کے منظرنامے بتدریج "ناقابل جگہ بنیادی حوالہ جات" (جیسے فوٹو لیتھوگرافی مشینوں اور انتہائی درست پیمائش کے پلیٹ فارمز کے لیے ہائیڈرو سٹیٹک گائیڈ ریلز) کی طرف سکڑ سکتے ہیں، جبکہ بتدریج غیر اہم ساختی ساخت میں زیادہ لچکدار انجینئرنگ مواد کو راستہ فراہم کرتے ہیں۔ مستقبل میں، کارکردگی، لاگت اور پائیداری کو متوازن کرنے کا طریقہ ایک ایسا موضوع ہو گا جس کی صنعت مسلسل تلاش کر رہی ہے۔