Kvartsilasilla on erinomaiset mekaaniset, termiset, optiset ja kemialliset ominaisuudet, ja sitä käytetään laajalti puolijohteissa, ilmailussa, optiikassa, optisessa viestinnässä, aurinkosähkössä ja valaistuksessa. Kvartsilasi on teollinen tekninen lasi, joka koostuu yhdestä piidioksidikomponentista. Koska piidioksidi on atomikide ja Si-O on kovalenttinen sidos, kvartsilasilla on vahva lämmönkestävyys ja vakaat kemialliset ominaisuudet; Si-O:n välinen kemiallinen sidosenergia on suuri ja rakenne on kompakti, minkä ansiosta kvartsilasilla on hyvät mekaaniset ominaisuudet ja vahva paineenkesto; Lisäksi kvartsilasilla on pieni tiheys. Samaan aikaan kvartsilasin mikrorakenne on yksinkertainen verkosto, joka koostuu piidioksiditetraedrisistä rakenneyksiköistä, joissa on lyhyen kantaman järjestys ja pitkän kantaman häiriö, mikä tekee sen optisista ominaisuuksista erinomaiset ja dielektrisen lujuuden korkean.
SovellusⅠ: Puolijohdeteollisuus
Kvartsilasi on puolijohdeteollisuudessa korvaamaton materiaali
Puolijohteiden valmistuksessa kvartsilasituotteita käytetään pääasiassa yksikiteisen piin valmistuksessa ja kiekkojen valmistuksessa. Kaikenlaiset kvartsikomponentit ja instrumentit ovat materiaaleja, joita tarvitaan puhdistuksessa, hapetuksessa, fotolitografiassa, etsauksessa, diffuusiossa ja muissa linkeissä. Kvartsilasimateriaaleista valmistetaan kvartsilasituotteita, kuten uuniputkia, veneen runkoja, uria, renkaita, laippoja, kellopurkkeja ja myydään puolijohdelaitteiden valmistajille. Lisäksi kiekkojen valmistajat ostavat vastaavia kvartsilasituotteita suoraan laitevalmistajilta. Kvartsilasituotteiden epäpuhtauspitoisuus ja geometrinen koko vaikuttavat suoraan integroitujen piirilaitteiden saantoon ja tuotantotehokkuuteen.
Korkean lämpötilan alueilla käytettävät kvartsilasituotteet vaativat alhaisen hydroksyylipitoisuuden ja ne valmistetaan yleensä sähkösulattamalla; Matalan lämpötilan alueella kaasusulatettua kvartsilasia harkitaan ja käytetään enemmän; Maskisubstraatin valmistuksessa käytetään enemmän synteettisellä menetelmällä valmistettua kvartsilasia, jolla on alhainen epäpuhtauspitoisuus ja korkea läpäisykyky.
（2） Globaalit puolijohdemarkkinat jatkavat nousuaan, ja kasvuvauhti on ennätyksellisen korkea vuonna 2021
Vuonna 2021 globaalin puolijohdeteollisuuden kysyntä on vahvaa ja globaalista kiekkotarjonnasta on pulaa. Nousevien teollisuudenalojen, kuten 5G:n, kulutuselektroniikan, esineiden internetin, tekoälyn ja automaattisen ajamisen vetämänä globaalien puolijohdemarkkinoiden suosio jatkoi kasvuaan. American Semiconductor Industry Associationin (SIA) julkaisema raportti osoittaa, että maailmanlaajuisten puolijohdemarkkinoiden koko nousee 555,9 miljardiin Yhdysvaltain dollariin vuonna 2021, mikä on ennätyskorkeus, 26,2 % kasvua verrattuna 440,4 miljardiin dollariin vuonna 2020. Tällä hetkellä Kiina on edelleen maailman suurin puolijohdesovellusmarkkina, jonka kokonaismyynti vuonna 2021 oli 192,5 miljardia Yhdysvaltain dollaria, mikä on 27,1 % enemmän kuin vuotta aiemmin.
Sähköisten tietomateriaalien valmisteluprosessi vaatii yleensä suuren määrän korkealaatuisten kvartsilasimateriaalien ja -tuotteiden käyttöä ja kuluttamista. Elektronisen tietoteollisuuden jatkuvan kehityksen myötä puolijohdeteollisuuden huippuluokan kvartsilasituotteiden kysynnän odotetaan jatkuvan nopeana.
