Zamonaviy materiallar mamlakatning og'ir quroliga aylandi va uch yo'nalishda etakchilik qildi.
Aerokosmik, harbiy, maishiy elektronika, avtomobil elektronikasi, fotovoltaik elektronika, biotibbiyot sohalarida yangi materiallar va ularning quyi oqim mahsulotlari bo'yicha milliy siyosatni qo'llab-quvvatlash bilan bozor talabi kengayishda davom etmoqda va mahsulot ishlashiga qo'yiladigan talablar yaxshilanishda davom etmoqda. Tez kengayishi bilan korxonalar va ilmiy tadqiqotchilarning tadqiqot va ishlab chiqish imkoniyatlariga talablar doimiy ravishda oshib bormoqda.
Maishiy elektronika, yangi energiya, yarimo'tkazgich, uglerod tolasi va boshqa sanoat tarmoqlari Xitoyga o'tishni tezlashtirmoqda va yangi materiallarni mahalliylashtirishga shoshilinch ehtiyoj bor. Import o‘rnini bosish mamlakatimizning yangi moddiy sanoatiga investitsiyalarning kelajakdagi rivojlanishiga yordam berishda davom etadi.
Yangi moddiy yo'nalishlardan biri: engil materiallar
1. Uglerod tolasi
Uglerod tolasi materiallari aerokosmik, shamol energetikasi, sport va dam olish, avtomobillar va boshqa sohalarda o'zining ajoyib xususiyatlari bilan qo'llaniladi. Ular yangi materiallar sohasida eng ko'p ishlatiladigan va bozorga yo'naltirilgan materiallar bo'lib, "yangi materiallar qiroli" sifatida tanilgan. So'nggi yillarda global uglerod tolasi bozori talabi tez sur'atlar bilan o'sib bordi va mening mamlakatim ham dunyodagi ikkinchi yirik uglerod tolasi ishlab chiqaruvchisi bo'lish imkoniyatidan foydalandi.
Biroq, xorijiy davlatlar bilan solishtirganda, mening mamlakatimning uglerod tolasi sanoati hali ham past quvvatdan foydalanish, yuqori sifatli mahsulotlarning kamligi, qo'llash va rivojlantirish qiyinligi bilan bog'liq. Quyi sanoat hali ham import qilinadigan uglerod tolasi mahsulotlariga tayanadi. Hozirgi xalqaro sharoitda uglerod tolasi miqyosidagi ishlab chiqarish va ilovalarni ishlab chiqishning ikki tomonlama avtonomligini amalga oshirish mening mamlakatimning milliy mudofaa va ishlab chiqarish quvvatini oshirish va ta'minot zanjiri barqarorligini ta'minlashning kalitidir.
Uglerod tolasi (Uglerod tolasi) - yuqori haroratli muhitda poliakrilonitril (PAN) (yoki pitch, viskoza) kabi organik tolalarning piroliz va karbonizatsiyasi natijasida hosil bo'lgan uglerod miqdori 90 foizdan yuqori bo'lgan uglerodli magistral strukturadagi noorganik tola. - ishlash uchun material. 1960-yillarda ishlab chiqarilgan.
Uglerod tolasi mukammal mexanik xususiyatlarga va kimyoviy barqarorlikka ega: Hozirgi vaqtda ommaviy ishlab chiqariladigan yuqori samarali tolalar orasida eng yuqori o'ziga xos kuchga (kuchning solishtirma zichligi) va eng yuqori o'ziga xos qattiqligiga (modulning o'ziga xos zichligiga) ega bo'lgan tola sifatida uglerod tolasi aerokosmik, shamol energiyasining muhim qismi pichoqlar, yangi energiya vositalari va engil talablarga ega bo'lgan boshqa sohalar uchun ideal materiallar. Korroziyaga chidamliligi, yuqori haroratga chidamliligi va kichik kengayish koeffitsienti xususiyatlari uni qattiq muhitda metall materiallar o'rnini bosuvchi qiladi; Bundan tashqari, elektr va issiqlik o'tkazuvchanlik xususiyatlari aloqa elektroniği sohasida qo'llanilishini kengaytiradi.
