יישום של גרפיט בתעשיות מוליכים למחצה ופוטו-וולטאיים

תהליך פיתוח והרחבת שוק האפליקציות

הפיתוח של מוליכים למחצה הוא בלתי נפרד מהיישום של חומרי גרפיט בתעשיית המוליכים למחצה. בתעשיית המוליכים למחצה, משתמשים במספר רב של חומרי גרפיט בטוהר גבוה במערכת החימום של תנורי גביש חד-גבישים של צ'וצ'ראלסקי. הוא משמש גם ככלי עזר ורכיבים בעיבוד פרוסות סיליקון מוליכים למחצה (כולל התכת אזור, אפיטקסיה, עיבוד צורות וכו'); ככלי עזר ורכיבים בייצור חומרי פולי סיליקון לפרוסות סיליקון מוליכים למחצה. מוצרי גרפיט להנדסת אלקטרוניקה משמשים תחילה בתעשיית המוליכים למחצה. במאה ה-21, התעשייה הפוטו-וולטאית התפתחה במהירות, והייצור והשוק של חומרי מטילי סיליקון פולי-גבישיים לתאים סולאריים גדלו בצעדי ענק, מה שמספק גם לשוק חדש סיכויי פיתוח רחבים למוצרי גרפיט בתעשיית הפוטו-וולטאים. מטיל פוליסיליקון, חומר גלם חשוב לפרוסות סיליקון של תאים סולאריים, החל להשתמש במספר רב של חומרי גרפיט טוהר ואיכותי בכבשן המטיל של מכשיר הייצור שלו.

סקירת שוק יישומי מוליכים למחצה של מוצרי גרפיט

חלקי הגרפיט המשמשים בכבשן חד-גביש צ'וקרלסקי הם מעין חלקים מתכלים, המעובדים מגרפיטים שונים בטוהר גבוה. לדוגמה, כור היתוך הגרפיט וחלקי גרפיט אחרים משתמשים בגרפיט עדין גרגיר בטוהר גבוה; מחמם הגרפיט משתמש בגרפיט איזוטרופי בטוהר גבוה; כיסוי בידוד גרפיט וכיסוי גרפיט משתמשים בגרפיט בעל גרגיר בינוני בטוהר גבוה.

סקירת שוק של מוצרי גרפיט ליישומי תאים סולאריים

בייצור ציוד פוליסיליקון מטיל, חומרי גרפיט נדרשים למספר רכיבים. בפרט, חומר החימום המשמש במחמם תנור המטיל - גרפיט בטוהר גבוה, והחומר בידוד החום המשמש - חומר בידוד חום לבד פחמן בטוהר גבוה הם כולם חומרי תמיכה חשובים וחיוניים לציוד פוליסיליקון מטיל כיום.

מכיוון שטמפרטורת החימום של מחמם תנור המטיל היא גבוהה מאוד (מעל 1600 מעלות), חומר החימום שלו נדרש שלא להגיב עם חומר הסיליקון ולא לגרום זיהום לחומר הסיליקון, כך שניתן להשתמש בו בוואקום ובאטמוספרה אינרטית במשך זמן רב. ישנם טונגסטן מתכתי, מוליבדן וגרפיט לא מתכתי לתנורי החימום שניתן לבחור לפי תנאי השימוש. מכיוון שטונגסטן ומוליבדן הם יקרים וקשים לעיבוד, לגרפיט יש מגוון רחב של מקורות וניתן לעבד אותו לצורות שונות. בנוסף, לגרפיט יש מאפיינים של אינרציה תרמית קטנה, חימום מהיר, עמידות בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני זעזועים תרמיים טובה, שטח קרינה גדול, יעילות חימום גבוהה וביצועים בסיסיים יציבים. בשל כך, חומר גרפיט הפך לחומר החימום המועדף בתנורי מטיל. לתנורי מטילים יש דרישות מחמירות על חומרי בידוד תרמי. זה חייב להיות חומר בעל עמידות בטמפרטורה גבוהה, צפיפות נמוכה, מוליכות תרמית נמוכה, פחות אחסון חום, אפקט בידוד תרמי טוב, פחות יציאות גז, משקל קל ומקדם התפשטות קטן. לכן, לבד פחמן בטוהר גבוה הוא האידיאלי ביותר מבין חומרי בידוד עקשן רבים.

שני סוגי מוצרי הגרפיט שהוזכרו לעיל המשמשים בתעשיית המוליכים למחצה והפוטו-וולטאים יובאו בעיקר מחו"ל (או סופקו על ידי ארגונים במימון זר ביבשת סין) לפני מספר שנים. אבל בשל המאמצים המשותפים של תעשיית הגרפיט בסין, תעשיית החומרים המוליכים למחצה, תעשיית הציוד בתעשייה האלקטרונית, הייצור העצמי של סין של שני סוגי גרפיט אלה התומכים הן בטכנולוגיית הייצור והן ביישום הטכנולוגיה התקדמה מאוד, דפוס השוק גם השתנו מאוד. זה גם מספק הזדמנויות חדשות לתעשיית הגרפיט בסין לפתח שווקים חדשים מהבחינה הזו. אך יחד עם זאת, יש גם צורך לראות שבעוד השוק של גרפיט איזוטרופי בגודל גדול וטוהר גבוה בסין גדל במהירות, טכנולוגיית הייצור של סין בתחום זה עדיין לא מותאמת להיבטים, הטכנולוגיה היא עדיין פער גדול עם מדינות מתקדמות זרות. כחומר ציוד בסיסי חשוב בתעשיית המיקרו-אלקטרוניקה והפוטו-וולטאית, מוצרי גרפיט זקוקים להתקדמות טכנולוגית מתמשכת בסין. הכרחי לחזק את שיתוף הפעולה עם תעשיית המוליכים למחצה ותעשיית ייצור חומרי הסיליקון לתאים פוטו-וולטאיים, ולהשקיע עוד בפיתוח מוצרי גרפיט ברמה גבוהה התומכים בהם.