Analyse van de toepassingen en ontwikkelingsvooruitzichten van SiC-keramiek in de halfgeleider- en fotovoltaïsche sectoren

Siliciumcarbide (SiC), als belangrijk hoogwaardig keramisch materiaal, heeft uitstekende eigenschappen zoals hoge temperatuurbestendigheid, corrosieweerstand, slijtvastheid, mechanische sterkte bij hoge temperaturen en oxidatieweerstand. Deze eigenschappen maken het zeer veelbelovend voor toepassingen op hightechgebieden zoals halfgeleiders, kernenergie, defensie en ruimtetechnologie. Volgens statistieken is de marktomvang vansiliciumcarbide keramiekin China bereikte in 2022 15,656 miljard RMB, terwijl de mondiale marktomvang in hetzelfde jaar 48,291 miljard RMB bedroeg. Gezien de industriële ontwikkelingsomgeving en de marktdynamiek wordt verwacht dat de mondiale markt voor siliciumcarbide-keramiek tijdens de prognoseperiode zal groeien met een samengesteld jaarlijks groeipercentage (CAGR) van 6,37%, waarbij de totale marktomvang naar verwachting 69,686 miljard RMB zal bedragen. 2028. Hieronder volgt een analyse van de toepassingen en vooruitzichten vansiliciumcarbide keramiekin de halfgeleider- en fotovoltaïsche sector.

Semicorex SiC keramische componenten voor halfgeleider- en fotovoltaïsche apparatuur

Wat rollen doenSiliciumcarbide keramiekPrecisiecomponenten spelen in halfgeleiderapparatuur?

Siliciumcarbide keramische slijpschijven:Als slijpschijven zijn gemaakt van gietijzer of koolstofstaal, hebben ze een korte levensduur en een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt. Tijdens de verwerking van siliciumwafels, vooral tijdens slijpen of polijsten op hoge snelheid, maken de slijtage en thermische vervorming van de slijpschijven het moeilijk om de vlakheid en evenwijdigheid van de siliciumwafels te garanderen. Het gebruik van keramische slijpschijven van siliciumcarbide, die zeer hard zijn en minimale slijtage vertonen, met een thermische uitzettingscoëfficiënt vergelijkbaar met die van siliciumwafels, maken slijpen en polijsten op hoge snelheid mogelijk.

Siliciumcarbide keramische armaturen:Tijdens de productie van siliciumwafels is vaak een hittebehandeling bij hoge temperatuur vereist. Siliciumcarbide armaturen worden gebruikt voor transport vanwege hun hittebestendigheid en duurzaamheid. Ze kunnen ook worden gecoat met diamantachtige koolstof (DLC) om de prestaties te verbeteren, schade aan de wafer te verminderen en verontreiniging te voorkomen.

Siliciumcarbide werkstukstadia:De werkstukfase in een fotolithografiemachine is bijvoorbeeld verantwoordelijk voor het voltooien van de belichtingsbewegingen. Het vereist ultra-precieze beweging op nanometerniveau met hoge snelheid, grote slag en zes vrijheidsgraden. Voor een fotolithografiemachine met een resolutie van 100 nm, een overlay-nauwkeurigheid van 33 nm en een lijnbreedte van 10 nm, moet de positioneringsnauwkeurigheid van het werkstuk 10 nm bereiken, met gelijktijdige stap- en scansnelheden van masker-wafer van respectievelijk 150 nm/s en 120 nm/s. De scansnelheid van het masker moet dichtbij de 500 nm/s liggen en de werkstuktafel moet een zeer hoge bewegingsnauwkeurigheid en stabiliteit hebben.

Schematisch diagram van de werkstukfase en de microbewegingsfase (gedeeltelijke doorsnede)

Hoe zal de markt voor halfgeleiderapparatuur ter waarde van een miljard dollar de ontwikkeling van...Siliciumcarbide keramiek?

Volgens SEMI (de International Semiconductor Industry Association) heeft de constructie van waferfabrieken ertoe geleid dat de totale verkoop van halfgeleiderapparatuur gedurende twee opeenvolgende jaren de grens van $100 miljard heeft overschreden. In 2022 bedroeg de wereldwijde verkoop van halfgeleiderapparatuur ongeveer $108,5 miljard. Hoewel halfgeleiderapparatuur misschien van metaal en plastic lijkt te zijn gemaakt, bevat deze veel zeer technische keramische precisiecomponenten. Het gebruik van precisiekeramiek in halfgeleiderapparatuur is veel uitgebreider dan je zou denken. Daarom zal, met de robuuste groei van de halfgeleiderindustrie in China, de vraag naar hoogwaardige keramische structurele componenten blijven toenemen. Siliciumcarbide, met zijn uitstekende fysische en chemische eigenschappen, heeft brede toepassingsmogelijkheden in kritische apparatuurcomponenten voor geïntegreerde schakelingen.

Hoe gaat hetSiliciumcarbide keramiek Toegepast in de fotovoltaïsche sector?

