Szkło kwarcowe ma doskonałe właściwości mechaniczne, termiczne, optyczne i chemiczne i jest szeroko stosowane w półprzewodnikach, lotnictwie, optyce, komunikacji optycznej, fotowoltaice i oświetleniu. Szkło kwarcowe to przemysłowe szkło techniczne składające się z jednego składnika krzemionki. Ponieważ krzemionka jest kryształem atomowym, a Si-O jest wiązaniem kowalencyjnym, szkło kwarcowe ma dużą odporność na temperaturę i stabilne właściwości chemiczne; Energia wiązania chemicznego pomiędzy Si-O jest duża, a struktura zwarta, co sprawia, że szkło kwarcowe ma dobre właściwości mechaniczne i dużą odporność na ciśnienie; Ponadto szkło kwarcowe ma małą gęstość. Tymczasem mikrostruktura szkła kwarcowego jest prostą siecią złożoną z czworościennych jednostek strukturalnych dwutlenku krzemu, o uporządkowaniu krótkiego zasięgu i nieuporządkowaniu dalekiego zasięgu, co sprawia, że jego właściwości optyczne są doskonałe, a wytrzymałość dielektryczna wysoka.
AplikacjaⅠ:Przemysł półprzewodników
Szkło kwarcowe jest materiałem niezbędnym w przemyśle półprzewodników
W procesie produkcji półprzewodników produkty ze szkła kwarcowego są stosowane głównie w produkcji krzemu monokrystalicznego i płytek. Wszelkiego rodzaju komponenty i instrumenty kwarcowe to materiały potrzebne do czyszczenia, utleniania, fotolitografii, trawienia, dyfuzji i innych ogniw. Ze szkła kwarcowego wytwarza się produkty ze szkła kwarcowego, takie jak rury pieców, ramy łodzi, rowki, pierścienie, kołnierze, dzwony i sprzedawane producentom sprzętu półprzewodnikowego. Ponadto producenci płytek będą również bezpośrednio kupować odpowiednie produkty ze szkła kwarcowego od producentów urządzeń. Zawartość zanieczyszczeń i rozmiar geometryczny produktów ze szkła kwarcowego bezpośrednio wpływają na wydajność i wydajność produkcji urządzeń z obwodami scalonymi.
Produkty ze szkła kwarcowego stosowane w obszarach o wysokiej temperaturze wymagają niskiej zawartości grup hydroksylowych i są zwykle przygotowywane przez topienie elektryczne; W strefie niskich temperatur częściej rozważa się i stosuje szkło kwarcowe topione gazowo; Do produkcji podłoża maski częściej wykorzystuje się szkło kwarcowe przygotowane metodą syntetyczną o niskiej zawartości zanieczyszczeń i wysokiej przepuszczalności.
（2） Światowy rynek półprzewodników stale się rozwija, a dynamika wzrostu osiągnie rekordową wysokość w 2021 r
W 2021 r. popyt światowego przemysłu półprzewodników będzie duży, a globalna podaż płytek będzie ograniczona. Dzięki wschodzącym branżom, takim jak 5G, elektronika użytkowa, Internet rzeczy, sztuczna inteligencja i automatyczna jazda, popularność globalnego rynku półprzewodników stale rosła. Z raportu opublikowanego przez Amerykańskie Stowarzyszenie Przemysłu Półprzewodników (SIA) wynika, że wielkość światowego rynku półprzewodników osiągnie w 2021 r. 555,9 mld dolarów, co stanowi rekordowy poziom, co oznacza wzrost o 26,2% w porównaniu z 440,4 mld dolarów w 2020 r. Obecnie Chiny to nadal największy rynek zastosowań półprzewodników na świecie, z łącznym wolumenem sprzedaży w 2021 r. na poziomie 192,5 miliarda dolarów, co oznacza wzrost o 27,1% rok do roku.
Proces przygotowania elektronicznych materiałów informacyjnych zwykle wymaga użycia i zużycia dużej liczby wysokiej klasy materiałów i produktów ze szkła kwarcowego. Wraz z ciągłym rozwojem branży informacji elektronicznej oczekuje się, że popyt na wysokiej klasy produkty ze szkła kwarcowego w branży półprzewodników będzie nadal utrzymywał się na wysokim poziomie.
