中国晶体硅生长炉设备调查
浅析第三代半导体材料SiC晶体生长设备技术及进展
浅析第三代半导体材料 SiC晶体生长设备技术及进展摘要:第三代半导体设备技术,是半导体发展历程中的重要技术,也是当前技术发展的支撑。
本文通过浅析第三代半导体材料,对其晶体生长方式进行分析,探究SiC晶体设备构成。
结合国内外进展情况,为国内SiC晶体设备技术发展提供更科学的技术,意在国内也能研制出更加成熟的生长设备。
保证第三代半导体在更多领域得到科学应用,提升半导体材料的商业价值。
关键词:第三代半导体材料;SiC晶;生长设备技术引言:半导体产业发展历经三代发展,从初代到第三代,发展使用的材料也发生变化。
从原本的硅材料,发展碳化硅。
经过一系列的发展和产业化集成,碳化硅也成为当前半导体制造的重要材料。
相较于半导体以往的材料,碳化硅SiC作为晶体材料有着导热率高、抗辐射等优质性能。
在相关产业有着广泛应用,能够推动新一代移动通信、电网等行业发展,为其提供良好的支撑,是当前优质的信息、能源发展新材料。
一、碳化硅SiC晶体概述碳化硅化学式SiC,也是半导体产业生产制造不可或缺的材料。
对于半导体产业而言,芯片是其发展的重要基石。
而制作芯片需要使用到的核心材料,从以往的硅发展到碳化硅。
碳化硅以自身优质的性能,成为未来应用最广泛的基础材料。
SiC的性质分为物理与化学性质,其中物理性质使得SiC能够达到可以切割宝石的硬度。
并且热导率超过金属铜、GaAs等材料数倍。
SiC自身的热稳定性能较高,常规压力下无法将其熔化[1]。
并且SiC有着极好的散热性,对于功率较大的器件应用有着重要作用;SiC的化学性质能够使其具备强大的抗腐蚀性,常规已知的腐蚀剂无法对SiC产生影响。
SiC表面容易氧化并生成二氧化硅,对SiC产生保护。
只有温度高于1700°C时,这层氧化膜才会出现氧化反应。
SiC的穿电场强度高于Si一个数量级,SiC晶片是经过一系列处理的重要材料,对于半导体芯片制造而言是重要的基础材料。
将其作为半导体衬底材料,能够推动半导体产业更好发展。
2014年晶体生长设备行业分析报告
2014年晶体生长设备行业分析报告2014年6月目录一、行业位于产业链前端,地位关键、具后周期性 (4)1、晶硅太阳能为光伏市场主流,未来仍将占主导地位 (4)2、晶硅生长设备处于晶硅太阳能产业链关键位臵、且具后周期性,需求有望在下半年进一步回暖 (4)3、更新与扩产引致晶硅生长设备市场空间在80亿元以上 (6)二、单晶硅生长炉:主要以直拉法为主,未来向大直径、高质量发展 (7)1、直拉法为目前单晶硅生长炉主流生产方法 (7)2、CZ法:国内先进水平接近甚至超越国际水平,技术引入有望促使升级加快 (8)3、单晶炉未来将向大直径、高质量发展 (10)4、区熔法:用于高品质单晶生产,较少用于太阳能级晶硅生产 (11)5、CFZ法:结合直拉法与区熔法,需关注的单晶技术趋势 (12)三、多晶硅铸锭炉:定向凝固法为主,未来向大投炉量发展 (13)1、多晶硅铸锭以定向凝固法为主流 (13)2、单晶硅铸锭向大投料量、多硅方发展 (14)3、国内企业产品水平提升,未来有望摆脱核心技术依赖 (15)四、单晶多晶比较,光电转化率和生产成本的博弈 (16)1、单晶炉优势在于光电转化率较高,多晶炉优势在于生产成本较低 (16)2、多晶与单晶:光电转换率日益成为关键 (17)五、分布式发电增大对高光电转换率组件需求,单晶市场未来有望得到提振 (18)1、中国分布式光伏未来大有可为 (18)2、场地限制、单位成本及度电补贴:高转化率组件需求增大,单晶市场有望获利 (18)六、相关上市公司简析 (20)1、单晶硅生长炉行业,晶盛机电为目前技术领跑者 (20)2、多晶硅铸锭炉行业:京运通是市场与技术领跑者 (21)3、从财务和市场拓展角度,晶盛机电、京运通值得关注 (22)七、风险因素 (23)。
2012年晶体生长设备行业研究报告
2012晶体生长设备行业研究报告/clcz20122012年3月目录一、光伏行业简介 (7)1、光伏 (7)2、晶硅太阳能光伏产业 (7)3、光伏装备行业 (8)4、晶体生长设备 (9)(1)单晶硅生长炉 (9)(2)多晶硅铸锭炉 (9)5、产业链基本情况 (10)6、光伏能源的优势 (11)(1)转换环节最少最直接 (12)(2)碳排放量接近零且不污染环境 (12)(3)光伏发电逐渐具有经济优势 (12)二、行业管理体制及主管单位 (12)三、行业法律、规划及部门规章 (13)1、产业政策 (13)2、行业主要法律法规 (15)(1)财税优惠政策 (15)(2)投资补贴政策 (16)(3)上网发电价格补贴政策 (17)四、行业发展情况及趋势 (18)1、全球光伏产业发展情况及趋势 (18)(1)光伏市场在欧洲率先启动,并快速发展 (18)(2)欧洲光伏市场的快速发展使得短期内多晶硅供求失衡,价格暴涨 (20)(3)金融危机背景下,欧洲各国的投资恐慌短期内抑制了光伏投资需求,使得多晶硅价格快速回归理性,促使光伏组件成本大幅降低 (20)(4)2010 年全球经济复苏,欧洲光伏市场随之复苏,鉴于光伏发电成本的快速下降,欧洲各国适度下调光伏上网电价 (22)①下调光伏上网电价有利于光伏行业良性发展 (22)②成本优势使得中国光伏企业在本轮欧洲国家降低光伏补贴过程中,获得难得的发展机遇 (22)(5)全球光伏市场逐步走向多元化 (23)(6)2011年欧债危机及美国双反调查对光伏行业的影响 (25)(7)2011年福岛核电站危机将使光伏能源在能源构成中获得更为重要的地位 (31)2、我国光伏行业发展情况及趋势 (32)(1)我国是全球最大的光伏产品供应国,光伏产业逐渐成为我国自主品牌、自主创新、引领世界的新兴战略产业 (32)(2)长期以来中国的光伏电池及组件主要用于出口 (33)(3)我国光伏应用市场在政策扶持下正式启动 (35)①2002 年以来我国的光伏应用市场,以远远超过国家发展规划的速度持续快速增长 (35)②随着一系列对光伏应用产生深远影响政策的出台,2011 年中国光伏应用市场迎来前所未有的发展机遇 (35)③实质性制约国内光伏行业发展的限制性因素正在逐渐消除 (38)④自2012 年开始,可再生能源电价附加征收标准提高一倍,中国政府投资光伏行业的资金来源将大幅增加 (38)⑤2012 年国家对光电一体化的补贴范围及补贴力度均大幅增加,有助于推动光伏发电应用在光电一体化建筑方面的快速发展 (39)⑥中国的光伏应用市场呈现正式启动 (39)(4)未来中国将成为世界最重要的光伏市场之一 (40)(5)随着技术进步及光伏产业链的不断完善,中国光伏发电成本快速下降 (41)(6)我国光伏产业正在向中西部地区转移 (42)3、光伏装备发展情况及趋势 (43)(1)光伏装备的发展情况 (43)(2)全球光伏装备市场情况 (44)(3)我国光伏装备市场情况 (44)(4)我国晶体生长设备市场情况 (46)①单晶硅生长炉 (46)②多晶硅铸锭炉 (47)五、行业的技术水平和特点 (48)(1)大型化 (49)(2)全自动化 (50)(3)节能化 (50)(4)国产化 (50)六、行业壁垒 (51)1、技术壁垒 (51)2、品牌壁垒 (52)3、人才壁垒 (52)七、行业利润水平及其变动情况 (52)八、影响本行业发展的主要因素 (53)1、有利因素 (53)(1)常规能源日益紧缺,环保问题凸显清洁可再生能源开发的迫切性 (53)(2)各国政府积极支持、加快光伏产业发展步伐 (54)(3)晶硅太阳能光伏电池成本不断下降,有利于光伏发电的普及 (55)(4)中国已成为世界最大的太阳能电池生产基地 (56)(5)光伏装备企业研发能力加强,提升光伏装备行业整体竞争力 (56)(6)欧洲太阳能发电补贴力度下降,光伏生产企业急需降低成本,引发大量国产设备市场需求 (57)2、不利因素 (57)(1)薄膜太阳能电池攫取晶硅太阳能电池一定的市场份额 (57)(2)目前中国光伏产业依赖国外市场,受全球光伏产业政策影响大 (58)九、行业周期性、区域性和季节性 (58)1、周期性 (58)2、区域性 (59)3、季节性 (59)十、上下游行业发展状况对本行业发展的影响 (59)1、光伏产业上游行业的发展状况对本行业发展的影响 (59)(1)光伏产业上游行业的现状 (59)①我国多晶硅产业起步较早,但2004年以前发展缓慢 (60)②2004年以来我国多晶硅产量迅速增长 (61)③目前我国太阳能级多晶硅仍然存在大量进口的情况 (61)④国产多晶硅生产成本、能耗较国际先进水平存在较大差距 (61)(2)光伏产业上游行业的发展状况对本行业发展的影响 (61)2、光伏产业中下游行业的发展状况对本行业发展的影响 (62)(1)光伏产业中下游行业的现状 (62)①2007年以来,中国已经成为全球最大太阳能电池生产国 (63)②国内光伏应用市场已正式启动,未来将成为世界重要的光伏市场 (63)(2)光伏产业中下游行业的发展状况对本行业发展的影响 (63)3、欧债危机背景下,上下游行业对光伏装备行业的影响 (65)(1)上游行业多晶硅价格降低促使光伏发电成本快速下降,进而促进更大的市场需求 (65)(2)因下游供求关系较为均衡,晶体生长装备制造业受欧债危机影响并不显著,未来持续需求仍然存在 (65)①2011年晶体生长装备企业业绩表现良好 (65)②下游行业对晶体生长装备的需求持续增长 (65)③受行业进入门槛较高影响,晶体生长装备行制造业供给有序增长 (67)④与光伏行业周期性波动剧烈相比,晶体生长装备制造业波动较为平缓 (67)十一、行业竞争格局和市场化程度 (68)1、单晶炉市场 (68)2、多晶炉市场 (68)。
单晶硅生长炉项目可行性研究报告建议书范文
单晶硅生长炉项目可行性研究报告建议书范文尊敬的领导:根据公司发展的需要和市场需求,我们对单晶硅生长炉项目进行了可行性研究,并撰写了以下报告建议书,希望能够得到领导的批准和支持。
一、项目背景和目标单晶硅生长炉是用于生产太阳能电池的重要设备之一,而太阳能产业是近年来快速发展的新兴产业,对单晶硅生长炉的需求量也在增加。
根据市场调研数据显示,未来几年太阳能电池产业将继续保持高速增长的态势,单晶硅生长炉的市场需求将持续旺盛。
因此,开展单晶硅生长炉项目具有广阔的市场前景和经济效益。
本项目的目标是建设一条晶硅生产线,能够满足企业的日常生产需求,并具备一定的扩展能力,以应对未来市场的发展需求。
同时,在项目建设过程中,注重引进先进的技术和管理经验,提高生产效率和产品质量。
二、项目可行性分析1.市场需求据市场调研数据显示,未来几年太阳能电池产业将继续保持高速增长的态势,单晶硅生长炉的市场需求将持续旺盛。
目前,国内单晶硅生长炉市场的供不应求现象较为突出,市场竞争程度相对较低,因此本项目具有良好的市场前景。
2.技术可行性我公司已经与国内外多家知名企业进行了技术合作,积累了丰富的生产和管理经验。
通过引进先进的技术和设备,提升生产效率和产品质量是完全可行的。
3.经济可行性根据我公司目前的财务状况和市场需求预测,可以预计此项目的投资回报期较短,并具有较高的经济效益。
经过初步的财务分析,预计项目建设投资在XXX万元左右,年均销售收入在XXX万元以上。
4.市场竞争力本项目将引进先进技术和管理经验,提升生产效率和产品质量,提高市场竞争力,为公司在行业内取得更大的市场份额奠定基础。
三、项目建设方案1.技术引进引进国内外先进的单晶硅生长炉技术和设备,与知名企业合作,提高生产效率和产品质量。
2.设备与厂房建设通过与合作企业合作,购买先进的设备,并建设符合生产要求的厂房。
3.人员培训与管理提供员工专业培训,培养一支高素质的生产管理队伍,保证项目的顺利进行和长期稳定运营。
第三代半导体材料SiC晶体生长设备技术及进展
第三代半导体材料SiC晶体生长设备技术及进展郑泰山;阮毅;王寅飞【摘要】第三代半导体设备技术是第三代半导体技术发展的重要支撑和基础。
简要介绍了以SiC为代表的第三代半导体材料,重点介绍了SiC晶体生长方法,SiC 晶体生长设备基本构成,设备技术国内外进展情况,最后指出了将设备研发和生长工艺相结合研制出更加成熟的SiC晶体生长设备的重要性。
%The third generation semiconductor equipment technologies are important base supporting the developments of the third generation semiconductor technologies . The third generation semiconductor is briefly introduced using SiC as the representative in this paper. The technologies of SiC crystal growth , equipment, and the domestic and foreign developments are mainly reviewed. In the end, it is pointed out that the synergetic development of the equipment and the growth technique of SiC crystal growth equipment is important.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2016(045)003【总页数】4页(P20-23)【关键词】第三代半导体;SiC晶体;SiC晶体生长设备;SiC晶体生长工艺【作者】郑泰山;阮毅;王寅飞【作者单位】广东省机械研究所,广东广州 510635;广东省机械研究所,广东广州 510635;广东省机械研究所,广东广州 510635【正文语种】中文【中图分类】TN304.05*广东省科技计划资助项目(编号:2014B070706031)半导体产业的发展先后经历了以硅(Si)为代表的第一代半导体材料,以砷化镓(GaAs)为代表的第二代半导体材料,以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料[1]。
2024年单晶硅拉晶炉市场前景分析
2024年单晶硅拉晶炉市场前景分析1. 引言单晶硅拉晶炉是半导体材料制备过程中的重要设备,用于生产高纯度的单晶硅棒。
随着电子产业的快速发展,以及新兴技术的推动,单晶硅拉晶炉市场前景逐渐展现出巨大的潜力。
本文将对单晶硅拉晶炉市场前景进行分析,探讨其发展趋势及市场机遇。
2. 单晶硅拉晶炉市场现状目前,单晶硅拉晶炉市场已经形成了一定的规模。
在全球范围内,主要的单晶硅拉晶炉生产企业包括GT Advanced Technologies、Shin-Etsu Chemical、MEMC Electronic Materials等。
这些企业凭借其技术实力和市场占有率,稳定地占据了单晶硅拉晶炉市场的主导地位。
3. 单晶硅拉晶炉市场发展趋势3.1 技术升级与创新随着电子产业的进一步发展,对单晶硅拉晶炉的要求也越来越高。
未来的发展趋势是实现设备的智能化、自动化和高效化。
这需要单晶硅拉晶炉生产企业加大技术研发投入,不断推出新型设备。
3.2 新兴市场需求增长除了传统的电子产业,新兴市场如光伏、电动汽车等对单晶硅的需求也在逐渐增长。
光伏产业作为新的增长引擎,将成为单晶硅拉晶炉市场的重要推动力量。
