Tendance de développement de l’industrie du creuset de quartz: Entraînement bidirectionnel semi-conducteur et photovoltaïque

Tendance de développement de l’industrie du creuset de quartz: Entraînement bidirectionnel semi-conducteur et photovoltaïque

1、 Overview of Quartz Crucible

Quartz crucible is a container made of high-purity quartz sand, qui est propre, homogène, résistant aux hautes températures, et est largement utilisé dans le processus de production de raffinage du silicium cristallin dans les domaines de l’énergie solaire et des semi-conducteurs. Selon le type de quartz intérieur, Il peut être divisé en creuset en quartz synthétique (SQC) et creuset en quartz naturel (NQC).

The technical progress of China’s quartz products industry is relatively obvious, especially the gap between the technical level of quartz crucible and the products of foreign enterprises is gradually narrowed, and remarkable progress has been made in crucible size, purity, crystal pulling time and times. En même temps, China’s domestic quartz crucible has cost advantages, creating conditions for domestic replacement of quartz crucible.

Actuellement, in the field of photovoltaic quartz crucible, Chinese enterprises have occupied most of the market share by virtue of their price advantage; In the field of semiconductor quartz crucible, with the international semiconductor industry gradually transferred to China, as an important supporting raw and auxiliary material supply industry, the quartz crucible manufacturing field has achieved rapid development, and products are gradually being imported instead.

The production process of quartz crucible is relatively mature: the high-purity quartz powder is put into a rotary forming mold with any tilt angle, and the crucible shaped rotating device is moved to the electrode rod by using the centrifugal force and the forming rod for manual forming,

Then the electrode is electrified to start the arc and inserted into the shaped powder cavity. En même temps, the vacuum system is started to quickly melt it into fused quartz in the shape of a crucible. After cooling, it is taken out to complete the rough production of a quartz crucible.

Industrial chain of quartz crucible industry

From the perspective of the industrial chain, quartz crucibles are the main products of high-purity quartz sand, which are mainly used to support continuous crystal pulling under high temperature conditions, and are consumer quartz devices used to hold polysilicon raw materials. Downstream application fields are new energy industry and semiconductor industry.

Analysis of the current situation of quartz crucible industry

Global market

From the perspective of global market demand, the global lack of cores in the second half of 2020 will drive the prosperity of the semiconductor industry to soar, drive the industry’s demand for upstream silicon chips to grow, and drive the rapid growth of the quartz crucible market demand.

According to statistics, the global demand for semiconductor quartz crucibles will be about 223 million dollars in 2021. It is estimated that the demand for semiconductor quartz crucibles will increase by about 5% – 6% year-on-year in 2022, reaching more than 235 million dollars, of which the demand for more than 24 inches will account for about 65% – 70%.

From the perspective of regional demand distribution, the global semiconductor quartz crucible demand distribution in 2021 is mainly distributed in Japan and South Korea, accounting for 33% et 25% respectivement, ranking first and second. It is followed by Europe, China and Taiwan, Chine, accounting for 14%, 13% et 8% respectivement.

Competition pattern of quartz crucible industry in semiconductor field

From the perspective of the global market competition pattern, the top three global semiconductor quartz crucibles in 2021 are Coorstek, JSQ and shin Etsu, accounting for 27%, 26% et 25% respectivement, accounting for most of the market. Dunyuan Juxin, the representative of China’s semiconductor quartz crucible, broke the monopoly and began to enter the 8 inch and 12 inch silicon wafer markets, ushering in a breakthrough, with a market share of 8%. Momentive accounts for 7%;

Development Problems and Prospect Analysis of Quartz Crucible Industry

Actuellement, the quartz crucible industry is limited by the scarcity of raw quartz ore, which limits the increase of quartz crucible supply. As high-purity quartz sand is the core raw material of quartz crucible, the cost accounts for 72%.

Actuellement, the main manufacturers of high-purity quartz sand in the world are Silicon Bike of the United States, TQC of Norway and quartz shares. Silicon Bike of the United States and TQC of Norway have the advantage of mineral resources. The reserves of high-purity quartz raw materials are rich and the product quality is high, leading the global supply of high-purity quartz sand for a long time.

