中國粉體網訊 高純石英是SiO2純度大于99.9%的石英系列產品的總稱，能夠經加工提純高純石英的天然礦產資源稱之為高純石英原料礦。高純石英產品因耐高溫、熱膨脹系數低、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
高純石英產業(yè)鏈關系到各個國家高新技術產業(yè)的發(fā)展，所以高純石英的加工制備技術和出口一直受嚴格管控。日本、歐盟等將高純石英列為關鍵性礦產；2020年起，俄羅斯將由國家專門機構確認的高純石英原料等戰(zhàn)略性礦產的儲量及生產數據均列為國家機密。2011年，國務院辦公廳發(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鍵性新興產業(yè)所需的礦產。國家統(tǒng)計局發(fā)布的《戰(zhàn)略性新興產業(yè)分類（2018）》和國家工信部發(fā)布的《重點新材料首批次應用示范指導目錄（2021年版）》等文件多次提及高純石英及其制品。因為半導體等新興戰(zhàn)略產業(yè)急劇擴增，國外壟斷企業(yè)一直通過減產控制高純石英砂價格，嚴重影響中國高純石英終端半導體等應用領域的供給穩(wěn)定。因此，高純石英原料礦應作為國家戰(zhàn)略層面而引起足夠重視。
高純石英在新興產業(yè)中的應用
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，應用領域十分廣泛，其產品種類繁多。隨著新興產業(yè)快速發(fā)展，高純石英需求量持續(xù)增長，特別是半導體、光纖通訊、光伏領域的應用增長更是迅速。
在半導體領域，半導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，是光伏單晶爐的關鍵部件，作為消耗性器皿可支持太陽能和半導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。在單晶硅生產中，石英坩堝是一次性使用的熔硅和晶體生長的關鍵材料，對單晶硅的生產成本和產品產量質量都有直接的影響。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、質量穩(wěn)定等優(yōu)點，在太陽能光伏電池片制造等領域的應用越來越廣泛。
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)質石英礦床,具有規(guī)模大、流體雜質少和礦石品質穩(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原料來使用，用于生產高純石英的原料匱乏。我國可用于生產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，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質量分數分別為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沒有詳細的標準，且脈石英多呈脈狀、雞窩狀分布，礦床規(guī)模小，礦石品質不穩(wěn)定，這些脈石英礦床中可能只有很少一部分能生產出適用于半導體工業(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品大規(guī)模生產的需要，亟待尋找礦體規(guī)模大、礦石品質穩(wěn)定的新類型資源。
高純石英砂加工技術與國外存在差距
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研究方面也開展了較多工作，已具有4N高純石英中端產品的批量生產能力，江蘇太平洋石英股份有限公司在高純石英提純技術和產品質量方面處于國內領先地位,占有國內產量的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)略產業(yè)的重要支撐，新興產業(yè)領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.中國高純石英產業(yè)鏈現狀及發(fā)展建議
武志超等.高純石英應用及化學提純技術研究進展
張艷紅等.高純石英的發(fā)展現狀、消費及市場預測
歐陽靜等.石英礦物資源的提純及在戰(zhàn)略性新興產業(yè)中的應用技術分析
（中國粉體網編輯整理/初末）
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