Analisi delle applicazioni e delle prospettive di sviluppo dei ceramici SiC nei settori dei semiconduttori e del fotovoltaico

Il carburo di silicio (SiC), in quanto importante materiale ceramico di fascia alta, ha proprietà eccellenti come resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione, resistenza all'usura, resistenza meccanica alle alte temperature e resistenza all'ossidazione. Queste proprietà lo rendono molto promettente per applicazioni in campi ad alta tecnologia come i semiconduttori, l’energia nucleare, la difesa e la tecnologia spaziale. Secondo le statistiche, la dimensione del mercato diceramiche al carburo di silicioin Cina ha raggiunto 15,656 miliardi di RMB nel 2022, mentre la dimensione del mercato globale è stata di 48,291 miliardi di RMB nello stesso anno. Considerando l’ambiente di sviluppo del settore e le dinamiche di mercato, si prevede che il mercato globale della ceramica al carburo di silicio crescerà a un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 6,37% durante il periodo di previsione, con la dimensione totale del mercato prevista per raggiungere 69,686 miliardi di RMB entro 2028. Di seguito l'analisi delle applicazioni e delle prospettive diceramiche al carburo di silicionei settori dei semiconduttori e del fotovoltaico.

Componenti ceramici Semicorex SiC per apparecchiature a semiconduttore e fotovoltaiche

Cosa fanno i ruoliCeramica al carburo di silicioI componenti di precisione giocano nelle apparecchiature per semiconduttori?

Dischi abrasivi in ​​ceramica al carburo di silicio:Se i dischi abrasivi sono realizzati in ghisa o acciaio al carbonio, hanno una durata breve e un elevato coefficiente di dilatazione termica. Durante la lavorazione dei wafer di silicio, in particolare durante la rettifica o la lucidatura ad alta velocità, l'usura e la deformazione termica dei dischi di macinazione rendono difficile garantire la planarità e il parallelismo dei wafer di silicio. L'utilizzo di dischi abrasivi ceramici in carburo di silicio, che sono estremamente duri e presentano un'usura minima, con un coefficiente di dilatazione termica simile a quello dei wafer di silicio, consente la molatura e la lucidatura ad alta velocità.

Dispositivi in ​​ceramica al carburo di silicio:Durante la produzione di wafer di silicio è spesso necessario un trattamento termico ad alta temperatura. Gli apparecchi in carburo di silicio vengono utilizzati per il trasporto grazie alla loro resistenza al calore e durata. Possono anche essere rivestiti con carbonio simile al diamante (DLC) per migliorare le prestazioni, ridurre i danni ai wafer e prevenire la contaminazione.

Fasi del pezzo in carburo di silicio:Ad esempio, la fase del pezzo in una macchina per fotolitografia è responsabile del completamento dei movimenti di esposizione. Richiede un movimento ultrapreciso a livello nanometrico ad alta velocità, corsa ampia e sei gradi di libertà. Per una macchina per fotolitografia con risoluzione di 100 nm, precisione di sovrapposizione di 33 nm e larghezza di linea di 10 nm, la precisione di posizionamento del pezzo in lavorazione deve raggiungere 10 nm, con velocità di passo e scansione simultanee del wafer maschera rispettivamente di 150 nm/s e 120 nm/s. La velocità di scansione della maschera dovrebbe essere vicina a 500 nm/s e la fase del pezzo deve avere precisione e stabilità di movimento molto elevate.

Diagramma schematico della fase pezzo e della fase micromovimento (sezione trasversale parziale)

In che modo il mercato miliardario delle apparecchiature per semiconduttori guiderà lo sviluppo di?Ceramica al carburo di silicio?

Secondo SEMI (l’International Semiconductor Industry Association), la costruzione di wafer ha portato le vendite totali di apparecchiature per semiconduttori a superare la soglia dei 100 miliardi di dollari per due anni consecutivi. Nel 2022, le vendite globali di apparecchiature per semiconduttori hanno raggiunto circa 108,5 miliardi di dollari. Sebbene le apparecchiature a semiconduttore possano sembrare fatte di metallo e plastica, contengono molti componenti ceramici di precisione altamente tecnici. L'uso della ceramica di precisione nelle apparecchiature per semiconduttori è molto più ampio di quanto si possa immaginare. Pertanto, con la robusta crescita dell’industria dei semiconduttori in Cina, la domanda di componenti strutturali in ceramica di fascia alta continuerà ad aumentare. Il carburo di silicio, con le sue eccellenti proprietà fisiche e chimiche, ha ampie prospettive di applicazione nei componenti critici delle apparecchiature per circuiti integrati.

Come sonoCeramica al carburo di silicio Applicato nel settore fotovoltaico?

