O vidro de quartzo possui excelentes propriedades mecânicas, térmicas, ópticas e químicas, e é amplamente utilizado em semicondutores, aeroespacial, óptica, comunicação óptica, fotovoltaica e iluminação. O vidro de quartzo é um vidro técnico industrial composto por um único componente de sílica. Como a sílica é um cristal atômico e o Si-O é uma ligação covalente, o vidro de quartzo tem forte resistência à temperatura e propriedades químicas estáveis; A energia da ligação química entre o Si-O é grande e a estrutura é compacta, o que faz com que o vidro de quartzo tenha boas propriedades mecânicas e forte resistência à pressão; Além disso, o vidro de quartzo tem uma densidade baixa. Enquanto isso, a microestrutura do vidro de quartzo é uma rede simples composta por unidades estruturais tetraédricas de dióxido de silício, com ordem de curto alcance e desordem de longo alcance, o que torna suas propriedades ópticas excelentes e alta rigidez dielétrica.
AplicativoⅠ:Indústria de semicondutores
O vidro de quartzo é um material indispensável para a indústria de semicondutores
No processo de produção de semicondutores, os produtos de vidro de quartzo são usados principalmente na fabricação de silício monocristalino e na fabricação de wafers. Todos os tipos de componentes e instrumentos de quartzo são os materiais necessários para limpeza, oxidação, fotolitografia, gravação, difusão e outros elos. Os materiais de vidro de quartzo são transformados em produtos de vidro de quartzo, como tubos de fornos, estruturas de barcos, ranhuras, anéis, flanges, redomas e vendidos a fabricantes de equipamentos semicondutores. Além disso, os fabricantes de wafers também comprarão diretamente produtos de vidro de quartzo correspondentes dos fabricantes de dispositivos. O teor de impurezas e o tamanho geométrico dos produtos de vidro de quartzo afetam diretamente o rendimento e a eficiência de produção dos dispositivos de circuito integrado.
Os produtos de vidro de quartzo utilizados em áreas de alta temperatura requerem baixo teor de hidroxila e geralmente são preparados por fusão elétrica; Na zona de baixa temperatura, o vidro de quartzo fundido a gás é mais considerado e utilizado; Na produção de substrato de máscara, o vidro de quartzo preparado pelo método sintético com baixo teor de impurezas e alta transmitância é mais utilizado.
（2） O mercado global de semicondutores continua crescendo, com a taxa de crescimento atingindo um recorde em 2021
Em 2021, a demanda da indústria global de semicondutores é forte e o fornecimento global de wafers é escasso. Impulsionado por indústrias emergentes como 5G, eletrônicos de consumo, Internet das Coisas, inteligência artificial e direção automática, o cenário do mercado global de semicondutores continuou a crescer em popularidade. O relatório divulgado pela American Semiconductor Industry Association (SIA) mostra que o tamanho do mercado global de semicondutores atingirá 555,9 bilhões de dólares americanos em 2021, um recorde, um aumento de 26,2% em comparação com 440,4 bilhões de dólares americanos em 2020. Atualmente, a China ainda é o maior mercado de aplicação de semicondutores do mundo, com um volume total de vendas de 192,5 bilhões de dólares americanos em 2021, um aumento de 27,1% ano a ano.
O processo de preparação de materiais de informação eletrônica geralmente requer o uso e consumo de um grande número de materiais e produtos de vidro de quartzo de alta qualidade. Com o desenvolvimento contínuo da indústria de informação eletrônica, espera-se que a demanda por produtos de vidro de quartzo de alta qualidade na indústria de semicondutores continue a manter um alto ritmo de crescimento.
AplicativoⅡ:Indústria aeroespacial
A fibra de vidro de quartzo e os compósitos à base de fibra de vidro de quartzo têm excelente resistência a altas temperaturas, resistência à ablação, alta transmissão e propriedades de isolamento elétrico, que são amplamente utilizados na área de equipamentos aeroespaciais e marítimos. Os principais países do mundo estão a acelerar o desenvolvimento de indústrias aeroespaciais emergentes estratégicas. Neste contexto, a escala de aplicação da fibra de vidro de quartzo e dos seus produtos no campo aeroespacial continuará a expandir-se, inaugurando um espaço de desenvolvimento mais amplo.
AplicativoⅢ:Indústria óptica
O material de vidro de quartzo sintético é usado como lente e prisma em campo óptico de alta qualidade, display TFT-LCD de alta definição e material de substrato de máscara fotográfica para IC. Com o rápido crescimento da indústria de alta tecnologia, a indústria de instrumentos ópticos manteve uma tendência de crescimento relativamente boa nos últimos anos. Com o desenvolvimento acelerado do 5G, da tecnologia AIoT e do processo digital global, a penetração de produtos eletrônicos de consumo continua a aumentar, novos cenários e aplicações promovem o desenvolvimento diversificado de produtos de TI, e o rápido crescimento do novo mercado de veículos de energia impulsiona o contínuo crescimento da demanda por painéis de exibição. Em 2021, o valor da produção e a produção da indústria global de novos displays atingiram um novo recorde. De acordo com dados relevantes, o valor da produção global do novo painel de exibição em 2021 será de cerca de 150 bilhões de dólares.
AplicativoⅣ:Indústria de comunicação óptica
A haste do cabo de vidro de quartzo é usada como material de suporte na deposição e sinterização de pré-formas de fibra óptica e trefilação de fibra óptica na área de comunicação óptica. Em 2022, o desenvolvimento da indústria mundial de comunicações mostra uma tendência positiva, e a cobertura da construção e a popularização de aplicações de novas infraestruturas de informação, como 5G e redes ópticas gigabit, serão totalmente aceleradas.
O acesso e retorno das estações base 5G necessitam de recursos de fibra óptica. A fibra óptica e o cabo são a base importante da rede de transmissão de informações 5G. O progresso ordenado da construção da rede 5G trouxe o mercado incremental de fibra óptica e continuará a promover o desenvolvimento do mercado de fibra óptica. O rápido desenvolvimento da indústria de comunicação óptica impulsionará o aumento contínuo da demanda por fibra óptica e cabos, o que favorece o desenvolvimento da indústria do vidro de quartzo.
Mercado de vidro de quartzo
A indústria de semicondutores é o principal campo de aplicação de materiais de vidro de quartzo, e outros campos incluem principalmente energia fotovoltaica, comunicação de fibra óptica e fonte de luz elétrica. Do ponto de vista da taxa de crescimento, os semicondutores e a energia fotovoltaica são os principais motores de crescimento do mercado de vidro de quartzo atualmente, e espera-se que a participação de mercado se expanda ainda mais no futuro.
De acordo com os dados da Quartz Industrial Glass Association, equipamentos de quartzo, substrato de quartzo e vidro de quartzo (incluindo cadinho) representam respectivamente cerca de 40%, 30% e 30% no campo de semicondutores. De acordo com as estatísticas do Techcet, um instituto americano de pesquisa de materiais eletrônicos, 90% das matérias-primas de quartzo de alta pureza do mundo são usadas na indústria eletrônica todos os anos. Em 2022, o espaço do mercado global para materiais semicondutores de vidro de quartzo atingirá cerca de US$ 3 bilhões.
