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Substrato di Sic

I substrati in carburo di silicio (SiC) stanno diventando sempre più importanti in vari campi, specialmente nell'elettronica di potenza, grazie alle loro proprietà superiori. Il SiC, un semiconduttore a banda larga, offre molteplici vantaggi rispetto al silicio tradizionale, tra cui maggiore efficienza energetica, maggiore resistenza alla temperatura e migliore affidabilità. Questi attributi rendono i substrati SiC un componente chiave nello sviluppo di sistemi tecnologici avanzati. Il carburo di silicio, spesso abbreviato in SiC, è un composto di silicio e carbonio. Come substrato, funge da base su cui vengono formati dispositivi o circuiti. I substrati SiC forniscono la piattaforma ideale per i dispositivi di potenza grazie alle loro proprietà fisiche ed elettroniche uniche.

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Profilo Aziendale

Zhonggui Semiconductor, fondata nel 2009, è cresciuta dalle sue radici nella Yangzhou Zhongding Semiconductor Company fino a diventare un leader nel settore dei semiconduttori. Sfruttando l'innovazione tecnica del Nanos Institute dell'Accademia cinese delle scienze, siamo specializzati nella produzione e nell'avanzamento tecnologico di wafer di silicio semiconduttore. La nostra dedizione ha coltivato un team tecnico distinto, assicurando la nostra posizione di leader del settore.

Perché scegliere noi

Attrezzatura di produzione

Gestiamo una struttura di camera bianca di classe 100, dotata di macchine per affettare, rettificatrici, smussatrici, lucidatrici chimico-meccaniche, macchine da taglio e altro ancora. Ci impegniamo a fornire ai nostri clienti servizi professionali e personalizzati.

Squadra professionale

Abbiamo una portata globale e i nostri prodotti vengono venduti in più Paesi, tra cui Stati Uniti, Russia, Regno Unito, Francia e così via. Ci impegniamo a collaborare con i nostri clienti per promuovere lo sviluppo reciproco e raggiungere partnership win-win.

Certificato

Grazie a attrezzature all'avanguardia e a un solido sistema di gestione della qualità ISO 9001, garantiamo ai nostri clienti soluzioni personalizzate e di alta qualità.

La nostra fabbrica

Situata nella zona industriale di Tianshan Town a Yangzhou, Silicore Technologies Ltd. è una fabbrica con fornitura diretta focalizzata sulla fornitura di prodotti personalizzati a base di silicio.

Wafer di carburo di silicio

Il carburo di silicio (SiC), grazie alla sua natura robusta e all'ampia gamma di applicazioni, ha un impatto significativo su vari settori grazie alle sue eccezionali proprietà.

Wafer di SiC 4H

Il carburo di silicio (SiC), grazie alla sua natura robusta e all'ampia gamma di applicazioni, ha un impatto significativo su vari settori grazie alle sue eccezionali proprietà.

cialda di silice 6H

Il politipo 6H si distingue per le sue robuste proprietà meccaniche e viene spesso utilizzato quando la durabilità è fondamentale.

Substrato di Sic

I substrati in carburo di silicio (SiC) sono realizzati con un materiale molto puro che combina silicio e carbonio. Il processo di produzione inizia con una tecnica ad alta temperatura chiamata trasporto fisico di vapore (PVT).

Che cosa è il substrato di Sic?

I substrati in carburo di silicio (SiC) stanno diventando sempre più importanti in vari campi, specialmente nell'elettronica di potenza, grazie alle loro proprietà superiori. Il SiC, un semiconduttore a banda larga, offre molteplici vantaggi rispetto al silicio tradizionale, tra cui maggiore efficienza energetica, maggiore resistenza alla temperatura e migliore affidabilità. Questi attributi rendono i substrati SiC un componente chiave nello sviluppo di sistemi tecnologici avanzati.
Il carburo di silicio, spesso abbreviato in SiC, è un composto di silicio e carbonio. Come substrato, funge da base su cui vengono formati dispositivi o circuiti. I substrati SiC forniscono la piattaforma ideale per dispositivi di potenza grazie alle loro proprietà fisiche ed elettroniche uniche.

Vantaggi del substrato Sic

Alta conduttività termica
Il SiC ha una conduttività termica che è 3-5 volte superiore a quella dei substrati di silicio (Si). Ciò consente una dissipazione del calore più rapida e aiuta a mantenere bassa la temperatura del dispositivo.

