सेमीकंडक्टर और फोटोवोल्टिक क्षेत्रों में SiC सिरेमिक के अनुप्रयोगों और विकास संभावनाओं का विश्लेषण

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC), एक महत्वपूर्ण उच्च-स्तरीय सिरेमिक सामग्री के रूप में, उच्च तापमान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध, उच्च तापमान यांत्रिक शक्ति और ऑक्सीकरण प्रतिरोध जैसे उत्कृष्ट गुण हैं। ये गुण इसे अर्धचालक, परमाणु ऊर्जा, रक्षा और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी जैसे उच्च तकनीकी क्षेत्रों में अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक आशाजनक बनाते हैं। आंकड़ों के मुताबिक, बाजार का आकारसिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिकचीन में 2022 में 15.656 बिलियन आरएमबी तक पहुंच गया, जबकि उसी वर्ष वैश्विक बाजार का आकार 48.291 बिलियन आरएमबी था। उद्योग के विकास के माहौल और बाजार की गतिशीलता को ध्यान में रखते हुए, यह उम्मीद की जाती है कि वैश्विक सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक बाजार पूर्वानुमानित अवधि के दौरान 6.37% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर (सीएजीआर) से बढ़ेगा, कुल बाजार का आकार 69.686 बिलियन आरएमबी तक पहुंचने का अनुमान है। 2028. निम्नलिखित के अनुप्रयोगों और संभावनाओं का विश्लेषण हैसिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिकअर्धचालक और फोटोवोल्टिक क्षेत्रों में।

सेमीकंडक्टर और फोटोवोल्टिक उपकरण के लिए सेमीकोरेक्स SiC सिरेमिक घटक

भूमिकाएँ क्या करती हैंसिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिकसेमीकंडक्टर उपकरण में परिशुद्ध घटक खेलते हैं?

सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक ग्राइंडिंग डिस्क:यदि ग्राइंडिंग डिस्क कच्चा लोहा या कार्बन स्टील से बनाई जाती है, तो उनका जीवनकाल छोटा होता है और थर्मल विस्तार का गुणांक उच्च होता है। सिलिकॉन वेफर्स के प्रसंस्करण के दौरान, विशेष रूप से उच्च गति पीसने या पॉलिशिंग के दौरान, पीसने वाली डिस्क के घिसाव और थर्मल विरूपण से सिलिकॉन वेफर्स की समतलता और समानता सुनिश्चित करना मुश्किल हो जाता है। सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक ग्राइंडिंग डिस्क का उपयोग करना, जो अत्यधिक कठोर होते हैं और जिनमें न्यूनतम घिसाव होता है, सिलिकॉन वेफर्स के समान थर्मल विस्तार गुणांक के साथ, उच्च गति से पीसने और पॉलिश करने की अनुमति देता है।

सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक फिक्स्चर:सिलिकॉन वेफर्स के उत्पादन के दौरान, अक्सर उच्च तापमान ताप उपचार की आवश्यकता होती है। सिलिकॉन कार्बाइड फिक्स्चर का उपयोग उनके ताप प्रतिरोध और स्थायित्व के कारण परिवहन के लिए किया जाता है। प्रदर्शन को बढ़ाने, वेफर क्षति को कम करने और संदूषण को रोकने के लिए उन्हें हीरे जैसे कार्बन (डीएलसी) के साथ भी लेपित किया जा सकता है।

सिलिकॉन कार्बाइड वर्कपीस चरण:उदाहरण के लिए, फोटोलिथोग्राफी मशीन में वर्कपीस चरण एक्सपोज़र मूवमेंट को पूरा करने के लिए जिम्मेदार है। इसके लिए उच्च-गति, बड़े-स्ट्रोक, छह-डिग्री-स्वतंत्रता नैनोमीटर-स्तर की अति-सटीक गति की आवश्यकता होती है। 100 एनएम रिज़ॉल्यूशन, 33 एनएम ओवरले सटीकता और 10 एनएम लाइन चौड़ाई वाली फोटोलिथोग्राफी मशीन के लिए, वर्कपीस स्टेज पोजिशनिंग सटीकता 10 एनएम तक पहुंचनी चाहिए, मास्क-वेफर के साथ क्रमशः 150 एनएम / एस और 120 एनएम / एस की स्टेपिंग और स्कैनिंग गति होनी चाहिए। मास्क स्कैनिंग गति 500nm/s के करीब होनी चाहिए, और वर्कपीस चरण में बहुत उच्च गति सटीकता और स्थिरता होनी चाहिए।

वर्कपीस स्टेज और माइक्रो-मूवमेंट स्टेज का योजनाबद्ध आरेख (आंशिक क्रॉस-सेक्शन)

अरबों डॉलर का सेमीकंडक्टर उपकरण बाज़ार किस प्रकार विकास को गति देगासिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक?

