การวิเคราะห์การใช้งานและแนวโน้มการพัฒนาของเซรามิก SiC ในภาคเซมิคอนดักเตอร์และไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ซึ่งเป็นวัสดุเซรามิกระดับไฮเอนด์ที่สำคัญ มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่อการสึกหรอ ความแข็งแรงทางกลที่อุณหภูมิสูง และความต้านทานต่อออกซิเดชัน คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้มีแนวโน้มสูงสำหรับการใช้งานในสาขาเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น เซมิคอนดักเตอร์ พลังงานนิวเคลียร์ การป้องกัน และเทคโนโลยีอวกาศ ตามสถิติขนาดตลาดของเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ในจีนมีมูลค่าถึง 15.656 พันล้านหยวนในปี 2565 ในขณะที่ขนาดตลาดทั่วโลกอยู่ที่ 48.291 พันล้านหยวนในปีเดียวกัน เมื่อพิจารณาถึงสภาพแวดล้อมการพัฒนาอุตสาหกรรมและการเปลี่ยนแปลงของตลาด คาดว่าตลาดเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ทั่วโลกจะเติบโตที่อัตราการเติบโตต่อปี (CAGR) ที่ 6.37% ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ โดยคาดว่าขนาดตลาดรวมจะสูงถึง 69.686 พันล้านหยวนภายใน 2028 ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์การใช้งานและแนวโน้มของเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ในภาคเซมิคอนดักเตอร์และเซลล์แสงอาทิตย์

ส่วนประกอบเซรามิก Semicorex SiC สำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

บทบาททำอะไรซิลิคอนคาร์ไบด์เซรามิกส่วนประกอบที่มีความแม่นยำมีบทบาทในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์หรือไม่?

แผ่นเจียรเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์:หากแผ่นเจียรทำจากเหล็กหล่อหรือเหล็กกล้าคาร์บอน จะมีอายุการใช้งานสั้นและมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสูง ในระหว่างการประมวลผลเวเฟอร์ซิลิคอน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการบดหรือการขัดเงาด้วยความเร็วสูง การสึกหรอและการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของแผ่นเจียรทำให้ยากต่อการตรวจสอบความเรียบและความขนานของเวเฟอร์ซิลิคอน การใช้จานเจียรเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ซึ่งมีความแข็งสูงและสึกหรอน้อยที่สุด โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนใกล้เคียงกับเวเฟอร์ซิลิคอน ช่วยให้สามารถเจียรและขัดเงาด้วยความเร็วสูงได้

อุปกรณ์ติดตั้งเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์:ในระหว่างการผลิตเวเฟอร์ซิลิคอน มักจำเป็นต้องมีการบำบัดความร้อนที่อุณหภูมิสูง ฟิกซ์เจอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ใช้สำหรับการขนส่งเนื่องจากทนความร้อนและทนทาน นอกจากนี้ยังสามารถเคลือบด้วยคาร์บอนคล้ายเพชร (DLC) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ลดความเสียหายของเวเฟอร์ และป้องกันการปนเปื้อน

ขั้นตอนชิ้นงานซิลิคอนคาร์ไบด์:ตัวอย่างเช่น เวทีชิ้นงานในเครื่องโฟโตลิโทกราฟีมีหน้าที่รับผิดชอบในการเคลื่อนย้ายการเปิดรับแสงให้เสร็จสิ้น ต้องใช้การเคลื่อนไหวที่แม่นยำเป็นพิเศษในระดับนาโนเมตรที่มีความเร็วสูง จังหวะใหญ่ หกองศาอิสระ สำหรับเครื่องถ่ายภาพหินที่มีความละเอียด 100 นาโนเมตร ความแม่นยำในการซ้อนทับ 33 นาโนเมตร และความกว้างของเส้น 10 นาโนเมตร ความแม่นยำในการวางตำแหน่งชิ้นงานจะต้องสูงถึง 10 นาโนเมตร โดยมีความเร็วในการสแกนและสเต็ปปิ้งพร้อมกันกับเวเฟอร์ที่ 150 นาโนเมตร/วินาที และ 120 นาโนเมตร/วินาที ตามลำดับ ความเร็วในการสแกนหน้ากากควรใกล้เคียงกับ 500 นาโนเมตร/วินาที และระยะชิ้นงานต้องมีความแม่นยำและความเสถียรในการเคลื่อนไหวที่สูงมาก

แผนผังของระยะชิ้นงานและระยะการเคลื่อนที่ระดับไมโคร (หน้าตัดบางส่วน)

ตลาดอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์มูลค่าพันล้านดอลลาร์จะขับเคลื่อนการพัฒนาของอย่างไรเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์?