Alta tensione di rottura
I substrati SiC hanno un'elevata tensione di rottura, che consente loro di resistere a campi elettrici elevati. Ciò consente lo sviluppo di dispositivi in grado di funzionare ad alte tensioni e correnti, rendendoli ideali per applicazioni ad alta potenza.

Elevata mobilità degli elettroni
Il SiC ha una mobilità elettronica più elevata del Si, il che consente lo sviluppo di dispositivi in grado di funzionare a frequenze più elevate. Ciò è importante in applicazioni quali amplificatori RF e circuiti di commutazione ad alta frequenza.

Ampio bandgap
Il SiC ha un ampio bandgap, che consente lo sviluppo di dispositivi in grado di funzionare a temperature più elevate. Ciò è importante nelle applicazioni ad alta temperatura come l'elettronica di potenza e l'aerospaziale.

Perdite di potenza ridotte
I substrati SiC hanno una resistenza di accensione e perdite di commutazione inferiori rispetto ai substrati Si. Ciò consente una perdita di potenza ridotta e un'efficienza migliorata nei dispositivi elettronici ad alta potenza.

Tipo di substrato Sic

Substrato ceramico in nitruro di alluminio
Sistema esagonale, composto wurtzite legato covalentemente basato su unità strutturale tetraedrica [AlN4], ha una buona conduttività termica, un isolamento elettrico affidabile, una bassa costante dielettrica e perdita dielettrica, è atossico e corrisponde al coefficiente di dilatazione termica del silicio, ecc. Con una serie di eccellenti proprietà, è considerato una scelta ideale per una nuova generazione di substrati semiconduttori altamente integrati e materiali di imballaggio elettronico.
Il processo di preparazione della polvere di AlN, la materia prima principale della ceramica AlN, è complesso, ad alto consumo energetico, a ciclo lungo e costoso. L'elevato costo limita l'ampia applicazione della ceramica AlN, quindi i substrati ceramici AlN sono utilizzati principalmente nelle industrie di fascia alta.
Substrato ceramico in nitruro di silicio
Si3N4 ha tre strutture cristalline, ovvero fase, fase e fase. Tra queste, fase e fase sono le forme più comuni di Si3N4 e sono tutte strutture esagonali. Si3N4 ha eccellenti proprietà come elevata durezza, elevata resistenza, piccolo coefficiente di dilatazione termica, piccolo creep ad alta temperatura, buona resistenza all'ossidazione, buone prestazioni di corrosione a caldo e piccolo coefficiente di attrito.
Tuttavia, la ceramica Si3N4 ha scarse proprietà dielettriche (la costante dielettrica è 8,3, la perdita dielettrica è 0.001~0,1) e costi di produzione elevati, il che ne limita l'applicazione come substrato ceramico per imballaggi elettronici.

Substrato ceramico in carburo di silicio
Le ceramiche SiC hanno un'elevata conduttività termica. La conduttività termica ad alte temperature è 100 W/(m·k)~400 W/(m·k), che è 13 volte quella di Al2O3. Ha una buona resistenza all'ossidazione, la sua temperatura di decomposizione è superiore a 2500 gradi e può ancora essere utilizzata in un'atmosfera ossidante di 1600 gradi; ha anche un buon isolamento elettrico e il suo coefficiente di espansione termica è inferiore a Al2O3 e AlN. Le ceramiche SiC hanno forti proprietà di legame covalente e non sono facili da sinterizzare. Piccole quantità di boro o allumina vengono spesso aggiunte come ausili di sinterizzazione per aumentare la densità. Gli esperimenti dimostrano che berillio, boro, alluminio e i loro composti sono gli additivi più efficaci, che possono far sì che la densità delle ceramiche SiC raggiunga oltre il 98%.

