سوق أفران السيليكون أحادية البلورة

نظرة عامة على السوق

من المتوقع أن ينمو حجم سوق فرن السيليكون أحادي البلورية العالمي بشكل كبير بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ حوالي 12.6٪ خلال الفترة المتوقعة.

فرن السليكون أحادي البلورة هو فرن لنمو البلورات ينتج كرات السليكون أحادية البلورة لتطبيقات أشباه الموصلات والخلايا الشمسية. يستخدم هذا الفرن عملية تشوكرالسكي (CZ) لتوليد بلورات مفردة ضخمة من السليكون المنصهر. تبدأ العملية بغمس بلورة بذرة صغيرة في بوتقة من السليكون المنصهر. ثم يتم رفع البوتقة تدريجيًا بينما تدور بلورة البذرة. تصبح بلورة البذرة أكبر وأكبر مع رفعها حتى تصل إلى الحجم المناسب.

تنتج أفران السيليكون أحادي البلورة دوائر متكاملة ورقائق دقيقة أحادية البلورة، وهي ذات قيمة عالية في صناعات مثل الاتصالات، وأجهزة الكمبيوتر، والإلكترونيات الاستهلاكية. وخلال الفترة المتوقعة، من المرجح أن يؤدي الطلب المتزايد على الرقائق من عدة تطبيقات إلى زيادة الطلب على المنتجات.

ومن المتوقع أن ينمو قطاع تطبيقات الخلايا الشمسية بشكل كبير خلال الفترة المتوقعة بسبب زيادة الدعم الحكومي لتشجيع مصادر توليد الطاقة المتجددة في دول مثل الصين والهند وألمانيا والعديد من الدول الأخرى المشاركة عالميًا في أنشطة توليد الطاقة الشمسية. كما تزايدت المخاوف بشأن انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي، جنبًا إلى جنب مع المبادرات التي اتخذتها حكومات مختلفة في جميع أنحاء العالم لتعزيز مصادر الطاقة المتجددة.

ديناميكيات السوق

محركات السوق

• تزايد الطلب على أشباه الموصلات

تُستخدم أشباه الموصلات في العديد من المنتجات الكهربائية، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية والخلايا الشمسية. ويؤدي الطلب المتزايد على هذه الأجهزة إلى زيادة الطلب على أفران السيليكون أحادية البلورة. كما يتوسع سوق الطاقة الشمسية. تتكون الخلايا الشمسية من السيليكون أحادي البلورة، ويعزز سوق الطاقة الشمسية المتنامي الطلب على أفران السيليكون أحادية البلورة - مما يؤدي إلى تطوير تكنولوجيا جديدة. تتيح التقنيات الجديدة، مثل نهج المنطقة العائمة، إنشاء السيليكون أحادي البلورة بكفاءة أكبر وبتكلفة أقل. وهذا يعزز الطلب على أفران السيليكون أحادية البلورة.

• التركيز المتزايد على كفاءة الطاقة ومصادر الطاقة المتجددة

يعد السيليكون أحادي البلورة مكونًا أساسيًا في إنتاج الخلايا الشمسية، وهي مصدر للطاقة المتجددة. ومع تزايد قلق الحكومات والشعوب في جميع أنحاء العالم بشأن تغير المناخ والحاجة إلى خفض انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي، فإن الطلب على الطاقة الشمسية سيرتفع بشكل كبير في السنوات القادمة. وباعتباره السيليكون الأكثر كفاءة في تصنيع الخلايا الشمسية، فإن هذا من شأنه أن يغذي الطلب على السيليكون أحادي البلورة. يتم استخدام السيليكون أحادي البلورة لإنتاج مجموعة من الأجهزة الإلكترونية الأخرى، بما في ذلك أشباه الموصلات والدوائر المتكاملة والخلايا الشمسية. ومن المتوقع أن ترتفع الحاجة إلى السيليكون أحادي البلورة مع ارتفاع الطلب على هذه الأجهزة.

