1. L’ús bàsic de les hòsties de silici: el “fonament” de semiconductors i fotovoltaics
Les hòsties de silici són hòsties fines rodones fetes de silici de puresa alta - (més del 99.9999%) com a matèries primeres. Els seus usos bàsics es poden dividir en dues categories:
1. Fabricació de dispositius electrònics: més del 90% dels circuits integrats del món es basen en les hòsties de silici, incloses les CPU, les GPU, la memòria, etc. Per exemple, una hòstia de silici de 12 polzades pot tallar centenars de xips i el procés de 5nm de TSMC, la capacitat de producció mensual de les escasses de silici superarà els 150.000 peces en 2023 (font de dades: trendforce).
2. Cèl·lules solars: a la indústria fotovoltaica, l'eficiència de conversió de les hòsties de silici monocristal·lina és superior al 24%(informe anual de Longi Green Energy 2023) i les hòsties de silici policristal·lines són menors de cost, però una eficiència lleugerament inferior (aproximadament un 18%-20%).
2. Àrees d’aplicació subdividades i expansió de la tecnologia
(I) Circuits integrats
- xips lògics: usats en telèfons intel·ligents i processadors informàtics, com ara el xip A16 d'Apple utilitza hòsties de silici de 12 polzades.
- xips d'emmagatzematge: la memòria flash DRAM i NAND requereixen grans hòstides de silici de mida - i Samsung té una massa - produïda línies de prova de silici de silici de 18 polzades.
(Ii) Nova energia i fotovoltaica
- El 2023, la demanda global de les hòsties de silici fotovoltaic superarà els 300GW (dades de la Xina Photovoltaic Industry Association), de les quals 182mm i 210mm grans - hòsties de silici representen més del 70%.
- Noves tecnologies com Thin - Les cèl·lules solars de pel·lícula promouen l’aprimament de les hòsties de silici, amb el gruix reduït de 200 μm a menys de 150 μm.
(Iii) MEMS i sensors
- Les hòsties de silici són els substrats dels acceleròmetres i els sensors de pressió. A Automotive Electronics, un sol Tesla consumeix aproximadament hòsties de silici {{2} polzada (informe de Yole Développement).
(Iv) Exploració tecnològica avançada
- Computing Quantum: Silicon - Els xips de bits quàntics basats en spin requereixen Ultra - Materials d'isòtops d'alta puresa-28.
- Biomedicina: les hòsties de silici s'utilitzen en xips microfluídics per aconseguir una detecció ràpida d'ADN.
3. Tendències futures: gran mida, alta puresa i aplicacions compostes
1. Actualització de mida: les hòsties de silici de 12 polzades tenen una quota de mercat del 80% (semi-dades) i la investigació i desenvolupament de 18 polzades s’accelera.
2. New Material Integració: Les hòsties de silici de silici (sic) són adequades per a dispositius de tensió alts - en vehicles elèctrics i es preveu que la mida del mercat superi els 4.000 milions de dòlars el 2025 (previsió de Wolfspeed).
3. Reciclatge: la taxa de reciclatge de les hòsties de silici de residus a les fàbriques d’hòsties supera el 95%, cosa que ajuda a la fabricació verda.
Els límits de l'aplicació de les hòsties de silici s'estan expandint constantment amb el progrés tecnològic. Des de l’electrònica tradicional fins a les centrals fotovoltaiques espacials, la seva importància continuarà augmentant.