ความลับของ “ทองคำดำ” ที่อยู่เบื้องหลังอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์พลังงานแสงอาทิตย์: ความต้องการและการพึ่งพาแกรไฟต์ไอโซสแตติก

กราไฟต์ไอโซสแตติกเป็นวัสดุที่สำคัญมากในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์และเซมิคอนดักเตอร์ การเติบโตอย่างรวดเร็วของบริษัทกราไฟต์ไอโซสแตติกในประเทศได้ทำลายการผูกขาดของบริษัทต่างชาติในจีนลงแล้ว ด้วยการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ตัวชี้วัดประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์หลักบางอย่างของเราอยู่ในระดับเดียวกับหรือดีกว่าคู่แข่งในระดับสากล อย่างไรก็ตาม เนื่องจากผลกระทบสองประการ คือ ราคาวัตถุดิบที่ลดลงและการลดต้นทุนของลูกค้าปลายทาง ราคาจึงลดลงอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันกำไรของผลิตภัณฑ์ระดับล่างในประเทศต่ำกว่า 20% ด้วยการเพิ่มกำลังการผลิตอย่างต่อเนื่อง แรงกดดันและความท้าทายใหม่ๆ จึงค่อยๆ เกิดขึ้นกับบริษัทกราไฟต์ไอโซสแตติก

1. กราไฟต์ไอโซสแตติกคืออะไร?

กราไฟต์ไอโซสแตติก หมายถึงวัสดุกราไฟต์ที่ผลิตโดยกระบวนการอัดไอโซสแตติก เนื่องจากกราไฟต์ที่อัดด้วยกระบวนการไอโซสแตติกนั้นได้รับแรงดันอย่างสม่ำเสมอและคงที่จากแรงดันของเหลวในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป ทำให้วัสดุกราไฟต์ที่ได้มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม นับตั้งแต่ถือกำเนิดขึ้นในทศวรรษ 1960 กราไฟต์ไอโซสแตติกได้กลายเป็นผู้นำในกลุ่มวัสดุกราไฟต์ใหม่ เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์และการใช้งานที่หลากหลาย

2. กระบวนการผลิตกราไฟต์แบบไอโซสแตติก

ภาพแสดงขั้นตอนการผลิตกราไฟต์อัดไอโซสแตติก กราไฟต์อัดไอโซสแตติกต้องการวัตถุดิบที่มีโครงสร้างไอโซโทรปิก วัตถุดิบต้องถูกบดให้เป็นผงละเอียด ต้องใช้เทคโนโลยีการขึ้นรูปด้วยการอัดไอโซสแตติก รอบการเผาใช้เวลานานมาก เพื่อให้ได้ความหนาแน่นตามเป้าหมาย จึงต้องผ่านกระบวนการอัดและเผาหลายรอบ และระยะเวลาการเกิดกราไฟต์ก็ยาวนานกว่ากราไฟต์ธรรมดามาก

3. การประยุกต์ใช้กราไฟต์ไอโซสแตติก

กราไฟต์ไอโซสแตติกมีการใช้งานที่หลากหลาย โดยส่วนใหญ่ในด้านเซมิคอนดักเตอร์และเซลล์แสงอาทิตย์

ในด้านเซลล์แสงอาทิตย์ กราไฟต์อัดไอโซสแตติกส่วนใหญ่ใช้ในชิ้นส่วนกราไฟต์ในระบบระบายความร้อนของเตาเผาสำหรับการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยวซิลิคอน และในระบบระบายความร้อนของเตาเผาแท่งซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แคลมป์สำหรับการผลิตวัสดุโพลีคริสตัลไลน์ ตัวกระจายก๊าซสำหรับเตาไฮโดรจิเนชัน องค์ประกอบความร้อน กระบอกฉนวน และฮีตเตอร์แท่งโพลีคริสตัลไลน์ บล็อกกำหนดทิศทาง รวมถึงท่อนำทางสำหรับการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว และชิ้นส่วนขนาดเล็กอื่นๆ

ในด้านเซมิคอนดักเตอร์ ฮีตเตอร์และกระบอกฉนวนสำหรับปลูกผลึกเดี่ยวแซฟไฟร์สามารถใช้กราไฟต์แบบไอโซสแตติกหรือกราไฟต์ขึ้นรูปได้ นอกจากนี้ ส่วนประกอบอื่นๆ เช่น เบ้าหลอม ฮีตเตอร์ อิเล็กโทรด แผ่นป้องกันความร้อน และผลึกต้นแบบ ประมาณ 30 ชนิด รวมถึงตัวยึด ฐานสำหรับเบ้าหลอมหมุน แผ่นวงกลมต่างๆ และแผ่นสะท้อนความร้อน ก็ทำจากกราไฟต์อัดไอโซสแตติกเช่นกัน