Кремний карбиді (SiC) керамикасыЕрекше беріктігімен, қаттылығымен, жоғары температураға төзімділігімен және коррозияға төзімділігімен танымал, энергетикадан бастап аэроғарышқа дейінгі салаларды түбегейлі өзгертуге дайын. Өзінің материалдық артықшылықтарынан басқа, технологияның, саясаттың және тұрақтылықтың дамып келе жатқан ландшафты SiC керамикасы үшін бұрын-соңды болмаған өсу мүмкіндіктерін тудыруда. Бұл мақалада SiC керамикасының трансформациялық даму перспективалары қарастырылады, нарықтық динамикаға, инновациялық үрдістерге және оның болашақ траекториясын дәстүрлі қолданудан ерекшелендіретін жаһандық өнеркәсіптік өзгерістерге баса назар аударылады.
1. Салалық сұраныстың әсерінен нарықтың қарқынды кеңеюі
Әлемдік SiC керамика нарығы 2024 жылдан 2030 жылға дейін 9,2% жылдық орташа өсім қарқынымен өседі деп болжануда, бұл оның келесі буын технологияларындағы алмастырылмайтын рөліне байланысты:
(1) Жартылай өткізгіштердің басымдығы: Электромобильдер мен жаңартылатын энергия жүйелеріндегі қуат электроникасының негізі ретінде SiC керамикалық негіздері жоғары вольтты, жоғары жиілікті құрылғылар үшін өте маңызды. Тек электромобильдер секторы 2030 жылға қарай SiC сұранысының 30%-ын қамтамасыз етеді деп күтілуде.
(2) Ғарыш экономикасы: Осы онжылдықта 15 000-нан астам жер серігі ұшырылады деп жоспарланғандықтан, SiC керамикасы жер серіктерінің қозғалтқыштары мен жылу қалқандарындағы жеңіл, радиацияға төзімді компоненттер үшін өте маңызды.
(3) Сутегі төңкерісі: Жасыл сутегі өндірісіне арналған қатты оксидті электролизерлер (SOEC) SiC-нің экстремалды тотығу-тотықсыздану орталарындағы тұрақтылығына сүйенеді, бұл жаһандық декарбонизация мақсаттарына сәйкес келеді.
2. Жаһандық саясаттың құбылмалы бағыттары жеткізу тізбегін қайта құруда
Үкіметтер ұлттық стратегиялық жоспарларда SiC керамикасына басымдық беруде:
(1) АҚШ CHIPS Заңы: SiC пластина өндірісіне мақсатты субсидиялар алатын жартылай өткізгіш жеткізу тізбегін нығайтуға 52 миллиард доллар бөледі.
(2) Қытайдың 14-ші бесжылдық жоспары: 2025 жылға қарай SiC компоненттерімен ішкі өзін-өзі қамтамасыз етуді 70%-ға жеткізуді мақсат етіп, озық керамиканы «негізгі жаңа материал» ретінде белгілейді.
(3) ЕО-ның маңызды шикізат туралы заңы: Азия импортына тәуелділікті азайту үшін жергілікті өндірісті ынталандыру арқылы кремний карбидін стратегиялық материалдар тізіміне енгізеді.
3. Өндірістегі технологиялық секіріс
Синтез және өңдеу саласындағы жетістіктер тарихи қиындықтарды жеңуде:
(1) Қосымша өндіріс: Лазерлік 3D басып шығару енді <20 мкм дәлдікпен күрделі, тор пішініне жақын SiC компоненттерін жасауға мүмкіндік береді, бұл материал қалдықтарын 40%-ға азайтады.
(2) Жасанды интеллект негізіндегі процестерді оңтайландыру: Машиналық оқыту алгоритмдері күйдіру уақытын 35%-ға қысқартады, ал сыну беріктігін 25%-ға дейін арттырады.
(3) Тазалықтағы кванттық секіріс: Плазмамен күшейтілген химиялық бу тұндыру (PE-CVD) 99,9995% таза SiC жабындарына қол жеткізеді, буындарды ауыстыру және стоматологиялық имплантаттардағы биомедициналық қолдануды ашады.
