中國粉體網(wǎng)訊 由中國粉體網(wǎng)主辦的“2025國際硅材料產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)”于4月23-25日在南京國際博覽中心成功舉辦。展會(huì)期間，我們邀請(qǐng)到武漢理工大學(xué)李育彪教授做客“對(duì)話”欄目，暢談高純石英產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。
中國粉體網(wǎng)：李教授，相比光伏石英坩堝，半導(dǎo)體坩堝對(duì)高純石英砂的嚴(yán)苛要求體現(xiàn)在哪些方面？
李育彪教授：相對(duì)于光伏石英坩堝，半導(dǎo)體坩堝對(duì)石英砂的要求高很多。例如，對(duì)雜質(zhì)元素的要求，光伏要求堿金屬Li、Na、K合計(jì)小于等于2ppm即可，而半導(dǎo)體對(duì)石英砂的要求則高很多，美國尤尼明的IOTA-8產(chǎn)品，最高品質(zhì)要求堿金屬含量小于80ppb，要求極其嚴(yán)苛。對(duì)氣液包裹體的要求也是如此，半導(dǎo)體坩堝對(duì)高純石英砂的要求也非常高，內(nèi)層要求拉晶過程中氣泡無膨脹，不能出現(xiàn)內(nèi)層氣泡變大溶解到硅液中污染單晶硅的情況出現(xiàn)，否則嚴(yán)重影響硅片質(zhì)量。整體而言，半導(dǎo)體坩堝比光伏坩堝要求高很多，技術(shù)壁壘也更高，從事相關(guān)研究的企業(yè)及科研團(tuán)隊(duì)也更少。
中國粉體網(wǎng)：半導(dǎo)體坩堝有部分原料是合成超高純石英砂，它未來是否會(huì)替代天然高純石英砂？
李育彪教授：半導(dǎo)體坩堝用部分原料已有使用合成超高純石英砂的例子，相對(duì)天然高純石英砂，合成石英砂的優(yōu)勢比較明顯，最主要的就是其雜質(zhì)含量極低，二氧化硅純度達(dá)到了6N-7N，目前原料供應(yīng)主要受制于國外企業(yè)。國內(nèi)已有幾家進(jìn)行了長期科技攻關(guān)，取得了一定成果，但離規(guī)�；a(chǎn)還有一定距離。
合成石英砂缺點(diǎn)也較明顯，最主要的是其耐高溫性能沒有天然石英砂好，且成本較高，一般在50萬元/噸以上，最高可超過100萬元/噸，而天然石英砂則相對(duì)便宜，目前國外進(jìn)口內(nèi)層石英砂9.5-11萬元/噸，國產(chǎn)內(nèi)層石英砂6-7.5萬元/噸，中層砂3.6-4.5萬元/噸，外層砂則供應(yīng)量較大，已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代，一般1.8-2.5萬元/噸。因此，短時(shí)間內(nèi)，天然石英砂還具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢。
中國粉體網(wǎng)：您報(bào)告中提到的“高純石英砂精深純化技術(shù)”，重點(diǎn)包括哪些方面？
李育彪教授：針對(duì)晶格雜質(zhì)、礦物包裹體、流體包裹體等難提純的雜質(zhì)，我們團(tuán)隊(duì)開發(fā)的高純石英砂精深純化技術(shù)主要包括半導(dǎo)體及光伏坩堝用高純石英砂原料快速篩選技術(shù)、包裹體高溫-驟冷爆裂法制備高純石英關(guān)鍵技術(shù)、晶格雜質(zhì)偏聚剝蝕常壓浸出制備高純石英關(guān)鍵技術(shù)及高溫氯化除雜制備高純石英砂關(guān)鍵技術(shù)等，這些技術(shù)單獨(dú)或者聯(lián)合使用，可有效降低晶格雜質(zhì)、去除包裹體，使石英砂品質(zhì)滿足半導(dǎo)體及光伏坩堝用高純石英砂要求。
中國粉體網(wǎng)：您能否給我們介紹一下在研究成果轉(zhuǎn)化方面的進(jìn)展情況？以及您與企業(yè)合作的案例介紹。
李育彪教授：我們團(tuán)隊(duì)的科技成果轉(zhuǎn)化已經(jīng)有10余年時(shí)間，已廣泛應(yīng)用于10余家企業(yè)，都取得了較好的效果。最近幾年來，我們主要與北京盛景能源有限公司合作，在浙江省金華市武義縣建立了高純石英砂研發(fā)中心，組建了原礦分析-小試-中試-生產(chǎn)線全鏈條科研團(tuán)隊(duì)，構(gòu)建了坩堝用高純石英砂快速篩選體系，建成了500噸/年光伏坩堝用4N8級(jí)高純石英砂中試線1條、1.5萬噸/年生產(chǎn)線1條，累計(jì)完成國內(nèi)外500余款石英原料中試試驗(yàn)，可穩(wěn)定制備4N8~5N2高純石英砂，目前已實(shí)現(xiàn)4N8級(jí)高純石英砂的穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及銷售。
中國粉體網(wǎng)：國內(nèi)高純石英高端產(chǎn)品被國外卡脖子，有人說是我們“技不如人”，也有人說是“礦不如人”，您怎樣看制約我國高純石英產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸因素？
李育彪教授：我國高純石英產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸因素有以下幾個(gè)方面：
（1）前些年國家的關(guān)注及科研投入較少，主要是相關(guān)企業(yè)在做相應(yīng)的研發(fā)與生產(chǎn)，高校從事高純石英砂方面研究的科研團(tuán)隊(duì)較少，且基礎(chǔ)較薄弱。我們武漢理工大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)，從2001年開始做高純石英砂方面的基礎(chǔ)研究，那個(gè)時(shí)候，相關(guān)科研項(xiàng)目非常少，培養(yǎng)的研究生數(shù)量也不多，但是我們一直在堅(jiān)持做這方面的研究，從來沒有間斷過。
（2）高純石英砂技術(shù)門檻較高，且研發(fā)成本較高，一般科研團(tuán)隊(duì)或企業(yè)短期內(nèi)很難建立全鏈條的技術(shù)體系，近年來，較多上市公司也逐漸進(jìn)入到該領(lǐng)域進(jìn)行了科技攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化，建立了生產(chǎn)線，技術(shù)層面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較大的跨越。但是，目前能用于工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的礦源還主要來自國外，特別是高品質(zhì)石英砂的原料，90%還是來自國外，這方面我們還有很大的進(jìn)步空間。
近年來，國家各部委對(duì)高純石英砂領(lǐng)域加大了投入，自然資源部、工信部等部門都投入了大量經(jīng)費(fèi)進(jìn)行找礦及提純技術(shù)攻關(guān)，取得了非常顯著的效果，并且高純石英礦成為我國第174號(hào)礦種，表明國家對(duì)高純石英的高度重視，將來必定會(huì)突破國外的卡脖子難題。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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