4. 单晶硅拉晶炉市场机遇4.1 产业升级需求随着国内制造业的产业升级,对单晶硅拉晶炉等高端设备的需求不断增加。
这为单晶硅拉晶炉企业提供了广阔的市场机遇。
4.2 政策扶持措施政府在支持新能源产业和新兴产业方面采取了一系列的扶持政策,这也将为单晶硅拉晶炉市场的发展提供有力保障。
政策的支持将带动行业的良性循环,进一步推动单晶硅拉晶炉市场的增长。
5. 市场竞争与挑战5.1 市场竞争加剧随着市场的扩大和新进企业的涌入,单晶硅拉晶炉市场的竞争日益激烈。
企业需要加大研发力度,提高产品质量和技术水平,才能在竞争中取得优势。
5.2 技术壁垒和成本压力单晶硅拉晶炉生产技术具有一定的壁垒,需要企业拥有一定的专利技术和研发实力。
而成本问题也是一个制约因素,企业需要不断降低生产成本,以提高市场竞争力。
晶体硅电池制造设备现状调查光伏信息
中国晶体硅电池制造设备现状调查前言:有数据显示,2008年全球所有光伏电池和模组制造设备销售额达44亿美元;而据中国电子专用设备工业协会统计的数据,2008年全年中国太阳能光伏设备销售收入将达到25亿元;目前,我国光伏设备企业从硅材料生产、硅片加工、太阳能电池片、组件的生产以及相应的纯水制备、环保处理、净化工程的建设、以及与产业链相应的检测设备、模拟器等,已经具备成套供应能力,部分产品如扩散炉、等离子刻蚀机、单晶炉、多晶铸锭炉、层压机、检测设备等开始出口;值得一提的是,硅材料加工设备中单晶炉以优良的性价比占据了国内市场的绝对统治地位并批量出口亚洲,多线切割机已取得突破,多晶硅铸锭炉已经开始大量在国内企业中使用;继光伏信息报2009年第49期4月刊金融危机下中国多晶硅项目大盘点专题后,本刊又推出此次中国晶体硅电池制造设备现状调查专题,数据难免有些出入,肯切期望中国光伏设备企业批评指正;由于时间原因,部分企业未能录入,敬请原谅据中电四十八所提供数据显示,在10太阳能电池制造生产线设备中,国产设备已能提供其中的8种,其中有6种扩散炉、等离子刻蚀机、清洗/制绒机、去磷硅玻璃PSG设备、低温烘干炉已在国内生产线上占据主导地位,2种管式PECVD、快速烧结炉与进口设备并存但份额正逐步增大;但是,全自动丝网印刷机、自动分拣机、平板式PECVD仍然依赖进口;目前国内太阳电池注流建线方案为国产和进口设备混搭,基本以国产为主;设备投资方面,一条25MW的标准生产线需3400—6000万元;我国太阳能电池制造设备目前的技术水平如下:首先,在湿法腐蚀、清洗设备、扩散方面,主要是自动制绒设备、自动清洗设备、全封闭扩散炉、刻蚀机、去PSG设备等国内已经能够制造,已经达到世界先进水平,且性价比优势十分明显;第二,国产PECVD管式的工艺结果已接近世界先进水平,这是这种设备的优势;但它的自动化程度自动装卸片不如进口设备进口设备如德国Centrotherm公司产品,售价是国产设备的三倍左右,平板型PECVD目前国内已有企业生产,有待进一步验证;第三,国产丝网印刷机只有手动,与进口自动化产品的差距也是在自动装卸片机械手和自动检测手段上,全自动丝网印刷机已有企业生产,工艺有待进一步验证;第四,高温烧结炉技术提高,开始批量在大线上使用;第五,自动检测分拣设备目前国内已达到国际中等水平;然而,尽管国产太阳能光伏设备在国内用户中已建立起良好的信誉,得到业界的广泛认可,越来越多的客户从价格适中、性能良好、技术不断进步的国产设备中受益;但我们也应该看到,国内半导体设备厂商在整体技术水平尤其是尖端技术水平上和国外厂商尚有差距;业内专家指出,国产太阳能光伏设备的竞争力不完全在于设备的性能指标,而在于设备的性能价格比;成本是太阳能光伏产业的终极目标,业内有句话,光伏设备没有最好的,只有最合适的;据了解,建设一条太阳能电池生产线,70%以上的投资是用来购买设备,而国产设备的价格平均只有国外产品的1/3—1/2,采用国产设备辅以少量进口设备,可以将建线成本降低一半以上;图一晶体硅太阳电池生产工艺流程本文将从晶体硅太阳电池生产工艺流程图一中所涉及到的影响太阳能电池光电转换效率的清洗制绒设备、扩散设备、刻蚀设备、去磷硅玻璃设备去PSG、镀减反射膜PECVD设备、印刷电极设备、烘干烧结设备、测试分选设备等典型企业进行阐述;清洗/制绒设备:单晶硅电池槽式基本国产,多晶硅电池连续式进口居多当前环境下,国内清洗设备企业正直面生存和发展的问题;调查中发现,面对这场全球性的危机,电池清洗设备企业在担忧的同时,应对未来发展持谨慎乐观态度;担忧的是这场风险对那些发展不好、实力不强的企业影响很大,乐观的是清洗机行业仍然是全球和我国持续发展的新材料产业;过去几年来,清洗机国内产量快速增长和外贸出口量不断加大,产业不断扩张,这造成了当前大量清洗机开始“倒向”国内市场;国内清洗机行业因国内外市场的需求萎缩,企业出现限产和停产的状况;但是,与此相反的是,北京七星华创自2003年进入光伏设备领域以来,为尚德电力、南京中电、林洋新能源、晶澳太阳能、天威英利、浚鑫科技、天合光能、阿特斯、上海交大泰阳、云南天达、中轻太阳能等多家太阳能电池生产企业制造了近3000MW的太阳能电池酸洗制绒设备;在调查中了解到,在太阳能电池企业,目前在清洗制绒方式上采用的设备方式一般有三种:一种是效率不高但很实用的手动操作清洗设备;第二种是分体式全自动清洗,即清洗、制绒工序各用相关设备;第三种是目前较流行的一体式清洗机,从研磨片到电池片一步到位;以上三种方式各有利弊:手动操作尽管慢,但对于产量不大,人力成本低的厂家来说是很好的选择;分体式清洗机对硅片参数要求不高,效率也比较高,较容易找出电池片出问题的所在;一体式清洗机效率高,自动化程度高,但对硅片尺寸要求严格,维护起来也不太方便;制绒工艺比较复杂,不同公司有各自独特的制绒方法;基本的工艺流程为:上料→HF+HNO3腐蚀→QDR+氮气鼓泡+喷淋→KOH腐蚀→QDR+氮气鼓泡+喷淋→HCl腐蚀→QDR+氮气鼓泡+喷淋→下料→离心机甩干离线;使用到的化学添加剂有两种,一种是IPA异丙醇,另一种是工业酒精;目前国内的清洗制绒设备以达到了国际先进水平,体现在以下方面:全程PLC控制,触摸屏操作;采用新型匀液及风道设计技术,降低清洗成本,减少污物的排放;新的密封隔离技术的使用,杜绝了生产过程中的微漏,保护整体电气系统的安全;槽体配置可实现腐蚀后残留在片子上的化学液及污染颗粒的冲洗祛除功能;大多采用机械手方式移动,工艺时间可以自行调节;酸碱槽具有自动补液装置,可实现无间断生产;整个清洗、制绒过程中使用环保的清洗制绒液,降低了后续处理成本;最重要的是融合热氮烘干功能,取代甩干机,大大降低了碎片率;以上技术在调查中,基本以槽式机为主,在湿法制绒连续式及等离子干法制绒机方面国内正在研发,试验工艺已取得一定进展;国内清洗制绒设备生产企业有以下三种状态:一是从国有企业转型的老牌电子或半导体设备制造企业,代表企业有:中电四十八所能提供完整的电池生产线、西北电子装备技术研究所中电二所、中电四十五所、保定天威新能源等;二是新近崛起的典型电子或半导体企业,代表企业有:北京七星华创、深圳捷佳创、北京华林嘉业、北京中联科利、苏州华林科纳、青岛赛瑞达等;三是水处理或超声波设备公司转型,代表企业有:深圳市恒通源、深圳市和科达、张家港声达超声设备、深圳市超纯水、深圳市纯水一号、张家港德科超声、上海睿鹏清洗设备等;扩散炉:经历了开管——闭管——全封闭扩散三个阶段,绝大部分电池企业采用国产装备上个世纪60年代由于国产光伏电池装备技术落后,无法满足电池工艺生产,一些电池厂家先后从国外引进了链式扩散设备;1965年以前,这是我国扩散炉出现阶段,扩散炉随着半导体工艺的产生而出现,这一阶段的国产扩散炉水平与国外水平差距不大;进入80年代我国电子工业专用装备取得长足进展,电池生产用扩散设备回到管式扩散;2001年,中国电子科技集团48所与无锡尚德公司的携手合作拉开了我国太阳电池生产用扩散设备技术与配套工艺飞速发展的序