Рынок печей для производства монокристаллического кремния

Обзор рынка

Ожидается, что объем мирового рынка печей для производства монокристаллического кремния существенно вырастет со среднегодовым темпом роста приблизительно 12,6% в течение прогнозируемого периода.

Печь для выращивания монокристаллического кремния — это печь для выращивания кристаллов, которая производит монокристаллические кремниевые були для полупроводников и солнечных батарей. Эта печь использует метод Чохральского (CZ) для получения огромных монокристаллов из расплавленного кремния. Процедура начинается с погружения небольшого затравочного кристалла в тигель с расплавленным кремнием. Затем тигель постепенно поднимается, пока затравочный кристалл вращается. Затравочный кристалл становится все больше и больше по мере того, как его вытягивают, пока он не достигнет нужного размера.

Монокристаллические кремниевые печи производят монолитные интегральные схемы и микрочипы, которые высоко ценятся в таких отраслях, как телекоммуникации, компьютеры и бытовая электроника. В прогнозируемый период растущий спрос на чипы со стороны нескольких приложений, вероятно, увеличит спрос на продукцию.

Ожидается, что сегмент применения солнечных элементов значительно вырастет в прогнозируемый период из-за возросшей государственной поддержки продвижения возобновляемых источников энергии в таких странах, как Китай, Индия, Германия и многих других, которые в глобальном масштабе вовлечены в деятельность по производству солнечной энергии. Кроме того, возросли опасения по поводу выбросов парниковых газов в сочетании с инициативами различных правительств по всему миру по продвижению возобновляемых источников энергии.

Динамика рынка

Драйверы рынка

• Растущий спрос на полупроводники

Полупроводники используются в различных электротехнических изделиях, включая компьютеры, смартфоны и солнечные элементы. Растущий спрос на эти устройства подпитывает спрос на печи для монокристаллического кремния. Рынок солнечной энергии расширяется. Солнечные элементы изготавливаются из монокристаллического кремния, и растущий рынок солнечной энергии стимулирует спрос на печи для монокристаллического кремния, продвигая новые технологии. Новые технологии, такие как подход с плавающей зоной, позволяют создавать монокристаллический кремний более эффективно и с меньшими затратами. Это стимулирует спрос на печи для монокристаллического кремния.

• Растущее внимание к энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии

Монокристаллический кремний является важнейшим компонентом в производстве солнечных элементов, возобновляемого источника энергии. Поскольку правительства и люди во всем мире все больше беспокоятся об изменении климата и необходимости сокращения выбросов парниковых газов, спрос на солнечную энергию резко возрастет в ближайшие годы. Как наиболее эффективный кремний в производстве солнечных элементов, это будет подпитывать спрос на монокристаллический кремний. Монокристаллический кремний используется для производства ряда других электронных устройств, включая полупроводники и интегральные схемы, а также солнечные элементы. Прогнозируется, что потребность в монокристаллическом кремнии будет расти по мере роста спроса на эти устройства.

Ограничения рынка

• Экологические последствия производства монокристаллического кремния

Воздействие производства монокристаллического кремния на окружающую среду является важным препятствием для прогресса рынка. Производство монокристаллического кремния требует значительных затрат энергии, что может привести к выбросам парниковых газов. Эта технология также производит значительные отходы, включая опасный химический тетрахлорид кремния (SiCl4). Воздействие производства монокристаллического кремния на окружающую среду становится все более актуальным, поскольку правительства и люди во всем мире все больше обеспокоены изменением климата и загрязнением. В результате рынок печей для производства монокристаллического кремния находится под растущим давлением, требующим разработки более экологически чистых методов производства.