SovellusⅡ: Ilmailuteollisuus
Kvartsilasikuidulla ja kvartsilasikuitupohjaisilla komposiiteilla on erinomainen korkean lämpötilan kestävyys, ablaatiokestävyys, hyvät läpäisy- ja sähköeristysominaisuudet, joita käytetään laajalti ilmailu- ja laivalaitteiden alalla. Maailman suuret maat kiihdyttävät strategisesti nousevien ilmailuteollisuuden kehitystä. Tässä yhteydessä kvartsilasikuitujen ja sen tuotteiden sovellusalue ilmailualalla jatkaa laajentumistaan, mikä avaa laajemman kehitysalueen.
SovellusⅢ: Optinen teollisuus
Synteettistä kvartsilasimateriaalia käytetään linssinä ja prismana huippuluokan optisissa kentissä, TFT-LCD-teräväpiirtonäytössä ja valonaamiomateriaalina IC:ssä. Korkean teknologian teollisuuden nopean kasvun myötä optisten instrumenttien teollisuus on säilyttänyt suhteellisen hyvän kasvutrendin viime vuosina. 5G:n, AIoT-teknologian ja globaalin digitaaliprosessin nopeutuneen kehityksen myötä kulutuselektroniikkatuotteiden levinneisyys kasvaa edelleen, uudet skenaariot ja sovellukset edistävät IT-tuotteiden monipuolista kehitystä ja uusien energiaajoneuvojen markkinoiden nopea kasvu ohjaa jatkuvaa näyttöpaneelien kysynnän kasvu. Vuonna 2021 globaalin uuden näyttöteollisuuden tuotannon arvo ja tuotanto saavuttivat uuden ennätyksen. Asiaankuuluvien tietojen mukaan uuden näyttöpaneelin maailmanlaajuinen tuotantoarvo vuonna 2021 on noin 150 miljardia dollaria.
SovellusⅣ:Optisen viestinnän teollisuus
Kvartsilasikahvaa käytetään tukimateriaalina optisten kuituaihioiden kerrostamisessa ja sintrauksessa sekä optisen kuidun vedossa optisen viestinnän alalla. Vuonna 2022 maailman viestintäalan kehitys osoittaa positiivista kehitystä, ja uuden tietoinfrastruktuurin, kuten 5G:n ja gigabitin optisen verkon rakentamisen kattavuutta ja sovellusten popularisointia kiihdytetään kokonaisvaltaisesti.
5G-tukiasemien pääsy ja paluu vaatii valokuituresursseja. Valokuitu ja kaapeli ovat 5G-tiedonsiirtoverkon tärkeä kulmakivi. 5G-verkon rakentamisen hallittu eteneminen on tuonut valokuitumarkkinoiden kasvua ja edistää jatkossakin valokuitumarkkinoiden kehitystä. Optisen viestinnän teollisuuden nopea kehitys tulee johtamaan valokuitujen ja kaapelien kysynnän jatkuvaan kasvuun, mikä edistää kvartsilasiteollisuuden kehitystä.
Kvartsilasimarkkinat
Puolijohdeteollisuus on kvartsilasimateriaalien pääsovellusalue, ja muita aloja ovat pääasiassa aurinkosähkö, optinen kuituviestintä ja sähköinen valonlähde. Kasvuvauhdin näkökulmasta puolijohde ja aurinkosähkö ovat kvartsilasimarkkinoiden tärkeimmät kasvumoottorit tällä hetkellä, ja markkinaosuuden odotetaan kasvavan edelleen tulevaisuudessa.
Quartz Industrial Glass Associationin tietojen mukaan kvartsilaitteet, kvartsialusta ja kvartsilasi (mukaan lukien upokas) muodostavat vastaavasti noin 40 %, 30 % ja 30 % puolijohdekentässä. Amerikkalaisen elektroniikkamateriaalien tutkimuslaitoksen Techcetin tilastojen mukaan 90 % maailman erittäin puhtaista kvartsiraaka-aineista käytetään vuosittain elektroniikkateollisuudessa. Vuonna 2022 puolijohdekvartsilasimateriaalien maailmanlaajuinen markkina-alue saavuttaa noin 3 miljardia Yhdysvaltain dollaria.
