Analysera tillämpningar och utvecklingsmöjligheter för SiC-keramik inom halvledar- och solcellssektorerna

Kiselkarbid (SiC), som ett viktigt high-end keramiskt material, har utmärkta egenskaper såsom högtemperaturbeständighet, korrosionsbeständighet, slitstyrka, mekanisk hållfasthet vid hög temperatur och oxidationsbeständighet. Dessa egenskaper gör det mycket lovande för tillämpningar inom högteknologiska områden som halvledare, kärnenergi, försvar och rymdteknik. Enligt statistiken är marknadens storlek påkiselkarbidkeramiki Kina nådde 15,656 miljarder RMB 2022, medan den globala marknadsstorleken var 48,291 miljarder RMB samma år. Med tanke på industriutvecklingsmiljön och marknadsdynamiken förväntas den globala marknaden för kiselkarbidkeramik växa med en sammansatt årlig tillväxttakt (CAGR) på 6,37 % under prognosperioden, med den totala marknadsstorleken som förväntas nå 69,686 miljarder RMB med 2028. Följande är en analys av tillämpningar och utsikter förkiselkarbidkeramikinom halvledar- och solcellssektorerna.

Semicorex SiC keramiska komponenter för halvledar- och solcellsutrustning

Vad roller görKiselkarbidkeramikSpelar precisionskomponenter i halvledarutrustning?

Keramiska slipskivor av kiselkarbid:Om slipskivor är gjorda av gjutjärn eller kolstål har de en kort livslängd och en hög värmeutvidgningskoefficient. Under bearbetningen av kiselskivor, särskilt under höghastighetsslipning eller polering, gör slitaget och den termiska deformationen av slipskivorna det svårt att säkerställa kiselskivornas planhet och parallellitet. Att använda keramiska slipskivor av kiselkarbid, som är mycket hårda och har minimalt slitage, med en värmeutvidgningskoefficient som liknar den för kiselskivor, möjliggör höghastighetsslipning och polering.

Keramiska armaturer av kiselkarbid:Under tillverkningen av kiselwafers krävs ofta värmebehandling med hög temperatur. Kiselkarbidfixturer används för transporter på grund av deras värmebeständighet och hållbarhet. De kan också beläggas med diamantliknande kol (DLC) för att förbättra prestandan, minska waferskador och förhindra kontaminering.

Arbetsstyckesstadier av kiselkarbid:Till exempel är arbetsstyckessteget i en fotolitografimaskin ansvarig för att slutföra exponeringsrörelser. Den kräver en ultraprecis rörelse på nanometernivå med hög hastighet, stort slag och sex frihetsgrader. För en fotolitografimaskin med 100 nm upplösning, 33 nm överlagringsnoggrannhet och 10 nm linjebredd, måste arbetsstyckets positioneringsnoggrannhet nå 10 nm, med mask-wafer samtidiga steg- och skanningshastigheter på 150 nm/s respektive 120 nm/s. Maskens skanningshastighet bör vara nära 500nm/s, och arbetsstyckets steg måste ha mycket hög rörelsenoggrannhet och stabilitet.

Schematiskt diagram över arbetsstyckessteget och mikrorörelsesteget (partiellt tvärsnitt)

Hur kommer miljarddollarmarknaden för halvledarutrustning att driva utvecklingen avKiselkarbidkeramik?

Enligt SEMI (International Semiconductor Industry Association) har waferfab-konstruktion drivit den totala försäljningen av halvledarutrustning till att överstiga 100 miljarder dollar under två år i rad. År 2022 nådde den globala försäljningen av halvledarutrustning cirka 108,5 miljarder dollar. Även om halvledarutrustning kan tyckas vara gjord av metall och plast, innehåller den många högtekniska precisionskeramiska komponenter. Användningen av precisionskeramik i halvledarutrustning är mycket mer omfattande än man kan föreställa sig. Därför, med den robusta tillväxten av halvledarindustrin i Kina, kommer efterfrågan på avancerade keramiska strukturella komponenter att fortsätta att öka. Kiselkarbid, med sina utmärkta fysikaliska och kemiska egenskaper, har breda tillämpningsmöjligheter i kritiska utrustningskomponenter för integrerade kretsar.

Hur mårKiselkarbidkeramik Tillämpas inom solcellssektorn?