จากข้อมูลของ SEMI (สมาคมอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ระหว่างประเทศ) โครงสร้างการผลิตแผ่นเวเฟอร์ได้ผลักดันยอดขายรวมของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ให้ทะลุ 100 พันล้านดอลลาร์เป็นเวลาสองปีติดต่อกัน ในปี 2022 ยอดขายอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลกมีมูลค่าประมาณ 108.5 พันล้านดอลลาร์ แม้ว่าอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อาจดูเหมือนทำจากโลหะและพลาสติก แต่ก็มีส่วนประกอบเซรามิกที่มีความแม่นยำสูงทางเทคนิคจำนวนมาก การใช้เซรามิกที่มีความแม่นยำในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์นั้นกว้างขวางเกินกว่าที่ใครจะจินตนาการได้ ดังนั้น ด้วยการเติบโตอย่างแข็งแกร่งของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศจีน ความต้องการส่วนประกอบโครงสร้างเซรามิกระดับไฮเอนด์จึงจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ดีเยี่ยม มีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในส่วนประกอบอุปกรณ์ที่สำคัญสำหรับวงจรรวม

เป็นอย่างไรเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ นำไปใช้ในภาคไฟฟ้าโซลาร์เซลล์?

ในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์เรือกำลังกลายเป็นวัสดุสำคัญในกระบวนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เนื่องจากอุตสาหกรรมมีการเติบโตสูง ความต้องการของตลาดสำหรับวัสดุเหล่านี้เพิ่มขึ้น ปัจจุบันวัสดุควอตซ์มักใช้กับเรือ กล่องใส่เรือ และท่อ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อจำกัดของแหล่งทรายควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงในประเทศและต่างประเทศ กำลังการผลิตจึงมีน้อย และทรายควอทซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงมีความสัมพันธ์ระหว่างอุปสงค์และอุปทานที่แน่นแฟ้นกับราคาที่สูงในระยะยาวและอายุการใช้งานสั้น เมื่อเทียบกับวัสดุควอตซ์เรือวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์, กล่องใส่เรือและผลิตภัณฑ์แบบท่อมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี ไม่เปลี่ยนรูปภายใต้อุณหภูมิสูง และไม่ปล่อยมลพิษที่เป็นอันตราย ทำให้เป็นสิ่งทดแทนผลิตภัณฑ์ควอตซ์ได้อย่างดีเยี่ยม มีอายุการใช้งานนานกว่าหนึ่งปี ซึ่งช่วยลดต้นทุนการใช้งานและการหยุดทำงานของสายการผลิตเพื่อการบำรุงรักษาได้อย่างมาก นำไปสู่ความได้เปรียบด้านต้นทุนที่โดดเด่นและโอกาสการใช้งานในวงกว้างในด้านเซลล์แสงอาทิตย์

เรือบรรทุกเรือ Semicorex Wafer

ได้อย่างไรเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถใช้เป็นวัสดุดูดซับในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ได้หรือไม่?

ระบบผลิตไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบทาวเวอร์ได้รับการยกย่องอย่างสูงในด้านอัตราส่วนความเข้มข้นสูง (200~1000 kW/m²) อุณหภูมิวงจรความร้อนสูง การสูญเสียความร้อนต่ำ ระบบที่เรียบง่าย และประสิทธิภาพสูง ตัวดูดซับซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของระบบผลิตพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบทาวเวอร์ จำเป็นต้องทนทานต่อความเข้มของรังสีที่แรงกว่าแสงธรรมชาติถึง 200-300 เท่า โดยมีอุณหภูมิในการทำงานเกิน 1,000°C ดังนั้นสมรรถนะจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเสถียรภาพและประสิทธิภาพของระบบผลิตไฟฟ้าพลังความร้อน ตัวดูดซับโลหะแบบดั้งเดิมมีอุณหภูมิในการทำงานที่จำกัด ทำให้ตัวดูดซับแบบเซรามิกกลายเป็นจุดสนใจใหม่ของการวิจัยอลูมินาเซรามิกเซรามิก Cordierite และเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์มักใช้เป็นวัสดุดูดซับ ในหมู่พวกเขาเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์มีประสิทธิภาพในอุณหภูมิสูงที่เหนือกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับตัวดูดซับเซรามิกอลูมินาและคอร์เดียไรต์ ตัวดูดซับซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถให้อุณหภูมิอากาศทางออกสูงถึง 1200°C โดยไม่ทำให้วัสดุเสื่อมสลาย

หอดูดซับโรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์

แนวโน้มการเติบโตของตลาดมีไว้เพื่ออะไรเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ในอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์?

ปัจจุบัน อัตราการเข้าถึงแผงเซลล์แสงอาทิตย์ของประเทศเศรษฐกิจหลักๆ ทั่วโลกกำลังเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ภายใต้การแนะนำของนโยบายระดับชาติและขับเคลื่อนโดยความต้องการของตลาด ด้วยต้นทุนการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ลดลงอย่างมาก ทำให้กลายเป็นแหล่งพลังงานที่ประหยัดที่สุดในโลก จากข้อมูลของสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) กำลังการผลิตติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วโลกคาดว่าจะเติบโตที่ CAGR 21% ตั้งแต่ปี 2563 ถึง 2573 หรือแตะเกือบ 5 TW โดยแผงเซลล์แสงอาทิตย์คิดเป็น 33.2% ของกำลังการผลิตติดตั้งไฟฟ้าทั่วโลก เพิ่มขึ้นจาก 9.5% ในปี 2022 กำลังการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั่วโลกเพิ่มขึ้นมากกว่า 70% แตะเกือบ 450 GW โดยจีนคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 95% ของกำลังการผลิตใหม่ ในปี 2566 และ 2567 กำลังการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั่วโลกคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า โดยจีนคิดเป็น 90% ของการเพิ่มขึ้นอีกครั้ง จากข้อมูลของสมาคมอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์แห่งประเทศจีน การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ในจีนมีการเติบโตอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 2555 ถึง 2565 โดยมีอัตราการเติบโตแบบทบต้นที่ 31.23% ต่อปี ณ เดือนมิถุนายน พ.ศ. 2566 กำลังการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งสะสมในจีนอยู่ที่ประมาณ 470 ล้านกิโลวัตต์ ทำให้เป็นแหล่งพลังงานที่ใหญ่เป็นอันดับสองในจีน ตามหลังพลังงานถ่านหินเท่านั้น ความต้องการที่แข็งแกร่งสำหรับการติดตั้งใหม่ยังคงผลักดันการเติบโตของความต้องการเซลล์แสงอาทิตย์ และผลักดันความต้องการทดแทนให้สูงขึ้นเรือซิลิคอนคาร์ไบด์และกล่องเรือในอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ มีการคาดการณ์ว่าภายในปี 2568เซรามิกโครงสร้างซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และเซลล์แสงอาทิตย์จะมีสัดส่วน 62% โดยส่วนแบ่งของภาคเซลล์แสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นจาก 6% ในปี 2565 เป็น 26% ทำให้เป็นสาขาที่เติบโตเร็วที่สุด ความเสถียรสูงและคุณสมบัติทางกลของเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์กำลังขยายขอบเขตการใช้งาน เนื่องจากความต้องการของอุตสาหกรรมในด้านความแม่นยำสูง ความต้านทานการสึกหรอสูง และความน่าเชื่อถือสูงของส่วนประกอบทางกลหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพิ่มขึ้นทั้งในประเทศและต่างประเทศ ศักยภาพในการพัฒนาตลาดสำหรับเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์สินค้ามีจำนวนมหาศาล**

พวกเราที่ Semicorex เชี่ยวชาญด้านซีซี เซรามิคส์และวัสดุเซรามิกอื่นๆ ที่ใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ หากคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดติดต่อเราได้ตลอดเวลา

โทรศัพท์ติดต่อ: +86-13567891907

อีเมล์: sales@semicorex.com