SEMI (इंटरनेशनल सेमीकंडक्टर इंडस्ट्री एसोसिएशन) के अनुसार, वेफर फैब निर्माण ने सेमीकंडक्टर उपकरणों की कुल बिक्री को लगातार दो वर्षों में $100 बिलियन के आंकड़े को पार करने के लिए प्रेरित किया है। 2022 में, वैश्विक सेमीकंडक्टर उपकरण की बिक्री लगभग 108.5 बिलियन डॉलर तक पहुंच गई। जबकि सेमीकंडक्टर उपकरण धातु और प्लास्टिक से बने प्रतीत हो सकते हैं, इसमें कई उच्च तकनीकी परिशुद्धता वाले सिरेमिक घटक शामिल होते हैं। सेमीकंडक्टर उपकरणों में सटीक सिरेमिक का उपयोग किसी की कल्पना से कहीं अधिक व्यापक है। इसलिए, चीन में सेमीकंडक्टर उद्योग की मजबूत वृद्धि के साथ, उच्च-स्तरीय सिरेमिक संरचनात्मक घटकों की मांग में वृद्धि जारी रहेगी। सिलिकॉन कार्बाइड, अपने उत्कृष्ट भौतिक और रासायनिक गुणों के साथ, एकीकृत सर्किट के लिए महत्वपूर्ण उपकरण घटकों में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं रखता है।

कैसे हैंसिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक फोटोवोल्टिक क्षेत्र में लागू?

फोटोवोल्टिक उद्योग में,सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिकउद्योग की उच्च वृद्धि के कारण नावें फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की उत्पादन प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण सामग्री बन रही हैं। इन सामग्रियों की बाजार में मांग बढ़ रही है। वर्तमान में, क्वार्ट्ज सामग्री का उपयोग आमतौर पर नावों, नाव बक्सों और ट्यूबों के लिए किया जाता है। हालाँकि, घरेलू और अंतर्राष्ट्रीय उच्च शुद्धता वाले क्वार्ट्ज रेत स्रोतों की सीमाओं के कारण, उत्पादन क्षमता छोटी है, और उच्च शुद्धता वाले क्वार्ट्ज रेत का दीर्घकालिक उच्च कीमतों और कम जीवनकाल के साथ आपूर्ति-मांग का कड़ा संबंध है। क्वार्ट्ज सामग्री की तुलना में,सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री नौकाएँ, नाव बक्से और ट्यूब उत्पादों में अच्छी तापीय स्थिरता होती है, उच्च तापमान के तहत ख़राब नहीं होते हैं, और हानिकारक प्रदूषक नहीं छोड़ते हैं, जिससे वे क्वार्ट्ज उत्पादों के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प बन जाते हैं। उनका जीवनकाल एक वर्ष से अधिक है, जिससे उपयोग लागत और रखरखाव के लिए उत्पादन लाइन डाउनटाइम में काफी कमी आती है, जिससे उल्लेखनीय लागत लाभ और फोटोवोल्टिक क्षेत्र में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं होती हैं।

सेमीकोरेक्स वेफर बोट कैरियर

कैसे कर सकते हैंसिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिकसौर ऊर्जा प्रणालियों में अवशोषक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाए?