Har bir uglerod tolasi to'plamidagi filamentlar soniga ko'ra, uglerod tolalari odatda ikkita toifaga bo'linadi: kichik tortish va katta tortish. Kichik yuk ko'rsatkichlari yaxshiroq, lekin yuqori narxga ega va odatda aerokosmik va harbiy sanoat kabi yuqori texnologiyali sohalarda, shuningdek, yuqori darajadagi sport tovarlarida qo'llaniladi; katta tirgak arzonroq narxga ega va ko'pincha asosiy sanoat tarmoqlarida, jumladan, fuqarolik qurilishi, transport va energiya uskunalari va boshqalarda qo'llaniladi.
2. Alyuminiy qotishma avtomobil tanasi paneli
Alyuminiy qotishmasi sanoatda eng ko'p ishlatiladigan qotishma bo'lib, aviatsiya, aerokosmik, avtomobil, mashinasozlik, kemasozlik va kimyo sanoatida keng qo'llaniladi. Energiyani tejash va emissiyani kamaytirish bo'yicha milliy siyosatning rahbarligi ostida avtomobil sanoati uchun faqat dizayn bo'yicha avtomobillarning energiya iste'molini optimallashtirish orqali tobora qat'iy bo'lgan milliy yoqilg'i emissiya standartlariga javob berish qiyin. Shu sababli, avtomobillarni yoritish sanoat tomonidan belgilanadigan rivojlanish yo'nalishidir.
Alyuminiy qotishmasi avtomobil sanoatida asosiy engil materialdir. Ular orasida alyuminiy qotishma korpus plitasi (ABS) avtomobilning eng og'ir tanasida ishlatiladi va engil vaznga erishish uchun asosiy materialdir. Ayni paytda mening mamlakatimiz avtomobillar uchun ichki alyuminiy qotishma bozorini bosqichma-bosqich ochib berdi va hatto ba'zi kompaniyalar, jumladan, mahalliy zavodlarda ishlab chiqaradigan mahalliy va xorijiy kompaniyalar eksport qilishni boshladilar. Alyuminiy qotishma korpus panellarini mahalliylashtirish mamlakatimiz avtomobil sanoatining raqobatbardoshligini oshirish va mamlakatga energiya tejash va chiqindilarni kamaytirish maqsadiga erishishga yordam berishning kalitidir.
Yangi materiallarning ikkinchi yo'nalishi: aerokosmik materiallar
1. Polimid
Poliimid (PI) materiallari aerokosmik, yuqori darajadagi elektron komponentlar va yarimo'tkazgichlar kabi ko'plab ilg'or sohalarda yuqori qo'llaniladigan qiymatga ega va materiallarni yangilash va iteratsiyada muhim rol o'ynaydi. Hozirgi vaqtda global poliimid bozori talabi o'sishda davom etmoqda, biroq ko'plab yuqori darajadagi PI mahsulotlari va maxsus funktsional PI mahsulotlarini ommaviy ishlab chiqarish hali ham bir nechta rivojlangan mamlakatlar tomonidan monopollashtirilgan va tegishli ishlab chiqarish texnologiyalari qat'iy himoyalangan.
Hozirgi vaqtda mening mamlakatim past darajadagi PI plyonkalari va PI tolalari sohasida keng ko'lamli ishlab chiqarishga erishdi va elektr toifali PI filmlari sohasida global raqobatbardoshlikka erishdi. Biroq, yuqori sifatli PI plyonkalari va boshqa yuqori darajadagi PI mahsulotlari hali ham "yopishgan bo'yin" yoki ishlab chiqarish quvvatining etarli emasligi muammosiga duch kelmoqda, bu esa aniq tarkibiy ta'minot va taklif muvozanatiga olib keladi. Yuqori sifatli poliimid mahsulotlarini ommaviy ishlab chiqarishni yo'lga qo'yish mamlakatimizning ishlab chiqarish sanoatini yuksaltirish, qurol-yarog'ni yangilash va mustaqil nazorat qilish uchun katta ahamiyatga ega.
