Alúmina: o punto crítico de estrangulamento para mercados de dous billóns de dólares
alúmina desempeñou durante moito tempo un papel importante na economía nacional como materia prima para produtos de aluminio e como material complementario en industrias tradicionais como a petroquímica e a maquinaria. Actualmente, coa aparición continua e o rápido desenvolvemento de industrias emerxentes como a comunicación, as novas enerxías e os semicondutores, a demanda de novos materiais de alto rendemento volveuse cada vez máis forte. Certos produtos de alúmina de alta gama gañaron forza neste contexto, especialmente nos mercados de billóns de dólares das novas enerxías e os semicondutores, onde a alúmina se converteu nun material fundamental fundamental.
1. Os dous principais mercados de billóns de dólares.
- Semicondutores
Co crecemento continuo das aplicacións de mercado en campos como a intelixencia artificial, a comunicación 5G, a Internet das Cousas, a computación na nube, a electrónica automotriz, a robótica e os drons, a industria dos semicondutores está a experimentar un auxe na prosperidade do mercado. Segundo datos de varias institucións de investigación de mercado, proxéctase que o tamaño do mercado dos semicondutores experimente un crecemento significativo en 2024. Por exemplo, os datos da organización World Semicondutor Trade Statistics (WSTS) indican que o tamaño do mercado global de semicondutores alcanzará os 4,5762 billóns de yuans en 2024, o que supón un aumento do 19 % interanual. Entre elas, a Espérase que o tamaño do mercado chinés de semicondutores medre un 20 %, representando o 30 % do mercado mundial.
WSTS prevé que o mercado global crecerá un 11,2 % en 2025, chegando aos 697.000 millóns de dólares. Deloitte tamén prevé que as vendas serán de 697.000 millóns de dólares en 2025 e sinala que se espera que a industria alcance un obxectivo de vendas de 1 billón de dólares para 2030.
- Novo mercado enerxético
No campo dos vehículos de novas enerxías, desde 2021, os vehículos de novas enerxías da China demostraron unha forte tendencia de desenvolvemento ascendente, con taxas de crecemento anuais da produción e as vendas superiores ao 30 % durante catro anos consecutivos. En 2024, o volume anual de produción e vendas de vehículos de novas enerxías superou a marca dos 10 millóns por primeira vez, alcanzando os 12 888 millóns e os 12 866 millóns, respectivamente, con crecementos interanuais do 34,4 % e o 35,5 %. A participación dos vehículos de novas enerxías no total de vendas de automóbiles novos aumentou ata o 40,9 %, un aumento de 9,3 puntos porcentuais en comparación con 2023. As previsións suxiren que se espera que o tamaño do mercado dos vehículos de novas enerxías da China alcance os 2,31 billóns de yuans para 2025.En canto ás baterías, segundo os datos publicados polo Ministerio de Industria e Tecnoloxías da Información, proxéctase que a produción total de baterías de litio da China alcance os 1.170 GWh en 2024, o que representa un crecemento interanual do 24 %, cun valor de produción total da industria superior a 1,2 billóns de RMB.
2. A aplicación do óxido de aluminio na industria dos semicondutores
- Compoñentes semicondutores
alúmina Compoñentes cerámicos Posúen excelentes propiedades como alta dureza, alta resistencia mecánica, excepcional resistencia ao desgaste, resistencia a altas temperaturas, alta resistividade e bo rendemento de illamento eléctrico. Estas características permítenlles cumprir os complexos requisitos de rendemento da fabricación de semicondutores en ambientes especiais como o baleiro e as altas temperaturas. Desempeñan un papel importante e irremplazable nas liñas de produción de fabricación de semicondutores e a súa aplicación abrangue case todos os equipos de fabricación de semicondutores, o que os converte en compoñentes clave dos equipos de produción de semicondutores. Clasificados por propósito, os compoñentes cerámicos de alúmina divídense principalmente en categorías como tipos de aneis e cilindros, tipos de guía de fluxo de aire, tipos de soporte de carga e fixación, tipos de arandelas de agarre e tipos de módulos.
(1). Categoría de cilindro circular
Na fase de gravado, para reducir a contaminación da oblea durante o proceso de gravado por plasma, utilízanse revestimentos de óxido de aluminio de alta pureza resistentes á corrosión ou óxido de aluminio. A cerámica é seleccionados como materiais protectores para a cámara de gravado e o revestimento interior da cámara.
