L'alumine joue depuis longtemps un rôle important dans l'économie nationale, en tant que matière première pour les produits en aluminium et matériau auxiliaire dans des industries traditionnelles telles que la chimie et la mécanique. Actuellement, avec l'émergence et le développement rapide de secteurs émergents comme les communications, les énergies nouvelles et les semi-conducteurs, et face à une demande croissante de nouveaux matériaux performants, certains produits à base d'alumine haut de gamme connaissent un essor considérable. Sur les marchés des énergies nouvelles et des semi-conducteurs, qui représentent plus de deux mille milliards de dollars, l'alumine est devenue un matériau de base essentiel.
▶Deux marchés populaires
① Marché des semi-conducteurs
Avec la croissance continue des marchés dans des domaines d'application tels que l'intelligence artificielle, la communication 5G, l'Internet des objets, le cloud computing, l'électronique automobile, les robots et les drones, le marché de l'industrie des semi-conducteurs est en plein essor.
D'après les données de plusieurs instituts d'études de marché, le marché des semi-conducteurs a connu une croissance significative en 2024. Par exemple, les données du World Semiconductor Trade Statistics (WSTS) montrent que la taille du marché mondial des semi-conducteurs a augmenté de 19 % en 2024 par rapport à l'année précédente. Le marché chinois des semi-conducteurs a quant à lui progressé de 20 %, représentant 30 % du marché mondial. Le WSTS prévoit une croissance de 11,2 % pour le marché mondial en 2025 et estime que le secteur devrait atteindre un chiffre d'affaires d'un billion de dollars américains d'ici 2030.
2. Nouveau marché de l'énergie
Pour faire face à la crise énergétique mondiale et à la pollution environnementale, faire progresser la transition énergétique vers une économie à faible émission de carbone et promouvoir le développement durable et sain du secteur des nouvelles énergies, les pays du monde entier ont mis en place des politiques de soutien au développement de ce secteur.
Depuis 2021, l'industrie chinoise des véhicules à énergies nouvelles (NEV) affiche une croissance soutenue, avec une production et des ventes annuelles supérieures à 30 % pendant quatre années consécutives. En 2024, la production et les ventes annuelles de NEV ont franchi pour la première fois la barre des 10 millions d'unités, atteignant respectivement 12,888 millions et 12,866 millions d'unités, soit une croissance annuelle de 34,4 % et 35,5 %. La part des NEV dans les ventes totales de voitures neuves a atteint 40,9 %, soit une hausse de 9,3 points de pourcentage par rapport à 2023. Selon certaines estimations, le marché chinois des NEV devrait atteindre 2 310 milliards de yuans en 2025.
▶ Applications de l'alumine dans l'industrie des semi-conducteurs
Céramique d'alumineCes composants possèdent d'excellentes propriétés, telles qu'une dureté élevée, une résistance mécanique élevée, une résistance à l'usure exceptionnelle, une résistance aux hautes températures, une résistivité élevée et de bonnes performances d'isolation électrique. Ils répondent aux exigences de performance complexes de la fabrication de semi-conducteurs dans des environnements spécifiques comme le vide et les hautes températures, et jouent un rôle irremplaçable et essentiel dans les lignes de production de semi-conducteurs. Leurs applications couvrent la quasi-totalité des équipements de fabrication de semi-conducteurs et ils constituent des éléments clés de ces équipements.
Classés selon leur application, les composants en céramique d'alumine se divisent principalement en types annulaires et cylindriques circulaires, types de guidage du flux d'air, types modulaires, etc.
types d'anneaux circulaires et de cylindres
Dans le processus de gravure, afin de réduire la contamination de la plaquette pendant la gravure plasma, des revêtements d'alumine de haute pureté ou des céramiques d'alumine à forte résistance à la corrosion sont sélectionnés comme matériaux de protection pour la chambre de gravure et le revêtement intérieur de la chambre.
types de guidage du flux d'air
Le procédé de nettoyage plasma utilise des gaz corrosifs contenant des halogènes, tels que le fluor et le chlore, à forte réactivité. Les buses à gaz sont généralement en céramique d'alumine et doivent présenter des propriétés telles qu'une résistance élevée au plasma, une rigidité diélectrique importante et une forte résistance à la corrosion par les gaz de procédé et les sous-produits. Elles possèdent également une structure poreuse interne précise permettant un contrôle précis du débit de gaz.
Type de module
Dans les procédés de dépôt, tels que les technologies avancées comme le dépôt physique en phase vapeur (PVD), le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et le polissage chimico-mécanique (CMP), des composants en céramique d'alumine sont également utilisés pour les mandrins électrostatiques, les éléments chauffants en céramique, les tables de polissage, les plaques de polissage, les chambres et autres pièces traitées.
▶ Applications de l'alumine dans l'industrie des nouvelles énergies
☛ Matériaux de cathode
Dans les matériaux de cathode des batteries lithium-ion, le revêtement de surface en alumine peut améliorer efficacement le taux de rétention de capacité, les performances à long terme et la stabilité thermique des matériaux de cathode.
☛ Matériaux d'anode
L'alumine peut être déposée non seulement sur le séparateur, mais aussi sur la surface de l'anode. Ce revêtement améliore la stabilité de l'interface anodique, réduit les pertes de lithium actif et optimise la capacité de rétention de charge et les performances de cyclage des batteries lithium-ion.
☛Électrolyte
Des études ont montré que l'ajout d'une certaine quantité de poudre d'alumine à l'électrolyte permet d'améliorer efficacement la conductivité de l'électrolyte, de réduire la résistance au transfert de charge et d'améliorer les performances électrochimiques des batteries lithium-ion.
▶Résumé
Au-delà des applications mentionnées ci-dessus, l'alumine trouve de nombreuses applications dans les secteurs des énergies nouvelles et des semi-conducteurs. On la retrouve notamment dans des composants céramiques tels que les relais, les fusibles et les joints d'étanchéité des véhicules électriques. Ces deux secteurs sont confrontés conjointement à des défis en matière de gestion thermique. Outre son rôle de substrat de dissipation de chaleur, l'alumine est fréquemment utilisée comme charge thermoconductrice dans la fabrication de pâtes, de gels et d'autres matériaux de dissipation thermique, jouant ainsi un rôle essentiel. En résumé, les matériaux à base d'alumine offrent de vastes perspectives d'application sur les deux marchés porteurs que sont les énergies nouvelles et les semi-conducteurs.
