Applicazione della grafite nell'industria dei semiconduttori e del fotovoltaico

Il processo di sviluppo ed espansione del mercato delle applicazioni

Lo sviluppo dei semiconduttori è inseparabile dall'applicazione dei materiali di grafite nell'industria dei semiconduttori. Nell'industria dei semiconduttori, un gran numero di materiali di grafite ad alta purezza viene utilizzato nel sistema di riscaldamento dei forni a cristallo singolo Czochralski. Viene anche utilizzato come strumenti e componenti ausiliari nella lavorazione di wafer di silicio semiconduttore (inclusi fusione a zona, epitassia, lavorazione della forma, ecc.); come strumenti e componenti ausiliari nella produzione di materiali in polisilicio per wafer di silicio semiconduttore. I prodotti in grafite per l'ingegneria elettronica vengono inizialmente utilizzati nell'industria dei semiconduttori. Nel 21° secolo, l'industria fotovoltaica si è sviluppata rapidamente e la produzione e il mercato di lingotti di silicio policristallino per celle solari sono aumentati a passi da gigante, il che offre anche un nuovo mercato con ampie prospettive di sviluppo per i prodotti in grafite nell'industria fotovoltaica. Il lingotto di polisilicio, un'importante materia prima per i wafer di silicio delle celle solari, ha iniziato a utilizzare un gran numero di materiali di grafite di elevata purezza e alta qualità nel forno per lingotti del suo dispositivo di produzione.

Panoramica del mercato delle applicazioni a semiconduttore dei prodotti in grafite

Le parti di grafite utilizzate nella fornace a cristallo singolo Czochralski sono una sorta di parti consumabili, che vengono lavorate da varie grafiti di elevata purezza. Ad esempio, il crogiolo di grafite e altre parti di grafite utilizzano grafite a grana fine di elevata purezza; il riscaldatore in grafite utilizza grafite isotropica di elevata purezza; la copertura isolante in grafite e la copertura in grafite utilizzano grafite a grana media di elevata purezza.

Panoramica del mercato dei prodotti in grafite per applicazioni di celle solari

Nella produzione di apparecchiature in polisilicio in lingotti, sono necessari materiali di grafite per diversi componenti. In particolare, il materiale riscaldante utilizzato nel riscaldatore del forno per lingotti - grafite ad alta purezza e il materiale termoisolante utilizzato - materiale isolante termico in feltro di carbonio ad alta purezza sono attualmente tutti materiali di supporto importanti e indispensabili per le apparecchiature in polisilicio lingotto.

Poiché la temperatura di riscaldamento del riscaldatore del forno per lingotti è molto elevata (oltre 1600 gradi), il suo materiale riscaldante non deve reagire con il materiale siliconico e non causare inquinamento al materiale siliconico, quindi può essere utilizzato in un'atmosfera sottovuoto e inerte per molto tempo. Esistono tungsteno metallico, molibdeno e grafite non metallica per i riscaldatori che possono essere selezionati in base alle condizioni di utilizzo. Poiché il tungsteno e il molibdeno sono costosi e difficili da lavorare, la grafite ha una vasta gamma di fonti e può essere lavorata in varie forme. Inoltre, la grafite ha le caratteristiche di piccola inerzia termica, riscaldamento rapido, resistenza alle alte temperature, buona resistenza agli shock termici, ampia area di radiazione, elevata efficienza di riscaldamento e prestazioni di base stabili. Per questo motivo, il materiale di grafite è diventato il materiale di riscaldamento preferito nei riscaldatori dei forni per lingotti. I riscaldatori del forno per lingotti hanno requisiti rigorosi sui materiali di isolamento termico. Deve essere un materiale con resistenza alle alte temperature, bassa densità, bassa conduttività termica, minore accumulo di calore, buon effetto di isolamento termico, minore degassamento, peso leggero e basso coefficiente di dilatazione. Pertanto, il feltro di carbonio ad alta purezza è il più ideale tra molti materiali isolanti refrattari.

I due tipi di prodotti di grafite sopra menzionati utilizzati nell'industria dei semiconduttori e del fotovoltaico sono stati principalmente importati dall'estero (o forniti da imprese finanziate dall'estero nella Cina continentale) alcuni anni fa. Ma grazie agli sforzi congiunti dell'industria cinese della grafite, dell'industria dei materiali semiconduttori, dell'industria delle apparecchiature per l'industria elettronica, la produzione cinese di questi due tipi di grafite che supportano sia la tecnologia di produzione, sia l'applicazione della tecnologia hanno fatto grandi progressi, il modello di mercato ha anche stato notevolmente modificato. Ciò offre anche nuove opportunità per l'industria cinese della grafite per sviluppare nuovi mercati in questo senso. Ma allo stesso tempo, è anche necessario vedere che mentre il mercato della grafite isotropica di grandi dimensioni e di elevata purezza in Cina è in rapido aumento, la tecnologia di produzione cinese in quest'area non è ancora adattata agli aspetti, la tecnologia è ancora un grande divario con paesi avanzati stranieri. Essendo un importante materiale per apparecchiature di base nella microelettronica e nell'industria fotovoltaica, i prodotti in grafite necessitano di continui progressi tecnologici in Cina. È imperativo rafforzare la cooperazione con l'industria dei semiconduttori e l'industria manifatturiera dei materiali in silicio per le celle fotovoltaiche e investire ulteriormente nello sviluppo di prodotti in grafite di alta qualità che li supportino.