AplikacjaⅡ:Przemysł lotniczy
Włókno szkła kwarcowego i kompozyty na bazie włókna szkła kwarcowego mają doskonałą odporność na wysokie temperatury, odporność na ablację, wysoką transmisję i właściwości elektroizolacyjne, które są szeroko stosowane w dziedzinie sprzętu lotniczego i morskiego. Największe kraje na świecie przyspieszają rozwój strategicznych wschodzących gałęzi przemysłu lotniczego. W tym kontekście skala zastosowania włókna szkła kwarcowego i jego produktów w przemyśle lotniczym będzie nadal rosnąć, otwierając szerszą przestrzeń rozwoju.
AplikacjaⅢ:Przemysł optyczny
Syntetyczne szkło kwarcowe jest stosowane jako soczewka i pryzmat w wysokiej klasy polu optycznym, wyświetlaczu TFT-LCD o wysokiej rozdzielczości i materiale podłoża maski fotograficznej dla układów scalonych. Wraz z szybkim rozwojem przemysłu zaawansowanych technologii, przemysł przyrządów optycznych utrzymuje w ostatnich latach stosunkowo dobrą tendencję wzrostową. Wraz z przyspieszonym rozwojem technologii 5G, technologii AIoT i globalnego procesu cyfrowego, penetracja produktów elektroniki użytkowej stale rośnie, nowe scenariusze i aplikacje promują zróżnicowany rozwój produktów IT, a szybki rozwój nowego rynku pojazdów energetycznych napędza ciągły wzrost popytu na panele wyświetlające. W 2021 r. wartość produkcji i produkcja globalnego przemysłu nowych wyświetlaczy osiągnęły nowy najwyższy poziom. Według odpowiednich danych, globalna wartość produkcji nowego panelu wyświetlacza w 2021 roku wyniesie około 150 miliardów dolarów.
AplikacjaⅣ:Branża komunikacji optycznej
Pręt uchwytu ze szkła kwarcowego stosowany jest jako materiał nośny przy osadzaniu i spiekaniu preform włókien optycznych oraz ciągnieniu włókien optycznych w dziedzinie komunikacji optycznej. W 2022 roku rozwój światowej branży telekomunikacyjnej wykazuje pozytywną tendencję, a zasięg budowy i upowszechnianie zastosowań nowej infrastruktury informatycznej, takiej jak 5G i gigabitowa sieć optyczna, ulegnie kompleksowemu przyspieszeniu.
Dostęp i powrót stacji bazowych 5G wymagają zasobów światłowodów. Światłowód i kabel są ważnymi kamieniami węgielnymi sieci transmisji informacji 5G. Uporządkowany postęp budowy sieci 5G spowodował przyrost rynku światłowodów i będzie nadal sprzyjał rozwojowi rynku światłowodów. Szybki rozwój branży komunikacji optycznej będzie napędzał ciągły wzrost zapotrzebowania na światłowód i kable, co sprzyja rozwojowi branży szkła kwarcowego.
Rynek szkła kwarcowego
Przemysł półprzewodników jest głównym obszarem zastosowań materiałów ze szkła kwarcowego, a inne dziedziny obejmują głównie fotowoltaikę, komunikację światłowodową i elektryczne źródła światła. Z punktu widzenia tempa wzrostu, półprzewodniki i fotowoltaika są obecnie głównymi motorami wzrostu na rynku szkła kwarcowego, a oczekuje się, że w przyszłości udział w rynku będzie dalej rósł.
Według danych Quartz Industrial Glass Association sprzęt kwarcowy, podłoże kwarcowe i szkło kwarcowe (w tym tygiel) stanowią odpowiednio około 40%, 30% i 30% w dziedzinie półprzewodników. Według statystyk Techcet, amerykańskiego instytutu badawczego materiałów elektronicznych, każdego roku w przemyśle elektronicznym wykorzystuje się 90% światowych surowców kwarcowych o wysokiej czystości. W 2022 r. wartość globalnego rynku półprzewodnikowych materiałów ze szkła kwarcowego osiągnie wartość około 3 miliardów dolarów.