Poliimid (PI) ajoyib keng qamrovli xususiyatlarga ega bo'lgan organik polimer materialdir va "XXI asrdagi eng istiqbolli muhandislik plastmassalaridan biri" sifatida tanilgan. Material keng harorat oralig'ida ishlatilishi mumkin, uzoq vaqt davomida -200 dan 300 darajagacha bo'lgan muhitda ishlashi mumkin va qisqa vaqt ichida 400 darajadan yuqori haroratga bardosh bera oladi.
Poliimid aniq erish nuqtasiga ega emas va hozirda amalda qo'llanilishi mumkin bo'lgan eng yuqori haroratga chidamli polimer materialdir. Shu bilan birga, material yuqori dielektrik quvvat, erituvchiga chidamlilik, radiatsiya qarshiligi, issiqlik izolyatsiyasi, toksik bo'lmagan, tovushni yutish va shovqinni kamaytirish, oson o'rnatish va texnik xizmat ko'rsatish xususiyatlariga ega.
Hozirgi vaqtda polimid aerokosmik, kemasozlik, yarimo'tkazgich, elektron sanoat, nanomateriallar, moslashuvchan displey, lazer va boshqa sohalarda keng qo'llanilgan. Muayyan mahsulot shakliga ko'ra, polimid PI ko'pik, PI plyonkasi, PI tolasi, PI matritsali kompozit, PSPI va boshqa mahsulotlarga bo'linishi mumkin.
2. Kremniy karbid tolasi
Silikon karbid tolasi (SiC tolasi) uglerod tolasidan keyin ishlab chiqilgan yuqori samarali tolaning yana bir yangi turi bo'lib, u milliy strategik rivojlanayotgan materialdir. Hozirgi vaqtda kremniy karbid tolalaridan tayyorlangan keramik matritsali kompozitlarning aviadvigatellar sohasida qo'llanilishi juda katta ahamiyatga ega. G'arbiy rivojlangan mamlakatlar bunday mahsulotlarni aviadvigatellarning ko'p qismlarini yaxshilash va aviamotorlarning samaradorligini oshirish uchun muvaffaqiyatli qo'lladilar. Silikon karbid tolasining ish faoliyatini yanada yaxshilash va ishlab chiqarish jarayonini bosqichma-bosqich optimallashtirish bilan kelajakda materialning ko'proq aero-dvigatel komponentlarida qo'llanilishi kutilmoqda va boshqa yuqori qiymatli fuqarolik sohalariga kengaytirilishi kutilmoqda. , keng potentsial bozor maydoni bilan.
Yangi materiallarning uchinchi yo'nalishi: yarim o'tkazgich materiallar
1. Silikon gofret
Silikon gofretlar yarimo'tkazgich sanoati zanjirining yuqori qismida joylashgan va yarimo'tkazgichli qurilmalar va quyosh batareyalari uchun asosiy xom ashyo hisoblanadi. Ular asosan fotovoltaik va yarimo'tkazgichli sohalarda qo'llaniladi. So'nggi yillarda quyi oqim talabi ortib bormoqda. Turli sohalar nuqtai nazaridan, fotovoltaik kremniy gofretlarini ishlab chiqarish quvvatlarining katta qismi mening mamlakatimda to'plangan. Zhonghuan va LONGi kabi etakchi kompaniyalar kuchli quvvatga ega va dunyodagi etakchi ishlab chiqarish texnologiyasi darajasiga ega. Fotovoltaik kremniy gofretlari bilan solishtirganda, yarimo'tkazgichli kremniy gofretlari yanada murakkab ishlab chiqarish jarayonlari va dastur stsenariylariga ega. Biroq, mening mamlakatim yarimo'tkazgichli kremniy gofret sanoati kech boshlangan va uning rivojlanish darajasi nisbatan orqada. Jahon bozori yapon ishlab chiqaruvchilari tomonidan monopollashtiriladi. Bozordagi asosiy 12-dyuymli kremniy gofretlari hali mening mamlakatimda keng miqyosda ishlab chiqarilmagan va ular importga qattiq bog'liq. , Shanxay kremniy sanoati vakili bo'lgan mahalliy korxonalar texnik to'siqlarni buzishga intilmoqda va mahalliylashtirish va almashtirish uchun keng maydon mavjud.
