关键材料行业短板突出！原料短缺竟然是高纯石英？

功能玻璃材料是无机非金属材料的重要组成，主要包括电子信息玻璃、新能源玻璃、特种玻璃等，是信息显示、半导体、新能源、深海、深空等战略性新兴产业的基础性支撑性材料，已成为我国建设智能社会、低碳社会的重要基石。

功能玻璃材料的研发与生产水平是衡量一个国家新材料发展水平的关键标志之一。以美国、德国、日本为代表的全球先进国家高度重视功能玻璃材料的创新研究和应用发展，已形成较为完备的功能玻璃材料技术体系、产业体系和支撑体系，重点增强和完善了全产业链建设，依托美国康宁公司、德国肖特集团、日本旭硝子玻璃股份有限公司、日本电气硝子株式会社等全球领军企业的先进产品与产业规模优势，推行功能玻璃材料领域的全球化战略，在掌握全球市场绝对份额和引领行业发展方向的同时，着力提升本国功能玻璃材料的全球竞争力，谋求行业的“全球主导”地位。

近年来，随着信息显示、半导体、新能源等领域创新技术的不断涌现，功能玻璃材料的应用场景不断延展，产业发展加速以实现颠覆式跨越。在下游产业发展对功能玻璃材料旺盛的需求推动下，我国功能玻璃材料产业呈现快速发展态势，取得了关键材料核心技术水平显著提升、产业规模不断壮大、支撑能力建设逐步完善的显著成果，但仍存在关键材料短板环节突出、跟踪研发、创新资源分散、体系化发展不足等问题。

中国工程院院士彭寿领衔的“功能玻璃关键材料体系发展战略研究”中，凝练了我国功能玻璃关键材料发展面临的主要问题，其中首先提出的就是关键高纯石英原料供应能力不足。

彭寿院士，图源：中国工程院

石英原料是生产功能玻璃的最主要原材料，包括石英矿产资源提纯和人工合成两种工艺路径。目前，光刻机玻璃等石英玻璃材料主要采用人工合成石英原料，但受成本、工艺等因素影响，未来将逐步实现石英矿产提纯石英原料对合成石英原料的替代。

合成石英砂

从石英矿产中提纯的石英原料与矿产资源禀赋深度相关，我国中低端石英资源储量充足，基本可满足光伏玻璃等功能玻璃材料生产的自主供应；但在生产4N8及以上纯度级别的高纯石英原料矿产领域，当前我国现已探明、初步具备加工为高纯石英产品条件的脉石英资源储量约为7×10⁶t，伟晶花岗岩资源储量严重缺乏，致使我国尚不具备高纯石英原料大规模自主化供应能力，纯度4N8及以上高纯石英原料完全依赖进口（年进口量为8.8×10⁴t，约占全球年生产总量的70%）。

我国高纯石英资源自主保障能力短板问题凸显。美国、德国、印度尼西亚等国家是我国主要的高纯石英原料进口国，但已实行或正在通过行政手段，封锁、限制高纯石英原料及其制品对我国的出口，对我国先进半导体材料等关键功能材料供应形成重大威胁。

为此，彭寿院士建议将高纯石英原料列入找矿突破行动与战略性矿产目录。推进石英资源找矿、选矿关键技术重点领域实现突破，梳理短板环节，解决我国当前面临的优质石英资源匮乏难题。

彭寿院士建议应重点强化我国在成矿机理、勘探找矿技术、矿产评价标准建设、深加工提纯技术等关键领域的研究能力，着力提升我国高纯石英矿产资源自主保障能力。

同时，充分利用国际国内两种资源，通过国际产业合作和税收协定等方式，增强高纯石英原料引进力度，提升国际资源供应保障能力，为产业安全发展形成有力支撑。

参考来源：彭寿等：功能玻璃关键材料体系发展战略研究，中国工程科学2024