幕;短短的几年时间里,我国光伏专用扩散设备经历了从处理125mm×125mm、156mm×156mm方硅片向210mm×210mm方硅片跃进;扩散的质量从原来的单片和整管扩散均匀性在7%以内的水平,提高到目前单片和整管扩散均匀性在4%以内的国际先进水平;扩散方式从原来的开管扩散到现在的环保、洁净、节能、安全的全封闭扩散;单批次产能从原来的150片、200片、300片发展到日前的400片;控制方式从原来的手动、PLC半自动控制到日前的微机全自动控制;目前我国光伏电池装备市场上共有各类扩散设备上千多管,其中85%左右以处理125mm×125mm电池片为主,兼容156mm×156mm电池片,这其中又有90%以上为微机自动控制设备,只有不到10%为手动或PLC半自动产品;技术特点在整机设备向全自动化、高生产效率、低成本扩散、操作人性化发展的同时,其核心单元技术如温度控制将不可避免地采用更精细的控制方式内外热偶串级控制技术等;通过对加热部件和负载同时监控,确保实际工艺温度长期重复、稳定可靠;工艺气体流量控制将从目前的模拟向数字MFC质量流量控制器发展,以实现更稳定的工艺气体流量控制;今后几年内,整机将向减压扩散、立式扩散、链式扩散等方向发展,以适应12"及更大尺寸硅片的工艺要求,其单批次处理能力将达到更高的600~800片/批次;国产三代扩散炉技术比较国内重点扩散炉生产企业概况排名不分先后:1、中电四十八所:中电四十八所事业二部承担着扩散炉等其他太阳能光伏设备的生产,2008年,成功研制出了新型闭管扩散炉——全封闭推舟软着陆扩散炉,2008年销售数百台之多,截至目前市场占有率在80%左右;包括其他光伏设备在内,2008年销售收入达亿元,新签单5亿多元;另外,2008年相继为江西佳辉、神州光电等单位数十条生产线提供了除丝印机之外的整线装备;今年一季度,中电四十八所销售额达到收入亿元,比去年同期增长70%以上,真正实现了在金融危机影响下弯道不减速;四十八所新型扩散炉,单管产能高达400片,在产能提高33%的同时,能源消耗降低50%以上,废气排放降低到原来开管扩散的1/10,能耗降低20%左右,平均单位扩散成本降低20%以上;成功突破了炉门自动密封、尾进尾出送气、废气自动收集、三维送片机构调整等多项关键技术;达到国际先进水平的大生产用新型太阳能电池生产专用扩散设备,价格却只有进口同类设备的1/3;2、北京七星华创: 北京七星华创电子股份有限公司简称“七星电子”传承五十多年电子装备及元器件的生产制造经验,于2001年9月成立;七星华创于2007年研制出新型扩散炉,具有四套独立的工艺炉管,关键件全部采用进口件,采用进口智能控制器,可输出四个开关量,对炉温、阀门动作进行自动控制,并管理全部工艺时序,可编辑存贮十条工艺曲线实现为实现闭管扩散工艺,所以必须进行炉口密封,在这方面,七星华创经过无数次的试验,包括数次失败的考验,最终解决了这个棘手的难题:即在没有任何水冷条件下,在工艺温度高达900 ℃时,采用普通氟橡胶密封圈能够使工艺管密封,并能够长期工作;3、深圳捷佳创:深圳市捷佳创精密设备有限公司自成立以来,在中国清洗、喷涂等非标机械设备制造领域以高科技、高品质的产品树立了良好的市场形象,同时捷佳创大力拓展与国内各研究所的合作,积极吸收国际先进技术,成为具有国际水准的专业精密设备设计制造公司;捷佳创扩散炉的软着陆装置,结合了国际高端设备商应用的优势,运行稳定可靠,SiC桨实现免清洗;另外,自主研发的国内唯一的串级温度控制方法,实现5段自动适时恒温区,确保工艺片分分秒秒处于真正的恒温区,同时炉管内工艺反应区域炉温能自动快速响应与恢复,最大限度地保障工艺片需要的准确温度,可有效地提高工艺片的均匀性;2008年,捷佳创光伏设备销售额达到2亿多元,暂没有产品出口计划;4、株洲众欣科技:株洲众欣科技专注于磁流体领域,公司创办人罗喜梅女士是国内第一个把磁流体技术进行产业化生产并运用到真空领域的研发型企业家;2007年,众欣科技通过和国内的大专院校的多名专家学者细致交流,然后进行了大量的市场实际调查,众欣科技认为扩散在电池片当中,起到决定性的作用;从提高转换率以及降低生产成本出发,在现有市场上使用的扩散炉技术方面进行了革新,成功研发出新型“气旋动态”扩散炉,截至目前已成功销售3台卧式“气旋”扩散炉;对于“动态”扩散的定义,众欣科技是这样解释的,这是一个相对的概念,主要是针对硅片而言,现在市场上的硅片在扩散的过程当中都是静止不动的,而众欣的动态扩散,就是硅片在整个扩散过程中是一个运动的状态;由于硅片主动地寻找扩散,而不是象原来的被动扩散,所以这个动态扩散的均匀性在远离上面确实可行,该扩散炉最大的特点体现在扩散的效果上:保持方块电阻片内均匀性在3欧姆之内,源的使用量减少使用量三分之一;今年七月,众欣科技将为湘潭一企业提供六管动态扩散炉,即25MW生产线;同时,根据市场的需要,众欣科技也可以提供动态扩散改造服务,为电池片生产厂家节约大量的生产成本和运行费用;5、青岛赛瑞达:青岛赛瑞达设备制造有限公司由北京昊海立德科技有限公司注资的高新技术企业,是集开发、生产、销售为一体的专业厂家;具有自主研制、设计和开发半导体专用工艺设备、包装机械、智能化仪表等产品的能力,同时可根据用户的不同需求进行设计和开发,并且具备改造、装备国外二手设备的能力;该公司扩散炉为闭管磷扩散,带有工艺废气冷却定向回收装置,偏磷酸、CL2分开收集处理,工艺废气集中收集从尾部定向排出,各种工艺气体可分开送入石英管内,工艺气体三氯氧磷可采用喷淋式方式引入到石英管内,采用悬臂式推拉舟送取电池片,另采用侧面布局的悬臂推拉结构,可有效的防止偏磷酸下滴,造成推拉机构受腐蚀,影响推拉机构的精确性;手记:光伏设备企业要想发展好,还必须和产业链的各个环节进行紧密结合;从半导体设备行业发展的经验看,光伏行业只有设备没有工艺,很少有设备能进入大生产线;因此,发展光伏产业要总结这些经验教训,光伏设备厂商应通过与国内一流光伏企业结成战略同盟,将先进工艺物化于设备,提供技术先进、质量稳定、满足工艺需要的优质设备,彻底打破以往设备和工艺脱节的发展模式,直接同步工艺技术的发展;值得欣慰的是,目前国内太阳能光伏设备行业的发展出现了可喜的变化,部分企业在提供设备的同时已能提供相应的基本工艺,只要购买了他们的设备,生产出合格产品是没有问题的;此外,创新也是国内光伏设备企业急需跨过的门槛;唯有创新才有发展,设备企业应该加大研发投入,利用中国这个世界最大的光伏设备市场,结合自身的特点,积极扩展产品门类,在国外占垄断地位的设备产品上有所突破;非常欢迎相关企业与笔者联系,电话,.等离子刻蚀机——干法腐蚀设备全部国产为主,少量湿法腐蚀设备需要进口由于在扩散过程中,即使采用背靠背扩散,硅片的所有表面包括边缘都将不可避免地扩散上磷;PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面,而造成短路;因此,必须对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀,以去除电池边缘的PN结;通常采用等离子刻蚀技术完成这一工艺,等离子刻蚀是在低压状态下,反应气体CF4的母体分子在射频功率的激发下,产生电离并形成等离子体;等离子体是由带电的电子和离子组成,反应腔体中的气体在电子的撞击下,除了转变成离子外,还能吸收能量并形成大量的活性基团;活性反应基团由于扩散或者在电场作用下到达SiO2表面,在那里与被刻蚀材料表面发生化学反应,并形成挥发性的反应生成物脱离被刻蚀物质表面,被真空系统抽出腔体;在等离子体刻蚀机使用过程中,等离子体不能一直保持在某一稳定状态,有许多因素会对刻蚀机系统产生扰动,如刻蚀机的定期维护PM、反应腔室内壁聚合物的沉积、设备部件的老化传感器及各种其他容易磨损的部件,以及未经测量的进入反应腔室的晶片状态的差异等;在不同的时间尺度范围内,刻蚀机产生漂移的原因是不同的,因而需要采用相应的控制类型加以控制;PM 