中國報告大廳網訊,(2025年5月更新)
在半導體和高端製造業中,高純石英作為關鍵戰略材料備受關注。全球市場長期依賴進口的局面正因中國科研團隊的技術創新發生轉變。近期,我國科學家在礦產開發與提純工藝上的突破性進展,為打破國際技術壟斷提供了重要支撐。
自然資源部最新數據顯示,我國已將高純石英礦列為第174號法定礦種。這種材料純度達到99.995%(即每10萬個原子中僅含5個雜質),是製造光伏高溫爐管、光纖預製棒的核心原料。儘管我國在河南東秦嶺和新疆阿勒泰發現了與美國品質相當的高純石英礦床,但如何將天然礦石轉化為超純材料始終面臨技術瓶頸。過去全球90%以上的高端石英砂依賴進口,這一現狀正在被國內科研力量改變。
天津大學化工團隊研發的氯矽烷精餾提純技術,通過多級分離系統精準去除礦石中的金屬雜質。這項工藝採用"多塔差壓耦合"設計,在提升產品純度至國際頂尖水平的同時,能耗較傳統方法降低40%以上。實驗室數據顯示,其產出的多晶矽純度已穩定達到電子級標準,為後續高純石英製備提供了合格原料。
團隊創新性地將矽烷製備流程整合至單個反應塔內,開發出"一步法"工藝。通過氯矽烷-氫氣直接反應與精餾耦合的技術路徑,使我國矽烷年產能預計提升至全球總規模的90%以上。這種技術集成不僅縮短了生產周期,更將副產物回收率提高到95%,顯著優化了資源利用效率。
據行業測算,上述突破可支撐我國半導體級高純石英砂年產能突破5萬噸,中低端產品有望全面實現自給。這項技術的產業化應用將使本土礦產資源優勢轉化為製造優勢,打破國際企業對高端原料市場的長期壟斷。從依賴進口到自主可控的技術跨越,不僅降低了核心材料成本,更重塑了全球半導體與光通信產業的競爭格局。
總結而言,氯矽烷提純工藝與一體化反應精餾技術的結合,標誌著我國在高純石英製備領域實現關鍵性突破。通過技術創新將礦產資源轉化為高端製造能力,既保障了產業鏈安全,也展現了中國科研力量在全球新材料領域的引領作用。未來隨著技術疊代和產能釋放,"石頭到晶片"的價值鏈條將持續創造新的產業價值。
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