Substrato ceramico di ossido di berillio
BeO è l'unica struttura wurtzite esagonale tra gli ossidi di metalli alcalino-terrosi. Poiché BeO ha una struttura wurtzite e un forte legame covalente e una bassa massa molecolare relativa, ha un'elevata conduttività termica. L'allumina BeO è circa La sua conduttività termica a temperatura ambiente può raggiungere 250 W/(m K) e la sua conduttività termica è 10 volte superiore a quella del metallo. Ad alte temperature e alte frequenze, ha buone proprietà elettriche, buona resistenza al calore e buona resistenza all'impatto. , buona stabilità chimica.
Sebbene BeO abbia alcune proprietà eccellenti, il suo inconveniente fatale è che la sua polvere è estremamente tossica. L'inalazione a lungo termine di polvere di BeO può causare avvelenamento e persino mettere a rischio la vita, e può anche causare inquinamento ambientale, che ha un grande impatto sulla produzione e applicazione di substrati ceramici BeO [5]. Inoltre, il costo di produzione di BeO è relativamente elevato, il che ne limita la produzione e l'applicazione.

Substrato ceramico di nitruro di boro
Il nitruro di boro si presenta in due diverse forme cristalline: esagonale e cubica. Tra queste, il nitruro di boro cubico ha un'elevata durezza e può resistere a temperature elevate da 1500 a 1600 gradi, il che lo rende adatto per materiali superduri. Nelle corrette condizioni di trattamento termico, il nitruro di boro esagonale può mantenere un'elevata stabilità chimica e meccanica a temperature molto elevate. Il materiale in nitruro di boro ha un'elevata stabilità termica, stabilità chimica e isolamento elettrico. La conduttività termica della ceramica di nitruro di boro a temperatura ambiente è equivalente a quella dell'acciaio inossidabile e le sue proprietà dielettriche sono buone. Il nitruro di boro è più fragile della maggior parte delle ceramiche, ha un piccolo coefficiente di dilatazione termica, una forte resistenza agli shock termici e può resistere a rapidi cambiamenti nelle differenze di temperatura superiori a 1500 gradi.

Applicazioni del substrato Sic

Il substrato Sic, come tipico rappresentante della terza generazione di materiali semiconduttori, è anche uno dei materiali semiconduttori a banda larga più maturi e ampiamente utilizzati al momento. Con le sue eccellenti proprietà semiconduttrici, i materiali ceramici Sic Substrate sono stati ampiamente utilizzati in vari campi. Svolge un importante ruolo innovativo nell'industria moderna. È un materiale semiconduttore estremamente ideale in applicazioni ad alta temperatura, alta frequenza, resistenti alle radiazioni e ad alta potenza. Siton era pienamente consapevole di tali opportunità di mercato e ha lanciato substrati di confezionamento in carburo di silicio, che sono stati ampiamente elogiati dai clienti. Poiché i dispositivi di potenza in carburo di silicio possono ridurre significativamente il consumo di energia delle apparecchiature elettroniche, i dispositivi in carburo di silicio sono anche noti come "dispositivi di energia verde" che guidano la "nuova rivoluzione energetica".

Vari sistemi motori
Nel campo delle applicazioni ad alta tensione, i dispositivi di potenza in carburo di silicio semiconduttore che utilizzano substrati ceramici in carburo di silicio hanno una significativa riduzione del consumo energetico. La generazione di calore dell'apparecchiatura è notevolmente ridotta e le perdite di commutazione possono essere ridotte fino al 92%. Può anche semplificare ulteriormente il meccanismo di raffreddamento dell'apparecchiatura. La miniaturizzazione dell'apparecchiatura riduce notevolmente il consumo di materiali metallici per la dissipazione del calore.

Campo di illuminazione a LED semiconduttore
Il substrato Sic presenta grandi vantaggi nei LED ad alta potenza. I LED che utilizzano substrati ceramici Sic Substrate hanno una luminosità più elevata, un consumo energetico inferiore, una durata di servizio più lunga e un'area del chip unitario più piccola.

Veicoli a nuova energia
Il settore automobilistico a nuova energia richiede che gli inverter abbiano un'affidabilità che superi di gran lunga quella degli inverter industriali ordinari quando gestiscono correnti ad alta intensità; il substrato SiC Sic ha una migliore dissipazione del calore, elevata efficienza, resistenza alle alte temperature ed elevata affidabilità. ) Il substrato ceramico soddisfa pienamente i requisiti dei veicoli a nuova energia. La miniaturizzazione dei substrati ceramici Sic Substrate può ridurre significativamente la perdita di potenza dei veicoli a nuova energia, consentendo loro di funzionare comunque normalmente in vari ambienti difficili.