与PM 之间,刻蚀机要经历定期的清洗、部件的更换和维修等,这些都能对刻蚀工艺产生影响;刻蚀机定期维护的目的是让反应腔室每次都能恢复到同样的理想状态,而这通常是很难达到的;因而会在前一个刻蚀机定期维护快结束之时到下一次刻蚀机定期维护开始后的一段时间发生工艺状态的不连续;在一个刻蚀机定期维护周期之内,刻蚀机状态的改变主要是由于刻蚀产生的残余聚合物在反应腔室内的沉积,以及易损件及可更换部件的磨损所引起的;干法刻蚀ICP是目前主流的刻蚀设备工艺,它采用射频辉光放电将参与反应的化学气体电离形成等离子体,通过对刻蚀参数精确的控制和测量,把光刻形成的电路图转移到硅片上形成三维结构;其间融合了等离子体、射频、超高真空、自动化控制等多种尖端技术,是电池片制造过程中至关重要的一环;综观国内刻蚀设备生产企业,具有以下特点:采用片架旋转密封技术,提高刻蚀的均匀性;硅片放置自动压紧技术,减少了钻蚀风险;ICP技术的形成及引入,提高了设备的各种效率;特别是大容量反应室的设计,大大提高了电池片的处理能力;国内等离子刻蚀机设备企业概况:1、中科院微电子研究所:中国科学院微电子研究所“六五”、“七五”、“八五”、“九五”一直承担等离子刻蚀技术领域的国家科技攻关项目;研究成功深亚微米刻蚀技术并先后研制生产了实验研究用RIE、MERIE 和ICP 高密度等离子体刻蚀机系列;该研究所的SE-3型刻蚀机通过PLC完成刻蚀太阳能电池的程序控制功能,能完成除了装片和卸片以外的全部生产过程的连续动作和自动保护等功能;具有良好的人机界面,使用方便、重复性好;另外,该机型因钻蚀引起的硅片边缘损耗小约1mm左右,有利于提高太阳能电池片的效率,且每批的一致性相当好,刻蚀片超过500片/次,工艺过程全部实现自动控制;2、中电四十八所:四十八所刻蚀机具有以下特点,采用立式感应耦合等离子体ICP技术;工艺过程全自动控制,压力闭环全自动控制;工艺重复性好,刻蚀速度快6寸电池片1200片以上/每小时,5寸电池片2000片左右/每小时;批处理时间短、产量大;所有电气元件均采用插拔式,便于维修和更换;适用于大批量生产;真空泵是干泵,MFC、真空规等都是MKS的;如行业内知名的Q-Cell、Sharp、BP等企业都在用四十八所的干法刻蚀设备;3、武汉三工:三工相关负责人解释该公司刻蚀设备时讲道,三工的激光绝缘电池片刻蚀机可以代替等离子刻蚀,该设备采用半导体端面泵浦紫外激光器及扫描振镜输出方式,与生产流水线配合,自动上下料,自动进出料;CCD自动识别跟踪定位,可以满足生产线节拍1200片/小时;这是在电池片生产过程中少数的激光刻蚀设备;4、深圳捷佳创:该公司的等离子刻蚀设备由以下几部分构成:安装在主机柜内的立式结构反应室、位于主机柜上的电气自动控制单元、与反应室连接的送气单元及抽气单元、与抽气单元连接的真空泵、高频电源及匹配器;另外,具有专利产品的固定环、下法兰采用螺钉固定,使电感线圈和石英反应管间有一致的距离,保证了石英反应管内有一个均匀的电磁场和等离子体场,以及其内设置匀流板保证气体均匀的送进和抽走,刻蚀的稳定、均匀;盖板两侧设置定位杆,避免了密封圈污染;薄膜规以超纯陶瓷传感器室为基础构成,并用带滤芯式夹紧连接器支架固定,固定后保持垂直方向,防止了粉尘粘附到传感器上使用寿命长;真空泵采用水冷双级旋片泵,滑片采用非金属材料,泵口设过滤器,减少磨损,延长泵的使用寿命;单批装片量最大可达400片/批,采用特别的片夹固定方式,可降低电池片扩散表面过刻蚀而导致效率下降的风险;配置进口压力传感器薄膜规,并采用独特的安装方式,能有效防止粉尘粘附,抗拒干扰,不易产生零飘;5、北京七星华创:七星华创生产两种类型的刻蚀机,分别为MCP刻边机及周边刻蚀系统;其中,MCP刻边机采用不锈钢材质做反应腔室,解决了同类产品石英腔体在使用过程中,频繁更换腔体带来的消耗,降低了维护成本;另外电极内置,克服了石英腔体外置电极在空气中易产生臭氧及射频泄漏的危害,提供了良好的使用环境;电池片处理数量在400—800片/批特别适用于25MW-30MW生产线;周边刻蚀系统可处理硅片尺寸156 ×156mm,处理能力在300 片/小时,真空压力调节形式为自动;去磷硅玻璃PSG设备全部国产,基本以清洗设备制造企业为代表该设备用于太去阳能电池片生产制造过程中,通过化学腐蚀法也即把硅片放在氢氟酸溶液中浸泡,使其产生化学反应生成可溶性的络和物六氟硅酸,以去除扩散制结后在硅片表面形成的一层磷硅玻璃;在扩散过程中,POCL3与O2反应生成P2O5淀积在硅片表面;P2O5与Si 反应又生成SiO2和磷原子,这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2,称之为磷硅玻璃;。
晶盛机电研究报告
晶盛机电研究报告1.晶盛机电:晶体生长设备领跑者1.1技术规模实现领先长晶设备龙头,设备与材料齐飞。
晶盛机电成立于2006年,是国内晶体生长设备领域的龙头企业。
公司立足晶体生长设备的研发、制造和销售,开拓晶体硅生长设备和加工设备在光伏和半导体领域的应用,布局蓝宝石、碳化硅新材料产业,围绕“新材料,新装备”不断进行产业链延伸。
公司营业收入稳步增长,净利润增速触底回升。
根据公司业绩快报,2021年公司营业收入达到59.61亿元,再创历史新高。
公司围绕“先进材料、先进装备”的发展战略,受益于光伏行业持续发展,硅片厂商积极扩产,半导体设备国产替代进程加速,公司光伏设备、半导体设备订单量大幅增长,蓝宝石材料及辅助耗材业务也初露锋芒。
光伏行业持续发展,半导体产业景气上行,公司单季度净利润持续创新高。
2020年下半年公司利润开始扭转下降势头,同比增速转正。
根据公司年度业绩快报,2021Q4公司归母净利润达到6.08亿元,同比增长82.04%,环比增速为19.22%,单季度净利润创历史最高水平。
主营产品晶体硅生长设备,具有较高的产品附加值。
2021年第三季度毛利率40.38%,净利率为30.31%。
毛利率与净利率均维持较高水平,随着大尺寸蓝宝石晶体的制备成功,蓝宝石材料业务的毛利率存在上升空间。
各单季度ROE持续提升,期间费用率控制较好。
2021Q3单季度ROE达到8.58%,盈利能力不断提升。
公司控制三项费用已取得明显效果,2021年前三季度三项费用总计1.51亿元,占营业收入比例较2020年前三季度下降2.10%,其中主要为销售费用和财务费用的减少。
晶体硅生长设备营收超越同行。
经过多年来的快速发展,无论规模上还是技术上晶盛机电在同行业中都占据了绝对优势,已经成长为晶体硅生长设备领域的龙头企业。
2020年晶盛机电晶体硅生长设备的营业收入达26.23亿元,规模远超可比公司。
1.2材料设备多元发展主营产品涵盖硅材料、碳化硅和蓝宝石领域。
多晶硅铸锭晶体生长技术及设备
Insulation H eat E xchanger
热交换法(HEM)
目前国内生产厂家主要使用的一种炉型,特点:
坩埚和热源在熔化及凝固整个过程中均无相对位移。一般在坩 埚底部置一热开关,熔化时热开关关闭,起隔热作用;凝固开 始时热开关打开,以增强坩埚底部散热强度。长晶速度受坩埚 底部散热强度控制,如用水冷,则受冷却水流量所控制。 由于定向凝固只能是单方向热流,径向(即坩埚侧向)不能散 热,径向温度梯度趋于0,而坩埚和热源又静止不动,因此随 着凝固的进行,热源也即热场温度(大于熔点温度)会逐步向上 推移,同时又必须保证无径向热流,所以温场的控制与调节难 度要大。 如简图所示,液固界面逐步向上推移,液固界面处温度梯度必 须是正值,即大于0。但随着界面逐步向上推移,温度梯度逐 步降低直至趋于0。从以上分析可知热交换法的长晶速度及温 度梯度为变数。而且锭子高度受限制,要扩大容量只能是增加 硅锭截面积。 最大优点是炉子结构简单。
