Mercado de hornos de silicio monocristalino

Descripción general del mercado

Se prevé que el tamaño del mercado global de hornos de silicio monocristalino crezca sustancialmente a una CAGR de aproximadamente 12,6 % durante el período de pronóstico.

Un horno de silicio monocristalino es un horno de crecimiento de cristales que produce bolas de silicio monocristalino para aplicaciones de semiconductores y células solares. Este horno emplea el proceso Czochralski (CZ) para generar monocristales enormes a partir de silicio fundido. El procedimiento comienza con un pequeño cristal semilla que se sumerge en un crisol de silicio fundido. Luego, el crisol se eleva progresivamente mientras el cristal semilla gira. El cristal semilla se hace cada vez más grande a medida que se lo tira hacia arriba hasta que alcanza el tamaño adecuado.

Los hornos de silicio monocristalino fabrican circuitos integrados monolíticos y microchips, que son muy valorados en industrias como las telecomunicaciones, las computadoras y la electrónica de consumo. Durante el período de pronóstico, la creciente demanda de chips para varias aplicaciones probablemente aumentará la demanda de productos.

Se espera que el segmento de aplicaciones de células solares crezca significativamente durante el período de pronóstico debido al mayor apoyo gubernamental para promover fuentes de generación de energía renovable en países como China, India, Alemania y muchos otros que participan en actividades de generación de energía solar. Además, el aumento de las preocupaciones sobre las emisiones de gases de efecto invernadero, combinado con las iniciativas de varios gobiernos en todo el mundo para promover las fuentes de energía renovable.

Dinámica del mercado

Factores impulsores del mercado

• Demanda creciente de semiconductores

Los semiconductores se utilizan en diversos productos eléctricos, como ordenadores, teléfonos inteligentes y células solares. La creciente demanda de estos dispositivos alimenta la demanda de hornos de silicio monocristalino. El mercado de la energía solar está en expansión. Las células solares se construyen con silicio monocristalino, y el creciente mercado de la energía solar está impulsando la demanda de hornos de silicio monocristalino, lo que impulsa nuevas tecnologías. Las nuevas tecnologías, como el enfoque de la zona flotante, están haciendo posible crear silicio monocristalino de forma más eficiente y a un menor coste. Esto está impulsando la demanda de hornos de silicio monocristalino.

• El creciente interés por la eficiencia energética y las fuentes de energía renovables

El silicio monocristalino es un componente fundamental para la producción de células solares, una fuente de energía renovable. A medida que los gobiernos y las personas de todo el mundo se preocupan cada vez más por el cambio climático y la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, la demanda de energía solar se disparará en los próximos años. Al ser el silicio más eficiente en la fabricación de células solares, esto impulsará la demanda de silicio monocristalino. El silicio monocristalino se utiliza para producir una variedad de otros dispositivos electrónicos, incluidos semiconductores y circuitos integrados, y células solares. Se prevé que la necesidad de silicio monocristalino aumente a medida que aumente la demanda de estos dispositivos.

Restricciones del mercado

• Las implicaciones medioambientales de la fabricación de silicio monocristalino

El impacto ambiental de la fabricación de silicio monocristalino es una barrera importante para el progreso del mercado. La fabricación de silicio monocristalino requiere una cantidad considerable de energía, lo que puede generar emisiones de gases de efecto invernadero. La técnica también produce una cantidad importante de residuos, incluido el peligroso tetracloruro de silicio (SiCl4). El impacto ambiental de la fabricación de silicio monocristalino es cada vez más relevante a medida que los gobiernos y las personas de todo el mundo se preocupan más por el cambio climático y la contaminación. Como resultado, el mercado de hornos de silicio monocristalino está bajo una presión cada vez mayor para desarrollar métodos de fabricación más respetuosos con el medio ambiente.