Nel settore fotovoltaico,ceramica al carburo di siliciole barche stanno diventando un materiale cruciale nel processo di produzione delle celle fotovoltaiche a causa della forte crescita del settore. La domanda del mercato per questi materiali è in aumento. Attualmente, i materiali al quarzo sono comunemente usati per barche, scatole per barche e tubi. Tuttavia, a causa delle limitazioni delle fonti di sabbia di quarzo ad elevata purezza nazionali e internazionali, la capacità di produzione è ridotta e la sabbia di quarzo ad elevata purezza ha uno stretto rapporto domanda-offerta con prezzi elevati a lungo termine e durata di vita breve. Rispetto ai materiali al quarzo,imbarcazioni in materiale di carburo di silicio, le scatole per barche e i prodotti a tubo hanno una buona stabilità termica, non si deformano alle alte temperature e non rilasciano sostanze inquinanti nocive, rendendoli un eccellente sostituto dei prodotti al quarzo. Hanno una durata di vita di oltre un anno, riducendo notevolmente i costi di utilizzo e i tempi di fermo linea di produzione per manutenzione, con conseguenti notevoli vantaggi economici e ampie prospettive di applicazione nel campo fotovoltaico.

Portabarca per wafer Semicorex

Come puòCeramica al carburo di silicioessere utilizzati come materiali assorbenti nei sistemi di energia solare?

I sistemi di generazione di energia solare termica a torre sono molto apprezzati per i loro elevati rapporti di concentrazione (200~1000 kW/m²), le elevate temperature del ciclo termico, le basse perdite termiche, i sistemi semplici e l'elevata efficienza. L'assorbitore, un componente fondamentale del sistema di generazione di energia solare termica della torre, deve resistere a intensità di radiazione 200-300 volte più forti della luce naturale, con temperature di esercizio superiori a 1000°C. Pertanto, le sue prestazioni sono fondamentali per la stabilità e l’efficienza del sistema di generazione di energia termica. Gli assorbitori metallici tradizionali hanno temperature operative limitate, rendendo gli assorbitori ceramici un nuovo focus di ricerca.Ceramica di allumina, ceramiche di cordierite e ceramiche di carburo di silicio sono comunemente usate come materiali assorbenti. Tra loro,ceramiche al carburo di siliciohanno prestazioni ad alta temperatura superiori rispetto agli assorbitori ceramici in allumina e cordierite. Gli assorbitori in carburo di silicio possono raggiungere una temperatura dell'aria in uscita fino a 1200°C senza degradazione del materiale.

Torre assorbitrice della centrale solare termica

Quali sono le prospettive di crescita del mercatoCeramica al carburo di silicionel settore fotovoltaico?

Attualmente, i tassi di penetrazione del fotovoltaico nelle principali economie globali sono in costante aumento. Sotto la guida delle politiche nazionali e spinto dalla domanda del mercato, con la significativa diminuzione del costo della produzione di energia fotovoltaica, è diventata la fonte di energia più economica a livello globale. Secondo l’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA), si prevede che la capacità installata globale del fotovoltaico crescerà ad un CAGR del 21% dal 2020 al 2030, raggiungendo quasi 5 TW, con il fotovoltaico che rappresenterà il 33,2% della capacità installata globale, in aumento dal 2020 al 2030. 9,5%. Nel 2022, la capacità produttiva globale di fotovoltaico è aumentata di oltre il 70%, raggiungendo quasi 450 GW, con la Cina che rappresenta oltre il 95% della nuova capacità. Nel 2023 e nel 2024, si prevede che la capacità produttiva globale di fotovoltaico raddoppierà, con la Cina che rappresenterà ancora una volta il 90% dell’aumento. Secondo la China Photovoltaic Industry Association, la produzione di celle fotovoltaiche in Cina ha mostrato una crescita continua dal 2012 al 2022, con un tasso di crescita composto annuo del 31,23%. A giugno 2023, la capacità fotovoltaica installata cumulativa in Cina era di circa 470 milioni di kW, rendendola la seconda fonte di energia più grande del Paese, dietro solo all’energia a carbone. La forte domanda di nuove installazioni continua a guidare la crescita della domanda di celle fotovoltaiche, spingendo al rialzo la domanda di sostituzionebarchette in carburo di silicioe box per barche nel settore fotovoltaico. Si prevede che entro il 2025ceramiche strutturali al carburo di silicioutilizzati nei settori dei semiconduttori e del fotovoltaico rappresenteranno il 62%, con la quota del settore fotovoltaico che passerà dal 6% nel 2022 al 26%, rendendolo il settore in più rapida crescita. L'elevata stabilità e le proprietà meccaniche delle ceramiche al carburo di silicio stanno ampliando la loro gamma di applicazioni. Poiché le richieste del settore di alta precisione, elevata resistenza all’usura ed elevata affidabilità di componenti meccanici o dispositivi elettronici aumentano a livello nazionale e internazionale, il potenziale di sviluppo del mercato perceramica al carburo di silicioprodotti è enorme.**

Noi di Semicorex siamo specializzati inCeramica SiCe altri materiali ceramici applicati nella produzione di semiconduttori, se hai domande o hai bisogno di ulteriori dettagli, non esitare a contattarci.

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