Silikon yaxshi yuqori haroratga chidamliligi va radiatsiya qarshiligiga ega bo'lgan yaxshi yarim o'tkazgich materialdir va ayniqsa yuqori quvvatli qurilmalarni ishlab chiqarish uchun javob beradi. Kremniyni xom ashyo sifatida ishlatib, kremniy novdasi bitta kristallni tortib, so'ngra silikon gofret hosil qilish uchun kesiladi. Silikon gofretlar asosan yarimo'tkazgich va fotovoltaik ikkita asosiy sohada qo'llaniladi. Yarimo'tkazgichli gofretlar kristall, shakli, o'lchami va tozaligi bo'yicha fotovoltaik gofretlarga qaraganda yuqori talablarga ega. Fotovoltaik kremniy gofretlarining tozaligi 4N-6N orasida kremniy tarkibini talab qiladi. (99,99 foiz -99,9999 foiz), yarimo‘tkazgichlar uchun kremniy gofretlari taxminan 9N-11N (99,9999999 foiz -99,999999999 foiz), ishlab chiqarish jarayoni ancha murakkab va quyi oqimdagi ilovalar. ham kengroqdir. Yarimo'tkazgichlar uchun silikon plastinalar sanoat zanjirining eng yuqori qismida joylashgan bo'lib, asosan integral mikrosxemalar, diskret qurilmalar va sensorlarda qo'llaniladi. Ular chiplar ishlab chiqarish uchun asosiy materiallar bo'lib, avtomobillar va kompyuterlar kabi keyingi sanoat tarmoqlarining rivojlanishiga ta'sir qiladi. Ular yarimo'tkazgich sanoati zanjirining asosiy toshi hisoblanadi.
Fotovoltaik sanoat milliy strategik rivojlanayotgan sanoat tarmoqlaridan biridir. Fotovoltaik kremniy gofretlari fotovoltaik sanoat zanjirining yuqori qismida joylashgan bo'lib, so'nggi yillarda ularga talab ortib bormoqda. CPIA prognoziga ko'ra, global fotovoltaik bozorining yillik o'rnatilgan quvvati 2021 yilda 150 GVtga etadi bozor va rivojlanish istiqbollari. mening mamlakatim fotovoltaiklar uchun monokristalli kremniy plastinalarni ishlab chiqarish bo'yicha dunyodagi eng yirik ishlab chiqaruvchi hisoblanadi. Xitoyning rangli metallar sanoati assotsiatsiyasining Silikon sanoati bo'limining statistik ma'lumotlariga ko'ra, 2019 yil oxiriga kelib, mening mamlakatimning monokristalli kremniy gofret ishlab chiqarish quvvati 115 GVtni tashkil etdi, bu dunyodagi jami ishlab chiqarishning 97,6 foizini tashkil etdi. Etakchi kompaniyalar LONGi va Zhonghuan monokristalli kremniy gofretlarining ichki bozor ulushining 50 foizdan ortig'ini egallaydi va ishlab chiqarish quvvatlarini uzluksiz kengaytirish jarayonida yangi energiya kompaniyalari CNC va Beijing Express ham ishlab chiqarishni kengaytirishni tezlashtirmoqda.
Yarimo'tkazgichli mahsulotlarning texnologik taraqqiyoti va quyi oqim bilan bog'liq bo'lgan elektron iste'mol tovarlari toifasining o'sishidan foydalanib, yarimo'tkazgichli kremniy gofretlarga bo'lgan talab yildan-yilga oshib, miqyos o'sishda davom etdi. 2020 yilda global yarimo'tkazgichli gofret jo'natmalari 1,241 milliard kvadrat dyuymga etadi. Global kremniy gofret bozorining hajmi qariyb 11 milliard AQSh dollariga yetdi va yarimo'tkazgichli silikon gofretlarning bozor istiqbollari keng.