Ámbito del mercado

Análisis segmentario

Segmentar por tipo

• Horno de método Czochralski (Cz)

El horno de la técnica Czochralski (Cz) es un tipo de horno que se utiliza para hacer crecer cristales de silicio individuales. Un crisol cilíndrico construido con una sustancia resistente al calor, como el cuarzo, está rodeado por un calentador en el horno. Se coloca una carga de silicio fundido en el crisol y se baja un cristal semilla de silicio hasta la masa fundida. Mientras la masa fundida se mantiene a una temperatura constante, el cristal semilla gira progresivamente y se arrastra hacia arriba. A medida que el cristal semilla se arrastra hacia arriba, un nuevo cristal de silicio crece en su lugar. La técnica Cz es sencilla, pero implica una gestión cuidadosa de la temperatura y la velocidad de rotación del cristal semilla. La temperatura debe mantenerse constante para garantizar que el cristal crezca de manera uniforme. Para evitar la producción de defectos en el cristal, la velocidad de rotación también debe mantenerse constante. El método Cz crea cristales de silicio individuales para semiconductores, células solares y dispositivos electrónicos. La técnica Cz produce cristales de gran pureza y calidad, lo que los hace perfectos para estas aplicaciones.

• Horno de método de zona flotante (Fz)

El método de formación de cristales por zona flotante (FZ) es un proceso de crecimiento de cristales sin crisol que se utiliza para producir lingotes de silicio monocristalino. El método FZ implica calentar una varilla de silicio policristalino en un extremo para generar una zona fundida. Un cristal semilla se eleva suavemente cuando toca la zona fundida. El silicio líquido se solidifica sobre el cristal semilla a medida que se lo arrastra hacia arriba, lo que da como resultado un lingote de silicio monocristalino. En varios sentidos, el método FZ supera a otros procesos de crecimiento de cristales, como el método Czochralski. El proceso FZ produce lingotes de silicio de alta pureza con niveles mínimos de impurezas como oxígeno y carbono. El proceso FZ también produce lingotes con una estructura cristalina homogénea, fundamental para las células solares y los dispositivos semiconductores.

Segmentar por aplicación

• Semiconductor

Los hornos de silicio monocristalino producen lingotes de silicio monocristalino, que luego se utilizan para producir una amplia gama de dispositivos semiconductores, como transistores, diodos y circuitos integrados. El crecimiento de cristales de Czochralski (CZ) es el proceso de producción de lingotes de silicio monocristalino. Un cristal semilla de silicio monocristalino se sumerge en un baño de silicio fundido en el proceso CZ. El cristal semilla se extrae progresivamente del baño y, a medida que lo hace, crece un solo cristal de silicio. La temperatura del silicio fundido y la velocidad a la que se extrae el cristal semilla gobiernan el proceso de crecimiento. Los hornos de silicio monocristalino son enormes recipientes cilíndricos que pueden alcanzar temperaturas de 1400 grados Celsius. Los hornos están hechos de materiales resistentes a altas temperaturas, como cuarzo o grafito. Además, los hornos están equipados con una variedad de sensores y controladores para monitorear el proceso de desarrollo y garantizar que los cristales se generen según las especificaciones necesarias.

• Célula solar

Los hornos de silicio monocristalino producen lingotes de silicio monocristalino, que luego se utilizan para fabricar células solares. El método Czochralski (CZ) es el método más utilizado para producir lingotes de silicio monocristalino. Un cristal semilla se sumerge en una masa fundida de silicio y se extrae lentamente en el proceso CZ. El cristal se solidifica y crece hasta convertirse en un lingote cilíndrico a medida que se extrae. La pureza del lingote de silicio monocristalino es esencial para la eficiencia de las células solares construidas a partir de él. El lingote debe estar libre de defectos e impurezas, con una estructura cristalina homogénea. Los hornos de silicio monocristalino están destinados a generar lingotes de alta calidad con una excelente homogeneidad.

Análisis regional

América del norte

En América del Norte, el sector de semiconductores es el principal consumidor de silicio monocristalino. El silicio monocristalino fabrica dispositivos semiconductores como transistores, diodos y circuitos integrados. El creciente uso de la electrónica en diversas aplicaciones, como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y automóviles, impulsa la demanda de dispositivos semiconductores. Las células solares también se fabrican con silicio monocristalino. La luz del sol se convierte en energía mediante células solares. La mayor conciencia de las fuentes de energía renovable, así como los intentos del gobierno de promover el uso de la energía solar, están impulsando la demanda de células solares. Otras aplicaciones del silicio monocristalino incluyen diodos emisores de luz (LED), sistemas de comunicación por fibra óptica y pantallas electrónicas. La demanda de estas aplicaciones también está aumentando, lo que se proyecta que impulsará la expansión del mercado de hornos de silicio monocristalino en América del Norte.