(2). Xuntas de agarre manual
Durante o transporte de obleas, utilízanse brazos robóticos cerámicos feitos de cerámica de alúmina, que se instalan en robots de manipulación de obleas. Estes brazos robóticos funcionan como as mans do robot, responsables de mover as obleas aos lugares designados, xa que as súas superficies entran en contacto directo con elas. Dado que as obleas poden ser extremadamente susceptibles á contaminación doutras partículas, este proceso realízase normalmente nun ambiente de baleiro. Nestas condicións, a maioría dos materiais utilizados para os brazos robóticos xeralmente teñen dificultades para realizar as súas tarefas; polo tanto, os materiais utilizados deben ser resistentes ás altas temperaturas, ao desgaste e posuír unha alta dureza. Debido aos requisitos das condicións de traballo, os brazos adoitan estar feitos de materiais cerámicos de alúmina de moi alta pureza, garantindo ao mesmo tempo a precisión e a rugosidade superficial dos compoñentes cerámicos. Os deseños comúns inclúen o tipo de suxeición, o tipo de soporte de carga, o tipo de succión ao baleiro e o tipo Bernoulli.
(3) Substrato cerámico
Os substratos cerámicos destacan polas súas excelentes propiedades de illamento, alta resistencia, baixo coeficiente de expansión térmica, excelente estabilidade química e condutividade térmica, o que os fai amplamente recoñecidos no sector do empaquetado de circuítos integrados. Entre eles, a cerámica de óxido de aluminio é un material de substrato de uso común na industria electrónica de radiofrecuencia e microondas, debido á súa alta constante dieléctrica que permite a miniaturización de circuítos. Tamén demostra unha boa estabilidade térmica cunha deriva de temperatura mínima, alta resistencia do substrato e estabilidade química, superando á maioría dos outros materiais de óxido. Pódese aplicar en varios tipos de circuítos de película grosa, circuítos de película fina, circuítos híbridos, módulos de compoñentes de microondas e moito máis. Ademais, os substratos cerámicos de óxido de aluminio son rendibles (aproximadamente unha décima parte do prezo do nitruro de aluminio), cun proceso de produción maduro, sendo actualmente os de maior produción e os máis utilizados.
(4) Material de pulido CMP
Actualmente, a tecnoloxía de pulido químico-mecánico (CMP) é a única tecnoloxía clave capaz de lograr un achatamento global e aplícase amplamente en varios procesos como o pulido de obleas de semicondutores, o illamento de trincheiras pouco profundas e a interconexión de cobre. As partículas abrasivas realizan principalmente a función mecánica no pulido CMP a través de métodos como o microcorte e o raiado, o que as converte en materiais esenciais no proceso CMP. As solucións de pulido representan o 49 % do custo dos materiais de pulido CMP, mentres que os abrasivos constitúen aproximadamente o 50 %-70 % do custo das solucións de pulido. Os abrasivos máis utilizados hoxe en día inclúen SiO2, CeO2 e Al2O3. Entre estes, o po de alúmina esférico submicrónico de alta pureza serve como abrasivo nos fluídos de pulido químico-mecánico, ofrecendo unha alta taxa de eliminación, un pulido rápido, unha menor probabilidade de xerar raiados finos na superficie pulida e un acabado alto, axeitado para o seu uso nos procesos de pulido de semicondutores. Máis alá desta introdución, as aplicacións da alúmina nas novas industrias enerxéticas e de semicondutores van moito máis alá das mencionadas. Por exemplo, utilízase en compoñentes cerámicos como relés, fusibles e aneis de selado para vehículos de novas enerxías. Tanto no sector das novas enerxías como no dos semicondutores, existe un desafío colectivo en canto á xestión térmica.
Ademais de participar na xestión térmica como substrato de disipación de calor, a alúmina adoita empregarse como recheo termocondutor, transformándoa en materiais como pasta térmica e xel térmico, desempeñando un papel crucial na disipación da calor. En resumo, os materiais de alúmina teñen amplas perspectivas de aplicación nos mercados de billóns de dólares das novas industrias de enerxía e semicondutores.