In de fotovoltaïsche industrie issiliciumcarbide keramiekboten worden een cruciaal materiaal in het productieproces van fotovoltaïsche cellen vanwege de hoge groei van de industrie. De marktvraag naar deze materialen neemt toe. Momenteel worden kwartsmaterialen vaak gebruikt voor boten, bootdozen en buizen. Vanwege de beperkingen van binnenlandse en internationale bronnen van hoogzuiver kwartszand is de productiecapaciteit echter klein en heeft hoogzuiver kwartszand een nauwe vraag-aanbodrelatie met hoge prijzen op de lange termijn en een korte levensduur. Vergeleken met kwartsmaterialen,boten van siliciumcarbidemateriaal, bootdozen en buisproducten hebben een goede thermische stabiliteit, vervormen niet bij hoge temperaturen en laten geen schadelijke verontreinigende stoffen vrij, waardoor ze een uitstekend alternatief zijn voor kwartsproducten. Ze hebben een levensduur van meer dan een jaar, waardoor de gebruikskosten en de uitvaltijd van de productielijn voor onderhoud aanzienlijk worden verminderd, wat leidt tot opmerkelijke kostenvoordelen en brede toepassingsmogelijkheden op fotovoltaïsch gebied.

Semicorex Waferbootdrager

Hoe kanSiliciumcarbide keramiekWorden gebruikt als absorbermaterialen in zonne-energiesystemen?

Systemen voor de opwekking van thermische zonne-energie met torens staan ​​hoog aangeschreven vanwege hun hoge concentratieverhoudingen (200 ~ 1000 kW/m²), hoge thermische cyclustemperaturen, lage thermische verliezen, eenvoudige systemen en hoge efficiëntie. De absorber, een kerncomponent van het thermische zonne-energieopwekkingssysteem in de toren, moet bestand zijn tegen stralingsintensiteiten die 200 tot 300 keer sterker zijn dan natuurlijk licht, bij bedrijfstemperaturen van meer dan 1000 °C. Daarom zijn de prestaties ervan van cruciaal belang voor de stabiliteit en efficiëntie van het thermische energieopwekkingssysteem. Traditionele metalen absorbers hebben beperkte bedrijfstemperaturen, waardoor keramische absorbers een nieuwe focus van onderzoek vormen.Aluminiumoxide keramiekCordierietkeramiek en siliciumcarbidekeramiek worden vaak gebruikt als absorbeermaterialen. Onder hen,siliciumcarbide keramiekhebben superieure prestaties bij hoge temperaturen in vergelijking met keramische absorbers van aluminiumoxide en cordieriet. Siliciumcarbide-absorbers kunnen een uitlaatluchttemperatuur tot 1200°C bereiken zonder materiaaldegradatie.

Absorbertoren voor thermische zonne-energiecentrale

Waar zijn de marktgroeivooruitzichten voorSiliciumcarbide keramiekin de fotovoltaïsche industrie?

Momenteel neemt de penetratiegraad van fotovoltaïsche energie in de grote wereldeconomieën gestaag toe. Onder leiding van nationaal beleid en gedreven door de marktvraag is zonne-energie, dankzij de aanzienlijke daling van de kosten van fotovoltaïsche energieopwekking, wereldwijd de meest economische energiebron geworden. Volgens het Internationaal Energieagentschap (IEA) wordt verwacht dat de mondiale geïnstalleerde capaciteit voor fotovoltaïsche energie tussen 2020 en 2030 zal groeien met een CAGR van 21%, tot bijna 5 TW, waarbij fotovoltaïsche energie 33,2% van de mondiale geïnstalleerde capaciteit voor zijn rekening zal nemen, een stijging ten opzichte van 2030. 9,5%. In 2022 is de mondiale productiecapaciteit voor fotovoltaïsche energie met meer dan 70% toegenomen tot bijna 450 GW, waarbij China ruim 95% van de nieuwe capaciteit voor zijn rekening nam. In 2023 en 2024 wordt verwacht dat de mondiale productiecapaciteit voor fotovoltaïsche energie zal verdubbelen, waarbij China opnieuw 90% van de toename voor zijn rekening zal nemen. Volgens de China Photovoltaic Industry Association heeft de productie van fotovoltaïsche cellen in China tussen 2012 en 2022 een voortdurende groei laten zien, met een jaarlijks samengesteld groeipercentage van 31,23%. Vanaf juni 2023 bedroeg het cumulatieve geïnstalleerde fotovoltaïsche vermogen in China ongeveer 470 miljoen kW, waarmee het de op een na grootste energiebron in China is, na steenkoolenergie. De sterke vraag naar nieuwe installaties blijft de groei van de vraag naar fotovoltaïsche cellen stimuleren, waardoor de vraag naar vervanging toeneemtsiliciumcarbide botenen bootboxen in de fotovoltaïsche industrie. Er wordt voorspeld dat tegen 2025structurele keramiek van siliciumcarbidegebruikt in de halfgeleider- en fotovoltaïsche industrie zal 62% voor zijn rekening nemen, waarbij het aandeel van de fotovoltaïsche sector zal stijgen van 6% in 2022 naar 26%, waardoor dit het snelst groeiende veld is. De hoge stabiliteit en mechanische eigenschappen van siliciumcarbide-keramiek breiden hun toepassingsbereik uit. Naarmate de vraag van de industrie naar hoge precisie, hoge slijtvastheid en hoge betrouwbaarheid van mechanische componenten of elektronische apparaten zowel nationaal als internationaal toeneemt, groeit het marktontwikkelingspotentieel voorsiliciumcarbide keramiekproducten is enorm.**

Wij van Semicorex zijn gespecialiseerd inSiC-keramieken andere keramische materialen die worden toegepast bij de productie van halfgeleiders. Als u vragen heeft of aanvullende informatie nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.

Contacttelefoon: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com