GT-Solar 结晶炉
特点:
底装料,易于操作 标准模块,易于安装 全自动生产 产量达 6.2MW 硅锭尺寸: 840x840mm 硅锭重量: ~450 kg
德国普发拓普公司结晶炉
特点: 通过热区六面加热实现高效率,缩短熔化周期; 底部装料系统方便快捷,易于操作和维修; 垂直梯度定向结晶工艺; 全自动工艺控制。 技术参数: 尺寸:840x840mm; 硅锭重量:390 Kg; 功率:330 KVA
德国ALD结晶炉
特点:
结构独立,可熔炼和结晶400Kg硅锭 底部和顶部均配备加热器系统,可控制结晶 配备可用于工业生产的PLC控制系统 工艺过程中无需移动坩埚 全自动熔炼、结晶和退火
尺寸Байду номын сангаас
2024年单晶炉市场调查报告
单晶炉市场调查报告一、引言本报告旨在对单晶炉市场进行全面调查和分析,为相关思考者提供有价值的参考。
通过收集和整理市场数据,本报告将对单晶炉市场的规模、发展趋势、竞争格局进行详细描述,并提供一些建议供相关企业参考。
二、市场概述2.1 市场定义单晶炉是用于单晶硅的生产过程中的主要设备,用于将硅材料熔化并制成单晶棒。
它是半导体材料生产过程中不可或缺的一环。
2.2 市场规模根据市场数据分析,2019年单晶炉市场的总规模约为XX亿美元,预计到2025年将达到XX亿美元。
市场规模的增长主要受到半导体产业的快速发展和技术创新的推动。
2.3 市场发展趋势1.技术创新:随着半导体行业的快速发展,单晶炉产品的技术水平也在不断提高。
未来的趋势是朝着更高的设备效率、更低的能耗以及更好的晶体质量发展。
2.自动化生产:随着智能制造的兴起,单晶炉市场也在朝着自动化生产方向发展。
自动化生产能够提高生产效率、降低生产成本,并为企业带来更好的竞争力。
3.环境友好型产品:环境问题已经成为全球关注的焦点,单晶炉制造商也越来越注重产品的环境友好性。
未来的发展趋势是朝着低碳、高效的方向发展,减少资源消耗和环境污染。
2.4 市场竞争格局目前,单晶炉市场竞争激烈,主要厂商包括公司A、公司B和公司C等。
这些厂商在单晶炉技术方面拥有较强的研发能力和专利技术,占据了市场的主导地位。
三、市场分析3.1 市场驱动因素1.半导体产业的快速发展:半导体产业是单晶炉市场的主要驱动力,其快速发展带动了对单晶炉的需求增长。
2.技术创新的推动:随着科技的进步,半导体领域不断涌现出新的技术和应用,这促使单晶炉市场朝着更高效、更智能的方向发展。
3.2 市场风险因素1.技术竞争压力:单晶炉市场的竞争激烈,技术的不断进步使得市场上出现了更多新产品,厂商需要不断创新和提升技术水平以应对竞争压力。
2.法规政策的影响:政府法规和政策的变化可能会对单晶炉市场产生影响,包括环保要求的升级、贸易政策的调整等。
单晶硅生长炉详细介绍
单晶硅生长炉详细介绍单晶硅生长炉是用于生产单晶硅的设备,它是半导体材料工业中最重要的设备之一。
单晶硅是制造半导体器件和太阳能电池的基础材料,具有非常高的纯度和晶格完整性。
单晶硅生长炉采用了多次熔融和凝固的过程,通过控制温度和气氛条件,使硅材料逐渐形成单晶结构。
以下是单晶硅生长炉的详细介绍:1. 炉体结构:单晶硅生长炉通常由炉体、加热器、温度控制系统、气氛控制系统和旋转机构组成。
炉体通常由石英材料制成,因为石英具有良好的耐高温性能和化学稳定性。
2. 加热器:炉体内部的加热器用于提供高温条件,以使硅材料熔融并形成单晶结构。
常用的加热方式包括电阻加热和感应加热。
3. 温度控制系统:温度控制系统用于确保炉体内部的温度稳定和均匀。
它通常包括温度传感器、温度控制器和加热功率调节器。
温度控制系统可以根据需要自动调节加热功率,以实现精确的温度控制。
4. 气氛控制系统:气氛控制系统用于控制炉体内的气氛条件,以确保单晶硅的质量。
常用的气氛包括惰性气体(如氩气)和氢气。
气氛控制系统可以实现气氛的流动和交换,并根据需要添加其他气体或化学物质。
5. 旋转机构:单晶硅生长炉通常采用旋转机构来实现硅材料的均匀熔融和凝固。
旋转机构可以使炉体内的硅材料均匀受热,并通过旋转来形成单晶结构。
单晶硅生长炉的工作过程通常包括以下步骤:首先,将多晶硅块放入炉体中,并加热到足够高的温度,使硅材料熔化。
然后,通过旋转机构和温度控制系统的控制,使熔融的硅材料逐渐冷却凝固,形成单晶硅结构。
在整个过程中,温度和气氛条件需要精确地控制,以确保单晶硅的高纯度和晶格完整性。
单晶硅生长炉是一种关键的设备,用于生产高纯度的单晶硅材料。
它通过控制温度、气氛和旋转等参数,实现硅材料的熔融和凝固,最终形成单晶结构。
单晶硅生长炉在半导体材料工业和太阳能电池制造领域具有广泛的应用。
2024年单晶炉市场分析现状
2024年单晶炉市场分析现状1. 引言单晶炉是一种用于生产单晶材料的重要设备,广泛应用于电子、光电、光学等行业。
本文将对单晶炉市场的现状进行分析,包括市场规模、发展趋势、竞争格局等方面。
2. 市场规模根据统计数据显示,近年来,单晶炉市场规模稳步增长。
据预测,未来几年内,单晶炉市场的规模将进一步扩大。
这主要受以下因素影响:•新能源发展:随着清洁能源的需求不断增长,太阳能和风能等新能源产业快速发展。
单晶硅作为太阳能电池制造的主要材料,需求量将大幅度增加。
•电子行业需求:随着电子产品市场的快速发展,尤其是移动通信设备需求的高速增长,单晶炉作为生产高性能半导体材料的重要设备,市场需求将持续增加。
3. 主要市场发展趋势3.1 技术创新随着科技的不断进步,单晶炉的技术也在不断创新。
例如,采用先进的控温、控制系统,提高了单晶材料的制备质量和产能。
此外,一些新型材料加入到单晶炉的研发和生产中,进一步拓展了市场。
3.2 绿色环保环保问题是全球面临的重要挑战之一,单晶炉行业也不例外。
为了应对环保要求,单晶炉制造商正在加大对节能减排技术的研发,并积极推广使用低能耗、低排放的生产工艺。
3.3 产能扩大随着市场需求的增加,制造商们正在积极扩大单晶炉的产能。
通过提高生产效率、改进工艺等方式,实现了产能的进一步增加,满足了市场对单晶材料的需求。
4. 竞争格局单晶炉市场竞争激烈,主要竞争者包括国内外知名企业。
他们通过技术创新、品质保证、售后服务等方面展开竞争。
•技术创新:企业不断追求技术突破,提高产品性能和生产效率。
•品质保证:企业通过严格的质量控制,确保产品的稳定性和可靠性。
•售后服务:企业积极提供售后服务,快速响应客户需求。
5. 总结单晶炉市场在新能源发展和电子行业需求的推动下,将继续保持较快的增长态势。
技术创新、环保意识和产能扩大将是未来市场发展的主要趋势。
在竞争格局方面,企业需要坚持技术创新、提高产品品质,同时注重售后服务以满足客户需求。
直拉法单晶硅生长技术的现状
直拉法单晶硅生长技术的现状摘要综述了制造集成电路(IC)用直拉硅单晶生长的现状与发展。
对大直径生长用磁场拉晶技术,硅片中缺陷的控制与利用(缺陷工程),大直径硅中新型原生空位型缺陷,硅外延片与SOI片,太阳电池级硅单和大直径直拉硅生长的计算机模拟,硅熔体与物性研究等进行了论述。
关键词:直拉硅单晶;扩散控制;等效微重力;空洞型缺陷;光电子转换效率;硅熔体结构一、光伏产业的发展趋势,及对硅材料的前景要求,直拉法单晶硅生长技术是现在主流生长技术之一光伏产业,是一种利用太阳能电池直接把光能转换为电能的环保型新能源产业。
由于从太阳光能转换成电能的光电转换装置,是利用半导体器件的“光生伏打效应”原理进行光电转换的,因此把与太阳能发电系统构成链条关系的产业称为光伏产业。
光伏产业的链条,包括:硅矿-硅矿石(石英砂)-工业硅(也称金属硅)-多晶硅、单晶硅-晶圆或多晶硅切片-太阳能电池-组件-发电系统。
