中國粉體網(wǎng)訊 高純石英是SiO2純度大于99.9%的石英系列產(chǎn)品的總稱，能夠經(jīng)加工提純高純石英的天然礦產(chǎn)資源稱之為高純石英原料礦。高純石英產(chǎn)品因耐高溫、熱膨脹系數(shù)低、透光性好、電絕緣性好、化學穩(wěn)定性好、抗激光損傷能力強、光譜特性好和抗熱震性能好等性能，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要支撐且不可替代的材料。
高純石英在戰(zhàn)略層面上的地位
高純石英產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系到各個國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，所以高純石英的加工制備技術(shù)和出口一直受嚴格管控。日本、歐盟等將高純石英列為關(guān)鍵性礦產(chǎn)；2020年起，俄羅斯將由國家專門機構(gòu)確認的高純石英原料等戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的儲量及生產(chǎn)數(shù)據(jù)均列為國家機密。2011年，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《找礦突破戰(zhàn)略行動綱要（2011～2020年）》，明確高純石英等作為關(guān)鍵性新興產(chǎn)業(yè)所需的礦產(chǎn)。國家統(tǒng)計局發(fā)布的《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類（2018）》和國家工信部發(fā)布的《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2021年版）》等文件多次提及高純石英及其制品。因為半導(dǎo)體等新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)急劇擴增，國外壟斷企業(yè)一直通過減產(chǎn)控制高純石英砂價格，嚴重影響中國高純石英終端半導(dǎo)體等應(yīng)用領(lǐng)域的供給穩(wěn)定。因此，高純石英原料礦應(yīng)作為國家戰(zhàn)略層面而引起足夠重視。
高純石英在新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用
高純石英具有極好的化學穩(wěn)定性、高絕緣耐壓能力和極低的體膨脹系數(shù)，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，其產(chǎn)品種類繁多。隨著新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，高純石英需求量持續(xù)增長，特別是半導(dǎo)體、光纖通訊、光伏領(lǐng)域的應(yīng)用增長更是迅速。
在半導(dǎo)體領(lǐng)域，半導(dǎo)體用石英主要有石英坩堝、石英砣、石英管和石英舟等。芯片制造主要由單晶生長、晶圓加工制造、集成電路晶圓的生產(chǎn)以及后期封裝四個部分組成。單晶生長需要用到石英坩堝和石英器件。晶圓加工部分刻蝕、擴散、氧化、退火等步驟中需要用到大量的輔材石英玻璃，如石英片、石英環(huán)、石英舟等高純度石英制品，其中擴散步驟是在1000℃左右的石英爐管中將元素硼、磷等擴散入硅片。
在光伏行業(yè)，石英坩堝是不可或缺的重要支撐材料，是光伏單晶爐的關(guān)鍵部件，作為消耗性器皿可支持太陽能和半導(dǎo)體用戶在高溫條件下連續(xù)拉制大直徑單晶硅，用于盛裝熔融硅并制成后續(xù)工序所需晶棒。在單晶硅生產(chǎn)中，石英坩堝是一次性使用的熔硅和晶體生長的關(guān)鍵材料，對單晶硅的生產(chǎn)成本和產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量都有直接的影響。石英坩堝具有高純度、耐溫性強、尺寸大、精度高、保溫性好、節(jié)約能源、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，在太陽能光伏電池片制造等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。
高純石英原料相對匱乏
全球高純石英原料礦床主要分布在美國、加拿大、挪威、澳大利亞、俄羅斯、中國、毛里塔尼亞和巴西等，其中美國的Spruce Pine礦是世界公認的優(yōu)質(zhì)石英礦床,具有規(guī)模大、流體雜質(zhì)少和礦石品質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點，美國尤尼明公司憑借此礦幾乎壟斷了全球高純石英高端市場。
從原礦方面來看，雖然我國石英資源豐富，但是大多只能作為大宗硅質(zhì)原料來使用，用于生產(chǎn)高純石英的原料匱乏。我國可用于生產(chǎn)高純石英的原料礦床較少,主要分布在江蘇東海、湖北蘄春和安徽旌德及太湖等地區(qū)，其中江蘇東海的石英礦最優(yōu)質(zhì)，湖北蘄春的靈虬山脈石英礦和安徽旌德版書鄉(xiāng)龍川脈石英礦SiO2質(zhì)量分數(shù)分別為99.35%和99.01%，均具有成為高純石英原料的潛力。但是由于我國對于高純石英用脈石英原礦勘探?jīng)]有詳細的標準，且脈石英多呈脈狀、雞窩狀分布，礦床規(guī)模小，礦石品質(zhì)不穩(wěn)定，這些脈石英礦床中可能只有很少一部分能生產(chǎn)出適用于半導(dǎo)體工業(yè)和芯片制造行業(yè)的高純石英砂，難以滿足高純石英高端產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)的需要，亟待尋找礦體規(guī)模大、礦石品質(zhì)穩(wěn)定的新類型資源。
高純石英砂加工技術(shù)與國外存在差距
近年來，我國的高純石英市場發(fā)展很快，在高純石英加工技術(shù)研究方面也開展了較多工作，已具有4N高純石英中端產(chǎn)品的批量生產(chǎn)能力，江蘇太平洋石英股份有限公司在高純石英提純技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量方面處于國內(nèi)領(lǐng)先地位,占有國內(nèi)產(chǎn)量的70%~80%。但總體上，國際先進水平的差距依然很大，高純石英產(chǎn)品仍不能滿足發(fā)展需求，4N8及以上的高純石英仍主要需要從國外進口。
總體來說，高純石英是新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的重要支撐，新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的崛起需要大量高附加值的原材料高純石英，但中國目前高純石英遠遠不能滿足需要。我國作為石英消費大國，附加值低的中低端石英制品可以自給自足，但高端的石英制品以及高純石英原材料主要依靠美國及挪威等進口，存在較大的風險因素。
參考來源：
李金超等.中國高純石英產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀及發(fā)展建議
武志超等.高純石英應(yīng)用及化學提純技術(shù)研究進展
張艷紅等.高純石英的發(fā)展現(xiàn)狀、消費及市場預(yù)測
歐陽靜等.石英礦物資源的提純及在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)分析
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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