Nwyon purdeb tra-uchel (UHP) yw enaid y diwydiant lled-ddargludyddion. Wrth i alw digynsail ac aflonyddwch i gadwyni cyflenwi byd-eang gynyddu pris nwy pwysedd uchel iawn, mae arferion dylunio a gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion newydd yn cynyddu lefel y rheolaeth llygredd sydd ei hangen. Ar gyfer gweithgynhyrchwyr lled-ddargludyddion, mae gallu sicrhau purdeb nwy UHP yn bwysicach nag erioed.

Mae Nwyon Purdeb Uchel Iawn (UHP) yn Hollol Hanfodol mewn Gweithgynhyrchu Lled-ddargludyddion Modern

Un o brif gymwysiadau nwy UHP yw anadweithiol: defnyddir nwy UHP i ddarparu awyrgylch amddiffynnol o amgylch cydrannau lled-ddargludyddion, a thrwy hynny eu hamddiffyn rhag effeithiau niweidiol lleithder, ocsigen a halogion eraill yn yr atmosffer. Fodd bynnag, dim ond un o lawer o swyddogaethau gwahanol y mae nwyon yn eu cyflawni yn y diwydiant lled-ddargludyddion yw anadweithiol. O nwyon plasma cynradd i nwyon adweithiol a ddefnyddir mewn ysgythru ac anelio, defnyddir nwyon pwysedd uchel iawn at lawer o wahanol ddibenion ac maent yn hanfodol ledled y gadwyn gyflenwi lled-ddargludyddion.

Mae rhai o'r nwyon "craidd" yn y diwydiant lled-ddargludyddion yn cynnwysnitrogen(a ddefnyddir fel glanhau cyffredinol a nwy anadweithiol),argon(a ddefnyddir fel y nwy plasma cynradd mewn adweithiau ysgythru a dyddodiad),heliwm(a ddefnyddir fel nwy anadweithiol gydag eiddo trosglwyddo gwres arbennig) ahydrogen(yn chwarae rolau lluosog mewn anelio, dyddodi, epitacsi a glanhau plasma).

Wrth i dechnoleg lled-ddargludyddion esblygu a newid, felly hefyd y nwyon a ddefnyddir yn y broses weithgynhyrchu. Heddiw, mae gweithfeydd gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion yn defnyddio ystod eang o nwyon, o nwyon nobl megiskryptonaneoni rywogaethau adweithiol megis trifflworid nitrogen (NF 3 ) a hecsaflworid twngsten (WF 6 ).

Galw cynyddol am burdeb

Ers dyfeisio'r microsglodyn masnachol cyntaf, mae'r byd wedi gweld cynnydd rhyfeddol bron yn esbonyddol ym mherfformiad dyfeisiau lled-ddargludyddion. Dros y pum mlynedd diwethaf, un o'r ffyrdd sicraf o gyflawni'r math hwn o welliant perfformiad fu trwy "raddio maint": lleihau dimensiynau allweddol pensaernïaeth sglodion presennol er mwyn gwasgu mwy o transistorau i mewn i ofod penodol. Yn ogystal â hyn, mae datblygiad pensaernïaeth sglodion newydd a'r defnydd o ddeunyddiau blaengar wedi arwain at gynnydd ym mherfformiad dyfeisiau.

Heddiw, mae dimensiynau critigol lled-ddargludyddion blaengar bellach mor fach fel nad yw graddio maint bellach yn ffordd ymarferol o wella perfformiad dyfeisiau. Yn lle hynny, mae ymchwilwyr lled-ddargludyddion yn chwilio am atebion ar ffurf deunyddiau newydd a phensaernïaeth sglodion 3D.

Mae degawdau o ailgynllunio diflino yn golygu bod dyfeisiau lled-ddargludyddion heddiw yn llawer mwy pwerus na'r hen ficrosglodion - ond maen nhw hefyd yn fwy bregus. Mae dyfodiad technoleg saernïo wafferi 300mm wedi cynyddu lefel y rheolaeth amhuredd sy'n ofynnol ar gyfer gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion. Gall hyd yn oed yr halogiad lleiaf mewn proses weithgynhyrchu (yn enwedig nwyon prin neu anadweithiol) arwain at fethiant trychinebus i offer – felly mae purdeb nwy bellach yn bwysicach nag erioed.

Ar gyfer planhigyn gwneuthuriad lled-ddargludyddion nodweddiadol, nwy purdeb uwch-uchel eisoes yw'r gost ddeunydd fwyaf ar ôl silicon ei hun. Dim ond wrth i'r galw am led-ddargludyddion esgyn i uchelfannau newydd y disgwylir i'r costau hyn gynyddu. Mae digwyddiadau yn Ewrop wedi achosi aflonyddwch ychwanegol i'r farchnad nwy naturiol pwysedd uchel iawn. Wcráin yw un o allforwyr mwyaf y byd o uchel-purdebneonarwyddion; Mae goresgyniad Rwsia yn golygu bod cyflenwadau o'r nwy prin yn cael eu cyfyngu. Arweiniodd hyn yn ei dro at brinder a phrisiau uwch o nwyon nobl eraill megiskryptonasenon.