قيود السوق

• التأثيرات البيئية لتصنيع السيليكون أحادي البلورة

إن التأثير البيئي لتصنيع السليكون أحادي البلورة يشكل عائقًا مهمًا أمام تقدم السوق. يتطلب تصنيع السليكون أحادي البلورة قدرًا كبيرًا من الطاقة، مما قد يؤدي إلى انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. كما تنتج هذه التقنية نفايات كبيرة، بما في ذلك رباعي كلوريد السليكون الكيميائي الخطير (SiCl4). أصبح التأثير البيئي لتصنيع السليكون أحادي البلورة ذا أهمية متزايدة مع تزايد قلق الحكومات والشعوب في جميع أنحاء العالم بشأن تغير المناخ والتلوث. ونتيجة لذلك، يتعرض سوق أفران السليكون أحادي البلورة لضغوط متزايدة لتطوير طرق تصنيع أكثر ملاءمة للبيئة.

نطاق السوق

التحليل القطاعي

تقسيم حسب النوع

• فرن بطريقة تشوخرالسكي (Cz)

فرن تقنية تشوكرالسكي (Cz) هو نوع من الأفران المستخدمة لتنمية بلورات السيليكون المفردة. يتم إحاطة بوتقة أسطوانية مصنوعة من مادة مقاومة للحرارة، مثل الكوارتز، بسخان في الفرن. يتم وضع شحنة سيليكون منصهرة في البوتقة، ويتم إنزال بلورة بذرة السيليكون في المصهور. وبينما يتم الحفاظ على المصهور عند درجة حرارة ثابتة، يتم تدوير بلورة البذرة تدريجيًا وسحبها إلى أعلى. ومع سحب بلورة البذرة إلى الأعلى، تنمو بلورة سيليكون جديدة في مكانها. تقنية تشوكرالسكي بسيطة، لكنها تتضمن إدارة دقيقة لدرجة حرارة بلورة البذرة وسرعة دورانها. يجب الحفاظ على درجة الحرارة ثابتة لضمان نمو البلورة بشكل موحد. لمنع إنتاج عيوب في البلورة، يجب أيضًا الحفاظ على سرعة الدوران ثابتة. تخلق طريقة تشوكرالسكي بلورات سيليكون مفردة لأشباه الموصلات والخلايا الشمسية والأجهزة الإلكترونية. تنتج تقنية تشوكرالسكي بلورات عالية النقاء والجودة، مما يجعلها مثالية لهذه التطبيقات.

• فرن بطريقة المنطقة العائمة (Fz)

طريقة المنطقة العائمة (FZ) لتكوين البلورات هي عملية نمو بلوري بدون بوتقة تستخدم لإنتاج سبائك السيليكون أحادية البلورة. تتضمن طريقة المنطقة العائمة تسخين قضيب سيليكون متعدد البلورات في أحد طرفيه لتوليد منطقة منصهرة. يتم سحب بلورة بذرة بلطف إلى الأعلى عندما تلامس المنطقة المنصهرة. يتصلب السيليكون السائل على بلورة البذرة أثناء سحبه إلى أعلى، مما ينتج عنه سبيكة سيليكون أحادية البلورة. بطرق مختلفة، تتفوق طريقة المنطقة العائمة على عمليات نمو البلورات الأخرى، مثل طريقة Czochralski. تنتج عملية المنطقة العائمة سبائك سيليكون عالية النقاء مع مستويات ضئيلة من الشوائب مثل الأكسجين والكربون. تنتج عملية المنطقة العائمة أيضًا سبائك ذات بنية بلورية متجانسة، وهي ضرورية للخلايا الشمسية وأجهزة أشباه الموصلات.

تقسيم حسب التطبيق

• أشباه الموصلات

تنتج أفران السليكون أحادي البلورية سبائك السليكون أحادي البلورية، والتي تُستخدم بعد ذلك لإنتاج مجموعة واسعة من الأجهزة شبه الموصلة مثل الترانزستورات والثنائيات والدوائر المتكاملة. نمو بلورات Czochralski (CZ) هو عملية إنتاج سبائك السليكون أحادي البلورية. يتم غمس بلورة بذرة من السليكون أحادي البلورية في بركة من السليكون المنصهر في عملية CZ. يتم استخراج بلورة البذرة تدريجيًا من البركة، وبينما تفعل ذلك، تنمو بلورة سيليكون واحدة. تتحكم درجة حرارة السليكون المنصهر ومعدل استخراج بلورة البذرة في عملية النمو. أفران السليكون أحادي البلورية عبارة عن أوعية أسطوانية ضخمة قد تصل درجات حرارتها إلى 1400 درجة مئوية. تصنع الأفران من مواد مقاومة لدرجات الحرارة العالية مثل الكوارتز أو الجرافيت. بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز الأفران بمجموعة من أجهزة الاستشعار وأجهزة التحكم لمراقبة عملية التطوير والتأكد من إنشاء البلورات وفقًا للمواصفات اللازمة.

