Markt für monokristalline Siliziumöfen

Marktübersicht

Der globale Markt für monokristalline Siliziumöfen soll im Prognosezeitraum deutlich wachsen, und zwar mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von etwa 12,6 % .

Ein monokristalliner Siliziumofen ist ein Kristallwachstumsofen, der monokristalline Silizium-Boules für Halbleiter- und Solarzellenanwendungen produziert. Dieser Ofen verwendet das Czochralski-Verfahren (CZ), um riesige Einkristalle aus geschmolzenem Silizium zu erzeugen. Das Verfahren beginnt damit, dass ein kleiner Impfkristall in einen Tiegel mit geschmolzenem Silizium getaucht wird. Der Tiegel wird dann schrittweise angehoben, während sich der Impfkristall dreht. Der Impfkristall wird beim Hochziehen immer größer, bis er die gewünschte Größe erreicht hat.

In monokristallinen Siliziumöfen werden monolithische integrierte Schaltkreise und Mikrochips hergestellt, die in Branchen wie Telekommunikation, Computer und Unterhaltungselektronik sehr geschätzt werden. Im Prognosezeitraum wird die steigende Nachfrage nach Chips aus verschiedenen Anwendungen wahrscheinlich die Produktnachfrage erhöhen.

Das Segment der Solarzellenanwendungen dürfte im Prognosezeitraum deutlich wachsen, da die Regierungen die Förderung erneuerbarer Energiequellen in Ländern wie China, Indien, Deutschland und vielen anderen Ländern, die weltweit an der Erzeugung von Solarstrom beteiligt sind, zunehmend unterstützen. Zudem gibt es zunehmende Sorgen hinsichtlich Treibhausgasemissionen sowie Initiativen verschiedener Regierungen weltweit zur Förderung erneuerbarer Energiequellen.

Marktdynamik

Markttreiber

• Steigende Nachfrage nach Halbleitern

Halbleiter werden in verschiedenen elektrischen Produkten verwendet, darunter Computer, Smartphones und Solarzellen. Die steigende Nachfrage nach diesen Geräten treibt die Nachfrage nach monokristallinen Siliziumöfen an. Der Solarenergiemarkt wächst. Solarzellen bestehen aus monokristallinem Silizium und der wachsende Solarenergiemarkt steigert die Nachfrage nach monokristallinen Siliziumöfen – und treibt neue Technologien voran. Neue Technologien wie das Floating-Zone-Verfahren ermöglichen es, monokristallines Silizium effizienter und kostengünstiger herzustellen. Dies steigert die Nachfrage nach monokristallinen Siliziumöfen.

• Der zunehmende Fokus auf Energieeffizienz und erneuerbare Energiequellen

Monokristallines Silizium ist eine entscheidende Komponente bei der Herstellung von Solarzellen, einer erneuerbaren Energiequelle. Da sich Regierungen und Menschen weltweit zunehmend Sorgen über den Klimawandel und die Notwendigkeit machen, Treibhausgasemissionen zu reduzieren, wird die Nachfrage nach Solarenergie in den kommenden Jahren sprunghaft ansteigen. Da es sich bei der Herstellung von Solarzellen um das effizienteste Silizium handelt, wird dies die Nachfrage nach monokristallinem Silizium ankurbeln. Monokristallines Silizium wird zur Herstellung einer Reihe anderer elektronischer Geräte verwendet, darunter Halbleiter und integrierte Schaltkreise sowie Solarzellen. Der Bedarf an monokristallinem Silizium wird voraussichtlich mit der steigenden Nachfrage nach diesen Geräten steigen.

Marktbeschränkungen

• Die Umweltauswirkungen der Herstellung von monokristallinem Silizium

Die Umweltauswirkungen der Herstellung von monokristallinem Silizium sind ein wichtiges Hindernis für den Fortschritt des Marktes. Die Herstellung von monokristallinem Silizium erfordert viel Energie, was zu Treibhausgasemissionen führen kann. Das Verfahren erzeugt auch erhebliche Abfälle, darunter die gefährliche Chemikalie Siliziumtetrachlorid (SiCl4). Die Umweltauswirkungen der Herstellung von monokristallinem Silizium werden immer relevanter, da Regierungen und Menschen weltweit zunehmend über Klimawandel und Umweltverschmutzung besorgt sind. Infolgedessen steht der Markt für monokristalline Siliziumöfen unter zunehmendem Druck, umweltfreundlichere Herstellungsverfahren zu entwickeln.

