石英玻璃是二氧化硅单一组分的玻璃态材料,国外称为熔石英、硅酸玻璃、熔凝石英。石英玻璃微观结构是单纯由[SiO4]四面体为结构单元组成的网络骨架结构,Si-O键键强很大,结构非常牢固,因此具有独特而优异的性能,如透过率高、光学均匀性优异、热膨胀系数低、耐热性好、化学稳定性高、电绝缘性能和耐激光损伤性能好等特点,被誉为“玻璃之王”,是半导体、光通信、光伏、光学仪器、核工业、国防军工领域不可替代的关键原材料,高端产品长期受到国外的封锁和禁运。

石英玻璃产业发展现状
2022年石英玻璃全球市场规模已超500亿元人民币,我国市场规模约150亿元人民币(不含石英砂)。国外石英玻璃主要生产企业有德国贺利氏、日本信越、美国迈图、美国康宁、日本住友电气等。我国从事石英玻璃生产的有中国建筑材料科学研究总院、湖北菲利华、欧晶科技、浙江泓芯、福东石英、江苏太平洋等。
石英玻璃主要应用领域有半导体、光通讯、光学仪器、光伏、电光源、国防军工等。其中半导体用石英材料占比超过60%,光通讯占比约15%,光学仪器约占10%。
半导体领域:石英玻璃是半导体加工领域的重要耗材。石英玻璃具有稳定的化学性质,除氢氟酸和磷酸外不与任何酸反应,可满足半导体制造过程对材料耐高温、不变形、化学稳定好的要求。此外,由于石英玻璃的光学透过率高、热膨胀率低,可作为高精度玻璃掩膜版的重要材料。
光通讯领域:石英玻璃材料是光纤生产制造的主要原材料。利用石英玻璃折射率低、摩尔吸光系数小且透光波段范围宽的特点,广泛应用于光纤制造领域,主要产品有预制棒、炉芯管、石英管等。
光学仪器:石英玻璃在光学仪器领域是关键元部件的主要材料。石英玻璃的具有高光学透过性和低折射率,既可以作为光学仪器的紫外透过材料,也可以作为透红外材料,特别是在紫外波段,最大体透过率可达99%以上。主要用于生产摄谱仪、红外照相机、棱镜以及透镜、光学窗口材料等。
光伏领域:石英玻璃具有高纯和耐高温的性能,可作为熔融多晶硅的盛装器具,用于拉制单晶硅棒/多晶硅锭。随着我国光伏产业的迅速发展,石英坩埚产品市场需求不断扩大。
电光源领域:在电光源领域,石英玻璃主要作为汽车照明用的氙灯,卫生消毒用的紫外线杀菌灯以及娱乐场所用的金属卤化物灯,都采用石英玻璃作为照明器具。

石英玻璃产业的发展都存在哪些问题?
石英玻璃产业是半导体、新型显示、新能源等诸多战略性新兴产业不可或缺的关键原材料,对于相关产业链供应链安全稳定具有重要意义,目前没有可替代材料。我国高度重视石英玻璃的研发和产业化,经过政府、科研院所、高校、企业的不懈努力,我国石英玻璃产业在技术、市场占有率等方面取得了长足进步。然而,与国外先进水平相比,我国石英玻璃产业还存在以下几方面瓶颈。
二是核心技术工艺、关键装备与国外存在较大差距。差距主要体现在半导体、光通讯、光学仪器三个领域。尤其是光学仪器用石英玻璃生产的核心工艺技术仍未完全掌握,核心装备也多为非标产品,产品羟基含量、金属杂质含量、批次稳定性、生产效率等仍与国外产品存在一定差距。
三是半导体、光刻等领域下游应用端被国外企业垄断。国外企业通过设置认证准入门槛,认为导致石英玻璃生产与应用脱节,限制我国石英玻璃产品的推广应用,也阻碍了该领域石英玻璃的技术进步。

石英玻璃产业高质量发展的几点建议
1.进一步加强对石英玻璃产业战略意义的认识
石英玻璃产业虽然只有百亿产值,但却是多个战略性新兴产业的“咽喉”材料。国外在高端领域对我国实施材料、装备禁运就足以说明其重要性。笔者也曾系统分析过建材新材料各产业在极限情况下相关产业链供应链受到冲击程度,结果发现石英玻璃是众多
建材新材料中最为薄弱的环节之一,极限情况下对产业链供应链冲击也是最大的。为此,应从保障关键产业链供应链自主可控的高度进一步加强石英玻璃产业战略意义的认知。
2.继续统筹推动相关支持政策落地
《新材料产业发展指南》《“十四五”原材料工业发展规划》等政策文件均明确提出要支持石英玻璃产业的发展。建议要从以下几个方面加大政策支持力度。一是加强高纯石英原料资源保障能力建设。要加强全球高纯石英资源的勘探,寻求石英资源的多元化,避免对美国石英资源的过度依赖。支持合成高纯石英原料相关研究,同时做好高纯石英原料战略储备。二是围绕半导体、光学仪器、光通讯等领域加大技术攻关和产业化项目的持续支持,推动核心工艺和关键装备的迭代升级。三是充分发挥新材料生产应用示范平台和新材料首批次、首台(套)重大技术装备保险补偿机制的重要作用,加强生产端和应用端的衔接,加快新产品的推广应用。四是加强外籍高端人才引进。鼓励企业、科研院所引进日本、德国高端技术专家,出台相关政策做好外籍专家来华相关保障工作,推动石英玻璃产业技术进步。
3.多方协同共同推动石英玻璃产业高质量发展
文章内容来源于《中国建材》期刊文章《对石英玻璃产业高质量发展的几点思考》,作者:张萌、王勇、张凯博、伊展弘、杨俊锋等,仅供参考,我们力求准确,石英石网编辑发布目的在于传递更多信息,并不代表本平台观点,我们对文中信息保持中立态度,若涉及事实性、技术性差错及版权问题,请及时联系我们删除,感谢支持!
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