Кварцовото стъкло има отлични механични, термични, оптични и химични свойства и се използва широко в полупроводниците, космическата индустрия, оптиката, оптичната комуникация, фотоволтаиците и осветлението. Кварцовото стъкло е промишлено техническо стъкло, съставено от един компонент силициев диоксид. Тъй като силициевият диоксид е атомен кристал и Si-O е ковалентна връзка, кварцовото стъкло има силна температурна устойчивост и стабилни химични свойства; Енергията на химическата връзка между Si-O е голяма и структурата е компактна, което прави кварцовото стъкло да има добри механични свойства и силна устойчивост на натиск; В допълнение, кварцовото стъкло има малка плътност. Междувременно микроструктурата на кварцовото стъкло е проста мрежа, съставена от тетраедрични структурни единици от силициев диоксид, с ред на къси разстояния и разстройства на дълги разстояния, което прави оптичните му свойства отлични и диелектричната якост висока.
ПриложениеⅠ: Полупроводникова индустрия
Кварцовото стъкло е незаменим материал за полупроводниковата индустрия
В процеса на производство на полупроводници продуктите от кварцово стъкло се използват главно в производството на монокристален силиций и производството на пластини. Всички видове кварцови компоненти и инструменти са материалите, необходими за почистване, окисляване, фотолитография, ецване, дифузия и други връзки. Материалите от кварцово стъкло се произвеждат в продукти от кварцово стъкло като тръби за пещи, рамки за лодки, жлебове, пръстени, фланци, буркан и се продават на производители на полупроводниково оборудване. Освен това производителите на вафли ще купуват директно съответните продукти от кварцово стъкло от производителите на устройства. Съдържанието на примеси и геометричният размер на продуктите от кварцово стъкло пряко влияят върху добива и производствената ефективност на устройствата с интегрални схеми.
Продуктите от кварцово стъкло, използвани в зони с висока температура, изискват ниско съдържание на хидроксил и обикновено се приготвят чрез електрическо топене; В зоната с ниска температура кварцовото стъкло, стопено с газ, се разглежда и използва повече; При производството на субстрат за маска се използва повече кварцово стъкло, приготвено по синтетичен метод с ниско съдържание на примеси и висока пропускливост.
（2） Глобалният пазар на полупроводници продължава да процъфтява, като темпът на растеж достига рекордно високо ниво през 2021 г.
През 2021 г. търсенето на глобалната полупроводникова индустрия е силно, а глобалното предлагане на пластини е в недостиг. Воден от нововъзникващи индустрии като 5G, потребителска електроника, Интернет на нещата, изкуствен интелект и автоматично шофиране, глобалната сцена на пазара на полупроводници продължи да расте по популярност. Докладът, публикуван от Американската асоциация на полупроводниковата индустрия (SIA), показва, че размерът на световния пазар на полупроводници ще достигне 555,9 милиарда щатски долара през 2021 г., рекордно високо ниво, което е увеличение от 26,2% в сравнение с 440,4 милиарда щатски долара през 2020 г. В момента Китай все още е най-големият пазар на полупроводникови приложения в света, с общ обем на продажбите от 192,5 милиарда щатски долара през 2021 г., което е ръст от 27,1% на годишна база.
Процесът на подготовка на електронни информационни материали обикновено изисква използването и потреблението на голям брой материали и продукти от кварцово стъкло от висок клас. С непрекъснатото развитие на индустрията за електронна информация се очаква търсенето на продукти от кварцово стъкло от висок клас в полупроводниковата индустрия да продължи да поддържа висок темп на растеж.
ПриложениеⅡ: Аерокосмическа индустрия
Кварцовите стъклени влакна и композитите на базата на кварцови стъклени влакна имат отлична устойчивост на висока температура, устойчивост на аблация, високо предаване и електрически изолационни свойства, които се използват широко в областта на космическото и морско оборудване. Големите държави в света ускоряват развитието на стратегически нововъзникващи аерокосмически индустрии. В този контекст мащабът на приложение на кварцовите стъклени влакна и техните продукти в космическата област ще продължи да се разширява, поставяйки началото на по-широко пространство за развитие.
ПриложениеⅢ: Оптична индустрия
Материалът от синтетично кварцово стъкло се използва като леща и призма в оптично поле от висок клас, TFT-LCD дисплей с висока разделителна способност и субстратен материал за фотомаска за IC. С бързия растеж на високотехнологичната индустрия, индустрията за оптични инструменти поддържа сравнително добра тенденция на растеж през последните години. С ускореното развитие на 5G, AIoT технологията и глобалния цифров процес, навлизането на продуктите за потребителска електроника продължава да се увеличава, новите сценарии и приложения насърчават диверсифицираното развитие на ИТ продуктите, а бързият растеж на пазара на нови енергийни превозни средства стимулира непрекъснатото нарастване на търсенето на дисплеи. През 2021 г. стойността на продукцията и производството на глобалната индустрия за нови дисплеи достигна нов връх. Според съответните данни глобалната производствена стойност на новия дисплейен панел през 2021 г. ще бъде около 150 милиарда долара.
ПриложениеⅣ: Оптична комуникационна индустрия
Дръжката от кварцово стъкло се използва като поддържащ материал при отлагането и синтероването на заготовки на оптични влакна и изтегляне на оптични влакна в областта на оптичната комуникация. През 2022 г. развитието на световната комуникационна индустрия показва положителна тенденция, а покритието на изграждането и популяризирането на приложенията на нова информационна инфраструктура като 5G и гигабитова оптична мрежа ще бъдат всеобхватно ускорени.
Достъпът и връщането на 5G базовите станции се нуждаят от ресурси от оптични влакна. Оптичните влакна и кабелите са важният крайъгълен камък на 5G мрежата за предаване на информация. Подреденият напредък в изграждането на 5G мрежа доведе до нарастващ пазар на оптични влакна и ще продължи да насърчава развитието на пазара на оптични влакна. Бързото развитие на оптичната комуникационна индустрия ще стимулира непрекъснатото нарастване на търсенето на оптични влакна и кабели, което е благоприятно за развитието на индустрията за кварцово стъкло.
Пазар за кварцово стъкло
Полупроводниковата промишленост е основната област на приложение на материалите от кварцово стъкло, а други области включват главно фотоволтаици, комуникация с оптични влакна и електрически източник на светлина. От гледна точка на темпа на растеж, полупроводниците и фотоволтаиците са основните двигатели на растежа на пазара на кварцово стъкло в момента и се очаква пазарният дял да се разшири допълнително в бъдеще.
Според данните на Quartz Industrial Glass Association, кварцовото оборудване, кварцовият субстрат и кварцовото стъкло (включително тигел) представляват съответно около 40%, 30% и 30% в областта на полупроводниците. Според статистиката на Techcet, американски изследователски институт за електронни материали, 90% от световните кварцови суровини с висока чистота се използват в електронната индустрия всяка година. През 2022 г. глобалното пазарно пространство за материали от полупроводниково кварцово стъкло ще достигне около 3 милиарда щатски долара.
