Phân tích triển vọng ứng dụng và phát triển của gốm SiC trong lĩnh vực bán dẫn và quang điện

Cacbua silic (SiC), là một vật liệu gốm cao cấp quan trọng, có các đặc tính tuyệt vời như chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn, chống mài mòn, độ bền cơ học ở nhiệt độ cao và khả năng chống oxy hóa. Những đặc tính này khiến nó có triển vọng cao cho các ứng dụng trong các lĩnh vực công nghệ cao như chất bán dẫn, năng lượng hạt nhân, quốc phòng và công nghệ vũ trụ. Theo thống kê, quy mô thị trường củagốm sứ cacbua silicở Trung Quốc đạt 15,656 tỷ RMB vào năm 2022, trong khi quy mô thị trường toàn cầu là 48,291 tỷ RMB trong cùng năm. Xem xét môi trường phát triển ngành và động lực thị trường, dự kiến ​​thị trường gốm sứ cacbua silic toàn cầu sẽ tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 6,37% trong giai đoạn dự báo, với tổng quy mô thị trường dự đoán sẽ đạt 69,686 tỷ RMB vào khoảng 2028. Sau đây là phân tích về các ứng dụng và triển vọng củagốm sứ cacbua silictrong lĩnh vực bán dẫn và quang điện.

Linh kiện gốm Semicorex SiC cho thiết bị bán dẫn và quang điện

Vai trò làm gìGốm silic cacbuaCác thành phần chính xác có vai trò gì trong thiết bị bán dẫn?

Đĩa mài gốm silic cacbua:Nếu đĩa mài được làm từ gang hoặc thép cacbon thì tuổi thọ ngắn và hệ số giãn nở nhiệt cao. Trong quá trình xử lý tấm silicon, đặc biệt là trong quá trình mài hoặc đánh bóng tốc độ cao, sự mài mòn và biến dạng nhiệt của đĩa mài gây khó khăn cho việc đảm bảo độ phẳng và độ song song của tấm silicon. Sử dụng đĩa mài gốm cacbua silic có độ cứng cao và độ mài mòn tối thiểu, có hệ số giãn nở nhiệt tương tự như tấm silicon, cho phép mài và đánh bóng tốc độ cao.

Đồ đạc bằng gốm silic cacbua:Trong quá trình sản xuất tấm silicon, thường phải xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao. Đồ đạc bằng cacbua silic được sử dụng để vận chuyển do khả năng chịu nhiệt và độ bền của chúng. Chúng cũng có thể được phủ một lớp carbon giống kim cương (DLC) để nâng cao hiệu suất, giảm hư hỏng tấm bán dẫn và ngăn ngừa ô nhiễm.

Các giai đoạn phôi silicon cacbua:Ví dụ, giai đoạn phôi trong máy quang khắc chịu trách nhiệm hoàn thành các chuyển động phơi sáng. Nó đòi hỏi chuyển động cực kỳ chính xác, tốc độ cao, hành trình lớn, sáu bậc tự do ở cấp độ nanomet. Đối với máy quang khắc có độ phân giải 100nm, độ chính xác lớp phủ 33nm và độ rộng đường 10nm, độ chính xác định vị giai đoạn phôi phải đạt 10nm, với tốc độ quét và bước đồng thời mặt nạ-wafer lần lượt là 150nm/s và 120nm/s. Tốc độ quét mặt nạ phải gần 500nm/s và giai đoạn phôi phải có độ chính xác và ổn định chuyển động rất cao.

Sơ đồ của giai đoạn phôi và giai đoạn chuyển động vi mô (Mặt cắt ngang một phần)

Thị trường thiết bị bán dẫn trị giá hàng tỷ đô la sẽ thúc đẩy sự phát triển củaGốm sứ cacbua silic?

Theo SEMI (Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn Quốc tế), việc xây dựng nhà máy bán dẫn đã thúc đẩy tổng doanh số bán thiết bị bán dẫn vượt mốc 100 tỷ USD trong hai năm liên tiếp. Năm 2022, doanh số bán thiết bị bán dẫn toàn cầu đạt xấp xỉ 108,5 tỷ USD. Mặc dù thiết bị bán dẫn có vẻ được làm bằng kim loại và nhựa nhưng nó chứa nhiều thành phần gốm có độ chính xác kỹ thuật cao. Việc sử dụng gốm chính xác trong thiết bị bán dẫn rộng hơn nhiều so với những gì người ta có thể tưởng tượng. Do đó, với sự tăng trưởng mạnh mẽ của ngành công nghiệp bán dẫn ở Trung Quốc, nhu cầu về các linh kiện kết cấu gốm sứ cao cấp sẽ tiếp tục tăng. Cacbua silic, với các đặc tính vật lý và hóa học tuyệt vời, có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các thành phần thiết bị quan trọng của mạch tích hợp.

thế nàoGốm sứ cacbua silic Áp dụng trong lĩnh vực quang điện?