Umfang des Marktes

Segmentanalyse

Nach Typ segmentieren

• Ofen nach der Czochralski-Methode (Cz)

Der Czochralski-Ofen (Cz) ist ein Ofentyp, der zum Züchten von Silizium-Einzelkristallen verwendet wird. Ein zylindrischer Tiegel aus hitzebeständigem Material wie Quarz ist im Ofen von einer Heizung umgeben. Eine geschmolzene Siliziumladung wird in den Tiegel gegeben und ein Silizium-Kristallkeim in die Schmelze abgesenkt. Während die Schmelze auf einer konstanten Temperatur gehalten wird, wird der Kristallkeim nach und nach gedreht und höher gezogen. Während der Kristallkeim nach oben gezogen wird, wächst an seiner Stelle ein neuer Siliziumkristall. Die Cz-Technik ist unkompliziert, erfordert jedoch eine sorgfältige Steuerung der Temperatur und Rotationsgeschwindigkeit des Kristallkeims. Die Temperatur muss konstant gehalten werden, um ein gleichmäßiges Wachstum des Kristalls zu gewährleisten. Um die Entstehung von Fehlern im Kristall zu verhindern, muss auch die Rotationsgeschwindigkeit konstant gehalten werden. Mit der Cz-Methode werden Silizium-Einzelkristalle für Halbleiter, Solarzellen und elektronische Geräte hergestellt. Die Cz-Technik erzeugt Kristalle von hoher Reinheit und Qualität, was sie perfekt für diese Anwendungen macht.

• Ofen mit Schwebezonen-Verfahren (Fz)

Die Floating-Zone-Methode (FZ) zur Kristallbildung ist ein tiegelfreies Kristallwachstumsverfahren zur Herstellung von monokristallinen Siliziumblöcken. Bei der FZ-Methode wird ein polykristalliner Siliziumstab an einem Ende erhitzt, um eine geschmolzene Zone zu erzeugen. Ein Impfkristall wird sanft nach oben gezogen, wenn er die geschmolzene Zone berührt. Das flüssige Silizium erstarrt auf dem Impfkristall, während dieser höher gezogen wird, wodurch ein monokristalliner Siliziumblock entsteht. In vielerlei Hinsicht übertrifft die FZ-Methode andere Kristallwachstumsverfahren, wie beispielsweise die Czochralski-Methode. Das FZ-Verfahren liefert hochreine Siliziumblöcke mit minimalen Verunreinigungswerten wie Sauerstoff und Kohlenstoff. Das FZ-Verfahren liefert außerdem Blöcke mit einer homogenen Kristallstruktur, die für Solarzellen und Halbleiterbauelemente entscheidend ist.

Segment nach Anwendung

• Halbleiter

In monokristallinen Siliziumöfen werden monokristalline Siliziumblöcke hergestellt, die dann zur Herstellung einer Vielzahl von Halbleiterbauelementen wie Transistoren, Dioden und integrierten Schaltkreisen verwendet werden. Das Czochralski-Kristallwachstum (CZ) ist das Verfahren zur Herstellung monokristalliner Siliziumblöcke. Beim CZ-Verfahren wird ein Impfkristall aus monokristallinem Silizium in ein Becken aus geschmolzenem Silizium getaucht. Der Impfkristall wird nach und nach aus dem Becken entnommen, und dabei wächst ein einzelner Siliziumkristall. Die Temperatur des geschmolzenen Siliziums und die Geschwindigkeit, mit der der Impfkristall entnommen wird, bestimmen den Wachstumsprozess. Monokristalline Siliziumöfen sind riesige, zylindrische Gefäße, die Temperaturen von bis zu 1.400 Grad Celsius erreichen können. Die Öfen bestehen aus hochtemperaturbeständigen Materialien wie Quarz oder Graphit. Darüber hinaus sind die Öfen mit einer Reihe von Sensoren und Reglern ausgestattet, um den Entwicklungsprozess zu überwachen und sicherzustellen, dass die Kristalle den erforderlichen Spezifikationen entsprechen.

• Solarzelle

In monokristallinen Siliziumöfen werden monokristalline Siliziumblöcke hergestellt, die dann zur Herstellung von Solarzellen verwendet werden. Das am weitesten verbreitete Verfahren zur Herstellung von monokristallinen Siliziumblöcken ist die Czochralski-Methode (CZ). Beim CZ-Verfahren wird ein Impfkristall in eine Siliziumschmelze getaucht und langsam herausgezogen. Der Kristall verfestigt sich und wächst beim Herausziehen zu einem zylindrischen Block heran. Die Reinheit des monokristallinen Siliziumblocks ist entscheidend für die Effizienz der daraus hergestellten Solarzellen. Der Block muss frei von Defekten und Verunreinigungen sein und eine homogene Kristallstruktur aufweisen. In monokristallinen Siliziumöfen sollen hochwertige Blöcke mit hervorragender Homogenität erzeugen.

Regionale Analyse

Nordamerika

In Nordamerika ist der Halbleitersektor der größte Verbraucher von monokristallinem Silizium. Aus monokristallinem Silizium werden Halbleiterbauelemente wie Transistoren, Dioden und integrierte Schaltkreise hergestellt. Der steigende Einsatz von Elektronik in verschiedenen Anwendungen wie Smartphones, Laptops und Autos treibt die Nachfrage nach Halbleiterbauelementen an. Solarzellen werden ebenfalls aus monokristallinem Silizium hergestellt. Sonnenlicht wird von Solarzellen in Strom umgewandelt. Das gestiegene Bewusstsein für erneuerbare Energiequellen sowie staatliche Versuche, die Nutzung von Solarenergie zu fördern, treiben die Nachfrage nach Solarzellen in die Höhe. Weitere Anwendungen für monokristallines Silizium sind Leuchtdioden (LEDs), Glasfaserkommunikationssysteme und elektronische Displays. Die Nachfrage nach diesen Anwendungen steigt ebenfalls, was voraussichtlich die Expansion des nordamerikanischen Marktes für monokristalline Siliziumöfen vorantreiben wird.