Processi di trattamento superficiale comunemente utilizzati per il substrato di alluminio Sic

Il substrato Sic ha eccellenti proprietà come elevata resistenza specifica, rigidità specifica, resistenza all'usura e basso coefficiente di dilatazione termica, e ha importanti prospettive di applicazione nel settore aerospaziale, motori automobilistici, strumenti di precisione, imballaggi elettronici, attrezzature sportive, ecc. Tuttavia, il carburo di silicio di alluminio è un materiale difficile da lavorare e difficile da produrre in serie, il che ne limita notevolmente l'ambito di applicazione. Ciò è dovuto principalmente al fatto che la lavorazione del carburo di silicio di alluminio provoca gravi danni all'utensile. Se non esiste una tecnologia di lavorazione adatta, il costo dell'utensile aumenterà. molto elevato.

A causa dell'esistenza di una fase di particelle nei materiali compositi di carburo di silicio e alluminio, i difetti metallurgici non uniformi del materiale aumentano, rendendo la resistenza alla corrosione del materiale in mezzi corrosivi peggiore di quella della lega matrice senza fase di rinforzo, perché la fase di rinforzo stessa può agire come un centro attivo di corrosione e può modificare il processo cinetico del cambiamento di fase della matrice, formando una fase precipitata che può facilmente causare corrosione all'interfaccia tra la matrice e la fase rinforzata. Anche lo stress residuo dell'interfaccia e le dislocazioni ad alta densità possono facilmente causare corrosione per vaiolatura. Un trattamento superficiale efficace dei compositi di carburo di silicio e alluminio può proteggere il materiale dai danni dovuti a corrosione, usura e ossidazione ad alta temperatura. Attualmente, i metodi di trattamento superficiale del carburo di silicio e alluminio includono l'ossidazione micro-arco, l'anodizzazione, la passivazione chimica, il rivestimento organico e la nichelatura chimica.

Substrato artigianale Sic

Frantumazione delle materie prime:Utilizzare un frantoio a martelli per frantumare il coke di petrolio fino a ottenere le particelle della dimensione richiesta dal processo.
Dosaggio e miscelazione:Pesare e mescolare secondo la formula prescritta. Questo progetto utilizza una piattaforma per il dosaggio e una betoniera per la miscelazione.
Preparazione del forno elettrico al carburo di silicio:Pulire il materiale del fondo del forno, rifinire gli elettrodi, pulire e riparare la parete del forno, installare l'alimentazione e la prima marcia, controllare ed eliminare altri difetti del forno.
Caricamento del forno:Riempire il forno con materiali di reazione, materiali isolanti e materiali del nucleo del forno in base ai tipi, alle posizioni e alle dimensioni specificati dei materiali del forno e costruire pareti laterali del forno di fusione che abbiano le funzioni di isolamento e contenimento del materiale.
Inviare energia per fondere il carburo di silicio:Collegare il forno elettrico al carburo di silicio al trasformatore e quindi inviare energia. Per i primi 15 minuti viene utilizzata una fiamma libera per accendere il CO. Il processo di fusione dura 170 ore. Quanto sopra è il processo di produzione generale del carburo di silicio. Il processo di produzione specifico può variare a seconda del produttore e dei requisiti del prodotto.

La differenza tra substrato di carburo di silicio e substrato di nitruro di silicio

I substrati in carburo di silicio e alluminio vengono utilizzati nei veicoli ferroviari, negli aeromobili, nei dispositivi IGBT semiconduttori e in altri campi di prodotti, principalmente perché i substrati in carburo di silicio a base di alluminio hanno un'elevata conduttività termica, un coefficiente di dilatazione termica che si adatta meglio al chip, peso leggero, bassa densità, elevata durezza ed elevata resistenza alla flessione.

Caratteristiche e vantaggi dei substrati in carburo di silicio e dei substrati in nitruro di silicio
Il substrato di carburo di silicio in carburo di alluminio e silicio (AISiC) è l'abbreviazione di materiale composito rinforzato con particelle di carburo di silicio, noto anche come carburo di alluminio e silicio o carbonio di alluminio e silicio. Presenta vantaggi molto importanti e straordinari quando viene applicato all'industria militare.
● AISiC ha un'elevata conduttività termica (170~200W/mK), che è dieci volte quella dei materiali di imballaggio generici. Può dissipare il calore generato dal chip in modo tempestivo e migliorare l'affidabilità e la stabilità dell'intero componente.
●Il coefficiente di espansione termica dell'AISiC è ben abbinato al chip semiconduttore e al substrato ceramico. Il coefficiente di espansione termica regolabile (6,5~9,5x10-6/K) può prevenire guasti da fatica e il chip di potenza può anche essere installato direttamente sulla piastra di base AISiC. superiore.
● Il substrato in carburo di silicio è leggero, forte in durezza, elevata resistenza alla flessione e ha una buona resistenza ai terremoti. Il materiale di scelta in ambienti difficili.