Inom solcellsindustrin,kiselkarbidkeramikBåtar håller på att bli ett avgörande material i produktionsprocessen av solceller på grund av industrins höga tillväxt. Marknadens efterfrågan på dessa material ökar. För närvarande används kvartsmaterial vanligtvis för båtar, båtlådor och rör. Men på grund av begränsningarna hos inhemska och internationella kvartssandkällor med hög renhet är produktionskapaciteten liten och kvartssand med hög renhet har ett tätt förhållande mellan utbud och efterfrågan med långvarigt höga priser och kort livslängd. Jämfört med kvartsmaterial,båtar av kiselkarbidmaterial, båtlådor och rörprodukter har god termisk stabilitet, deformeras inte under höga temperaturer och släpper inte ut skadliga föroreningar, vilket gör dem till ett utmärkt substitut för kvartsprodukter. De har en livslängd på över ett år, vilket avsevärt minskar användningskostnaderna och produktionslinjens driftstopp för underhåll, vilket leder till anmärkningsvärda kostnadsfördelar och breda tillämpningsmöjligheter inom solcellsområdet.

Semicorex Wafer Boat Carrier

Hur kanKiselkarbidkeramikAnvänds som absorberande material i solenergisystem?

System för generering av solenergi för solenergi är högt ansedda för sina höga koncentrationsförhållanden (200~1000 kW/m²), höga termiska cykeltemperaturer, låga värmeförluster, enkla system och höga effektivitet. Absorbatorn, en kärnkomponent i tornets solvärmesystem, måste motstå strålningsintensiteter 200-300 gånger starkare än naturligt ljus, med driftstemperaturer som överstiger 1000°C. Därför är dess prestanda avgörande för stabiliteten och effektiviteten hos det termiska kraftgenereringssystemet. Traditionella metallabsorbenter har begränsade driftstemperaturer, vilket gör keramiska absorbatorer till ett nytt fokus för forskning.Aluminiumoxid keramikkeramik, kordieritkeramik och kiselkarbidkeramik används vanligtvis som absorberande material. Bland dem,kiselkarbidkeramikhar överlägsen högtemperaturprestanda jämfört med keramiska absorbenter av aluminiumoxid och kordierit. Kiselkarbidabsorbenter kan uppnå en utgående lufttemperatur på upp till 1200°C utan materialförsämring.

Solvärmekraftverk Absorber Tower

Vad finns marknadstillväxtutsikterna förKiselkarbidkeramikinom solcellsindustrin?

För närvarande ökar solcellernas penetrationshastigheter i stora globala ekonomier stadigt. Under ledning av nationell politik och driven av marknadens efterfrågan, med den betydande minskningen av kostnaden för solcellsproduktion, har den blivit den mest ekonomiska kraftkällan globalt. Enligt International Energy Agency (IEA) förväntas den globala installerade solcellskapaciteten växa med en CAGR på 21 % från 2020 till 2030, och nå nästan 5 TW, med solceller som står för 33,2 % av den globala installerade kapaciteten, upp från 9,5 %. År 2022 ökade den globala tillverkningskapaciteten för solceller med mer än 70 % och nådde nästan 450 GW, där Kina står för över 95 % av den nya kapaciteten. Under 2023 och 2024 förväntas den globala tillverkningskapaciteten för solceller fördubblas, där Kina återigen står för 90 % av ökningen. Enligt China Photovoltaic Industry Association har produktionen av fotovoltaiska celler i Kina visat kontinuerlig tillväxt från 2012 till 2022, med en årlig sammansatt tillväxttakt på 31,23%. I juni 2023 var den kumulativa installerade solcellskapaciteten i Kina cirka 470 miljoner kW, vilket gör den till den näst största kraftkällan i Kina, bara efter kolkraft. Den starka efterfrågan på nya installationer fortsätter att driva på tillväxten av efterfrågan på solceller, vilket driver upp ersättningsefterfrågan förkiselkarbidbåtaroch båtlådor inom solcellsindustrin. Det förutspås att år 2025,strukturell keramik av kiselkarbidsom används i halvledar- och fotovoltaikindustrin kommer att stå för 62 %, och solcellssektorns andel ökar från 6 % 2022 till 26 %, vilket gör det till det snabbast växande området. Den höga stabiliteten och de mekaniska egenskaperna hos kiselkarbidkeramer utökar deras användningsområde. I takt med att branschens krav på hög precision, hög slitstyrka och hög tillförlitlighet hos mekaniska komponenter eller elektroniska enheter ökar nationellt och internationellt, ökar marknadsutvecklingspotentialen förkiselkarbidkeramikprodukterna är enorma.**

Vi på Semicorex är specialiserade påSiC Keramikoch andra keramiska material som används i halvledartillverkning, om du har några frågor eller behöver ytterligare information, tveka inte att kontakta oss.

Kontakttelefon: +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com