Europa

Europa ist mit Ländern wie Deutschland, Großbritannien, Frankreich, Italien, Russland und Spanien ein wichtiger Markt für den Sektor der monokristallinen Siliziumöfen. In monokristallinen Siliziumöfen werden hochwertige Einkristall-Siliziumbarren hergestellt, die dann zur Herstellung von Solarzellen, Halbleitern und anderen elektronischen Komponenten verwendet werden. Deutschland ist seit langem einer der führenden europäischen Hersteller von Solarenergie und verwandten Technologien. Im Laufe der Jahre hat der deutsche Markt eine erhebliche Expansion im Bereich Solarsysteme erlebt, was die Nachfrage nach monokristallinen Siliziumöfen ankurbelt. Die Regierung legt großen Wert auf erneuerbare Energien und ist ein wichtiger Akteur in der weltweiten Solarindustrie. Auch das Vereinigte Königreich hat daran gearbeitet, seine Kapazität für erneuerbare Energien, insbesondere Solarstrom, zu erhöhen. Im Vergleich zu Ländern wie Deutschland oder China ist es jedoch möglicherweise nicht so dominant auf dem Markt für monokristalline Siliziumöfen.

Asien-Pazifik

In monokristallinen Siliziumöfen werden monokristalline Siliziumwafer hergestellt, eine wichtige Komponente bei der Herstellung von Solarzellen und Halbleitern. Der Bedarf an monokristallinen Siliziumöfen im asiatisch-pazifischen Raum ist auf die steigende Nachfrage nach erneuerbaren Energiequellen und das schnelle Wachstum der Elektronikindustrie zurückzuführen. China ist der größte Markt für monokristalline Siliziumöfen im asiatisch-pazifischen Raum. Die Regierung hat erhebliche Investitionen in die Erzeugung von Solarenergie getätigt und ist zum weltweit größten Hersteller von Solarmodulen geworden. Infolgedessen besteht eine erhebliche Nachfrage nach monokristallinen Siliziumöfen zur Herstellung von Solarzellen. Andere Länder in der Region, darunter Japan und Südkorea, sind ebenfalls auf dem Markt für monokristalline Siliziumöfen aktiv. Diese Länder sind für ihre innovative Elektronikindustrie sowie ihre Investitionen in die Entwicklung erneuerbarer Energiequellen bekannt. Der Bedarf an hochwertigen Siliziumwafern für Solarzellen und Halbleiterbauelemente treibt die Nachfrage nach monokristallinen Siliziumöfen in diesen Ländern an.

Südamerika

In monokristallinen Siliziumöfen werden monokristalline Siliziumblöcke hergestellt, die dann zu Wafern für den Einsatz in der Halbleiter- und Solarbranche verarbeitet werden. In Südamerika ist ein Anstieg der Initiativen für erneuerbare Energien, insbesondere Solarenergie, zu verzeichnen, was den Bedarf der Region an monokristallinen Siliziumöfen erhöht hat.

Brasilien, Argentinien, Chile und Kolumbien sind einige der südamerikanischen Länder mit Potenzial in der Solarenergiebranche. Insbesondere Brasilien hat im Solarsektor eine starke Expansion erlebt, und derzeit befinden sich zahlreiche groß angelegte Solarstromprojekte im Bau. Zur Herstellung hochwertiger Solarwafer werden in diesen Projekten monokristalline Siliziumöfen benötigt.

Naher Osten und Afrika

Länder im Nahen Osten und Nordafrika (MENA), darunter Saudi-Arabien, die Vereinigten Arabischen Emirate und Marokko, haben in den letzten Jahren erheblich in Solarenergieprojekte investiert. Diese Länder verfügen über ideale klimatische Bedingungen für die Erzeugung von Solarstrom und haben groß angelegte Solarprogramme initiiert, um ihren Energiemix zu diversifizieren und ihre Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Infolgedessen ist die Nachfrage nach monokristallinen Siliziumöfen gestiegen, um die wachsende Produktion von Solarmodulen in der Region zu unterstützen.

Schlüsselspieler

1. Kayex-Lintonkristall
2. PVA Tepla Ag
3. Ferrotec
4. Cyberstar
5. Gigamat
6. Mitsubishi
7. Mti
8. Siebenstern
9. Jinyuntong
10. Wanquan Jingyi
11. Tanlong
12. Qike-Maschine
13. Huaying
14. Jinglong Sonnenausrüstung
15. Ntc Solar
16. Chenhua
17. Hanhong

Jüngste Entwicklungen

16. Juli 2021 – Ultimate Products, ein in Oldham ansässiges Unternehmen, hat mit dem Kauf von Salter, dem ältesten und etabliertesten Waagenhersteller Großbritanniens, eine bedeutende Akquisition getätigt. Ultimate Products investierte 32 Millionen Pfund in diese Akquisition.