Όσον αφορά τους τύπους υλικών άνθρακα-γραφίτη που χρησιμοποιούνται σε προϊόντα γραφίτη στις βιομηχανίες ημιαγωγών και φωτοβολταϊκών, οι εμπειρογνώμονες της βιομηχανίας πιστεύουν ότι μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες ή σε τρία στάδια ανάπτυξης. Η πρώτη κατηγορία είναι προϊόντα γραφίτη που παράγονται χρησιμοποιώντας χύτευση συμπίεσης (ή εξώθηση ή χύτευση κραδασμών). Αυτά τα προϊόντα αντιπροσωπεύουν επί του παρόντος ένα μικρό τμήμα των προϊόντων υλικού άνθρακα-γραφίτη που χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες ημιαγωγών και φωτοβολταϊκών. Η δεύτερη κατηγορία είναι ισότροπα προϊόντα γραφίτη υψηλής καθαρότητας που παράγονται χρησιμοποιώντας ισοστατική πίεση. Αυτά τα προϊόντα είναι σήμερα τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα στις βιομηχανίες ημιαγωγών και φωτοβολταϊκών, αντιπροσωπεύοντας πάνω από το 80% του όγκου του παγκόσμιου γραφίτη που χρησιμοποιείται σε αυτούς τους τομείς. Η τρίτη κατηγορία είναι σύνθετα υλικά από ίνες άνθρακα-άνθρακα. Αυτά είναι νεότερα υλικά και προϊόντα που αντικαθιστούν τα υλικά γραφίτη σε αυτές τις εφαρμογές.
Η χρήση σύνθετων ινών άνθρακα-άνθρακα μπορεί να θεωρηθεί το τρίτο στάδιο στην εφαρμογή θερμαντικών, θερμικών μόνωσης και άλλων υλικών στις ημιαγωγές και τις φωτοβολταϊκές βιομηχανίες, που αντιπροσωπεύουν υψηλότερο επίπεδο τεχνολογικής ανάπτυξης. Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι τα χρησιμοποιούμενα ισοτροπικά προϊόντα γραφίτη υψηλής ποιότητας θα σταδιακθούν και θα αντικατασταθούν πλήρως από σύνθετα ινών άνθρακα άνθρακα. Οι εμπειρογνώμονες της βιομηχανίας πιστεύουν ότι ούτε ο τύπος υλικού και προϊόντος δεν θα αντικαταστήσουν το άλλο στις βιομηχανίες ημιαγωγών και φωτοβολταϊκών. Προβλέπουν ότι η αγορά θα εξελιχθεί σε μια κατάσταση όπου το καθένα κατέχει σημαντικό μερίδιο της αγοράς.
Τα σύνθετα σύνθετα άνθρακα-άνθρακα είναι ενισχυμένες με άνθρακα μήτρες άνθρακα. Προσφέρουν εξαιρετικά χαρακτηριστικά όπως το ελαφρύ βάρος, την εξαιρετική αντοχή στην αφαίρεση, την αντοχή σε θερμικό σοκ, την ανοχή υψηλής βλάβης, την αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και την υψηλή ικανότητα σχεδιασμού. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται ευρέως σε ένα ευρύ φάσμα πεδίων, συμπεριλαμβανομένης της αεροδιαστημικής, της αεροπορίας και της ατομικής ενέργειας. Επιπλέον, τα σύνθετα υλικά μπορούν να προσαρμοστούν στις επιθυμητές ιδιότητες και σχήματα για συγκεκριμένες εφαρμογές επιλέγοντας τον τύπο ινών, τη δομή, την ποσότητα, τον πρόδρομο μήτρας και τις συνθήκες επεξεργασίας. Κατά συνέπεια, οι εφαρμογές τους επεκτείνονται και κερδίζουν αυξανόμενη προσοχή. Τα σύνθετα υλικά άνθρακα-άνθρακα είναι πολύ ισχυρότερα από τον γραφίτη και προσφέρουν εξαιρετική σταθερότητα διαστάσεων, αντοχή στην πρόσκρουση και αντοχή σε θερμικό σοκ, με συνολικές μηχανικές ιδιότητες να ξεπερνούν εκείνες του γραφίτη. Μέσω του καθαρισμού, το περιεχόμενο μεταλλικής ακαθαρσίας αυτών των υλικών μπορεί να ελεγχθεί κάτω από 5 ppm.
Τα προϊόντα θερμικού πεδίου Carbon-Carbon που χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες ημιαγωγών και φωτοβολταϊκών προσφέρουν τα ακόλουθα σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των παραδοσιακών προϊόντων γραφίτη:
① Επεκτείνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής του προϊόντος και μειώνουν τους χρόνους αντικατάστασης εξαρτημάτων, βελτιώνοντας έτσι τη χρήση του εξοπλισμού και μειώνοντας το κόστος συντήρησης.
② Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά προϊόντα γραφίτη, μπορούν να γίνουν λεπτότερα, επιτρέποντας στον υπάρχοντα εξοπλισμό να παράγει προϊόντα μεγαλύτερης και μεγαλύτερης διαμέτρου, εξοικονομώντας σημαντικές επενδύσεις σε νέο εξοπλισμό και εξασφαλίζοντας ένα πιο ομοιόμορφο πεδίο θερμοκρασίας.
③ Λόγω της εξαιρετικής αντοχής τους σε θερμικό σοκ, είναι λιγότερο επιρρεπείς σε ρωγμές κάτω από επαναλαμβανόμενες συνθήκες θερμικής δόνησης υψηλής θερμοκρασίας, εμποδίζοντας έτσι τις διακυμάνσεις του πεδίου θερμοκρασίας.
④ Τα παραδοσιακά προϊόντα θερμικού πεδίου γραφίτη είναι δύσκολο να σχηματιστούν όταν τραβούν προϊόντα μεγάλης διαμέτρου. Ωστόσο, λόγω της εξαιρετικής απόδοσης σύνθετων υλικών άνθρακα-άνθρακα, τα προϊόντα θερμικού πεδίου άνθρακα-άνθρακα χρησιμοποιούνται προς το παρόν ευρέως σε διαδικασίες έλξης μεγάλης διαμέτρου στο εξωτερικό.
⑤ Χρησιμοποιώντας σύνθετα υλικά άνθρακα-άνθρακα ως θερμομόνωση (θερμαινόμενη ασπίδα) σε κλιβάνους μονής κρυστάλλου Czochralski μπορεί να επιτύχει σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας σε σύγκριση με τα υλικά γραφίτη λόγω της εξαιρετικής απόδοσης θερμικής μόνωσης (ορισμένα αποτελέσματα έρευνας υποδηλώνουν εξοικονόμηση ενέργειας 20%).