Europa

Europa ha sido un mercado importante para el sector de hornos de silicio monocristalino, con países como Alemania, Reino Unido, Francia, Italia, Rusia y España. Los hornos de silicio monocristalino producen lingotes de silicio monocristalino de alta calidad, que luego se utilizan para fabricar células solares, semiconductores y otros componentes electrónicos. Alemania ha sido durante mucho tiempo uno de los líderes europeos en producción de energía solar y tecnología relacionada. A lo largo de los años, el mercado alemán ha experimentado una importante expansión en sistemas solares, impulsando la demanda de hornos de silicio monocristalino. El gobierno otorga un gran valor a la energía renovable y es un actor importante en la industria solar mundial. El Reino Unido también ha estado trabajando para mejorar su capacidad de energía renovable, en particular la electricidad solar. Sin embargo, en comparación con países como Alemania o China, puede que no sea tan dominante en el mercado de hornos de silicio monocristalino.

Asia-Pacífico

Los hornos de silicio monocristalino producen obleas de silicio monocristalino, un componente fundamental para la fabricación de células solares y semiconductores. La necesidad de hornos de silicio monocristalino en la región de Asia y el Pacífico ha sido impulsada por la creciente demanda de fuentes de energía renovable y el rápido crecimiento de la industria electrónica. China es el mayor mercado de hornos de silicio monocristalino en la región de Asia y el Pacífico. El gobierno ha realizado importantes inversiones en la generación de energía solar y se ha convertido en el mayor productor mundial de paneles solares. Como resultado, existe una demanda considerable de hornos de silicio monocristalino para permitir la fabricación de células solares. Otras naciones de la región, como Japón y Corea del Sur, también participan activamente en el mercado de hornos de silicio monocristalino. Estos países son bien conocidos por sus innovadoras industrias electrónicas, así como por sus inversiones en el desarrollo de fuentes de energía renovables. La necesidad de obleas de silicio de alta calidad para células solares y dispositivos semiconductores impulsa la demanda de hornos de silicio monocristalino en estos países.

Sudamerica

Los hornos de silicio monocristalino se utilizan para crear lingotes de silicio monocristalino, que luego se procesan en obleas para su uso en los sectores de semiconductores y energía solar. América del Sur ha experimentado un aumento de las iniciativas de energía renovable, especialmente la energía solar, lo que ha aumentado la necesidad de hornos de silicio monocristalino en la región.

Brasil, Argentina, Chile y Colombia son algunos de los países sudamericanos con potencial para la industria de la energía solar. Brasil, en particular, ha experimentado una importante expansión del sector solar, con numerosos proyectos de energía solar a gran escala en construcción actualmente. Se requieren hornos de silicio monocristalino para fabricar obleas solares de alta calidad en estos proyectos.

Oriente Medio y África

En los últimos años, los países de Oriente Medio y el Norte de África (MENA), entre ellos Arabia Saudita, los Emiratos Árabes Unidos y Marruecos, han invertido considerablemente en proyectos de energía solar. Estos países tienen condiciones climáticas ideales para la generación de energía solar y han iniciado programas solares a gran escala para diversificar su matriz energética y reducir su dependencia de los combustibles fósiles. Como resultado, la demanda de hornos de silicio monocristalino ha aumentado para respaldar la creciente producción de paneles solares de la región.

Actores clave

1. Cristal de Kayex-Linton
2. PVA Tepla Ag
3. Ferrotec
4. Ciberestrella
5. Gigamat
6. Mitsubishi
7. Mti
8. Siete estrellas
9. Jinyuntong
10. Wanquan Jingyi
11. Tanlong
12. Máquina Qike
13. Huaying
14. Equipo solar Jinglong
15. Paneles solares NTC
16. Chenhua
17. Hongo Han

Acontecimientos recientes

16 de julio de 2021: Ultimate Products, una empresa con sede en Oldham, ha realizado una importante adquisición al comprar Salter, el fabricante de básculas más antiguo y consolidado del Reino Unido. Ultimate Products invirtió 32 millones de libras en esta adquisición.