Toutefois, its production capacity is mainly oriented to electronic high-end quartz glass, and the expansion of photovoltaic grade production is slow, China’s high-purity quartz sand bibcock ore source is mainly from Rajasthan Gujarat region, India.

Due to the limitation of mineral resources, the production capacity is small, and it is difficult to meet the demand for photovoltaic and semiconductor quartz crucibles.The continuous shortage of high-purity quartz sand restricts the further expansion of quartz crucible enterprises. The future development prospects of quartz crucible industry are as follows:

1. Photovoltaic field:

Photovoltaic boom continues, and silicon material production drives the direct demand for quartz crucible. Bénéficier de la baisse continue du coût de la filière photovoltaïque et de l’accélération de la neutralité carbone mondiale, la nouvelle capacité photovoltaïque installée dans le monde dépassera les 175 GW 2021.

D’après les données de la CPIA, on estime que 250 GW de capacité photovoltaïque installée seront ajoutés à l’échelle mondiale en 2022, et la chaîne de l’industrie photovoltaïque devrait continuer à avoir un paysage élevé. Dans 2022, la capacité effective de polysilicium domestique en Chine atteindra 995500 Tonnes, une augmentation de 78.89% d’une année sur l’autre. La nouvelle capacité de production de matériaux en silicium stimulera directement la demande de creusets en quartz.

La perméabilité de la plaquette de silicium de type N continue d’augmenter, et la demande de creusets à haute performance augmente fortement. D’après les données de la CPIA, le taux de pénétration de la plaquette de silicium monocristallin de type N sera d’environ 4.1% dans 2021.

Avec la demande croissante de produits monocristallins en provenance de l’aval, La part de marché de la plaquette de silicium monocristallin va encore augmenter, et la proportion de plaquettes de silicium monocristallin de type N continuera d’augmenter.

Du point de vue des exigences de production, Les puces de silicium de type N ont des exigences élevées en matière de contrôle du carbone, Teneur en oxygène et pureté, Ainsi, les exigences pour les matériaux tels que les creusets en quartz ont été améliorées; Du point de vue des consommables, sur la base des exigences de pureté des plaquettes de silicium de type N, La fréquence de remplacement des creusets en quartz est accélérée, Et la demande de creusets à haute performance explose.

En même temps, avec la tendance de la plaquette de silicium à grande échelle, La taille du creuset en quartz est améliorée. Les plaquettes de silicium de grande taille nécessitent la pleine coopération des creusets en quartz de support en amont, Bancs de fours, Pinces coupantes et composants en aval.

Le 12 L’ère des plaquettes de silicium photovoltaïque mettra en avant des exigences plus élevées pour la taille des creusets en quartz. Actuellement, les produits des fabricants nationaux de creusets en quartz en Chine atteignent généralement 28-32 Pouces, et quelques fabricants, tels que Oujing Technology, ont développé avec succès 40 creusets en quartz en pouces.

2. Domaine des semi-conducteurs:

Prenons l’exemple de la Chine, La tendance à la substitution nationale des puces de silicium semi-conductrices est évidente, et l’espace d’incrémentation du creuset en quartz est énorme. Avec la migration de l’industrie des semi-conducteurs et la forte promotion des politiques chinoises, la capacité mondiale de production de plaquettes de silicium est progressivement transférée vers les zones intérieures de la Chine, Et il y a un énorme espace pour le remplacement des plaquettes de silicium semi-conductrices domestiques.

D’après les données de l’ASA, les ventes de circuits intégrés en Chine atteindront 192.5 milliards de dollars 2021, avec une croissance d’une année sur l’autre de 27.1%. On s’attend à ce que le volume des ventes des entreprises chinoises de puces de silicium semi-conducteurs continue d’augmenter, qui sera supérieur au taux de croissance du marché mondial des puces de silicium semi-conductrices, et la part de marché continuera d’augmenter. L’amélioration continue du taux de production de puces de silicium semi-conductrices en Chine profitera considérablement aux produits de creuset en quartz et stimulera le développement haut de gamme de l’industrie.