टॉवर सौर तापीय विद्युत उत्पादन प्रणालियों को उनके उच्च सांद्रता अनुपात (200~1000 किलोवाट/वर्ग मीटर), उच्च तापीय चक्र तापमान, कम तापीय हानि, सरल प्रणाली और उच्च दक्षता के लिए अत्यधिक माना जाता है। अवशोषक, टावर सौर तापीय विद्युत उत्पादन प्रणाली का एक मुख्य घटक, को प्राकृतिक प्रकाश की तुलना में 200-300 गुना अधिक मजबूत विकिरण तीव्रता का सामना करने की आवश्यकता होती है, जिसमें ऑपरेटिंग तापमान 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक होता है। इसलिए, थर्मल पावर उत्पादन प्रणाली की स्थिरता और दक्षता के लिए इसका प्रदर्शन महत्वपूर्ण है। पारंपरिक धातु अवशोषक में सीमित परिचालन तापमान होता है, जिससे सिरेमिक अवशोषक अनुसंधान का एक नया केंद्र बन जाता है।एल्युमिना सिरेमिक, कॉर्डिएराइट सिरेमिक, और सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक का उपयोग आमतौर पर अवशोषक सामग्री के रूप में किया जाता है। उनमें से,सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिकएल्यूमिना और कॉर्डिएराइट सिरेमिक अवशोषक की तुलना में बेहतर उच्च तापमान प्रदर्शन है। सिलिकॉन कार्बाइड अवशोषक सामग्री के क्षरण के बिना 1200 डिग्री सेल्सियस तक का आउटलेट वायु तापमान प्राप्त कर सकते हैं।

सौर तापीय विद्युत संयंत्र अवशोषक टॉवर

बाज़ार के विकास की संभावनाएँ क्या हैं?सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिकफोटोवोल्टिक उद्योग में?

वर्तमान में, प्रमुख वैश्विक अर्थव्यवस्थाओं में फोटोवोल्टिक प्रवेश दर लगातार बढ़ रही है। राष्ट्रीय नीतियों के मार्गदर्शन में और बाजार की मांग से प्रेरित होकर, फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन की लागत में उल्लेखनीय कमी के साथ, यह विश्व स्तर पर सबसे किफायती बिजली स्रोत बन गया है। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (IEA) के अनुसार, वैश्विक फोटोवोल्टिक स्थापित क्षमता 2020 से 2030 तक 21% की सीएजीआर से बढ़ने की उम्मीद है, जो लगभग 5 TW तक पहुंच जाएगी, जिसमें फोटोवोल्टिक का योगदान वैश्विक बिजली स्थापित क्षमता का 33.2% है, जो कि 2020 से 2030 तक है। 9.5%. 2022 में, वैश्विक फोटोवोल्टिक विनिर्माण क्षमता 70% से अधिक बढ़ गई, जो लगभग 450 गीगावॉट तक पहुंच गई, जिसमें चीन की नई क्षमता का 95% से अधिक हिस्सा था। 2023 और 2024 में, वैश्विक फोटोवोल्टिक विनिर्माण क्षमता दोगुनी होने की उम्मीद है, जिसमें चीन फिर से 90% वृद्धि के लिए जिम्मेदार है। चीन फोटोवोल्टिक इंडस्ट्री एसोसिएशन के अनुसार, चीन में फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के उत्पादन में 2012 से 2022 तक निरंतर वृद्धि देखी गई है, जिसमें वार्षिक चक्रवृद्धि वृद्धि दर 31.23% है। जून 2023 तक, चीन में संचयी स्थापित फोटोवोल्टिक क्षमता लगभग 470 मिलियन किलोवाट थी, जिससे यह कोयला बिजली के बाद चीन में दूसरा सबसे बड़ा बिजली स्रोत बन गया। नई स्थापनाओं की मजबूत मांग से फोटोवोल्टिक सेल की मांग में वृद्धि जारी है, जिससे प्रतिस्थापन की मांग बढ़ रही हैसिलिकॉन कार्बाइड नावेंऔर फोटोवोल्टिक उद्योग में नाव बक्से। अनुमान है कि 2025 तक,सिलिकॉन कार्बाइड संरचनात्मक सिरेमिकसेमीकंडक्टर और फोटोवोल्टिक उद्योगों में उपयोग 62% होगा, फोटोवोल्टिक क्षेत्र की हिस्सेदारी 2022 में 6% से बढ़कर 26% हो जाएगी, जिससे यह सबसे तेजी से बढ़ने वाला क्षेत्र बन जाएगा। सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक की उच्च स्थिरता और यांत्रिक गुण उनके अनुप्रयोग सीमा का विस्तार कर रहे हैं। जैसे-जैसे उद्योग की उच्च परिशुद्धता, उच्च पहनने के प्रतिरोध और यांत्रिक घटकों या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की उच्च विश्वसनीयता की मांग घरेलू और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बढ़ती है, बाजार विकास की संभावनाएं बढ़ती हैंसिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिकउत्पाद बहुत बड़ा है।**

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