Yarimo'tkazgichli gofret sanoatida yuqori texnik to'siqlar tufayli bugungi kunda global yarimo'tkazgichli gofret sanoati gigantlar tomonidan monopollashtirilgan bo'lib, yuqori darajadagi kontsentratsiyaga ega va materik Xitoyda ishlab chiqaruvchilar soni kichikdir. 2020-yilda kremniy gofret yetkazib beruvchilar beshligiga Shin-Etsu, Yaponiya, SUMCO, Tayvan, Xitoy, GlobalWafers, Germaniyaning Silitronic va Janubiy Koreyaning SKSiltron kompaniyalari kiradi. Umumiy bozor ulushi 80 foizdan oshadi va mening mamlakatimdagi mahalliy ishlab chiqaruvchi Shanxay kremniy sanoatining bozor ulushi taxminan 2,2 foizni tashkil etadi va hajmi nisbatan kichik.
Gofret o'lchami qanchalik katta bo'lsa, gofret uchun ishlab chiqarish samaradorligi shunchalik yuqori bo'ladi. 1970-yillardan boshlab kremniy gofretlari katta o'lchamli yo'nalishda rivojlanmoqda. Bugungi kunda dunyodagi eng katta ommaviy ishlab chiqarilgan kremniy gofreti 300 mm ni tashkil etadi, bu 12- dyuymli kremniy gofretdir.
So‘nggi yillarda 12-dyuymli gofretlarga talab ortib bormoqda. Yaponiyaning Shengco prognoziga koʻra, 12-dyuymli gofretlarning 2020-2024 shahridagi CAGR 5,1 foizga yetishi mumkin. Jahon yarimo'tkazgichli gofret ishlab chiqarish quvvati asosan sanoat gigantlarida to'plangan. mening mamlakatimning yarimo'tkazgichli gofretlari kech boshlangan va nisbatan orqada rivojlangan. Faqat bir nechta kompaniyalar 200 mm (8- dyuym) gofret hosildorligiga ega. mening mamlakatimning 12-dyuymli gofretlari 2017-yildan oldin mavjud emas edi. Hammasi importga tayanadi.
Katta kremniy gofretlarini ishlab chiqarish kremniyning tozaligiga yuqori talablarga ega, shuningdek, qirqish va nozik silliqlashning qayta ishlash texnologiyasiga juda yuqori talablarga ega. mening mamlakatimning texnologiya darajasi qoloq va 12- dyuymli kremniy plastinalarni keng ko'lamda ishlab chiqarishga hali erishilmagan. Shanxay kremniy sanoati 2018-yilda 12-dyuymli kremniy gofretlarini keng miqyosda sotishga erishdi, bu esa yirik o'lchamdagi kremniy gofretlarining mahalliy ishlab chiqarish darajasi 0 ga teng bo'lgan vaziyatni buzdi.
12-dyuymli kremniy gofretlari bugungi kunda ham kremniyli gofret bozorining asosiy oqimi boʻlib qolmoqda, mahalliy ishlab chiqaruvchilar yetishib chiqish imkoniyatiga ega va katta oʻlchamli kremniy gofretlarni mahalliy almashtirish uchun hali ham katta joy mavjud. Muhim material bo'lgan yarimo'tkazgichli kremniy gofretlarini mahalliylashtirish jarayonini rag'batlantirish maqsadida Xitoy hukumati sanoat rivojlanishini qo'llab-quvvatlash, ilmiy-tadqiqot va ilmiy-tadqiqot ishlarini rag'batlantirish va katta o'lchamli silikon gofretlarni ishlab chiqarishni rag'batlantirish va yarimo'tkazgichni rivojlantirishga ko'maklashish uchun bir qator siyosatlarni ishlab chiqdi. sanoat.
