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石英坩埚产业深度解析1

一、概述

1、石英坩埚是光伏及半导体领域高纯石英砂的主要制品,主要应用于支持高温条件下连续拉晶,是用来装放多晶硅原料

的消耗型石英器件。

2、石英坩埚具有洁净、同质、耐高温等性能。从热学性能上看,石英坩埚的形变点约为1100℃,软化点约为1730℃,其

最高连续使用温度约为1100℃,短时间内可达到1450℃,其高纯和高耐温耐久性为硅棒单晶拉制以及单晶品质提供保障,

是单晶拉制系统的关键辅料之一。

3、石英坩埚可主要分为方形和圆形两类,其中方形石英坩埚用于多晶硅锭铸造环节,圆形石英坩埚则用在单晶硅棒拉制

环节。


4、在单晶硅片生产流程中,石英坩埚是光伏单晶炉的关键部件。基于单晶硅片纯度的要求石英坩埚一次至几次加热拉

晶完成后即报废,需要购置新的石英坩埚用于下次拉晶,因而在单晶硅产业链中具备较强的消耗品属性特征。

5、石英坩埚为半透明状,可分为外层(不透明层)、中内层(真空透明层)。外层(不透明层)是高密度区域内部含

有大量气泡,被称为气泡复合层,其受热均匀,保温效果好;中内层是3-5mm的透明层,均匀致密、表面光滑,可增强

坩埚的强度(抗形变),降低内表面的温度(防失透),被称为气泡空乏层。

6、石英坩埚具有较强的消耗品属性,需在1500℃高温下连续工作,具有趋向变成SiO2的晶体(方石英),即再结晶,该

过程称为“失透”或者“析晶”。

7、在拉晶过程中,内层与溶液直接接触,对硅成晶状况和单晶硅的质量影响更为显著。与此同时,目前全球范围内高品

质石英原矿资源稀缺、海外高纯石英矿行业扩产积极性不足,高品质的内层砂的供应或面临较为严重的供给缺口。

8、目前,下游各厂家工艺不同,一般情况下,内层:中层:外层的用沙比例约为4:3:3,内层沙对纯度的要求最高。我国

目前内层砂基本靠进口,中外层砂逐步可以实现国产替代。

9、石英坩埚不断往高纯度、大尺寸、低成本、长寿命发展。随着坩埚制作工艺、拉棒技术的不断优化,为了满足多次加

料工艺,石英坩埚的尺寸从原有的16英寸发展到32英寸及以上。

10、根据CPIA数据,2021年拉棒单炉投料量(一只坩埚用于多次拉棒生产的总投料量)从2020年的1,900kg已上升至

2,800kg。目前,长寿命石英坩埚使用寿命已经可达300~400小时。下图为欧晶科技坩埚产品规格及参数示例,红虚线框内

为欧晶当前主流产品。


发布时间:2024/2/18 10:02:32 查看:134次

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