Le applicazioni dei substrati di carburo di silicio e dei substrati di nitruro di silicio sono diverse
I substrati ceramici in nitruro di silicio hanno elevata resistenza meccanica, resistenza all'usura e buona conduttività termica. Sono utilizzati principalmente nell'industria aerospaziale, nei motori automobilistici, negli ammortizzatori per autoveicoli, nelle apparecchiature mediche meccaniche, nei forni industriali, nelle apparecchiature elettroniche intelligenti, nei moduli ad alta potenza e in altri campi. Scopo; Il carburo di silicio è utilizzato nelle locomotive ferroviarie, negli aeromobili, nei dispositivi IGBT a semiconduttore e in altri campi di prodotti e ha anche buone applicazioni nell'industria militare.

La nostra fabbrica

La nostra specializzazione in wafer di silicio, cristalli seed, target di silicio e distanziatori personalizzati ci consente di soddisfare diverse esigenze nei settori dei semiconduttori e dell'energia solare. Il nostro impegno nel fornire servizi personalizzati consente ai nostri clienti di raggiungere i loro obiettivi di progetto specifici con precisione ed efficienza.

Domande frequenti

D: Quali sono i vantaggi dell'utilizzo di substrati SiC rispetto ai substrati di silicio nelle applicazioni dei semiconduttori?

R: I substrati SiC offrono diversi vantaggi rispetto ai substrati tradizionali in silicio, tra cui una maggiore conduttività termica, un bandgap più ampio e una tensione di rottura più elevata. Queste proprietà consentono lo sviluppo di dispositivi in grado di funzionare a temperature, tensioni e frequenze più elevate, il che è particolarmente vantaggioso per l'elettronica di potenza, l'elettronica ad alta temperatura e le applicazioni RF/microonde.

D: Come vengono realizzati i substrati SiC?

R: I substrati di SiC vengono in genere coltivati utilizzando il metodo del trasporto fisico di vapore (PVT). In questo processo, la materia prima di SiC ad alta purezza viene posta in un crogiolo e riscaldata ad alte temperature in condizioni atmosferiche controllate. Il vapore di SiC viene trasportato dalle regioni più calde del crogiolo a quelle più fredde, dove cristallizza su un cristallo di origine per formare il substrato.

D: Qual è il tipico orientamento cristallino dei substrati SiC?

R: Gli orientamenti cristallini più comuni per i substrati SiC sono (001) e (0001), che sono indicati come politipi 4H e 6H. Questi orientamenti sono preferiti perché offrono una buona stabilità strutturale e sono compatibili con la maggior parte dei processi di fabbricazione di dispositivi SiC.

D: Come sono caratterizzati i substrati SiC?

A: I substrati SiC sono caratterizzati per varie proprietà fisiche e strutturali, tra cui qualità cristallografica, densità di difetti, conduttività elettrica, conduttività termica e rugosità superficiale. Tecniche come la diffrazione dei raggi X (XRD), la microscopia elettronica a trasmissione (TEM) e la spettroscopia a fotoluminescenza (PL) sono comunemente utilizzate per la caratterizzazione.

D: Quale impatto ha la qualità del substrato sulle prestazioni del dispositivo SiC?

R: La qualità del substrato SiC ha un impatto significativo sulle prestazioni dei dispositivi SiC. Un substrato di alta qualità con una bassa densità di difetti può dare origine a dispositivi con proprietà elettriche migliorate, maggiore efficienza e durata maggiore. Al contrario, substrati con un'elevata densità di difetti possono portare a prestazioni e affidabilità ridotte del dispositivo.

D: Che cos'è un materiale SiC?

