ເຊລາມິກຊິລິກອນຄາໄບ: ວັດສະດຸຍຸດທະສາດທີ່ສ້າງອະນາຄົດຂອງອຸດສາຫະກຳທີ່ກ້າວໜ້າ

ເຊລາມິກຊິລິກອນຄາໄບ (SiC)ທີ່ມີຊື່ສຽງດ້ານຄວາມແຂງແຮງ, ຄວາມແຂງ, ຄວາມຕ້ານທານອຸນຫະພູມສູງ, ແລະ ຄວາມທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນທີ່ໂດດເດັ່ນ, ພ້ອມທີ່ຈະປະຕິວັດອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆຕັ້ງແຕ່ພະລັງງານຈົນເຖິງການບິນອະວະກາດ. ນອກເໜືອໄປຈາກຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານວັດສະດຸພາຍໃນຂອງພວກເຂົາ, ພູມສັນຖານທີ່ພັດທະນາຂອງເຕັກໂນໂລຢີ, ນະໂຍບາຍ, ແລະ ຄວາມຍືນຍົງກໍາລັງຂັບເຄື່ອນໂອກາດການເຕີບໂຕທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນສໍາລັບເຊລາມິກ SiC. ບົດຄວາມນີ້ສໍາຫຼວດຄວາມສົດໃສດ້ານການພັດທະນາທີ່ປ່ຽນແປງຂອງເຊລາມິກ SiC, ໂດຍສຸມໃສ່ການເຄື່ອນໄຫວຂອງຕະຫຼາດ, ແນວໂນ້ມນະວັດຕະກໍາ, ແລະ ການປ່ຽນແປງອຸດສາຫະກໍາທົ່ວໂລກທີ່ແຍກແຍະເສັ້ນທາງໃນອະນາຄົດຂອງມັນຈາກການນໍາໃຊ້ແບບດັ້ງເດີມ.

1. ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຕະຫຼາດຢ່າງໃຫຍ່ຫຼວງທີ່ເກີດຈາກຄວາມຕ້ອງການຂ້າມອຸດສາຫະກໍາ

ຕະຫຼາດເຊລາມິກ SiC ທົ່ວໂລກຄາດວ່າຈະເຕີບໂຕໃນອັດຕາ CAGR 9.2% ຈາກປີ 2024 ຫາ 2030, ໂດຍໄດ້ຮັບແຮງຂັບເຄື່ອນຈາກບົດບາດທີ່ບໍ່ສາມາດທົດແທນໄດ້ຂອງມັນໃນເຕັກໂນໂລຊີລຸ້ນຕໍ່ໄປ:

(1) ອິດທິພົນຂອງເຊມິຄອນດັກເຕີ: ໃນຖານະເປັນກະດູກສັນຫຼັງຂອງເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານໃນລົດໄຟຟ້າ ແລະ ລະບົບພະລັງງານທົດແທນ, ຊັ້ນເຊລາມິກ SiC ແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບອຸປະກອນແຮງດັນສູງ ແລະ ຄວາມຖີ່ສູງ. ຂະແໜງລົດໄຟຟ້າພຽງຢ່າງດຽວຄາດວ່າຈະຂັບເຄື່ອນຄວາມຕ້ອງການ SiC ໄດ້ 30% ພາຍໃນປີ 2030.

(2) ເສດຖະກິດອະວະກາດ: ດ້ວຍດາວທຽມຫຼາຍກວ່າ 15,000 ດວງທີ່ຄາດວ່າຈະຖືກປ່ອຍຂຶ້ນສູ່ອະວະກາດໃນທົດສະວັດນີ້, ເຊລາມິກ SiC ແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບສ່ວນປະກອບທີ່ມີນ້ຳໜັກເບົາ ແລະ ທົນທານຕໍ່ລັງສີໃນເຄື່ອງສົ່ງດາວທຽມ ແລະ ເຄື່ອງປ້ອງກັນຄວາມຮ້ອນ.