• الخلية الشمسية

تنتج أفران السليكون أحادي البلورة سبائك السليكون أحادي البلورة، والتي تستخدم بعد ذلك في تصنيع الخلايا الشمسية. تعد طريقة تشوكرالسكي (CZ) الطريقة الأكثر استخدامًا على نطاق واسع لإنتاج سبائك السليكون أحادي البلورة. يتم غمس بلورة البذرة في مصهور السليكون واستخراجها ببطء في عملية تشوكرالسكي. تتصلب البلورة وتنمو إلى سبيكة أسطوانية أثناء استخراجها. تعد نقاء سبائك السليكون أحادي البلورة أمرًا ضروريًا لكفاءة الخلايا الشمسية المبنية منها. يجب أن تكون السبيكة خالية من العيوب والشوائب، مع بنية بلورية متجانسة. تهدف أفران السليكون أحادي البلورة إلى توليد سبائك عالية الجودة ذات تجانس ممتاز.

التحليل الإقليمي

أمريكا الشمالية

في أمريكا الشمالية، يعد قطاع أشباه الموصلات المستهلك الرئيسي للسيليكون أحادي البلورة. يستخدم السيليكون أحادي البلورة في تصنيع أجهزة أشباه الموصلات مثل الترانزستورات والثنائيات والدوائر المتكاملة. يؤدي الاستخدام المتزايد للإلكترونيات في تطبيقات مختلفة، مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والسيارات، إلى زيادة الطلب على أجهزة أشباه الموصلات. كما يتم تصنيع الخلايا الشمسية باستخدام السيليكون أحادي البلورة. يتم تحويل ضوء الشمس إلى طاقة بواسطة الخلايا الشمسية. إن الوعي المتزايد بمصادر الطاقة المتجددة، فضلاً عن محاولات الحكومة لتعزيز استخدام الطاقة الشمسية، يؤدي إلى زيادة الطلب على الخلايا الشمسية. تشمل التطبيقات الأخرى للسيليكون أحادي البلورة الثنائيات الباعثة للضوء (LED)، وأنظمة الاتصالات بالألياف الضوئية، والشاشات الإلكترونية. كما يتزايد الطلب على هذه التطبيقات، وهو ما من المتوقع أن يدفع إلى توسيع سوق أفران السيليكون أحادي البلورة في أمريكا الشمالية.

أوروبا

كانت أوروبا سوقًا مهمة لقطاع أفران السليكون أحادي البلورية، مع دول مثل ألمانيا والمملكة المتحدة وفرنسا وإيطاليا وروسيا وإسبانيا. تصنع أفران السليكون أحادي البلورية سبائك سيليكون أحادية البلورة عالية الجودة، والتي تُستخدم بعد ذلك في تصنيع الخلايا الشمسية وأشباه الموصلات والمكونات الإلكترونية الأخرى. لطالما كانت ألمانيا واحدة من رواد إنتاج الطاقة الشمسية والتكنولوجيا ذات الصلة في أوروبا. على مر السنين، شهدت السوق الألمانية توسعًا كبيرًا في أنظمة الطاقة الشمسية، مما دفع الطلب على أفران السليكون أحادي البلورية. تضع الحكومة قيمة عالية على الطاقة المتجددة وهي لاعب رئيسي في صناعة الطاقة الشمسية في جميع أنحاء العالم. تعمل المملكة المتحدة أيضًا على تعزيز قدرتها على الطاقة المتجددة، وخاصة الكهرباء الشمسية. ومع ذلك، بالمقارنة مع دول مثل ألمانيا أو الصين، فقد لا تكون مهيمنة في سوق أفران السليكون أحادي البلورية.