工业硅的纯度,一般为98-99.99%;太阳能级硅的纯度,一般要求在6N级即99.9999%以上。
与其他常规能源相比,光伏发电具有明显的优越性:一是高度的清洁性,发电过程中无损耗、无废物、无废气、无噪音、无毒害、无污染,不会导致“温室效应”和全球性气候变化;二是绝对的安全性,利用太阳能发电,对人、动物、植物无任何伤害或损害;三是普遍的实用性,不需开采和运输,使用方便,凡是有太阳照射的地方就能实现光伏发电,可广泛用于通信。
交通、海事、军事等各个领域,上至航天器,下至家用电器,大到兆瓦级电站,小到玩具,都能运行光伏发电;四是资源的充足性,太阳能是一种取之不尽用之不竭的自然能源。
据计算,仅一秒钟发出的能量就相当于1.3亿亿吨标准煤燃烧时所放出的热量。
而到达地球表面的太阳能,大约相当于目前全世界所有发电能力总和的20万倍。
地球每天接收的太阳能,相当于全球一年所消耗的总能量的200倍。
人类只要利用太阳每天光照的5%,就可以解决和满足全球所需能源。
2024年单晶硅拉晶炉市场发展现状
2024年单晶硅拉晶炉市场发展现状引言单晶硅拉晶炉是半导体行业中基础设备之一,用于制备单晶硅材料。
单晶硅是制造半导体芯片的重要原料,其市场需求与半导体行业的发展密切相关。
本文将对单晶硅拉晶炉市场的发展现状进行分析和总结。
单晶硅拉晶炉的基本原理和工艺单晶硅拉晶炉是通过热力学原理和晶体生长技术制备单晶硅材料的设备。
其基本工艺包括:加热原料硅棒至熔点、控制炉温使硅液保持在合适的拉取温度、拉取晶体并形成单晶硅棒。
市场需求分析随着半导体行业的快速发展,对单晶硅材料的需求持续增长。
单晶硅作为制造半导体芯片的基础材料,具有高纯度、晶体完整性好等优势,因此在半导体行业中应用广泛。
近年来,新兴技术如人工智能、物联网等的兴起,进一步推动了单晶硅拉晶炉市场的发展。
市场规模及发展趋势单晶硅拉晶炉市场在过去几年实现了快速增长。
据市场研究机构数据显示,2018年全球单晶硅拉晶炉市场规模超过10亿美元,预计到2025年将达到30亿美元。
主要驱动市场增长的因素有:半导体行业的快速发展、新兴技术的推动、新能源产业的兴起等。
市场竞争格局目前,全球单晶硅拉晶炉市场竞争激烈,主要厂商包括GT Advanced Technologies、Tokyo Electron、Meyer Burger等。
这些公司凭借技术优势、产品质量和服务等方面的优势,占据了市场份额。
同时,市场上还有一些中小型企业以及新进入者,不断推出具有竞争力的产品,进一步加剧了市场竞争。
市场发展机遇和挑战单晶硅拉晶炉市场在快速发展的同时也面临着一些机遇和挑战。
市场机遇主要集中在半导体行业快速发展、新能源产业兴起等方面。
而市场挑战主要包括技术创新和提升、产品质量的稳定性、市场价格的压力等。
市场前景展望展望未来,单晶硅拉晶炉市场有望继续保持快速增长。
随着半导体行业的不断发展,对单晶硅材料的需求将持续增加,从而推动单晶硅拉晶炉市场的发展。
此外,新兴技术的推动和新能源产业的兴起,也将为单晶硅拉晶炉市场带来更多机遇。
碳化硅长晶炉热场使用寿命
碳化硅长晶炉热场使用寿命1. 揭开碳化硅长晶炉的神秘面纱1.1 说到碳化硅长晶炉,感觉就是高大上,不好想象具体是什么东西1.2 实际上,碳化硅长晶炉就是一种用来制造硅晶体的设备,专门用来在高温环境下生长硅单晶体。
1.3 比喻起来,就像是在厨房里煮粥一样,需要有一个高大上的煮粥锅才行。
2. 碳化硅长晶炉热场的作用和重要性2.1 热场是碳化硅长晶炉的一个关键部分,就像是人体的心脏一样,负责提供恒定的高温环境。
2.2 想象一下,如果心脏出了问题,身体就无法正常运转,碳化硅长晶炉也一样,热场出了问题,生长硅单晶体就难以顺利进行。
2.3 所以说,碳化硅长晶炉热场的重要性可不容小觑哦。
3. 碳化硅长晶炉热场使用寿命的考虑因素。
3.1 使用寿命是指设备在正常条件下能够稳定运行的时间长度。
3.2 碳化硅长晶炉热场的使用寿命受到多方面因素的影响,比如材料质量、工作温度、周围环境等。
3.3 就好比人的寿命受到基因、环境、生活习惯等多方面因素的综合影响一样。
4. 如何延长碳化硅长晶炉热场的使用寿命。
4.1 要想碳化硅长晶炉热场使用寿命更长,就得好好保养它。
4.2 定期检查、清洁、保养是延长碳化硅长晶炉热场寿命的关键。
4.3 就像是定期给车子做保养一样,不能等到故障了再去修理,那就太晚了。
5. 结语:碳化硅长晶炉热场使用寿命的长度不是天生注定的,而是取决于我们如何对待和维护它。
只有在日常的细节中多加留意,精心呵护,才能确保碳化硅长晶炉热场的使用寿命更长久,工作更加稳定。
让碳化硅长晶炉热场焕发出耀眼的光芒,在硅晶体生长的道路上闪耀自己的光彩。
愿碳化硅长晶炉热场永远热力四射,保持高效稳定,为硅晶体的制造贡献力量!。
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中国晶体硅生长炉设备调查目前我国有超过30家企业在生产多晶硅铸锭炉和单晶炉。
现推出中国晶体硅生长炉设备调查。
多晶硅铸锭炉发展迅速太阳能产业的迅猛发展需要更多的硅料及生产设备来支撑。
世界光伏产业中,多晶硅片太阳能电池占据主导地位,带动了多晶硅铸锭生长设备市场的发展。
目前,全球太阳能电池的主流产品为硅基产品,占太阳能电池总量的85%以上。
多晶硅太阳能电池占太阳能电池总量的56%。
多晶硅太阳能电池由于产能高,单位能源消耗低,其成本低于单晶硅片,适应降低太阳能发电成本的发展趋势。
多晶铸锭生长技术已逐渐发展成为一种主流的技术,由此也带动了多晶硅铸锭炉市场的发展。
多晶硅铸锭炉作为一种硅重熔的设备,重熔质量的好坏直接影响硅片转换效率和硅片加工的成品率。
目前,我国引进最多的是GT SOALR(GT Advanced Technologies Inc.,以下简称GT)的结晶炉。
在国际多晶硅铸锭炉市场上,市场份额占有率最高的为美国GT公司和德国ALD公司。
GT公司市场主要面向亚洲,在亚洲的市场销售额占其收入的60%;ALD公司主要面向欧洲市场。
其他多晶铸锭设备的主要国际生产商还有美国Crystallox Limited、挪威Scanwafer、普发拓普、和法国ECM。
德国ALD公司生产的多晶硅铸锭炉投料量为400kg/炉;美国Crystallox Limited 公司为275kg/炉;挪威Scanwafer公司生产的多晶硅铸锭炉可同时生产4锭,投料量达到800~1000kg/炉,该设备属于专利产品,暂时不对外销售;法国ECM生产的多晶硅铸锭炉采用三温区设计,提高了硅料的再利用率高。
国内的保定英利、江西赛维LDK、浙江精功太阳能都是引进GT的结晶炉。
从早期160公斤级到240公斤级,目前容量已增加到450公斤级甚至到800公斤级。
2003年10月国内第一条铸锭线在保定英利建成,2006年4月LDK项目投产,百兆瓦级规模生产启动。
随后,尚德、林洋、CSI等众多企业多晶硅电池开始量产。
2002年, 30~50kg的小型浇铸炉研发;2004年, 100kg试验型热交换型铸锭炉研发;2007年, 240kg大生产型定向凝固炉研发成功并推向市场。
2007年,我国首台多晶硅铸锭炉由浙江精功科技股份有限公司研制成功并生产,多晶硅铸锭炉迅速呈现出国产化的趋势,目前,国内已有几家企业能够生产出拥有自主知识产权的多晶硅铸锭炉,如:北京京仪世纪电子股份有限公司、上海汉虹精密机械有限公司、浙江精功科技股份有限公司、北京京运通科技股份有限公司、中国电子科技集团公司第四十八研究所、精工机电研究所有限公司、上海普罗、宁夏日晶等。
与国外相比,我国多晶硅铸锭炉技术研发和生产起步较晚。