2. Kremniy karbid (SiC)
Silikon karbid - bu juda yuqori ko'rsatkichlarga ega bo'lgan uchinchi avlod yarimo'tkazgich materiali va quvvat qurilmalari uchun muhim xom ashyo hisoblanadi. So'nggi yillarda mamlakatlar tegishli tarmoqlarni rivojlantirish uchun ko'plab ishchi kuchi va moddiy resurslarni sarfladilar. Silikon karbid sanoati uchun chegara nisbatan yuqori va mening mamlakatimda ishlab chiqarish texnologiyasi darajasi nisbatan orqada. Hozirgi sanoat tuzilmasi Qo'shma Shtatlarning hukmronligi bilan tavsiflanadi. O'tkazuvchan kremniy karbid gofretlarining global ulushining 62 foizi faqatgina Cree ga to'g'ri keladi. Silikon karbid bozori rivojlanish uchun keng istiqbolga ega. So'nggi yillarda u doimiy ravishda elektr transport vositalari, fotovoltaiklar, temir yo'l tranziti va aqlli tarmoqlarga kirib bordi. U kuchli quyi oqim talabiga ega va bozor ko'lami kengayishda davom etmoqda. mening mamlakatim ham kremniy karbidining butun sanoat zanjirini yotqizmoqda. Bu yil tegishli patentlar soni o'sishda davom etdi. Tianke Heda tomonidan taqdim etilgan chip ishlab chiqaruvchilarning bozor ulushi ham yildan-yilga ortib bormoqda. Mamlakatimning kremniy karbid sanoatining kelajakdagi rivojlanish maydoni nisbatan yuqori. katta.
Silikon karbid - eng etuk keng diapazonli yarimo'tkazgich materiali va uchinchi avlod yarimo'tkazgich materiallarining vakili. Silikon karbid materiali juda ko'p afzalliklarga ega: barqaror kimyoviy xususiyatlar, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, kichik issiqlik kengayish koeffitsienti, aşınma qarshilik va yuqori bosimga chidamlilik. Xuddi shu elektr parametrlari bo'lgan mahsulotlar bilan solishtirganda, kremniy karbid materiallaridan foydalanadigan mahsulotlar hajmi 50 foizga va energiya yo'qotilishi 80 foizga kamayishi mumkin. Ushbu xususiyatlar tufayli butun dunyo mamlakatlari kremniy karbid materiallariga katta ahamiyat beradi va tegishli sanoatni rivojlantirish uchun ko'p energiya sarfladi. Xitoyning yirik yarimo'tkazgich gigantlari ham kremniy karbid qurilmalarini ishlab chiqishga katta sarmoya kiritdilar. Texnik jarayonlarning etukligi va ishlab chiqarish xarajatlarining pasayishi bilan u turli quvvat qurilmalariga qo'llaniladi. So'nggi yillarda yangi energiya vositalari sohasida silikon karbidli quvvat qurilmalarining kirib borish tezligi o'sishda davom etdi va bu yangi energiya va 5G aloqalari sohasidagi SiC va GaN qurilmalarining kelajagi. muhim xom ashyo hisoblanadi.
Yole ma'lumotlariga ko'ra, avtomobil SiC quvvat qurilmalari uchun global bozor maydoni 2024 yilga kelib 1,93 milliard AQSh dollarini tashkil etishi kutilmoqda, bu 2018 yildan 2024 yilgacha 29 foizga o'sish sur'atiga to'g'ri keladi. Tianke Heda prospektiga ko'ra, kremniy karbidining ulushi. fotovoltaik invertorlardagi quvvat qurilmalari 2025 yilda 50 foizga etadi va temir yo'l tranzitida silikon karbid qurilmalarining ulushi ham asta-sekin o'sib boradi.
Omdia prognoziga ko'ra, elektr transport vositalari va fotovoltaik invertorlarga bo'lgan talabdan kelib chiqqan holda, 2021 yilda silikon karbid va galliy nitridi quvvatli yarimo'tkazgichlarning rivojlanayotgan bozori 1 milliard AQSh dollaridan oshishi kutilmoqda; IHS Markit ma'lumotlariga ko'ra, 2018 yilda silikon karbid quvvat qurilmalari bozor hajmi taxminan 390 million AQSh dollari, yangi energiya vositalariga talabning o'sishi va fotovoltaik sanoatning rivojlanishidan foyda ko'radi.
2027 yilga kelib kremniy karbid quvvat qurilmalarining bozor hajmi 10 milliard AQSh dollaridan oshishi kutilmoqda va silikon karbid sanoatining o'sish sur'ati etarli.
