La production verte remodèle la chaîne industrielle. Les matériaux en quartz haut de gamme connaissent un essor considérable grâce à de nouvelles applications.

— *Nouvelles applications des matériaux en quartz dans le contexte de la fabrication verte* propose une analyse approfondie de l'évolution technologique de l'industrie du quartz et des nouveaux moteurs de croissance commerciale dans le cadre des objectifs du « double carbone ».

Actualités du secteur

[Actualités du secteur] Sous l'impulsion des efforts mondiaux visant à atteindre les objectifs de « double bilan carbone » et de l'accélération de la transition vers une production plus verte, les matériaux industriels de base sont confrontés à des exigences de modernisation sans précédent. Le rapport spécial récemment publié, *Nouvelles applications des matériaux en quartz dans le contexte de la production verte* (ci-après dénommé le « Rapport »), a suscité un vif intérêt au sein de la chaîne de valeur. Ce rapport souligne que le quartz, souvent qualifié de « sel de l'industrie », dépasse désormais ses applications traditionnelles et extensives. Grâce à sa grande pureté, sa haute résistance à la chaleur, son faible coefficient de dilatation thermique et ses excellentes propriétés électriques, il permet des avancées majeures dans des secteurs verts et de haute technologie tels que le photovoltaïque, les semi-conducteurs avancés, les communications par fibre optique et le stockage d'énergie de nouvelle génération.

Points clés : Optimisation de quatre scénarios d'application de haute technologie

1. La révolution des cellules photovoltaïques de type N : les creusets en quartz de haute pureté, « la clé de l’efficacité »

Avec l’évolution de l’industrie photovoltaïque vers les technologies de cellules de type N (TOPCon, HJT et BC), le procédé d’étirage du silicium monocristallin impose des exigences rigoureuses en matière de pureté et de résistance à la chaleur des creusets en quartz. Le rapport indique :

Remplacement par du sable de quartz de haute pureté dans la couche interne :Les couches internes du creuset, fabriquées à partir de matériaux en quartz de haute pureté, réduisent considérablement la libération d'impuretés lors de l'extraction du cristal, accélérant ainsi l'efficacité de la croissance du silicium monocristallin.

Durée de vie et efficacité énergétique supérieures :La réfractarité et la résistance à la cristallisation améliorées prolongent la durée de vie du creuset et réduisent considérablement la consommation d'énergie par gigawatt (GW) de production de plaquettes de silicium PV, s'alignant parfaitement sur les principes de fabrication écologique.

2. Fabrication avancée de semi-conducteurs : un soutien essentiel des composants en quartz de haute pureté

Dans les étapes de fabrication des semi-conducteurs à haute température et hautement corrosives (telles que la diffusion, l'oxydation et la gravure), les matériaux en quartz de haute pureté (pureté > 99,999 % ou « 5N ») servent de substrat de base, garantissant ainsi les rendements des puces :

Pureté ultra-élevée et faible contamination métallique :La réduction des précipitations de particules crée un environnement de traitement fiable pour les nœuds de fabrication avancés de 7 nm et moins.

Localisation et écologisation des composants semi-conducteurs : Le développement de procédés de purification écologiques a permis de réduire les émissions polluantes associées à la purification traditionnelle par lavage à l'acide, établissant ainsi un équilibre entre performance des matériaux et avantages environnementaux.

3. Fibres optiques et infrastructure de communication : des matériaux à très faibles pertes ouvrent la voie à des réseaux informatiques à faible émission de carbone

Dans le contexte de l'essor de l'informatique et du déploiement des infrastructures 5G/6G, la demande en verre de quartz synthétique de haute pureté pour les fibres optiques à faibles pertes a explosé. Le rapport souligne que les préformes de fibres optiques en quartz, produites grâce à des technologies de synthèse à faible émission de carbone, améliorent non seulement l'efficacité de la transmission du signal, mais réduisent également la consommation énergétique globale des centres de données.

4. Stockage d'énergie novateur et gestion thermique à haute température : des pionniers dans les applications industrielles émergentes

Au-delà de l'électronique et du photovoltaïque, les matériaux en quartz de haute pureté présentent un immense potentiel dans les nouveaux systèmes de stockage d'énergie (tels que le stockage thermique à sels fondus à haute température), la protection thermique aérospatiale et l'optique spécialisée, ce qui les positionne comme une alternative de premier ordre aux matériaux industriels traditionnels, très polluants et énergivores.

Avancées technologiques : La purification et le recyclage écologiques comme compétences clés de l'entreprise

Le rapport souligne que le caractère « vert » des matériaux en quartz se reflète non seulement dans leurs capacités de réduction des émissions de carbone au stade de l'application, mais aussi dans la transformation des procédés de fabrication.

Écologisation des procédés de purification : Les méthodes traditionnelles de purification physico-chimique évoluent vers un « lavage à l'acide composite écologique combiné à une chloration à haute température pour l'élimination des impuretés », réduisant considérablement la production d'acide usé et les coûts de traitement des eaux usées.

Percées technologiques dans le domaine du quartz synthétique :Utiliser des techniques de synthèse non polluantes, telles que le dépôt axial en phase vapeur (VAD) et le dépôt en phase vapeur externe (OVD), pour produire du quartz ultra-pur, réduisant ainsi la dépendance excessive aux ressources rares de minerai de quartz naturel de haute pureté.

Systèmes de recyclage et de réutilisation :Mise en place de chaînes de récupération et de retraitement des composants en quartz usagés des secteurs photovoltaïque et des semi-conducteurs afin de parvenir à un cycle fermé à haute valeur ajoutée pour les ressources en quartz.

Perspectives d'experts et analyse des affaires

« La production verte n'est pas qu'une simple contrainte réglementaire en matière de protection de l'environnement ; c'est un moteur essentiel qui propulse les matériaux de base industriels vers le haut de la chaîne de valeur. L'intégration profonde des matériaux en quartz dans les secteurs photovoltaïque et des semi-conducteurs — deux industries à forte croissance — redéfinit leur valeur commerciale. »

— Équipe de rédaction pour *Nouvelles applications des matériaux en quartz dans le contexte de la fabrication écologique*

Au cours des trois à cinq prochaines années, les entreprises de matériaux à base de quartz possédant des technologies de raffinage de haute pureté, des procédés de production écologiques à faible émission de carbone et des capacités d'intégration des ressources en amont occuperont une position dominante dans la nouvelle vague de modernisation industrielle.

Pour les fabricants B2B, l'adoption active des matériaux en quartz écologiques et de leurs applications haut de gamme constitue non seulement une étape essentielle pour s'aligner sur les politiques « Dual Carbon », mais aussi une avancée cruciale pour améliorer la compétitivité des produits finis et réduire la consommation d'énergie tout au long du cycle de vie du produit.