Analyser les applications et les perspectives de développement des céramiques SiC dans les secteurs des semi-conducteurs et du photovoltaïque

Le carbure de silicium (SiC), en tant que matériau céramique haut de gamme important, possède d'excellentes propriétés telles que la résistance aux hautes températures, la résistance à la corrosion, la résistance à l'usure, la résistance mécanique à haute température et la résistance à l'oxydation. Ces propriétés le rendent très prometteur pour des applications dans des domaines de haute technologie tels que les semi-conducteurs, l’énergie nucléaire, la défense et les technologies spatiales. Selon les statistiques, la taille du marché decéramiques de carbure de siliciumen Chine a atteint 15,656 milliards de RMB en 2022, tandis que la taille du marché mondial était de 48,291 milliards de RMB la même année. Compte tenu de l’environnement de développement de l’industrie et de la dynamique du marché, il est prévu que le marché mondial des céramiques de carbure de silicium croîtra à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 6,37 % au cours de la période de prévision, la taille totale du marché devant atteindre 69,686 milliards de RMB d’ici 2028. Ce qui suit est une analyse des applications et des perspectives decéramiques de carbure de siliciumdans les secteurs des semi-conducteurs et du photovoltaïque.

Composants céramiques Semicorex SiC pour équipements semi-conducteurs et photovoltaïques

Que font les rôlesCéramique de carbure de siliciumLes composants de précision jouent-ils un rôle dans les équipements semi-conducteurs ?

Disques de meulage en céramique de carbure de silicium :Si les disques abrasifs sont en fonte ou en acier au carbone, ils ont une courte durée de vie et un coefficient de dilatation thermique élevé. Lors du traitement des plaquettes de silicium, notamment lors du meulage ou du polissage à grande vitesse, l'usure et la déformation thermique des disques de meulage rendent difficile la garantie de la planéité et du parallélisme des plaquettes de silicium. L'utilisation de disques de meulage en céramique de carbure de silicium, très durs et présentant une usure minimale, avec un coefficient de dilatation thermique similaire à celui des plaquettes de silicium, permet un meulage et un polissage à grande vitesse.

Montages en céramique de carbure de silicium :Lors de la production de plaquettes de silicium, un traitement thermique à haute température est souvent nécessaire. Les luminaires en carbure de silicium sont utilisés pour le transport en raison de leur résistance à la chaleur et de leur durabilité. Ils peuvent également être recouverts de carbone de type diamant (DLC) pour améliorer les performances, réduire les dommages aux plaquettes et prévenir la contamination.

Étapes de la pièce en carbure de silicium :Par exemple, l'étage de pièce dans une machine de photolithographie est chargé de réaliser les mouvements d'exposition. Il nécessite un mouvement ultra-précis de niveau nanométrique à grande vitesse, à grande course et à six degrés de liberté. Pour une machine de photolithographie avec une résolution de 100 nm, une précision de superposition de 33 nm et une largeur de ligne de 10 nm, la précision de positionnement de la platine de la pièce doit atteindre 10 nm, avec des vitesses de pas et de balayage simultanées masque-plaquette de 150 nm/s et 120 nm/s respectivement. La vitesse de balayage du masque doit être proche de 500 nm/s et la platine de la pièce doit avoir une précision de mouvement et une stabilité très élevées.

Diagramme schématique de l'étape de pièce à usiner et de l'étape de micro-mouvement (coupe transversale partielle)

Comment le marché des équipements à semi-conducteurs, d’un milliard de dollars, stimulera-t-il le développement deCéramiques de carbure de silicium?

Selon la SEMI (International Semiconductor Industry Association), la construction d’une usine de fabrication de plaquettes a permis aux ventes totales d’équipements semi-conducteurs de dépasser la barre des 100 milliards de dollars pendant deux années consécutives. En 2022, les ventes mondiales d’équipements semi-conducteurs ont atteint environ 108,5 milliards de dollars. Même si les équipements semi-conducteurs peuvent sembler constitués de métal et de plastique, ils contiennent de nombreux composants céramiques de précision hautement techniques. L’utilisation de céramiques de précision dans les équipements semi-conducteurs est bien plus répandue qu’on pourrait l’imaginer. Par conséquent, avec la forte croissance de l’industrie des semi-conducteurs en Chine, la demande de composants structurels en céramique haut de gamme continuera d’augmenter. Le carbure de silicium, avec ses excellentes propriétés physiques et chimiques, offre de larges perspectives d'application dans les composants d'équipement critiques pour les circuits intégrés.

Comment sontCéramiques de carbure de silicium Appliqué dans le secteur photovoltaïque ?