Объем рынка

Сегментный анализ

Сегмент по типу

• Печь по методу Чохральского (Чехия)

Печь метода Чохральского (Cz) — это тип печи, используемой для выращивания монокристаллов кремния. Цилиндрический тигель, изготовленный из термостойкого материала, например кварца, окружен нагревателем в печи. В тигель помещается расплавленная загрузка кремния, а в расплав опускается затравочный кристалл кремния. Пока расплав поддерживается при постоянной температуре, затравочный кристалл постепенно вращается и поднимается выше. По мере того, как затравочный кристалл поднимается вверх, на его месте вырастает новый кристалл кремния. Метод Cz прост, но он требует тщательного управления температурой и скоростью вращения затравочного кристалла. Температура должна поддерживаться постоянной, чтобы гарантировать равномерный рост кристалла. Чтобы предотвратить образование дефектов в кристалле, скорость вращения также должна поддерживаться постоянной. Метод Cz создает монокристаллы кремния для полупроводников, солнечных батарей и электронных устройств. Метод Cz позволяет получать кристаллы высокой чистоты и качества, что делает их идеальными для этих применений.

• Печь с плавающей зоной (Fz)

Метод плавающей зоны (FZ) формирования кристаллов представляет собой процесс роста кристаллов без тигля, используемый для производства слитков монокристаллического кремния. Метод FZ включает нагревание стержня поликристаллического кремния с одного конца для создания расплавленной зоны. Затравочный кристалл осторожно вытягивается вверх, когда он касается расплавленной зоны. Жидкий кремний затвердевает на затравочном кристалле по мере его вытягивания выше, в результате чего получается слиток монокристаллического кремния. Во многих отношениях метод FZ превосходит другие процессы роста кристаллов, такие как метод Чохральского. Процесс FZ дает слитки кремния высокой чистоты с минимальным содержанием примесей, таких как кислород и углерод. Процесс FZ также дает слитки с однородной кристаллической структурой, что критически важно для солнечных элементов и полупроводниковых приборов.

Сегмент по применению

• Полупроводник

Монокристаллические кремниевые печи производят монокристаллические кремниевые слитки, которые затем используются для производства широкого спектра полупроводниковых приборов, таких как транзисторы, диоды и интегральные схемы. Выращивание кристаллов по методу Чохральского (CZ) — это процесс производства монокристаллических кремниевых слитков. Затравочный кристалл монокристаллического кремния погружается в ванну с расплавленным кремнием в процессе CZ. Затравочный кристалл постепенно извлекается из ванны, и по мере этого вырастает один кристалл кремния. Температура расплавленного кремния и скорость извлечения затравочного кристалла регулируют процесс роста. Монокристаллические кремниевые печи представляют собой огромные цилиндрические сосуды, которые могут достигать температуры 1400 градусов по Цельсию. Печи изготовлены из материалов, устойчивых к высоким температурам, таких как кварц или графит. Кроме того, печи оснащены рядом датчиков и контроллеров для контроля процесса разработки и обеспечения того, чтобы кристаллы создавались в соответствии с необходимыми спецификациями.

• Солнечная батарея

Печи для монокристаллического кремния производят слитки монокристаллического кремния, которые затем используются для производства солнечных элементов. Метод Чохральского (CZ) является наиболее широко используемым методом для производства слитков монокристаллического кремния. Затравочный кристалл погружают в расплав кремния и медленно извлекают в процессе CZ. Кристалл затвердевает и вырастает в цилиндрический слиток по мере извлечения. Чистота слитка монокристаллического кремния имеет важное значение для эффективности солнечных элементов, изготовленных из него. Слиток должен быть без дефектов и примесей, с однородной кристаллической структурой. Печи для монокристаллического кремния предназначены для получения высококачественных слитков с превосходной однородностью.

Региональный анализ

Северная Америка

В Северной Америке сектор полупроводников является основным потребителем монокристаллического кремния. Монокристаллический кремний используется для производства полупроводниковых приборов, таких как транзисторы, диоды и интегральные схемы. Растущее использование электроники в различных приложениях, таких как смартфоны, ноутбуки и автомобили, стимулирует спрос на полупроводниковые приборы. Солнечные элементы также производятся с использованием монокристаллического кремния. Солнечный свет преобразуется в энергию солнечными элементами. Повышение осведомленности о возобновляемых источниках энергии, а также попытки правительства поощрять использование солнечной энергии повышают спрос на солнечные элементы. Другие области применения монокристаллического кремния включают светодиоды (LED), оптоволоконные системы связи и электронные дисплеи. Спрос на эти приложения также растет, что, как прогнозируется, будет способствовать расширению североамериканского рынка печей для монокристаллического кремния.

