Allumina: il materiale chiave in due mercati popolari
L'allumina ha da tempo svolto un ruolo importante nell'economia nazionale come materia prima per i materiali in alluminio e come materiale ausiliario in settori tradizionali come l'industria chimica e meccanica. Attualmente, con la continua emersione e il rapido sviluppo di settori emergenti come le comunicazioni, le nuove energie e i semiconduttori, insieme a una domanda sempre più forte di nuovi materiali ad alte prestazioni, alcuni prodotti in allumina di fascia alta hanno preso piede. Soprattutto nei mercati da duemila miliardi di dollari delle nuove energie e dei semiconduttori, l'allumina è diventata un materiale di base cruciale.
▶Due mercati popolari
①Mercato dei semiconduttori
Con la continua crescita dei mercati in campi di applicazione quali l'intelligenza artificiale, la comunicazione 5G, l'Internet delle cose, il cloud computing, l'elettronica automobilistica, i robot e i droni, il mercato dell'industria dei semiconduttori è in piena espansione.
Secondo i dati di diversi istituti di ricerca di mercato, il mercato dei semiconduttori ha registrato una crescita significativa nel 2024. Ad esempio, i dati del World Semiconductor Trade Statistics (WSTS) mostrano che nel 2024 le dimensioni del mercato globale dei semiconduttori sono aumentate del 19% su base annua. Tra questi, il mercato cinese dei semiconduttori è cresciuto del 20%, rappresentando il 30% del mercato globale. WSTS prevede che il mercato globale crescerà dell'11,2% nel 2025 e sottolinea che si prevede che il settore raggiungerà l'obiettivo di vendita di 1 trilione di dollari entro il 2030.
②Nuovo mercato energetico
Per affrontare la crisi energetica globale e l'inquinamento ambientale, promuovere la trasformazione dell'energia a basse emissioni di carbonio e promuovere lo sviluppo sostenibile e sano del nuovo settore energetico, i paesi di tutto il mondo hanno introdotto politiche a sostegno dello sviluppo del nuovo settore energetico.
Per quanto riguarda i veicoli a nuova energia, dal 2021 l'industria cinese dei veicoli a nuova energia ha registrato un trend di sviluppo positivo, con una crescita annua della produzione e delle vendite superiore al 30% per quattro anni consecutivi. Nel 2024, la produzione e le vendite annue di veicoli a nuova energia hanno superato per la prima volta la soglia dei 10 milioni, raggiungendo rispettivamente 12,888 milioni di unità e 12,866 milioni di unità, con una crescita annua rispettivamente del 34,4% e del 35,5%. La quota di veicoli a nuova energia sul totale delle vendite di auto nuove ha raggiunto il 40,9%, con un aumento di 9,3 punti percentuali rispetto al 2023. Alcuni istituti prevedono che il mercato cinese dei veicoli a nuova energia raggiungerà i 2,31 trilioni di yuan nel 2025.
▶Applicazioni dell'allumina nell'industria dei semiconduttori
Ceramica di alluminaI componenti possiedono proprietà eccellenti come elevata durezza, elevata resistenza meccanica, elevata resistenza all'usura, resistenza alle alte temperature, elevata resistività e buone prestazioni di isolamento elettrico. Possono soddisfare i complessi requisiti prestazionali della produzione di semiconduttori in ambienti speciali come il vuoto e le alte temperature, e svolgono un ruolo insostituibile e importante nelle linee di produzione per la produzione di semiconduttori. Le loro applicazioni coprono quasi tutte le apparecchiature per la produzione di semiconduttori e ne sono componenti chiave.
Classificati in base all'applicazione, i componenti ceramici in allumina si dividono principalmente in tipi ad anello circolare e cilindro, tipi di guida del flusso d'aria, tipi di moduli, ecc.
Tipi di anello circolare e cilindro
Nel processo di incisione, per ridurre la contaminazione del wafer durante l'incisione al plasma, vengono selezionati rivestimenti di allumina ad elevata purezza o ceramiche di allumina con elevata resistenza alla corrosione come materiali protettivi per la camera di incisione e il rivestimento interno della camera.
Tipi di guida del flusso d'aria
Nel processo di pulizia al plasma, vengono utilizzati gas corrosivi contenenti elementi alogeni come fluoro e cloro, ad alta reattività. Gli ugelli gas sono solitamente realizzati in ceramica di allumina, che deve possedere proprietà quali elevata resistenza al plasma, rigidità dielettrica e forte resistenza alla corrosione dei gas di processo e dei sottoprodotti. Allo stesso tempo, presentano una precisa struttura interna dei pori per un controllo accurato del flusso di gas.
Tipo di modulo
Nei processi di deposizione, come le tecnologie avanzate come la deposizione fisica da vapore (PVD), la deposizione chimica da vapore (CVD) e la lucidatura chimico-meccanica (CMP), i componenti in ceramica di allumina vengono utilizzati anche per mandrini elettrostatici, riscaldatori in ceramica, tavoli di lucidatura, piastre di lucidatura, camere e altre parti lavorate.
▶Applicazioni dell'allumina nel nuovo settore energetico
☛Materiali catodici
Nei materiali catodici delle batterie agli ioni di litio, il rivestimento superficiale in allumina può migliorare efficacemente il tasso di mantenimento della capacità, le prestazioni a lungo ciclo e la stabilità termica dei materiali catodici.
☛Materiali anodici
L'allumina può essere rivestita non solo sul separatore, ma anche sulla superficie dell'anodo. Il rivestimento in allumina migliora la stabilità dell'interfaccia anodica, riduce la perdita di litio attivo e migliora la capacità di ritenzione della carica e le prestazioni di ciclaggio delle batterie agli ioni di litio.
☛Elettrolita
Alcuni studi hanno dimostrato che l'aggiunta di una certa quantità di polvere di allumina all'elettrolita può migliorare efficacemente la conduttività dell'elettrolita, ridurre la resistenza al trasferimento di carica e potenziare le prestazioni elettrochimiche delle batterie agli ioni di litio.
▶Riepilogo
Oltre alle introduzioni precedenti, le applicazioni dell'allumina nei settori delle nuove energie e dei semiconduttori sono molto più ampie. Ad esempio, componenti ceramici come relè, fusibili e anelli di tenuta nei veicoli a nuova energia. Nei settori delle nuove energie e dei semiconduttori, entrambi si trovano ad affrontare sfide congiunte in termini di gestione termica. Oltre a contribuire alla gestione termica come substrati per la dissipazione del calore, l'allumina viene spesso utilizzata anche come riempitivo termoconduttivo per realizzare paste termoconduttive, gel termoconduttivi e altri materiali per la dissipazione del calore, svolgendo un ruolo chiave. In breve, i materiali in allumina hanno ampie prospettive applicative nei due mercati più popolari dei settori delle nuove energie e dei semiconduttori.