Kvarcno staklo ima izvrsna mehanička, toplinska, optička i kemijska svojstva i naširoko se koristi u poluvodiču, zrakoplovstvu, optici, optičkoj komunikaciji, fotonaponu i rasvjeti. Kvarcno staklo je industrijsko tehničko staklo sastavljeno od jedne komponente silike. Budući da je silicijev dioksid atomski kristal, a Si-O kovalentna veza, kvarcno staklo ima jaku temperaturnu otpornost i stabilna kemijska svojstva; Energija kemijske veze između Si-O je velika, a struktura je kompaktna, zbog čega kvarcno staklo ima dobra mehanička svojstva i jaku otpornost na pritisak; Osim toga, kvarcno staklo ima malu gustoću. U međuvremenu, mikrostruktura kvarcnog stakla je jednostavna mreža sastavljena od tetraedarskih strukturnih jedinica silicijevog dioksida, s redom kratkog dometa i neredom dugog dometa, što njegova optička svojstva čini izvrsnim, a dielektričnu čvrstoću visokom.
PrimjenaⅠ:Industrija poluvodiča
Kvarcno staklo nezamjenjiv je materijal za industriju poluvodiča
U procesu proizvodnje poluvodiča, proizvodi od kvarcnog stakla uglavnom se koriste u proizvodnji monokristalnog silicija i proizvodnji pločica. Sve vrste kvarcnih komponenti i instrumenata su materijali potrebni za čišćenje, oksidaciju, fotolitografiju, jetkanje, difuziju i druge veze. Materijali od kvarcnog stakla izrađuju se u proizvode od kvarcnog stakla kao što su cijevi za peći, okviri čamaca, utori, prstenovi, prirubnice, zvonasti staklenci i prodaju se proizvođačima poluvodičke opreme. Osim toga, proizvođači pločica također će izravno kupovati odgovarajuće proizvode od kvarcnog stakla od proizvođača uređaja. Sadržaj nečistoća i geometrijska veličina proizvoda od kvarcnog stakla izravno utječu na prinos i učinkovitost proizvodnje uređaja s integriranim krugom.
Proizvodi od kvarcnog stakla koji se koriste u područjima s visokim temperaturama zahtijevaju nizak sadržaj hidroksila i obično se pripremaju električnim topljenjem; U zoni niskih temperatura više se razmatra i koristi kvarcno staklo topljeno plinom; U proizvodnji podloge za masku više se koristi kvarcno staklo pripremljeno sintetskom metodom s niskim sadržajem nečistoća i visokom propusnošću.
（2） Globalno tržište poluvodiča nastavlja rasti, a stopa rasta dosegla je rekordnu razinu u 2021.
U 2021. potražnja globalne industrije poluvodiča je velika, a globalna ponuda pločica je manjkava. Potaknuta industrijama u nastajanju kao što su 5G, potrošačka elektronika, Internet stvari, umjetna inteligencija i automatska vožnja, globalna scena tržišta poluvodiča nastavila je rasti u popularnosti. Izvješće koje je objavilo Američko udruženje industrije poluvodiča (SIA) pokazuje da će veličina globalnog tržišta poluvodiča dosegnuti 555,9 milijardi američkih dolara u 2021., što je rekordna vrijednost, povećanje od 26,2% u usporedbi s 440,4 milijarde američkih dolara u 2020. Kina trenutno je još uvijek najveće tržište poluvodičkih aplikacija na svijetu, s ukupnim obujmom prodaje od 192,5 milijardi američkih dolara u 2021., što je povećanje od 27,1% na godišnjoj razini.
Proces pripreme elektroničkih informacijskih materijala obično zahtijeva korištenje i potrošnju velikog broja vrhunskih materijala i proizvoda od kvarcnog stakla. Uz kontinuirani razvoj elektroničke informacijske industrije, očekuje se da će potražnja za vrhunskim proizvodima od kvarcnog stakla u industriji poluvodiča nastaviti održavati visok zamah rasta.
PrimjenaⅡ: Zrakoplovna industrija
Kvarcno stakleno vlakno i kompoziti temeljeni na kvarcnom staklenom vlaknu imaju izvrsnu otpornost na visoke temperature, otpornost na ablaciju, visok prijenos i električna izolacijska svojstva, koja se široko koriste u području zrakoplovne i pomorske opreme. Glavne zemlje u svijetu ubrzavaju razvoj strateških svemirskih industrija u nastajanju. U tom kontekstu, opseg primjene kvarcnih staklenih vlakana i njihovih proizvoda u području zrakoplovstva nastavit će se širiti, uvodeći širi razvojni prostor.
PrimjenaⅢ:Optička industrija
Materijal od sintetičkog kvarcnog stakla koristi se kao leća i prizma u vrhunskom optičkom polju, TFT-LCD zaslonu visoke razlučivosti i materijalu supstrata fotomaske za IC. S brzim rastom industrije visoke tehnologije, industrija optičkih instrumenata zadržala je relativno dobar trend rasta posljednjih godina. S ubrzanim razvojem 5G, AIoT tehnologije i globalnog digitalnog procesa, prodor proizvoda potrošačke elektronike nastavlja rasti, novi scenariji i aplikacije promiču raznoliki razvoj IT proizvoda, a brz rast tržišta novih energetskih vozila pokreće kontinuirani rast potražnje za zaslonskim pločama. U 2021. izlazna vrijednost i proizvodnja globalne industrije novih zaslona dosegnuli su novi vrhunac. Prema relevantnim podacima, globalna izlazna vrijednost novog zaslona u 2021. bit će oko 150 milijardi dolara.
PrimjenaⅣ: Industrija optičkih komunikacija
Ručka od kvarcnog stakla koristi se kao potporni materijal u taloženju i sinteriranju predformi optičkih vlakana i izvlačenju optičkih vlakana u području optičke komunikacije. U 2022. godini razvoj svjetske komunikacijske industrije pokazuje pozitivan trend te će se sveobuhvatno ubrzati obuhvat izgradnje i popularizacija aplikacija nove informacijske infrastrukture poput 5G i gigabitne optičke mreže.
Za pristup i povratak 5G baznih stanica potrebni su resursi optičkih vlakana. Optička vlakna i kabeli važan su kamen temeljac 5G mreže za prijenos informacija. Uredan napredak izgradnje 5G mreže donio je inkrementalno tržište optičkih vlakana i nastavit će promicati razvoj tržišta optičkih vlakana. Brzi razvoj industrije optičkih komunikacija potaknut će kontinuirano povećanje potražnje za optičkim vlaknima i kabelima, što je pogodno za razvoj industrije kvarcnog stakla.
Tržište kvarcnog stakla
Industrija poluvodiča glavno je polje primjene materijala od kvarcnog stakla, a ostala polja uglavnom uključuju fotonapon, komunikaciju optičkim vlaknima i izvor električne svjetlosti. Iz perspektive stope rasta, poluvodiči i fotonaponski proizvodi trenutno su glavni pokretači rasta tržišta kvarcnog stakla, a očekuje se da će se tržišni udio u budućnosti dodatno povećati.
Prema podacima Quartz Industrial Glass Association, kvarcna oprema, kvarcna podloga i kvarcno staklo (uključujući lonac) čine oko 40%, 30% i 30% u području poluvodiča. Prema statistikama Techceta, američkog istraživačkog instituta za elektroničke materijale, 90% svjetskih kvarcnih sirovina visoke čistoće koristi se u elektroničkoj industriji svake godine. U 2022. globalno tržište poluvodičkih materijala od kvarcnog stakla dosegnut će oko 3 milijarde američkih dolara.