A: Il carburo di silicio (SiC) è una ceramica fine sintetica e semiconduttrice che eccelle in un'ampia sezione trasversale di mercati industriali. I produttori beneficiano di un'offerta eclettica di gradi di carburo di silicio grazie alla disponibilità di strutture sia ad alta densità che a pori aperti.

D: Cos'è il SiC in chimica?

A: Il carburo di silicio (SiC), noto anche come carborundum (/ˌkɑːrbəˈrʌndəm/), è un composto chimico duro contenente silicio e carbonio. Un semiconduttore, si trova in natura come il minerale estremamente raro moissanite, ma è stato prodotto in serie come polvere e cristallo dal 1893 per essere utilizzato come abrasivo.

D: Cosa significa SiC nel settore dei semiconduttori?

A: Il SiC (carburo di silicio) è un semiconduttore composto da silicio e carburo. Il SiC offre una serie di vantaggi rispetto al silicio, tra cui 10 volte la forza del campo elettrico di rottura, 3 volte il gap di banda e consente una gamma più ampia di controllo di tipo p e n richiesto per la costruzione del dispositivo.

D: Come vengono realizzati i substrati SiC?

A: Attualmente, la produzione industriale di substrato di carburo di silicio si basa principalmente sul metodo PVT. Questo metodo richiede di sublimare la polvere con alta temperatura e vuoto, e quindi lasciare che i componenti crescano sulla superficie del seme attraverso il controllo del campo termico, in modo da ottenere i cristalli di carburo di silicio.

D: Come è anche conosciuto il SiC?

A: Il carburo di silicio, comunemente noto anche come Carborundum, è un composto di silicio e carbonio. Il carburo di silicio è un materiale semiconduttore come materiale emergente per applicazioni in dispositivi semiconduttori. Il carburo di silicio è stato scoperto dal pennsylvaniano Edward Acheson nel 1891.

D: Qual è la differenza tra SiO2 e SiC?

R: A differenza dei rivestimenti a base di SiO2, il rivestimento a base di SiC si lega effettivamente alla vernice e il SiC si forma come reazione chimica in quel processo, non tramite nanoparticelle di ceramica che galleggiano in una resina.

D: Il SiC è elettricamente conduttivo?

R: Grazie alla sua notevole durezza e resistenza all'usura, nonché al suo ruolo di semiconduttore e conduttore elettrico, il carburo di silicio continua a dare forma ai progressi in termini di efficienza e affidabilità.

D: Quali sono i tipi di SIC?

R: Sebbene esistano oltre 100 politipi noti di SiC, solo alcuni sono comunemente coltivati in una forma riproducibile accettabile per l'uso come semiconduttori. I politipi di SiC più comuni sviluppati per l'elettronica sono 3C-SiC, 4H-SiC e 6H-SiC.

D: Perché il carburo di silicio è così importante?

A: Un materiale a banda larga (WBG) può spostare l'energia elettrica in modo più efficiente rispetto ai semiconduttori a banda più piccola. Ciò rende il carburo di silicio particolarmente utile per l'elettronica di potenza come gli inverter di trazione nei veicoli elettrici e i convertitori CC/CC per i caricabatterie e i condizionatori d'aria dei veicoli elettrici (Zeeburg).

D: Dove si trova il carburo di silicio?

R: Il carburo di silicio è l'unico carburo che trova importanti applicazioni come materiale ceramico. Si trova in natura solo in piccole quantità nei meteoriti, dove è chiamato moissanite (dal nome dello scopritore Moissan).

D: Il SiC è resistente alla corrosione?

A: Il carburo di silicio sinterizzato senza pressione è quasi universalmente resistente alla corrosione. Resiste a tutti gli acidi comuni (ad esempio acido cloridrico, acido solforico, acido bromidrico e acido fluoridrico), alle basi (ad esempio ammine, potassa e soda caustica), a tutti i solventi e ai mezzi ossidanti (ad esempio acido nitrico).

D: L'SiO2 è buono o cattivo?

R: Il biossido di silicio è un composto che si trova in natura. Esiste in abbondanza nelle piante e nella crosta terrestre, e riesce persino a raggiungere gli esseri umani e altri animali. Non ci sono ancora prove che suggeriscano che il biossido di silicio sia pericoloso come additivo alimentare. Tuttavia, inalare regolarmente polvere di silicio è molto pericoloso.

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Wafer di carburo di silicio