Европа

Европа была важным рынком для сектора печей для монокристаллического кремния, с такими странами, как Германия, Великобритания, Франция, Италия, Россия и Испания. Печи для монокристаллического кремния производят высококачественные слитки монокристаллического кремния, которые затем используются для производства солнечных батарей, полупроводников и других электронных компонентов. Германия долгое время была одним из лидеров в производстве солнечной энергии и связанных с ней технологий в Европе. За эти годы немецкий рынок пережил значительное расширение солнечных систем, что привело к росту спроса на печи для монокристаллического кремния. Правительство придает большое значение возобновляемым источникам энергии и является крупным игроком в мировой солнечной промышленности. Великобритания также работает над расширением своих возможностей в области возобновляемой энергии, в частности солнечного электричества. Однако по сравнению с такими странами, как Германия или Китай, она может быть не столь доминирующей на рынке печей для монокристаллического кремния.

Азиатско-Тихоокеанский регион

Печи для производства монокристаллического кремния производят пластины монокристаллического кремния, важнейший компонент в производстве солнечных элементов и полупроводников. Потребность Азиатско-Тихоокеанского региона в печах для производства монокристаллического кремния обусловлена растущим спросом на возобновляемые источники энергии и быстрым ростом электронной промышленности. Китай является крупнейшим рынком печей для производства монокристаллического кремния в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Правительство вложило значительные инвестиции в генерацию солнечной энергии и стало крупнейшим в мире производителем солнечных панелей. В результате существует значительный спрос на печи для производства монокристаллического кремния, позволяющие производить солнечные элементы. Другие страны региона, включая Японию и Южную Корею, также активны на рынке печей для производства монокристаллического кремния. Эти страны хорошо известны своими инновационными электронными отраслями, а также инвестициями в развитие возобновляемых источников энергии. Потребность в высококачественных кремниевых пластинах для солнечных элементов и полупроводниковых приборов стимулирует спрос на печи для производства монокристаллического кремния в этих странах.

Южная Америка

Печи для монокристаллического кремния используются для создания слитков монокристаллического кремния, которые затем перерабатываются в пластины для использования в полупроводниковом и солнечном секторах. В Южной Америке наблюдается рост инициатив в области возобновляемой энергии, особенно солнечной энергии, что увеличило потребность региона в печах для монокристаллического кремния.

Бразилия, Аргентина, Чили и Колумбия — вот некоторые из стран Южной Америки, имеющих потенциал в области солнечной энергетики. В частности, Бразилия значительно расширила сектор солнечной энергетики, в настоящее время строятся многочисленные крупномасштабные проекты в области солнечной энергетики. Для производства высококачественных солнечных пластин в этих проектах требуются печи для монокристаллического кремния.

Ближний Восток и Африка

Страны Ближнего Востока и Северной Африки (MENA), включая Саудовскую Аравию, Объединенные Арабские Эмираты и Марокко, в последние годы вложили значительные средства в проекты солнечной энергетики. В этих странах идеальные климатические условия для производства солнечной энергии, и они инициировали масштабные программы по солнечной энергетике, чтобы диверсифицировать свой энергетический баланс и уменьшить зависимость от ископаемого топлива. В результате спрос на печи для монокристаллического кремния увеличился для поддержки растущего производства солнечных панелей в регионе.

Ключевые игроки

1. Kayex-Lintoncrystal
2. ПВА Тепла Ag
3. Ферротек
4. Киберстар
5. Гигамат
6. Мицубиси
7. Мти
8. Севенстар
9. Цзиньюньтун
10. Ваньцюань Цзинъи
11. Танлонг
12. Qike Машина
13. Хуаин
14. Оборудование Jinglong Sun
15. NTC Solar
16. Чэньхуа
17. Ханхун

Последние события

16 июля 2021 г. — Компания Ultimate Products из Олдхэма совершила значительное приобретение, купив Salter, старейшего и хорошо зарекомендовавшего себя производителя весов в Соединенном Королевстве. Ultimate Products инвестировала 32 миллиона фунтов стерлингов в это приобретение.