Aluminiumoxid: Das Schlüsselmaterial in zwei beliebten Märkten
Aluminiumoxid spielt seit langem eine wichtige Rolle in der Volkswirtschaft als Rohstoff für Aluminiumwerkstoffe und als Hilfsstoff in traditionellen Industrien wie der chemischen Industrie und dem Maschinenbau. Mit dem kontinuierlichen Aufkommen und der rasanten Entwicklung neuer Branchen wie Kommunikation, erneuerbare Energien und Halbleiter sowie der zunehmenden Nachfrage nach neuen Hochleistungsmaterialien erfreuen sich einige hochwertige Aluminiumoxidprodukte zunehmender Beliebtheit. Insbesondere in den Zwei-Billionen-Märkten der erneuerbaren Energien und Halbleiter hat sich Aluminiumoxid zu einem unverzichtbaren Grundstoff entwickelt.
▶Zwei beliebte Märkte
①Halbleitermarkt
Mit dem kontinuierlichen Wachstum der Märkte in Anwendungsfeldern wie künstliche Intelligenz, 5G-Kommunikation, Internet der Dinge, Cloud Computing, Automobilelektronik, Robotern und Drohnen boomt der Markt der Halbleiterindustrie.
Laut Daten mehrerer Marktforschungsinstitute verzeichnete der Halbleitermarkt im Jahr 2024 ein deutliches Wachstum. Daten der World Semiconductor Trade Statistics (WSTS) zeigen beispielsweise, dass der globale Halbleitermarkt im Jahr 2024 im Vergleich zum Vorjahr um 19 % wuchs. Der chinesische Halbleitermarkt wuchs um 20 % und machte 30 % des Weltmarktes aus. WSTS prognostiziert für 2025 ein Wachstum des Weltmarktes um 11,2 % und weist darauf hin, dass die Branche bis 2030 voraussichtlich das Umsatzziel von einer Billion US-Dollar erreichen wird.
②Neuer Energiemarkt
Um die globale Energiekrise und die Umweltverschmutzung zu bewältigen, die Energiewende zu einer kohlenstoffarmen Energiewirtschaft voranzutreiben und die nachhaltige und gesunde Entwicklung der neuen Energiebranche zu fördern, haben Länder auf der ganzen Welt politische Maßnahmen zur Unterstützung der Entwicklung des neuen Energiesektors eingeführt.
Was Fahrzeuge mit alternativen Antrieben betrifft, verzeichnet Chinas Branche seit 2021 einen Aufwärtstrend. Das jährliche Produktions- und Umsatzwachstum lag vier Jahre in Folge bei über 30 %. Im Jahr 2024 überschritt die jährliche Produktion und der Umsatz von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben erstmals die 10-Millionen-Marke und erreichte 12,888 Millionen bzw. 12,866 Millionen Einheiten. Dies entspricht einem Wachstum von 34,4 % bzw. 35,5 % gegenüber dem Vorjahr. Der Anteil von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben am gesamten Neuwagenabsatz erreichte 40,9 %, ein Anstieg um 9,3 Prozentpunkte gegenüber 2023. Einige Institutionen prognostizieren, dass der chinesische Markt für Fahrzeuge mit alternativen Antrieben im Jahr 2025 voraussichtlich 2,31 Billionen Yuan erreichen wird.
▶Anwendungen von Aluminiumoxid in der Halbleiterindustrie
AluminiumoxidkeramikKomponenten verfügen über hervorragende Eigenschaften wie hohe Härte, hohe mechanische Festigkeit, extreme Verschleißfestigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, hohen spezifischen Widerstand und gute elektrische Isolationseigenschaften. Sie erfüllen die komplexen Leistungsanforderungen der Halbleiterfertigung in speziellen Umgebungen wie Vakuum und hohen Temperaturen und spielen eine unverzichtbare und wichtige Rolle in den Produktionslinien der Halbleiterfertigung. Ihre Anwendungen decken nahezu alle Anlagen zur Halbleiterfertigung ab und sind Schlüsselkomponenten der Halbleiterproduktionsanlagen.
Nach Anwendung klassifiziert, werden Aluminiumoxidkeramikkomponenten hauptsächlich in kreisförmige Ring- und Zylindertypen, Luftstromführungstypen, Modultypen usw. unterteilt.
Kreisring- und Zylindertypen
Um beim Ätzprozess die Kontamination des Wafers während des Plasmaätzens zu verringern, werden hochreine Aluminiumoxidbeschichtungen oder Aluminiumoxidkeramiken mit starker Korrosionsbeständigkeit als Schutzmaterialien für die Ätzkammer und die Innenauskleidung der Kammer ausgewählt.
Luftstromführungsarten
Im Plasmareinigungsprozess werden korrosive Gase mit hochreaktiven Halogenelementen wie Fluor und Chlor eingesetzt. Gasdüsen bestehen üblicherweise aus Aluminiumoxidkeramik, die Eigenschaften wie hohe Plasmabeständigkeit, Durchschlagfestigkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber Prozessgasen und Nebenprodukten aufweisen muss. Gleichzeitig verfügen sie über eine präzise innere Porenstruktur zur präzisen Steuerung des Gasflusses.
Modultyp
Bei Abscheidungsprozessen, beispielsweise bei fortschrittlichen Technologien wie der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) und dem chemisch-mechanischen Polieren (CMP), werden Komponenten aus Aluminiumoxidkeramik auch für elektrostatische Spannfutter, Keramikheizgeräte, Poliertische, Polierplatten, Kammern und andere verarbeitete Teile verwendet.
▶Anwendungen von Aluminiumoxid in der neuen Energiebranche
☛Kathodenmaterialien
In den Kathodenmaterialien von Lithium-Ionen-Batterien kann die Oberflächenbeschichtung aus Aluminiumoxid die Kapazitätserhaltungsrate, die Langzeitleistung und die thermische Stabilität der Kathodenmaterialien wirksam verbessern.
☛Anodenmaterialien
Aluminiumoxid kann nicht nur auf den Separator, sondern auch auf die Oberfläche der Anode aufgetragen werden. Die Aluminiumoxidbeschichtung verbessert die Stabilität der Anodenschnittstelle, reduziert den Verlust von aktivem Lithium und verbessert die Ladungserhaltungsfähigkeit und Zyklenleistung von Lithium-Ionen-Batterien.
☛Elektrolyt
Studien haben ergeben, dass die Zugabe einer bestimmten Menge Aluminiumoxidpulver zum Elektrolyten die Leitfähigkeit des Elektrolyten wirksam verbessern, den Ladungsübertragungswiderstand verringern und die elektrochemische Leistung von Lithium-Ionen-Batterien verbessern kann.
▶Zusammenfassung
Über die oben genannten Einführungen hinaus gibt es in der Erneuerbare-Energien- und Halbleiterindustrie weitaus mehr Anwendungsmöglichkeiten für Aluminiumoxid. Beispielsweise werden keramische Komponenten wie Relais, Sicherungen und Dichtungsringe in Fahrzeugen mit alternativen Antrieben verwendet. Sowohl die Erneuerbare-Energien- als auch die Halbleiterindustrie stehen vor Herausforderungen im Wärmemanagement. Neben der Rolle als Wärmeableitungssubstrat spielt Aluminiumoxid auch als wärmeleitender Füllstoff bei der Herstellung von Wärmeleitpasten, Wärmeleitgelen und anderen Wärmeableitungsmaterialien eine Schlüsselrolle. Kurz gesagt: Aluminiumoxidmaterialien bieten breite Anwendungsmöglichkeiten in den beiden wichtigen Märkten der Erneuerbare-Energien- und Halbleiterindustrie.