(3) ການປະຕິວັດໄຮໂດຣເຈນ: ເຄື່ອງເອເລັກໂຕຣໄລເຊີອອກໄຊແຂງ (SOEC) ສຳລັບການຜະລິດໄຮໂດຣເຈນສີຂຽວແມ່ນອີງໃສ່ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງ SiC ໃນສະພາບແວດລ້ອມລີດັອກຊ໌ທີ່ຮຸນແຮງ, ສອດຄ່ອງກັບເປົ້າໝາຍການຫຼຸດຜ່ອນຄາບອນທົ່ວໂລກ.

2. ລົມພັດແຮງຂອງນະໂຍບາຍໂລກທີ່ປັບໂຄງສ້າງລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະໜອງຄືນໃໝ່

ລັດຖະບານຕ່າງໆກຳລັງໃຫ້ຄວາມສຳຄັນກັບເຊລາມິກ SiC ໃນແຜນຍຸດທະສາດແຫ່ງຊາດ:

(1) ກົດໝາຍວ່າດ້ວຍຊິບຂອງສະຫະລັດ: ຈັດສັນງົບປະມານ 52 ຕື້ໂດລາເພື່ອເສີມສ້າງລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະໜອງເຄິ່ງຕົວນຳ, ໂດຍການຜະລິດເວເຟີ SiC ໄດ້ຮັບເງິນອຸດໜູນເປົ້າໝາຍ.

(2) ແຜນການຫ້າປີຄັ້ງທີ 14 ຂອງຈີນ: ກຳນົດໃຫ້ເຄື່ອງປັ້ນດິນເຜົາທີ່ກ້າວໜ້າເປັນ “ວັດສະດຸໃໝ່ທີ່ສຳຄັນ”, ໂດຍມີເປົ້າໝາຍໃຫ້ 70% ຂອງສ່ວນປະກອບ SiC ພຽງພໍກັບຄວາມຕ້ອງການພາຍໃນປະເທດພາຍໃນປະເທດພາຍໃນປີ 2025.

(3) ກົດໝາຍວ່າດ້ວຍວັດຖຸດິບສຳຄັນຂອງສະຫະພາບເອີຣົບ: ລວມເອົາຊິລິກອນຄາໄບໃນບັນຊີລາຍຊື່ວັດສະດຸຍຸດທະສາດ, ກະຕຸ້ນການຜະລິດທ້ອງຖິ່ນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການເພິ່ງພາອາໄສການນຳເຂົ້າຈາກອາຊີ.

3. ການກ້າວກະໂດດທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຢີໃນການຜະລິດ

ຄວາມກ້າວໜ້າທາງດ້ານການສັງເຄາະ ແລະ ການປຸງແຕ່ງກຳລັງເອົາຊະນະອຸປະສັກທາງປະຫວັດສາດ:

(1) ການຜະລິດແບບເພີ່ມເຕີມ: ການພິມ 3D ດ້ວຍເລເຊີໃນປັດຈຸບັນຊ່ວຍໃຫ້ອົງປະກອບ SiC ທີ່ສັບສົນ, ເກືອບເປັນຮູບຮ່າງສຸດທິມີຄວາມແມ່ນຍໍາ <20 μm, ຫຼຸດຜ່ອນສິ່ງເສດເຫຼືອວັດສະດຸລົງ 40%.

(2) ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຂະບວນການທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍ AI: ອັລກໍຣິທຶມການຮຽນຮູ້ຂອງເຄື່ອງຈັກກຳລັງຫຼຸດເວລາການເຜົາລົງ 35% ໃນຂະນະທີ່ເພີ່ມຄວາມທົນທານຂອງການແຕກຫັກໄດ້ເຖິງ 25%.

(3) ການກ້າວກະໂດດຂອງຄວາມບໍລິສຸດແບບ Quantum: ການສະສົມໄອນ້ຳເຄມີທີ່ເສີມດ້ວຍ Plasma (PE-CVD) ບັນລຸການເຄືອບ SiC ທີ່ບໍລິສຸດ 99.9995%, ປົດລັອກການນຳໃຊ້ທາງດ້ານຊີວະວິທະຍາໃນການທົດແທນຂໍ້ຕໍ່ ແລະ ການຝັງແຂ້ວທຽມ.

