Analyse af applikationer og udviklingsmuligheder for SiC-keramik i halvleder- og fotovoltaiske sektorer

Siliciumcarbid (SiC), som et vigtigt high-end keramisk materiale, har fremragende egenskaber såsom højtemperaturbestandighed, korrosionsbestandighed, slidstyrke, højtemperaturmekanisk styrke og oxidationsbestandighed. Disse egenskaber gør det meget lovende til applikationer inden for højteknologiske områder som halvledere, atomenergi, forsvar og rumteknologi. Ifølge statistikker er markedsstørrelsen påsiliciumcarbid keramiki Kina nåede 15.656 milliarder RMB i 2022, mens den globale markedsstørrelse var 48.291 milliarder RMB samme år. I betragtning af industriens udviklingsmiljø og markedsdynamikken forventes det, at det globale marked for siliciumcarbidkeramik vil vokse med en sammensat årlig vækstrate (CAGR) på 6,37% i løbet af prognoseperioden, med den samlede markedsstørrelse, der forventes at nå 69,686 milliarder RMB pr. 2028. Det følgende er en analyse af ansøgningerne og udsigterne forsiliciumcarbid keramikinden for halvleder- og solcellesektoren.

Semicorex SiC keramiske komponenter til halvleder- og fotovoltaisk udstyr

Hvad roller gørSiliciumcarbid keramikPræcisionskomponenter spiller i halvlederudstyr?

Siliciumcarbid keramiske slibeskiver:Hvis slibeskiver er lavet af støbejern eller kulstofstål, har de en kort levetid og en høj termisk udvidelseskoefficient. Under bearbejdningen af ​​siliciumskiver, især under højhastighedsslibning eller polering, gør sliddet og den termiske deformation af slibeskiverne det vanskeligt at sikre siliciumskivernes fladhed og parallelitet. Brug af siliciumcarbid keramiske slibeskiver, som er meget hårde og har minimalt slid, med en termisk udvidelseskoefficient svarende til siliciumwafers, giver mulighed for højhastighedsslibning og polering.

Siliciumcarbid keramiske armaturer:Under produktionen af ​​siliciumwafers kræves der ofte varmebehandling ved høj temperatur. Siliciumcarbidarmaturer bruges til transport på grund af deres varmebestandighed og holdbarhed. De kan også belægges med diamantlignende kulstof (DLC) for at forbedre ydeevnen, reducere waferskader og forhindre kontaminering.

Siliciumcarbid arbejdsemnetrin:For eksempel er arbejdsemnestadiet i en fotolitografimaskine ansvarlig for at fuldføre eksponeringsbevægelser. Det kræver højhastigheds-, storslags-, seks-frihedsgrader på nanometer-niveau ultra-præcis bevægelse. For en fotolitografimaskine med 100 nm opløsning, 33 nm overlejringsnøjagtighed og 10 nm linjebredde skal emnets positioneringsnøjagtighed nå 10 nm, med maske-wafer samtidige step- og scanningshastigheder på henholdsvis 150 nm/s og 120 nm/s. Maskescanningshastigheden skal være tæt på 500 nm/s, og emnetrinnet skal have meget høj bevægelsesnøjagtighed og stabilitet.

Skematisk diagram af arbejdsemnestadiet og mikrobevægelsesstadiet (delvist tværsnit)

Hvordan vil markedet for halvlederudstyr til milliarder af dollar drive udviklingen afSiliciumcarbid keramik?

Ifølge SEMI (International Semiconductor Industry Association) har wafer fab-konstruktion drevet det samlede salg af halvlederudstyr til at overstige $100 milliarder-mærket i to på hinanden følgende år. I 2022 nåede det globale salg af halvlederudstyr omkring 108,5 milliarder dollars. Mens halvlederudstyr kan se ud til at være lavet af metal og plastik, indeholder det mange meget tekniske præcisions-keramiske komponenter. Brugen af ​​præcisionskeramik i halvlederudstyr er langt mere omfattende, end man kunne forestille sig. Derfor, med den robuste vækst i halvlederindustrien i Kina, vil efterspørgslen efter high-end keramiske strukturelle komponenter fortsætte med at stige. Siliciumcarbid har med sine fremragende fysiske og kemiske egenskaber brede anvendelsesmuligheder i kritiske udstyrskomponenter til integrerede kredsløb.

Hvordan er detSiliciumcarbid keramik Anvendt i solcellesektoren?