Trong ngành công nghiệp quang điện,gốm cacbua silicthuyền đang trở thành một nguyên liệu quan trọng trong quá trình sản xuất tế bào quang điện do sự tăng trưởng cao của ngành công nghiệp này. Nhu cầu thị trường về những vật liệu này ngày càng tăng. Hiện nay, vật liệu thạch anh được sử dụng phổ biến cho thuyền, hộp thuyền, ống. Tuy nhiên, do hạn chế về nguồn cát thạch anh có độ tinh khiết cao trong nước và quốc tế, năng lực sản xuất nhỏ, cát thạch anh có độ tinh khiết cao có mối quan hệ cung cầu chặt chẽ, giá cao trong thời gian dài và tuổi thọ ngắn. So với vật liệu thạch anh,thuyền vật liệu cacbua silicCác sản phẩm hộp thuyền và ống có độ ổn định nhiệt tốt, không bị biến dạng dưới nhiệt độ cao và không thải ra các chất ô nhiễm có hại nên là sản phẩm thay thế tuyệt vời cho các sản phẩm thạch anh. Chúng có tuổi thọ hơn một năm, giảm đáng kể chi phí sử dụng và thời gian ngừng hoạt động của dây chuyền sản xuất để bảo trì, dẫn đến lợi thế chi phí đáng chú ý và triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực quang điện.

Tàu chở thuyền wafer Semicorex

Làm sao có thểGốm sứ cacbua silicĐược sử dụng làm vật liệu hấp thụ trong hệ thống điện mặt trời?

Các hệ thống phát điện nhiệt mặt trời dạng tháp được đánh giá cao nhờ tỷ lệ tập trung cao (200~1000 kW/m2), nhiệt độ chu kỳ nhiệt cao, tổn thất nhiệt thấp, hệ thống đơn giản và hiệu suất cao. Bộ hấp thụ, thành phần cốt lõi của hệ thống phát điện nhiệt mặt trời tháp, cần chịu được cường độ bức xạ mạnh gấp 200-300 lần ánh sáng tự nhiên, với nhiệt độ hoạt động vượt quá 1000°C. Do đó, hiệu suất của nó rất quan trọng đối với sự ổn định và hiệu quả của hệ thống phát nhiệt điện. Chất hấp thụ kim loại truyền thống có nhiệt độ hoạt động hạn chế, khiến chất hấp thụ bằng gốm trở thành trọng tâm nghiên cứu mới.gốm sứ nhôm, gốm cordierit và gốm cacbua silic thường được sử dụng làm vật liệu hấp thụ. Trong số đó,gốm sứ cacbua siliccó hiệu suất nhiệt độ cao vượt trội so với các chất hấp thụ gốm alumina và cordierite. Chất hấp thụ cacbua silic có thể đạt được nhiệt độ không khí đầu ra lên tới 1200°C mà không làm suy giảm vật liệu.

Tháp hấp thụ nhà máy nhiệt điện mặt trời

Triển vọng tăng trưởng thị trường là gìGốm sứ cacbua silictrong ngành công nghiệp quang điện?

Hiện nay, tỷ lệ thâm nhập quang điện của các nền kinh tế lớn trên toàn cầu đang tăng đều đặn. Dưới sự hướng dẫn của các chính sách quốc gia và được thúc đẩy bởi nhu cầu thị trường, với chi phí phát điện quang điện giảm đáng kể, nó đã trở thành nguồn năng lượng tiết kiệm nhất trên toàn cầu. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), công suất lắp đặt quang điện toàn cầu dự kiến ​​sẽ tăng trưởng với tốc độ CAGR là 21% từ năm 2020 đến năm 2030, đạt gần 5 TW, trong đó quang điện chiếm 33,2% công suất lắp đặt điện toàn cầu, tăng từ 9,5%. Năm 2022, công suất sản xuất quang điện toàn cầu tăng hơn 70%, đạt gần 450 GW, trong đó Trung Quốc chiếm hơn 95% công suất mới. Vào năm 2023 và 2024, công suất sản xuất quang điện toàn cầu dự kiến ​​sẽ tăng gấp đôi, trong đó Trung Quốc lại chiếm 90% mức tăng này. Theo Hiệp hội Công nghiệp Quang điện Trung Quốc, việc sản xuất tế bào quang điện ở Trung Quốc đã cho thấy sự tăng trưởng liên tục từ năm 2012 đến năm 2022, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 31,23%. Tính đến tháng 6 năm 2023, công suất quang điện lắp đặt tích lũy ở Trung Quốc là khoảng 470 triệu kW, khiến đây trở thành nguồn điện lớn thứ hai ở Trung Quốc, chỉ sau điện than. Nhu cầu lắp đặt mới mạnh mẽ tiếp tục thúc đẩy sự tăng trưởng của nhu cầu tế bào quang điện, đẩy nhu cầu thay thế chothuyền cacbua silicvà hộp thuyền trong ngành quang điện. Người ta dự đoán rằng đến năm 2025,gốm sứ kết cấu cacbua silicđược sử dụng trong ngành công nghiệp bán dẫn và quang điện sẽ chiếm 62%, với thị phần của ngành quang điện tăng từ 6% vào năm 2022 lên 26%, khiến đây trở thành lĩnh vực phát triển nhanh nhất. Độ ổn định cao và tính chất cơ học của gốm cacbua silic đang mở rộng phạm vi ứng dụng của chúng. Khi nhu cầu của ngành về độ chính xác cao, khả năng chống mài mòn cao và độ tin cậy cao của các linh kiện cơ khí hoặc thiết bị điện tử tăng lên trong nước và quốc tế, tiềm năng phát triển thị trường chogốm cacbua silicsản phẩm là rất lớn.**

Chúng tôi ở Semicorex chuyên vềGốm sứ SiCvà các Vật liệu gốm sứ khác ứng dụng trong sản xuất chất bán dẫn, nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hoặc cần thêm thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ với chúng tôi.

Điện thoại liên hệ: +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com