4. ຄວາມຍືນຍົງເປັນຕົວເລັ່ງການເຕີບໂຕ

ເຊລາມິກ SiC ກຳລັງກາຍເປັນສ່ວນປະກອບຫຼັກຂອງລະບົບອຸດສາຫະກຳວົງກົມ:

(1) ຕົວກະຕຸ້ນຄວາມເປັນກາງຂອງກາກບອນ: ເຕົາປະຕິກອນທີ່ມີຊັ້ນ SiC ຊ່ວຍປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງກາຕາລິຕິກໃນລະບົບດັກຈັບກາກບອນໄດ້ 18%, ເຊິ່ງສະໜັບສະໜູນໂດຍກົງຕໍ່ເປົ້າໝາຍສຸດທິສູນ.

(2) ຄວາມເໜືອກວ່າວົງຈອນຊີວິດ: ເມື່ອປຽບທຽບກັບໂລຫະພື້ນເມືອງ, ອົງປະກອບ SiC ໃນເຕົາອົບອຸດສາຫະກໍາຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານລົງ 22% ໃນໄລຍະອາຍຸການໃຊ້ງານ 10+ ປີ.

(3) ນະວັດຕະກໍາການຣີໄຊເຄີນ: ຂະບວນການ hydrometallurgical ແບບໃໝ່ສາມາດຟື້ນຟູ SiC ໄດ້ 95% ຈາກອົງປະກອບທີ່ໝົດອາຍຸການໃຊ້ງານ, ປ່ຽນສິ່ງເສດເຫຼືອໃຫ້ກາຍເປັນວັດຖຸດິບທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ.

5. ຂອບເຂດການແຂ່ງຂັນໃໝ່: ການຮ່ວມມືລະຫວ່າງລະບົບນິເວດ

ໃນຂະນະທີ່ການແຂ່ງຂັນໃນຕະຫຼາດຮຸນແຮງຂຶ້ນ, ຄວາມສຳເລັດແມ່ນຂຶ້ນກັບການຮ່ວມມືຍຸດທະສາດ:

(1) ການເຊື່ອມໂຍງແນວຕັ້ງ: ຜູ້ນຳເຊັ່ນ CoorsTek ແລະ KYOCERA ກຳລັງຊື້ບໍ່ແຮ່ວັດຖຸດິບຊິລິກອນຄາໄບເພື່ອຮັບປະກັນລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະໜອງ.

(2) ພັນທະມິດຂ້າມອຸດສາຫະກໍາ: ບໍລິສັດຜະລິດລົດຍົນຍັກໃຫຍ່ (ເຊັ່ນ Tesla) ກໍາລັງຮ່ວມມືພັດທະນາແຜ່ນເບກເຊລາມິກ SiC ກັບຜູ້ສະໜອງວັດສະດຸ, ໂດຍມີເປົ້າໝາຍທີ່ຈະຫຼຸດນໍ້າໜັກລົງ 50% ເມື່ອທຽບກັບເຫຼັກຫລໍ່.

(3) ເວທີນະວັດຕະກໍາແບບເປີດ: ສະມາຄົມ SiC ທົ່ວໂລກ, ເປີດຕົວໃນປີ 2023, ລວບລວມຊັບພະຍາກອນການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ພັດທະນາຈາກຫຼາຍກວ່າ 50 ອົງກອນເພື່ອມາດຕະຖານໂປໂຕຄອນການທົດສອບ ແລະ ເລັ່ງຂະບວນການຮັບຮອງ.

6. ຕະຫຼາດທີ່ພົ້ນເດັ່ນໃໝ່ໃນການກຳນົດພູມສາດຄວາມຕ້ອງການ

ໃນຂະນະທີ່ຕະຫຼາດແບບດັ້ງເດີມເຕີບໃຫຍ່ເຕັມທີ່, ຈຸດສູນກາງການເຕີບໂຕໃໝ່ກຳລັງເກີດຂຶ້ນ:

(1) ອາຊີຕາເວັນອອກສຽງໃຕ້: ໂຮງງານຜະລິດເຄື່ອງເຄິ່ງຕົວນຳໃນມາເລເຊຍ ແລະ ຫວຽດນາມຈະຊຸກຍູ້ຄວາມຕ້ອງການເຊລາມິກ SiC ໃນພາກພື້ນໃຫ້ເພີ່ມຂຶ້ນ 1.2 ຕື້ໂດລາພາຍໃນປີ 2027.