4. Тұрақтылық өсу үдеткіші ретінде
SiC керамикасы дөңгелек өнеркәсіптік жүйелердің негізгі бөлігіне айналуда:
(1) Көміртек бейтараптығын қамтамасыз ету құралы: SiC-пен қапталған реакторлар көміртекті ұстау жүйелеріндегі каталитикалық тиімділікті 18%-ға жақсартады, бұл таза нөлдік мақсаттарды тікелей қолдайды.
(2) Өмірлік циклдің артықшылығы: Дәстүрлі металдармен салыстырғанда, өнеркәсіптік пештердегі SiC компоненттері 10 жылдан астам қызмет ету мерзімі ішінде энергия тұтынуды 22%-ға азайтады.
(3) Қайта өңдеу инновациясы: Жаңа гидрометаллургиялық процестер қызмет ету мерзімі аяқталған компоненттерден SiC-тің 95%-ын қалпына келтіреді, қалдықтарды жоғары тазалықтағы шикізатқа айналдырады.
5. Жаңа бәсекелестік шекара: экожүйелік ынтымақтастық
Нарықтық бәсекелестік күшейген сайын, табыс стратегиялық серіктестікке байланысты:
(1) Тік интеграция: CoorsTek және KYOCERA сияқты көшбасшылар жеткізу тізбектерін қамтамасыз ету үшін кремний карбиді шикізат кеніштерін сатып алуда.
(2) Салалық одақтар: Автомобиль алпауыттары (мысалы, Tesla) шойынмен салыстырғанда салмақты 50%-ға азайтуды мақсат етіп, материал жеткізушілерімен бірлесіп SiC керамикалық тежегіш дискілерін әзірлеуде.
(3) Ашық инновациялық платформалар: 2023 жылы іске қосылған Global SiC консорциумы сынақ хаттамаларын стандарттау және сертификаттау процестерін жеделдету үшін 50-ден астам ұйымның ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстарының ресурстарын біріктіреді.
6. Дамушы нарықтардың сұраныс географиясын қайта анықтауы
Дәстүрлі нарықтар жетіліп жатқанда, өсудің жаңа эпицентрлері пайда болуда:
(1) Оңтүстік-Шығыс Азия: Малайзия мен Вьетнамдағы жартылай өткізгіш зауыттар 2027 жылға қарай аймақтық SiC керамикасына деген сұранысты 1,2 миллиард долларға арттырады.
(2) Африка: Copperbelt аймағындағы тау-кен өндірісін жаңғырту жобалары SiC негізіндегі тозуға төзімді бөлшектерді қажет етеді, бұл 300 миллион долларлық тар нарықты құрайды.
(3) Арктикалық инфрақұрылым: Полярлық жолдар ашылған сайын, SiC керамикасы Арктика логистикалық хабтарындағы мұзға төзімді сенсорлар мен төмен температуралы отын элементтері үшін өте маңызды.
Қорытынды: SiC керамикасының қайта өрлеу дәуірінде шарлау
Кремний карбиді керамикасы өнеркәсібі технологиялық амбиция геосаяси және экологиялық өзектілікпен үйлесетін бетбұрыс нүктесінде тұр. 2030 жылға қарай нарықтық құны 12 миллиард доллардан асатын болжамды нарықтық құнымен оның өсуі тек материалдық қасиеттерге ғана емес, сонымен қатар мүдделі тараптардың қаншалықты тиімді жұмыс істей алатындығына да байланысты болады:
- Мемлекеттік-жекеменшік қаржыландыру тетіктерін пайдалану
- Мамандандырылған керамика инженериясы бағдарламалары арқылы таланттар арасындағы алшақтықты жою
- икемді, көп деңгейлі жеткізу тізбектерін дамыту
- Өнімнің жол карталарын БҰҰ-ның тұрақты даму мақсаттарымен сәйкестендіру
Алға ұмтылатын кәсіпорындар үшін кремний карбиді керамикасы жоғары өнімді материалдан да көп нәрсені білдіреді - олар технологиялық егемендік пен тұрақты индустрияландыру үшін жаһандық жарыста стратегиялық актив болып табылады. Сұрақ енді SiC керамикасы салаларды өзгерте ме, жоқ па, ұйымдар өз әлеуетін толық пайдалану үшін қаншалықты тез бейімделе алады деген сұрақта.
Жарияланған уақыты: 19 наурыз 2025 ж.