Jeśli chodzi o rodzaje materiałów graffitu węglowego stosowanych w produktach grafitowych w przemyśle półprzewodnikowym i fotowoltaicznym, eksperci branżowi uważają, że można je podzielić na trzy kategorie lub trzy etapy rozwoju. Pierwszą kategorią są produkty grafitowe wytwarzane przy użyciu formowania kompresyjnego (lub wytłaczania lub formowania wibracji). Produkty te stanowią obecnie niewielką część produktów materialnych z karbonem stosowanych w przemyśle półprzewodnikowym i fotowoltaicznym. Drugą kategorią jest izotropowe produkty grafitowe o wysokiej czystości wytwarzane przy użyciu prasowania izostatycznego. Produkty te są obecnie najczęściej stosowane w branży półprzewodników i fotowoltaicznej, co stanowi ponad 80% globalnej wolumenu produktu grafitowego stosowanego w tych sektorach. Trzecią kategorią są kompozyty włókien węglowych. Są to nowsze materiały i produkty, które zastępują materiały grafitowe w tych zastosowaniach.
Zastosowanie kompozytów z włókna węglowego można uznać za trzeci etap zastosowania grzejników, materiałów izolacyjnych i innych materiałów w przemyśle półprzewodnikowym i fotowoltaicznym, co stanowi wyższy poziom rozwoju technologicznego. Nie oznacza to jednak, że obecnie stosowane izotropowe produkty grafitowe o wysokiej czystości zostaną wycofane i całkowicie zastąpione kompozytami włókien węglowo-węglowych. Eksperci branżowi uważają, że żaden rodzaj materiału i produktu nie zastąpi drugiego w branży półprzewodnikowej i fotowoltaicznej. Przewidują, że rynek rozwinie się w sytuację, w której każdy z nich ma znaczny udział w rynku.
Kompozyty węglowe są węglowymi matrycami węglowymi wzmocnionymi włóknem węglowym. Oferują wyjątkowe cechy, takie jak lekka waga, doskonała odporność na ablację, odporność na wstrząsy termiczne, wysoka tolerancja uszkodzeń, wytrzymałość wysokotemperaturowa i wysoka możliwość projektowania. Dlatego są one szeroko stosowane w szerokim zakresie pól, w tym w lotnictwie, lotnictwie i energii atomowej. Ponadto materiały kompozytowe mogą być dostosowane do pożądanych właściwości i kształtów do określonych zastosowań, wybierając typ światłowodowy, strukturę, ilość, prekursor macierzy i warunki przetwarzania. W związku z tym ich zastosowania rozszerzają się i zyskują coraz większą uwagę. Kompozyty węglowe węglowe są znacznie silniejsze niż grafit i zapewniają doskonałą stabilność wymiarową, odporność na uderzenie i odporność na wstrząsy termiczne, przy czym ogólne właściwości mechaniczne przewyższają właściwości grafitu. Poprzez oczyszczenie zawartość zanieczyszczenia metali tych materiałów można kontrolować do poniżej 5 ppm.
Złożone produkty termiczne z kompozytem z kompozytem węglowym stosowane w przemyśle półprzewodnikowym i fotowoltaicznym oferują następujące znaczące zalety w stosunku do tradycyjnych produktów grafitowych:
① Znacznie przedłużają żywotność produktu i skracają czas wymiany komponentów, poprawiając w ten sposób wykorzystanie sprzętu i zmniejszając koszty konserwacji.
② W porównaniu z tradycyjnymi produktami grafitowymi można je rozcieńczyć, umożliwiając istniejący sprzęt na wytwarzanie produktów o dłuższej i większej średnicy, oszczędzając znaczne inwestycje w nowe urządzenia i zapewniając bardziej jednolite pole temperaturowe.
③ Ze względu na ich doskonałą odporność na wstrząsy termiczne są mniej podatne na pękanie w powtarzających się warunkach wibracji termicznych o wysokiej temperaturze, zapobiegając w ten sposób fluktuacji pola temperatury.
④ Tradycyjne grafitowe produkty termiczne są trudne do utworzenia przy ciągnięciu produktów o dużej średnicy. Jednak ze względu na doskonałą wydajność materiałów kompozytowych z węglem węglowym produkty termiczne z kompozytem węglowo-węglowym są obecnie szeroko stosowane w procesach ciągnięcia o dużej średnicy za granicą.
⑤ Wykorzystanie materiałów kompozytowych węglowych jako izolacji termicznej (tarcz ciepła) w czochralski pojedyncze kryształy pieców ciągnące może osiągnąć znaczne oszczędności energii w porównaniu z materiałami grafitowymi ze względu na ich doskonałą wydajność izolacji termicznej (niektóre wyniki badań sugerują 20% oszczędności energii).