氮化矽球市場規模及份額，按類型劃分（<0.5、5-<1.0、1.0-1.5、<1.5）；應用 - 全球供需分析、成長預測、統計報告 2025-2037

氮化矽球市場：成長動力與挑戰

成長動力

• 廣泛應用於各種最終用途行業：氮化矽球因其卓越的性能（包括高強度、低密度、耐磨損和耐腐蝕以及卓越的熱穩定性）而受到高度重視。這些特性使其在各種高性能應用中不可或缺，推動氮化矽球市場的成長。在汽車領域，它們廣泛用於電動車 (EV) 的混合軸承，以提高能源效率並減少電循環腐蝕。在航空航太和國防工業中，它們的輕質性和耐用性使其成為精密零件的理想選擇，而在風能領域，它們增強了渦輪機軸承的可靠性。由於這些球在極端溫度、大溫差和超高真空等極端潤滑和磨損條件下的顯著應用，該材料可以滿足特定要求，例如飛機維護操作。
  預計氮化矽軸承將繼續廣泛應用於各種工業應用，因為它們在惡劣條件下具有卓越的性能。此外，當有磁場時，氮化矽滾珠軸承在用於半導體製造的設備中效果最佳。氮化矽在暴露於磁場的應用上的主要理由是其非磁性。在此類應用中，使用鋼球可以改變旋轉扭矩或破壞磁場。
  根據 SEMI 的說法，原始設備製造商的（OEM）全球所有半導體製造設備的銷售額預計將在 2024 年達到 1,130 億美元，創下行業新紀錄，每年增長 6.5%。在前端和後端領域的幫助下，半導體製造設備預計未來幾年將持續成長，到 2025 年將創下 1,210 億美元的新紀錄，到 2026 年將達到 1,390 億美元的新紀錄。
• 越來越多地在生物醫學應用中使用：氮化矽球因其多種材料特性而成為典型的生物材料。最近的科學研究促進了氮化矽在各個生物醫學領域應用的創新方法。除了優異的機械、熱和化學特性之外，氮化矽還具有其他獨特的特性，可增強其在骨科應用中的實用性，特別是髖關節和膝關節置換義肢以及脊椎植入物。根據美國國立衛生研究院（NIH）估計，到2060年，髖關節和膝關節置換總量較2018年水準分別成長37.7%（n=130,766）和36.6%（n=137,341）。
  值得注意的是，其部分射線可透的特性消除了標準射線照相中的影像失真，從而可以在手術過程和術後評估期間更準確地評估植入物。氮化矽球已成為脊椎植入物的有益材料，研究人員也開始探索氮化矽球在牙科植入物和顱顎面植入物的潛力。對無金屬牙植體的需求不斷增長，大大激發了全球牙種植體產業對氮化矽球的興趣。

挑戰

• 仿冒品的出現：假冒軸承會導致組件頻繁發生故障，進而導致費用增加、風險增加、機械可靠性下降。這些假冒產品通常是由低工資工人使用過時的設備和不合格的材料生產的。由於其結構，這些仿製軸承與正品軸承非常相似，這使得購買者很難區分兩者。使用這些劣質軸承會導致更頻繁的故障，從而增加相關的維護和更換成本。這些額外費用幾乎總是超過購買時透過降低單價實現的任何初始節省。因此，此因素將阻礙氮化矽球市場的成長。
• 由疲勞應力和測試限制引起的耐久性限制：由於滾動接觸疲勞 (RCF) 會導致裂紋擴展，因此氮化矽球很容易受到表面缺陷的影響，並且可能會因預先存在的 C 形疲勞或部分錐體裂縫引起的疲勞和失效。為了實現亞微米球精加工尺寸和表面特性，從而導致（不可避免的）低速球碰撞和由接觸週邊處最大的徑向拉伸應力場觸發的表面裂紋，氮化矽球採用研磨工藝製造。
  C 裂紋在球體與球體的碰撞中更常見，它們不僅具有非平面裂紋面，而且還具有非平面裂紋尖端，這與球體法向碰撞產生的軸對稱圓錐裂紋相反。隨著 CFS 的降低和球直徑的增加，氮化矽球的無損評估 (NDE) 技術的成本呈指數級增長，並佔總製造成本的很大一部分。由於材料的絕緣性和透明度較低，檢查過程變得更加困難。