中國粉體網訊 目前高純石英砂主要通過天然石英礦石提純得到，產能與高品質礦源密切相關，高純石英砂 ( 二氧化硅純度＞ 99.998%) 產業主要被擁有高品質、高純石英原料礦的海外企業壟斷。據統計，美國尤尼明和挪威 TQC 共占據全球 80% 以上的 4N8 級純度以上市場。隨著全球范圍內天然水晶和高品質石英礦脈的逐漸枯竭，化學合成石英砂的工藝逐漸得到重視和研究。
合成高純石英砂技術現狀
相關資料顯示，合成砂的技術路線包含氣相合成法、化學沉淀法、溶膠-凝膠法、四氯化硅液相水解法等。國內合成石英砂尚處于研究階段，幾種方法均處于實驗室小試階段，目前仍沒有大型生產線建成生產。
氣相合成法制備SiO2流程圖
沉淀法制備SiO2流程圖
天然高純石英砂與合成石英砂存在生產工藝技術和所用原料方面的諸多差異，合成石英砂目前在一些領域短期內很難替代天然高純石英砂。但是合成石英砂因為在純度方面的優勢，與天然高純石英砂的應用場景會有不同。
應用領域
合成石英砂具有高硬度、高耐磨性和化學穩定性等良好的物理和化學性質，其物理性質與天然石英砂相似，具有良好的耐高溫性能、耐磨損性能、耐腐蝕性能、耐壓強度高、絕緣性能強等優點。
在半導體制造領域，主要用于制造晶圓和LCD基板等關鍵部件，對于半導體行業的發展起到了重要的推動作用。
在光電領域，合成石英砂因其出色的折射率和透過率，被廣泛應用于光學薄膜、光學儀器以及激光器等設備中。
在太陽能電池制造方面，可以作為電池背板和電池支撐基座等關鍵部件，幫助提高太陽能電池的性能和穩定性。
在化工行業，用于制造催化劑和吸附劑等。其高硬度和化學穩定性也使其成為制造耐酸玻璃器皿、化學儀器和實驗器材的理想材料。
在光伏領域，生產光伏領域石英坩堝時，由于光伏單晶熱場對使用壽命的要求較高，石英坩堝不僅要求石英砂SiO₂含量高，還需要控制雜質元素鋁、鋰、鈉、鉀、鐵、鈦等；此外，羥基含量的控制也至關重要。但從業界進度來看，摻雜工藝并未全面突破。
產業發展方向
工藝難度和高成本都是合成砂亟待解決的問題。所以想量產合成砂，并解決高純砂的瓶頸約束路還很長，能否完全替代天然砂還有待商榷。首先，合成砂純度比天然石英更高，但是做坩堝內層砂純度并不是越高越好，純度太高反而耐溫性會下降。其次，合成砂成本比天然石英砂高出幾倍，用在半導體坩堝上有經濟性，但用在價格更低的光伏坩堝上，經濟性低。
布局、發展高純合成石英砂的企業
石英股份在投資者互動平臺稱，合成石英砂因為在純度方面的優勢，與天然高純石英砂的應用場景會有不同，目前公司也儲備有合成石英砂相關技術。
據江蘇德鑫科技披露，江蘇德鑫科技是行業內首家實現人工合成石英砂量產的企業，目前5N9純度的合成砂已經得到頭部光伏企業認證，并且開始批量供貨，成為人工合成石英砂方向的破局者，其產品應用效果和天然砂一樣的水平。
壹石通稱，可通過“人工模擬自然過程”的合成技術實現高端高純石英砂的量產，擺脫高純度石英砂生產對于稀缺優質礦石資源的依賴。
江瀚新材，在超高純6N級合成石英砂技術研發領域另辟蹊徑，采用原料四氯化硅SiCl4和硅酸乙酯及粒徑適度的石英砂進行合成，能夠滿足高端石英應用領域的指標。
仕凈科技公司旗下仕凈光能與惟忻元電力簽署合成高純度石英砂戰略合作框架協議，雙方合作目標為實現6N級別高純度石英砂量產，其產品應用范圍包括但不限于芯片的拋光材料、光伏坩堝材料、半導體用封裝材料和醫藥制作材料等。
凱盛科技披露投資者關系活動記錄表顯示，公司合成石英砂是從工業硅制備有機硅烷，滿足不同功能要求，可以應用于電子級硅溶膠、電子封裝材料、半導體器件等。
三豐智能消息，公司與武漢工程大學簽署《關于人工合成超高純硅溶膠及超高純石英項目合作協議》，雙方擬充分發揮各自優勢，資源共享，共同在超高純（6N以上級別）硅溶膠制備、人工合成超高純石英材料研發及生產領域開展深入合作。
近日，三豐智能在投資者互動平臺表示，公司超高純石英砂項目目前正處于實驗室批次送檢驗證階段。
總結
目前的國際形勢決定了石英砂，石英砂原礦屬非再生資源。依靠進口高純砂來彌補國內的短板不是長久之計，肯定可以找到代替品。但是，人造合成石英砂仍在進步，能夠替代天然石英砂還為時過早，只能解決部分需求。未來人造合成石英砂的發展方向將是提高其加工性能、降低其脆裂性，以擴大其應用范圍。
參考來源：
[1]張鵬遠等，合成石英砂工藝概況及幾種石英砂的檢測數據對比分析
[2]韓靜香等，化學沉淀法制備納米二氧化硅
[3]上海有色網、光儲新視界、證券之星、同花順財經、界面新聞、金融界等
（中國粉體網編輯整理/九思）
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