石英ガラスは優れた機械的、熱的、光学的、化学的特性を備えており、半導体、航空宇宙、光学、光通信、太陽光発電、照明などに広く使用されています。 石英ガラスは、シリカの単一成分から構成される工業用工業用ガラスです。 シリカは原子結晶であり、Si-O は共有結合であるため、石英ガラスは強い耐熱性と安定した化学的特性を備えています。 Si-O 間の化学結合エネルギーは大きく、構造が緻密であるため、石英ガラスは優れた機械的特性と強い耐圧性を備えています。 また、石英ガラスは密度が小さい。 一方、石英ガラスの微細構造は、二酸化ケイ素の四面体構造単位からなる単純なネットワークであり、短距離秩序と長距離無秩序を備えているため、光学特性が優れ、絶縁耐力が高くなります。
応用Ⅰ:半導体産業
石英ガラスは半導体産業に欠かせない素材です
石英ガラス製品は半導体製造工程において、主に単結晶シリコンの製造やウエハの製造に使用されます。 あらゆる種類の石英コンポーネントおよび機器は、洗浄、酸化、フォトリソグラフィー、エッチング、拡散およびその他のリンクに必要な材料です。 石英ガラス素材は炉管、ボートフレーム、溝、リング、フランジ、ベルジャーなどの石英ガラス製品となり、半導体製造装置メーカーに販売されます。 さらに、ウェーハメーカーは、対応する石英ガラス製品をデバイス製造業者から直接購入することになります。 石英ガラス製品の不純物含有量と幾何学的サイズは、集積回路デバイスの歩留まりと生産効率に直接影響します。
高温領域で使用される石英ガラス製品は、水酸基含有量が低いことが必要であり、通常は電気溶解によって製造されます。 低温ゾーンでは、ガス溶融石英ガラスがより考慮され、使用されます。 マスク基板の製造には、不純物含有量が少なく透過率の高い合成法で製造された石英ガラスが多く使用されています。
（2） 世界の半導体市場は活況を続け、2021年の成長率は過去最高に達する
2021年、世界の半導体業界の需要は旺盛で、世界的なウェーハの供給は不足しています。 5G、家庭用電化製品、モノのインターネット、人工知能、自動運転などの新興産業に牽引され、世界の半導体市場の人気は高まり続けました。 米国半導体産業協会（SIA）が発表した報告書によると、世界の半導体市場規模は2021年に5,559億ドルに達し、2020年の4,404億ドルに比べて26.2％増加し、過去最高を記録する見込みです。は依然として世界最大の半導体アプリケーション市場であり、2021年の総売上高は前年比27.1%増の1,925億米ドルに達します。
電子情報材料の作成プロセスでは、通常、多数の高級石英ガラス材料および製品が使用および消費されます。 電子情報産業の継続的な発展に伴い、半導体産業におけるハイエンド石英ガラス製品の需要は引き続き高い成長の勢いを維持すると予想されます。
応用Ⅱ:航空宇宙産業
石英ガラス繊維および石英ガラス繊維をベースとした複合材料は、優れた耐高温性、耐摩耗性、高透過性および電気絶縁性を備えており、航空宇宙機器や海洋機器の分野で広く使用されています。 世界の主要国は、戦略的な新興航空宇宙産業の発展を加速させています。 これに関連して、航空宇宙分野における石英ガラス繊維とその製品の応用規模は拡大し続け、より広範な開発領域が到来すると考えられます。
応用Ⅲ:光学産業
合成石英ガラス材料は、ハイエンド光学分野のレンズやプリズム、TFT-LCD高精細ディスプレイ、IC用フォトマスク基板材料として使用されています。 ハイテク産業の急速な成長に伴い、光学機器業界は近年比較的良好な成長傾向を維持しています。 5G、AIoTテクノロジー、および世界的なデジタルプロセスの開発の加速により、家庭用電化製品の普及が拡大し続け、新しいシナリオとアプリケーションがIT製品の多様な開発を促進し、新エネルギー車市場の急速な成長が継続的な自動車市場の拡大を推進しています。ディスプレイパネル需要の拡大。 2021年、世界の新規ディスプレイ産業の生産額と生産高は新たな最高値に達した。 関連データによると、2021年の新型ディスプレイパネルの世界生産額は約1500億ドルとなる。
応用Ⅳ：光通信産業
石英ガラスハンドルロッドは、光通信分野における光ファイバプリフォームの成膜や焼結、光ファイバの線引きにおける支持材として使用されます。 2022年には、世界の通信産業の発展は前向きな傾向を示し、5Gやギガビット光ネットワークなどの新たな情報インフラの建設カバーとアプリケーションの普及が総合的に加速すると予想されます。
5G基地局へのアクセスと復帰には光ファイバーのリソースが必要です。 光ファイバーとケーブルは、5G 情報伝送ネットワークの重要な基盤です。 5Gネットワーク構築の秩序ある進展により、光ファイバー市場が増加し、今後も光ファイバー市場の発展が促進されるでしょう。 光通信産業の急速な発展により、光ファイバーとケーブルの需要が継続的に増加し、石英ガラス産業の発展に貢献します。
石英ガラス市場
石英ガラス材料の主な応用分野は半導体産業であり、その他の分野には主に太陽光発電、光ファイバー通信、電気光源などがあります。 成長率の観点から見ると、現在、半導体と太陽光発電が石英ガラス市場の主な成長エンジンであり、市場シェアは今後さらに拡大すると予想されています。
石英工業ガラス協会のデータによると、半導体分野では石英装置が約40％、石英基板が約30％、石英ガラス（ルツボ含む）が約30％を占めています。 米国の電子材料研究機関であるTechcetの統計によると、毎年、世界の高純度石英原料の90％が電子産業で使用されています。 2022 年には、半導体石英ガラス材料の世界市場規模は約 30 億米ドルに達すると予想されます。