I solcelleindustrien,siliciumcarbid keramikbåde er ved at blive et afgørende materiale i produktionsprocessen af ​​solcelleceller på grund af industriens høje vækst. Markedets efterspørgsel efter disse materialer er stigende. I øjeblikket bruges kvartsmaterialer almindeligvis til både, bådkasser og rør. Men på grund af begrænsningerne af indenlandske og internationale højrent kvartssandkilder er produktionskapaciteten lille, og højrent kvartssand har et stramt udbud-efterspørgselsforhold med langsigtede høje priser og korte levetider. Sammenlignet med kvartsmaterialer,siliciumcarbid materiale både, bådkasser og rørprodukter har god termisk stabilitet, deformeres ikke under høje temperaturer og frigiver ikke skadelige forurenende stoffer, hvilket gør dem til en fremragende erstatning for kvartsprodukter. De har en levetid på over et år, hvilket væsentligt reducerer brugsomkostningerne og produktionslinjens nedetid til vedligeholdelse, hvilket fører til bemærkelsesværdige omkostningsfordele og brede anvendelsesmuligheder på solcelleområdet.

Semicorex Wafer Boat Carrier

Hvordan kanSiliciumcarbid keramikBruges som absorberende materialer i solenergisystemer?

Tårnvarmeanlæg til solenergi er højt anset for deres høje koncentrationsforhold (200~1000 kW/m²), høje termiske cyklustemperaturer, lave termiske tab, enkle systemer og høj effektivitet. Absorberen, en kernekomponent i tårnets solvarmeproduktionssystem, skal modstå strålingsintensiteter 200-300 gange stærkere end naturligt lys, med driftstemperaturer på over 1000°C. Derfor er dens ydeevne afgørende for stabiliteten og effektiviteten af ​​det termiske elproduktionssystem. Traditionelle metalabsorbere har begrænsede driftstemperaturer, hvilket gør keramiske absorbere til et nyt forskningsfokus.Alumina keramik, cordierit keramik og silicium carbid keramik er almindeligt anvendt som absorberende materialer. Blandt dem,siliciumcarbid keramikhar overlegen ydeevne ved høj temperatur sammenlignet med aluminiumoxid og cordierit keramiske absorbere. Siliciumcarbidabsorbere kan opnå en udgangslufttemperatur på op til 1200°C uden materialenedbrydning.

Solvarmekraftværk Absorber Tower

Hvad er markedsvækstudsigterne tilSiliciumcarbid keramiki solcelleindustrien?

I øjeblikket stiger solcelle-penetrationsraterne i store globale økonomier støt. Under vejledning af nationale politikker og drevet af markedsefterspørgsel, med det betydelige fald i omkostningerne ved solcelleproduktion, er det blevet den mest økonomiske strømkilde globalt. Ifølge Det Internationale Energiagentur (IEA) forventes den globale installerede solcellekapacitet at vokse med en CAGR på 21 % fra 2020 til 2030 og nå op på næsten 5 TW, hvor fotovoltaik tegner sig for 33,2 % af den globale installerede strømkapacitet, op fra 9,5 %. I 2022 steg den globale solcelleproduktionskapacitet med mere end 70% og nåede næsten 450 GW, hvor Kina tegner sig for over 95% af den nye kapacitet. I 2023 og 2024 forventes den globale solcelleproduktionskapacitet at fordobles, hvor Kina igen står for 90% af stigningen. Ifølge China Photovoltaic Industry Association har produktionen af ​​fotovoltaiske celler i Kina vist kontinuerlig vækst fra 2012 til 2022 med en årlig sammensat vækstrate på 31,23%. I juni 2023 var den kumulative installerede fotovoltaiske kapacitet i Kina cirka 470 millioner kW, hvilket gør den til den næststørste strømkilde i Kina, kun efter kulkraft. Den stærke efterspørgsel efter nye installationer fortsætter med at drive væksten i efterspørgslen efter fotovoltaiske celler, hvilket presser udskiftningsefterspørgslen op forsiliciumcarbid bådeog bådbokse i solcelleindustrien. Det forudsiges, at i 2025,strukturel keramik af siliciumcarbidbrugt i halvleder- og fotovoltaikindustrien vil tegne sig for 62%, hvor solcellesektorens andel stiger fra 6% i 2022 til 26%, hvilket gør det til det hurtigst voksende felt. Den høje stabilitet og mekaniske egenskaber af siliciumcarbid keramik udvider deres anvendelsesområde. Efterhånden som industriens krav om høj præcision, høj slidstyrke og høj pålidelighed af mekaniske komponenter eller elektroniske enheder stiger indenlandsk og internationalt, øges markedsudviklingspotentialet forsiliciumcarbid keramikprodukter er enorme.**

Vi hos Semicorex er specialiserede iSiC Keramikog andre keramiske materialer anvendt i halvlederfremstilling, hvis du har spørgsmål eller har brug for yderligere detaljer, så tøv ikke med at kontakte os.

Kontakt telefon: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com