国产替代化,合成超纯石英砂并非只有日本三菱能做?
目前,合成超纯石英砂并非只有日本三菱能做。在国内,凯盛科技(600552.SH)2024 年 3 月 8 日在互动平台发布的信息,其公司合成石英砂项目正按计划进行建设,产品纯度可达 6N-7N。如江瀚新材、菲利华等企业也在进行相关研发和生产。据日本三菱化学介绍,他们由硅醇盐法制成的超纯合成石英砂(纯度为 7N),具有更少的金属杂质和气泡,是半导体等高端领域的重要材料。
半导体产业的战略性及其供应链的安全性,目前已经得到了国内的广泛重视,作为半导体产业的一环,合成高纯砂的产业化肯定有其必要性,是半导体高端领域的应用是未来石英行业的一大趋势。
然而,随着技术的不断发展,国内企业也在积极探索合成超纯石英砂的制备方法。虽然目前日本三菱在合成超纯石英砂领域有一定的技术优势,但国内企业也在奋起直追,未来有望在该领域取得更大的突破。
一、日本三菱合成超纯石英砂的技术优势
日本三菱化学由硅醇盐法制成的超纯合成石英砂(纯度为 7N)具有显著技术优势。
首先,其具有更少的金属杂质和气泡,这对于半导体制造至关重要。在半导体制造过程中,任何微小的杂质都可能影响芯片的性能和良品率。三菱的超纯合成石英砂能够避免不利的金属和杂质污染并抑制颗粒的产生,从而提高半导体器件的性能。
其次,该石英砂被用作半导体级高纯度石英坩埚和硅片制造的原材料,这表明其在纯度和性能方面满足了半导体高端领域的严格要求。例如,在半导体制造的热处理、蚀刻和沉积工艺中,高纯度的石英砂能够确保工艺的稳定性和可靠性。此外,三菱在合成超纯石英砂的技术上具有领先地位,可能源于其长期的研发投入和技术积累。他们对生产工艺的严格控制,包括从原材料的选择到生产过程中的各个环节,都确保了产品的高质量。
二、国内企业合成超纯石英砂的研发进展
目前,国内企业在合成超纯石英砂方面的研发进展迅速。多家国内企业人工合成 5N 以上高纯度石英砂项目在建或者已经在试产。
国内有多家企业在进行合成超纯石英砂的相关研发和生产,部分企业如下:
凯盛科技:其子公司太湖石英年产 5000 吨提纯高纯石英砂项目于 2023 年建成;子公司凯盛应用材料正在建设年产 5000 吨合成二氧化硅项目,预计 2024 年产品可投放市场。凯盛科技是国内首家布局合成石英砂量产业务的企业,随着其提纯法、合成法制备高纯石英砂项目的陆续投产,两个项目可形成产业联动,提升公司在石英砂行业的竞争力。
三、国内企业合成超纯石英砂的应用场景
在中国,合成超纯石英砂的应用场景广泛,主要包括光伏、半导体、光通信等领域。
1、在光伏领域,合成超纯石英砂可用于生产石英坩埚,作为关键原材料,其凭借着优势性能已成为光伏产业不可或缺的一部分。
2、在半导体领域,虽然目前国内企业合成超纯石英砂在该领域的应用还处于发展阶段,但随着技术的不断进步,未来有望在半导体制造用高端石英制品、半导体级石英坩埚、半导体级单晶硅片、半导体制造用高端装备等环节发挥重要作用。
3、在光通信领域,合成超纯石英砂由于其纯度更高、光学性能更良等特性,可满足高端光学领域的需求。
四、国内企业合成超纯石英砂的项目建设
国内企业在合成超纯石英砂的项目建设方面也在积极推进。
凯盛科技合成石英砂项目目前已完成主体工程建设,静设备、动设备安装完成,电气、仪表、阀门安装基本完成。产品纯度可达 6N - 7N。公司合成石英砂项目正按计划进行建设,部分工段涉及化工领域,安装建设要求高。凯盛科技的合成石英砂项目在履行相关手续后,可进行带料试生产。
徐州沛县签约 6 个高纯石英砂及石英坩埚项目,总投资 20 亿元,其中包括德鑫年产 4000 吨超高纯合成石英砂项目。投资 5 亿元的江苏晶芯源新材料科技有限公司年 4000 吨高纯合成石英砂生产项目也在拟投资建设中。此外,新疆福佑源年产 2 万吨高纯石英砂建设项目也已开工。这些项目的建设将为国内合成超纯石英砂的产业发展提供有力支撑。
五、合成超纯石英砂的重要性
合成超纯石英砂在当前具有重要意义。
高纯石英砂是目前石英砂市场需求量最高的产品,其凭借着优势性能已成为光伏、半导体等领域的关键原材料,主要用于生产石英坩埚与石英舟。极低的杂质含量使高纯石英砂呈现出优越的理化性能,在我国九大类战略新兴产业中有四类涉及高纯或超纯石英砂,可见其重要地位。
由于天然水晶资源逐渐枯竭,而化学合成法虽然目前存在一些缺点,难以大规模工业化应用,但行业已将目光转向合成石英砂。见智研究认为,合成砂在远期的确可能是解决行业痛点的关键,虽然目前行业最快也只在中试环节,具体与下游磨合中是否能真的良好应用到生产中还有待观察,但这也显示出合成超纯石英砂的潜在价值。
高纯度合成石英砂与天然石英相比,金属杂质的含量大大降低,呈亚毫米级的砂粒状态,为非晶态。同时,气相二氧化硅作为一种高科技超微细无机新材料,在很多方面具有优势,化学纯度高、分散性能好等特点也为合成超纯石英砂的发展提供了更多可能。总之,合成超纯石英砂在未来有望在多个重要领域发挥关键作用,为相关产业的发展提供有力支持。
2025第四届安徽国际石英产业大会
暨展览会
为进一步推动石英产业突破性发展,探询石英行业转型升级发展新思路,促进行业、企业间与市场的合作交流。由天津弘燊展览有限公司承办的“2025第四届安徽国际石英产业大会暨展览会”于 2025 年 3月27-28日(26日报到)在安徽合肥召开。
大会以“创新突破 引领未来”为主题,集中展示石英砂产业上下游装备与企业,共同探讨板材砂、低铁石英砂、高纯石英、电子级硅微粉、球形硅微粉等产品在石英石板材、玻璃、光伏、电子电器、光纤、半导体等多个应用方向的发展前景,大会热诚欢迎国内石英业界专家学者、企业代表、技术人员积极参会。
2024年11月26日-28日在湖北谷城联合举办“2024中国硅基新材料(石英)产业发展大会”
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