آسيا والمحيط الهادئ

تنتج أفران السليكون أحادية البلور رقائق السليكون أحادية البلور، وهي مكون أساسي في تصنيع الخلايا الشمسية وأشباه الموصلات. وقد تزايدت الحاجة إلى أفران السليكون أحادية البلور في منطقة آسيا والمحيط الهادئ بسبب الطلب المتزايد على مصادر الطاقة المتجددة والنمو السريع لصناعة الإلكترونيات. وتعد الصين أكبر سوق لأفران السليكون أحادية البلور في منطقة آسيا والمحيط الهادئ. وقد قامت الحكومة باستثمارات كبيرة في توليد الطاقة الشمسية وأصبحت أكبر منتج للألواح الشمسية في العالم. ونتيجة لذلك، هناك طلب كبير على أفران السليكون أحادية البلور لتمكين تصنيع الخلايا الشمسية. كما تنشط دول أخرى في المنطقة، بما في ذلك اليابان وكوريا الجنوبية، في سوق أفران السليكون أحادية البلور. وتشتهر هذه الدول بصناعاتها الإلكترونية المبتكرة، فضلاً عن استثماراتها في تطوير مصادر الطاقة المتجددة. وتؤدي الحاجة إلى رقائق السليكون عالية الجودة للخلايا الشمسية وأجهزة أشباه الموصلات إلى زيادة الطلب على أفران السليكون أحادية البلور في هذه البلدان.

أمريكا الجنوبية

تُستخدم أفران السليكون أحادية البلورة في إنتاج سبائك السليكون أحادية البلورة، والتي تتم معالجتها بعد ذلك وتحويلها إلى رقائق لاستخدامها في قطاعي أشباه الموصلات والطاقة الشمسية. وقد شهدت أمريكا الجنوبية زيادة في مبادرات الطاقة المتجددة، وخاصة الطاقة الشمسية، الأمر الذي أدى إلى زيادة حاجة المنطقة إلى أفران السليكون أحادية البلورة.

تعد البرازيل والأرجنتين وتشيلي وكولومبيا من بين الدول التي تتمتع بإمكانات كبيرة في صناعة الطاقة الشمسية في أمريكا الجنوبية. وقد شهدت البرازيل على وجه الخصوص توسعًا كبيرًا في قطاع الطاقة الشمسية، مع وجود العديد من مشاريع الطاقة الشمسية واسعة النطاق قيد الإنشاء حاليًا. وتتطلب هذه المشاريع أفران السيليكون أحادية البلورة لتصنيع رقائق شمسية عالية الجودة.

الشرق الأوسط وأفريقيا

لقد استثمرت بلدان منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا، بما في ذلك المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة والمغرب، بشكل كبير في مشاريع الطاقة الشمسية في السنوات الأخيرة. تتمتع هذه البلدان بظروف مناخية مثالية لتوليد الطاقة الشمسية، وقد بدأت برامج شمسية واسعة النطاق لتنويع مزيج الطاقة لديها وتقليل اعتمادها على الوقود الأحفوري. ونتيجة لذلك، زاد الطلب على أفران السيليكون أحادية البلورة لدعم إنتاج الألواح الشمسية المتزايد في المنطقة.

اللاعبون الرئيسيون

1. كايكس-لينتونكريستال
2. PVA تيبلا أغ
3. فيروتك
4. سايبر ستار
5. جيجامات
6. ميتسوبيشي
7. إم تي آي
8. سفينستار
9. جينيونتونج
10. وان تشوان جينغيي
11. تانلونج
12. ماكينة كيكي
13. هواينغ
14. معدات جينجلونج صن
15. ان تي سي للطاقة الشمسية
16. تشين هوا
17. هانهونغ

التطورات الأخيرة

16 يوليو 2021 - قامت شركة Ultimate Products، التي يقع مقرها في أولدهام، بعملية استحواذ كبيرة من خلال شراء Salter، أقدم شركة تصنيع مقاييس راسخة في المملكة المتحدة. استثمرت Ultimate Products 32 مليون جنيه إسترليني في هذا الاستحواذ.