我国2002年完成了30~5 0kg小型浇铸炉的研发,2004年完成了100kg实验型热交换型铸锭炉的研发,2007年和2008年分别完成了240kg大型定向凝固炉和450kg大容量铸锭炉的研发并成功推向市场,目前正在向8 00kg投料量的更大型号的铸锭炉发展。
从整体技术水平看,我国多晶硅铸锭炉的制造技术水平和国外相比还要滞后1~2年,技术创新能力有待加强,特别是在热场工艺方面的研究尚显不足;但在加热器、隔热笼、真空系统、安全性、节能以及工艺控制软件设计等方面,国内也有新颖之处,已逐步接近国外技术水平。
但我国铸锭炉仍然需要在仍然需要在两方面加大速度,一是降低能耗方面:加大硅锭质量,优化热场设计;二是提高质量方面:晶体质量、杂质分布,和单晶硅竞争。
单晶炉研发较早单晶炉方面,1961年,在中国科学院半导体物理所林兰英院士的亲自指导下,北京机械学院工厂(西安理工大学工厂的前身)的技术人员与半导体物理所的技术人员共同研制出了我国第一台人工晶体生长设备—TDK-36型单晶炉,并且成功拉制出了我国第一根无位错的硅单晶,单晶质量接近当时的国际先进水平,TDK-36型单晶炉投料量只有1kg,拉制单晶直径Φ35mm。
1 972年,研制出能够生长73 mm(1.5英寸)的单晶炉;1973年开发了TDR-40型单晶炉,投料量3kg,单晶直径Φ50mm。
1978年,开发了TDR-50型单晶炉,投料量12kg,拉制单晶直径Φ75m m。
随着集成电路的迅猛发展,对硅单晶的直径要求越来越大,单晶炉也不断向大型化发展,1 979年,研制出能够生长50 mm(2英寸)的单晶炉;1983年,研制出能够生长75 mm(3英寸)的单晶炉;1991年,研制出能够生长100 mm(4英寸)的单晶炉;1996年,研制出能够生长1 500 mm (6英寸)的单晶炉;1998年,研制出能够生长200 mm(8英寸)的单晶炉,其发展进程如图l所示;到目前为止,我国的晶体生长设备-单晶炉已经能够满足稳定生产200 mm集成电路级的硅单晶,能够满足规模生产212 mm(8.5英寸)的太阳能光伏电池级硅单晶的能力;目前,一些设备生产单位正在研制300 mm(12英寸)的硅单晶炉。
目前在国内市场上运行的单晶炉有十几种型号,而国产设备也有8种之多,由于近年来硅单晶材料市场形势发展良好,硅单晶生长设备需求量激增,使得现有硅单晶生长设备生产厂家销售量急速增大,同时也激发了更多公司投资硅单晶生长设备的生产制造,使得该行业竞争激烈的同时也暴露出了很多问题。
在国内生产单晶炉的企业有几十家,其中具有代表性的单晶炉生产企业有西安理工晶科、京运通、华龙光电、京仪世纪、上海汉虹、宁夏日晶等。
以上所述企业,基本上都是以提拉法拉制单晶。
典型企业分析江苏华盛天龙光电设备股份有限公司(原常州华盛天龙机械有限公司、江苏华盛天龙机械股份有限公司)今年1月5日推出DRZF-450型多晶硅浇铸炉,生产出第一炉多晶硅锭净重420KG,使其晋升为国内太阳能电池硅材料生产、加工设备领域中产品种类最齐全的企业之一。
另外该公司生产的DRF-85A型单晶硅晶体生长炉可以使用18英寸或20英寸的热系统,投料60公斤-90公斤,拉制6英寸~8.5英寸硅单晶。
其创新之处为:1.从节能降耗、经济合理方面考虑,将真空炉室尺寸设计为φ850mm×1250mm(直径×高度),主炉室分上下两部分,大大节约能耗;创造性地设计了导流筒提升机构,增大了投料量,提高了生产效率;从稳定可靠方面考虑,优化设计了晶体提拉旋转机构,同时对上传动机构进行动平衡设计,保证高速下的稳定性;控制系统采用独有的创新算法和控制原理,合理设计信号采集与处理方法,使控制精度更高更可靠。
华龙光电2010年经营收入4.52亿,同比增长52.63%,归属母公司利润8538万,同比增长24.83%。
其中单晶炉同比销售增长1.91亿元,增长比例81.5%。
另外,该公司与日本株式会社住友金属Fine tech等公司开展合作研发,对公司现有单晶炉产品进行技术改造和升级。
基于技术和生产方面的合作需要,华龙光电已与株式会社住友金属Finetech、明德贸易株式会社签订了三方的合作意向书和保密协议。
三方的合作目的是:提高公司生产硅单晶炉的技术性能,提高设备的性价比;满足国际市场对硅单晶炉优质优价的需求,增强竞争力,提高市场占有率。
合作的方式是:株式会社住友金属Finetech向华盛天龙提供其拥有的最先进的技术和生产工艺,华盛天龙和明德贸易株式会社根据其提供的技术文件和工艺设备生产其所需的硅单晶炉的关键部件。
据悉,国内单晶炉投料量大多在120公斤以内。
其中由河北晶龙阳光设备有限公司自主研发设计的JL-CZ120新型单晶炉用于拉制8-10英寸单晶硅棒,可兼容22英寸、24英寸两套热场,投料量达到120公斤以上,满足了市场对大直径单晶设备的需求。
并于2011年8初实现批量化生产,并顺利投入使用。
该公司定型产品有CZ-70、CZ-80、CZ-90、CZ-110系列。
产品突出技术特点是采用了PLC自动控制系统、自主创新的热系统、磁性流体密封、功率因数补偿、谐波抑制等技术,实现热场的恒温控制,满足了稳定、连续、高效、自动控制Φ6〞~Φ12〞无位错低氧碳单晶的要求,产品具有高效、节能、环保、自动化等优点。
北京京运通科技股份有限公司是我国真空晶体生长设备(包括软轴单晶炉、多晶硅铸锭炉、区熔炉、多晶硅还原炉等)研发制造于一体的专业生产厂家,其生产的单晶炉配置工业控制计算机,以人机界面/触摸屏的形式实现晶体生长的自动控制。
同时CCD技术的应用提高了等经控制精度和晶体生长良品率,根据晶体生长的工艺特点,结合热场设计进行计算机辅助控制的软、硬件开发工作,正向国际先进水平靠拢。
同时不断研发新的产品,JRDL-900型单晶炉、QR-400区熔高阻单晶炉、多晶硅还原炉等科技含量更高的设备相继下线,进入市场,跻身于世界上单晶炉销售数量最多的光伏设备制造商。
2003年,公司自主研发成功5英寸单晶硅生长炉并实现产业化推广,打破了同类产品被国外公司垄断的格局,奠定了国内光伏设备产业的领军地位。
此后,公司相继推出6英寸、6.5英寸、8英寸单晶硅生长炉,并于2010年开始大尺寸单晶硅生长炉(12英寸)的样机试验和区熔单晶硅炉的样机制造,新产品开发始终走在国内前列。
目前,公司已累计销售单晶硅生长炉超过2,000台,在国内市场保有率处于首位。
2008年,公司自主研发成功多晶硅铸锭炉并实现产业化推广,以其较高的性价比优势迅速占领国内市场,成为仅次于美国G T公司的国内第二大供应商。
公司累计销售多晶硅铸锭炉超过500台,在国内市场保有率名列前茅。
截至去年底,公司已累计销售单晶硅生长炉超过2000台,在国内市场保有率处于第一位,公司累计销售多晶硅铸锭炉已超过500台,在国内市场保有率同样是名列前茅。
上海汉虹精密机械有限公司的HXH-270/450型多晶硅铸锭炉融合了多种当代新技术,装料量大,能大幅提升产能。
由于采用独特的陶瓷纤维+石墨硬毡双重安全防护设计并有自动漏硅感应系统,可及时启动漏硅应急措施。
HXH-270/450型是通过引进日本技术,针对太阳能电池市场需求而开发的高性能多晶硅铸锭设备。
该设备将多晶硅碎块料、头尾料、埚底料、各种单晶废片等材料装入炉内化料的石英坩埚内,经融化、重新定向结晶及退火等工艺,铸成生产太阳电池的前道原料多晶硅锭。
止到2010年2月初,汉虹精机多晶铸锭炉出货实现100台,单晶炉出货7 55台,签单总量近1000台。
上海普罗新能源有限公司自行研制、具有多项自主知识产权的RDS4.6系列多晶硅铸锭炉,单炉产量标称1800公斤,最大可达2000公斤,每炉可同时对四个坩埚进行铸锭,可采用目前光伏产业传统的450公斤标准坩埚,也可采用加高的500公斤坩埚。
该炉型不仅具有能耗低、产量大、易操作和维护量少等优点,经过无数炉的实际测试,其合格硅锭可切片合格率>67%,硅片的转换效率可达16.8%以上,铸锭质量可达到国际同类最高水平。