(2) ອາຟຣິກາ: ໂຄງການປັບປຸງການຂຸດຄົ້ນບໍ່ແຮ່ໃນພາກພື້ນ Copperbelt ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຊິ້ນສ່ວນສວມໃສ່ທີ່ອີງໃສ່ SiC, ເຊິ່ງສ້າງຕະຫຼາດພິເສດມູນຄ່າ 300 ລ້ານໂດລາ.

(3) ໂຄງສ້າງພື້ນຖານອາກຕິກ: ໃນຂະນະທີ່ເສັ້ນທາງຂົ້ວໂລກເປີດ, ເຊລາມິກ SiC ແມ່ນສິ່ງຈຳເປັນສຳລັບເຊັນເຊີທີ່ທົນທານຕໍ່ນ້ຳກ້ອນ ແລະ ຈຸລັງເຊື້ອໄຟທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ຳໃນສູນກາງການຂົນສົ່ງອາກຕິກ.

ສະຫຼຸບ: ການນຳທາງໄປສູ່ການຟື້ນຟູເຊລາມິກ SiC

ອຸດສາຫະກຳເຊລາມິກຊິລິກອນຄາໄບດ໌ຢືນຢູ່ໃນຈຸດປ່ຽນຜັນທີ່ສຳຄັນ, ບ່ອນທີ່ຄວາມທະເຍີທະຍານດ້ານເຕັກໂນໂລຢີພົບກັບຄວາມຮີບດ່ວນທາງດ້ານພູມິສາດການເມືອງ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມ. ດ້ວຍມູນຄ່າຕະຫຼາດທີ່ຄາດຄະເນໄວ້ເກີນ 12 ຕື້ໂດລາພາຍໃນປີ 2030, ການເຕີບໂຕຂອງມັນຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນບໍ່ພຽງແຕ່ໂດຍຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງໂດຍວິທີທີ່ຜູ້ມີສ່ວນຮ່ວມສາມາດ:

- ນຳໃຊ້ກົນໄກການສະໜອງທຶນລະຫວ່າງພາກລັດ ແລະ ເອກະຊົນ

- ເຊື່ອມຕໍ່ຊ່ອງຫວ່າງພອນສະຫວັນຜ່ານໂຄງການວິສະວະກຳເຊລາມິກພິເສດ

- ພັດທະນາລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະໜອງທີ່ວ່ອງໄວ ແລະ ຫຼາຍຊັ້ນ

- ສອດຄ່ອງກັບແຜນການຜະລິດຕະພັນໃຫ້ສອດຄ່ອງກັບເປົ້າໝາຍການພັດທະນາແບບຍືນຍົງຂອງສະຫະປະຊາຊາດ

ສຳລັບວິສາຫະກິດທີ່ມີວິໄສທັດໄກ, ເຊລາມິກຊິລິກອນຄາໄບດ໌ເປັນຕົວແທນຫຼາຍກວ່າວັດສະດຸທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ - ພວກມັນເປັນຊັບສິນຍຸດທະສາດໃນການແຂ່ງຂັນທົ່ວໂລກເພື່ອອະທິປະໄຕດ້ານເຕັກໂນໂລຢີ ແລະ ອຸດສາຫະກຳທີ່ຍືນຍົງ. ຄຳຖາມບໍ່ແມ່ນວ່າເຊລາມິກ SiC ຈະປ່ຽນແປງອຸດສາຫະກຳອີກຕໍ່ໄປ, ແຕ່ແມ່ນອົງກອນຕ່າງໆສາມາດປັບຕົວເພື່ອນຳໃຊ້ທ່າແຮງຢ່າງເຕັມທີ່ຂອງພວກເຂົາໄດ້ໄວເທົ່າໃດ.