Dans l'industrie photovoltaïque,céramique de carbure de siliciumles bateaux deviennent un matériau crucial dans le processus de production de cellules photovoltaïques en raison de la forte croissance de l'industrie. La demande du marché pour ces matériaux augmente. Actuellement, les matériaux à base de quartz sont couramment utilisés pour les bateaux, les coffres à bateaux et les tubes. Cependant, en raison des limites des sources nationales et internationales de sable de quartz de haute pureté, la capacité de production est faible et le sable de quartz de haute pureté a une relation offre-demande étroite avec des prix élevés à long terme et une courte durée de vie. Comparé aux matériaux à quartz,bateaux en carbure de silicium, les caisses de bateaux et les produits tubulaires ont une bonne stabilité thermique, ne se déforment pas à des températures élevées et ne libèrent pas de polluants nocifs, ce qui en fait un excellent substitut aux produits en quartz. Ils ont une durée de vie de plus d'un an, ce qui réduit considérablement les coûts d'utilisation et les temps d'arrêt des lignes de production pour maintenance, ce qui entraîne des avantages de coûts notables et de larges perspectives d'application dans le domaine photovoltaïque.

Transporteur de bateaux à plaquettes Semicorex

Comment peut-onCéramiques de carbure de siliciumÊtre utilisé comme matériaux absorbants dans les systèmes d’énergie solaire ?

Les systèmes de production d'énergie solaire thermique à tour sont très appréciés pour leurs taux de concentration élevés (200 ~ 1 000 kW/m²), leurs températures de cycle thermique élevées, leurs faibles pertes thermiques, leurs systèmes simples et leur rendement élevé. L'absorbeur, un composant essentiel du système de production d'énergie solaire thermique de la tour, doit résister à des intensités de rayonnement 200 à 300 fois plus fortes que la lumière naturelle, avec des températures de fonctionnement supérieures à 1 000 °C. Par conséquent, ses performances sont essentielles à la stabilité et à l’efficacité du système de production d’énergie thermique. Les absorbeurs métalliques traditionnels ont des températures de fonctionnement limitées, ce qui fait des absorbeurs en céramique un nouveau centre de recherche.Céramique d'alumine, les céramiques de cordiérite et les céramiques de carbure de silicium sont couramment utilisées comme matériaux absorbants. Parmi eux,céramiques de carbure de siliciumont des performances supérieures à haute température par rapport aux absorbeurs en céramique d'alumine et de cordiérite. Les absorbeurs en carbure de silicium peuvent atteindre une température de l'air de sortie allant jusqu'à 1 200 °C sans dégradation du matériau.

Tour d'absorbeur de centrale solaire thermique

Quelles sont les perspectives de croissance du marché pourCéramiques de carbure de siliciumdans l'industrie photovoltaïque ?

Actuellement, les taux de pénétration du photovoltaïque dans les principales économies mondiales augmentent régulièrement. Sous la direction des politiques nationales et sous l’impulsion de la demande du marché, avec la baisse significative du coût de production d’énergie photovoltaïque, elle est devenue la source d’énergie la plus économique au monde. Selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE), la capacité photovoltaïque installée mondiale devrait croître à un TCAC de 21 % entre 2020 et 2030, pour atteindre près de 5 TW, le photovoltaïque représentant 33,2 % de la capacité électrique mondiale installée, contre 9,5%. En 2022, la capacité mondiale de production photovoltaïque a augmenté de plus de 70 %, pour atteindre près de 450 GW, la Chine représentant plus de 95 % de la nouvelle capacité. En 2023 et 2024, la capacité mondiale de production photovoltaïque devrait doubler, la Chine représentant à nouveau 90 % de cette augmentation. Selon l'Association chinoise de l'industrie photovoltaïque, la production de cellules photovoltaïques en Chine a connu une croissance continue de 2012 à 2022, avec un taux de croissance annuel composé de 31,23 %. En juin 2023, la capacité photovoltaïque cumulée installée en Chine était d'environ 470 millions de kW, ce qui en fait la deuxième source d'énergie en Chine, derrière l'énergie au charbon. La forte demande de nouvelles installations continue de stimuler la croissance de la demande de cellules photovoltaïques, augmentant ainsi la demande de remplacement de cellules photovoltaïques.bateaux en carbure de siliciumet des coffres à bateaux dans l'industrie photovoltaïque. Il est prévu que d’ici 2025,céramiques structurelles en carbure de siliciumutilisés dans les industries des semi-conducteurs et du photovoltaïque représenteront 62 %, la part du secteur photovoltaïque passant de 6 % en 2022 à 26 %, ce qui en fera le domaine à la croissance la plus rapide. La haute stabilité et les propriétés mécaniques des céramiques de carbure de silicium élargissent leur champ d'application. À mesure que les exigences de l’industrie en matière de haute précision, de haute résistance à l’usure et de haute fiabilité des composants mécaniques ou des appareils électroniques augmentent au niveau national et international, le potentiel de développement du marché pourcéramique de carbure de siliciumles produits sont énormes.**

Chez Semicorex, nous sommes spécialisés dansCéramiques SiCet d'autres matériaux céramiques appliqués à la fabrication de semi-conducteurs, si vous avez des questions ou avez besoin de détails supplémentaires, n'hésitez pas à nous contacter.

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