高純石英與戰略性新興產(chǎn)業(yè)中新一代信息技術(shù)、新材料產(chǎn)業(yè)等九大領(lǐng)域中的八大領(lǐng)域具有密切的關(guān)聯(lián)性，是戰略性新興產(chǎn)業(yè)中重要的支撐材料。但由于生產(chǎn)原料的特殊性和技術(shù)保密等原因，高純石英及其原料的生產(chǎn)和出口高度集中在世界少數國家和企業(yè)中，其中高端的加工提純技術(shù)和產(chǎn)品主要被美國等發(fā)達國家所掌握，我國的高端高純石英主要依靠進(jìn)口。
　　
　　1、高純石英有多重要？
　　
　?。?）高純石英應用領(lǐng)域及其在國民經(jīng)濟中的地位
　　半導體、光通訊、光伏、光學(xué)、電光源等行業(yè)和領(lǐng)域是支撐戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域，是建設重大工程、改善民生、鞏固國防軍工的重要保障，在國民經(jīng)濟建設中占有重要的地位，高純石英被廣泛應用在這些行業(yè)和領(lǐng)域中，是這些領(lǐng)域所需求的稀缺類(lèi)共性高增值礦物資源。
　　
　　在半導體晶圓制程工藝、刻蝕領(lǐng)域，太陽(yáng)能電池片制程擴散、PE工藝，電光源中的超高壓投影燈、毛細管燈及影院燈等特種照明材料，航天航空領(lǐng)域等，均需要用到以高純石英為原料生產(chǎn)的石英玻璃坩堝、錠材、管材、棒材、板材、各種器皿和器件以及石英玻璃纖維和織物等產(chǎn)品。
 

　　
　　根據世界半導體貿易統計（WSTS）數據，2019年中國半導體市場(chǎng)規模為1547億美元，占全球半導體36.98%的市場(chǎng)份額。2015～2019年全球半導體市場(chǎng)規模的平均增幅接近6%，按此推測，到2025年中國半導體市場(chǎng)規模將近2200億美元。若按照平均每1億美元的半導體銷(xiāo)售額需要消耗價(jià)值50萬(wàn)美元的高純石英材料計算，2019年中國半導體用高純石英材料的市場(chǎng)規模為7.7億美元，至2025年國內的市場(chǎng)空間近11億美元。

　　另外，單晶硅是生產(chǎn)大規模集成電路和太陽(yáng)能電池的主要原材料，而每生產(chǎn)一爐單晶硅就會(huì )消耗一只石英坩堝，在太陽(yáng)能電池和集成電路行業(yè)快速增長(cháng)的帶動(dòng)下，高純石英單晶硅石英坩堝的原料市場(chǎng)規模也不斷擴大。
　　除半導體所屬的新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)外，新能源、新型電光源、新材料等戰略性新興產(chǎn)業(yè)在未來(lái)5年的發(fā)展過(guò)程中也需要消耗大量的高純石英。未來(lái)高純石英及其原料的需求預計將以6%以上的增幅逐年上漲，其在國民經(jīng)濟中的地位也愈發(fā)重要。

　?。?）高純石英其他材料替代性
　　由高純石英生產(chǎn)的石英坩堝是光伏行業(yè)及半導體不可或缺的重要支撐材料，目前尚無(wú)法用其他材料替代。另外，高純石英產(chǎn)品質(zhì)量受高純石英原料資源質(zhì)量控制。我國尚沒(méi)有發(fā)現規模大、質(zhì)量穩定的高純石英原料礦床，供給高純石英生產(chǎn)企業(yè)的石英原料礦產(chǎn)資源質(zhì)量參差不齊，導致所生產(chǎn)的高純石英產(chǎn)品質(zhì)量不穩定，生產(chǎn)出來(lái)的石英坩堝軟化點(diǎn)低、使用壽命短。國產(chǎn)高純石英及原料仍無(wú)法替代由美國矽比科公司生產(chǎn)的IOTA系列高純石英及原料。
　　
　　2、高純石英的供應風(fēng)險在哪里？
　?。?）高純石英對外依存度分析
　　根據聯(lián)合國商品貿易數據庫及中國海關(guān)總署數據統計，2015～2019年，我國進(jìn)口高純石英（≥4N）的平均單價(jià)為1.47萬(wàn)美元/t。根據中國半導體用高純石英材料的市場(chǎng)規模的保守測算，到2025年中國半導體產(chǎn)業(yè)將需要消耗近8萬(wàn)t高純石英（≥4N）。
 

　　另外，有數據顯示，半導體在整個(gè)石英玻璃下游市場(chǎng)占65%左右的份額，據此推算，到2025年國內整個(gè)石英玻璃市場(chǎng)將需要消耗近12萬(wàn)t的高純石英。
　　國內高純石英的龍頭企業(yè)，唯一通過(guò)TELL認證且具備生產(chǎn)高純石英技術(shù)的江蘇太平洋石英股份有限公司目前高純石英的產(chǎn)能在6萬(wàn)t/年左右，正在建設的2萬(wàn)t/年的生產(chǎn)線(xiàn)需要到2021年3月才能投產(chǎn)，其生產(chǎn)的高純石英僅能滿(mǎn)足電光源和光伏行業(yè)要求。在高純石英及其原料呈寡頭式發(fā)展的形勢下，即使該公司的兩條高純石英生產(chǎn)線(xiàn)全部達產(chǎn)，其2.6萬(wàn)t/年高純石英的產(chǎn)能距離石英玻璃市場(chǎng)需求的12萬(wàn)t高純石英仍有較大的缺口。
　　另外，石英坩堝對高純石英的純凈度、規格精度、質(zhì)量穩定性要求高，國內高純石英原料所生產(chǎn)的產(chǎn)品并不能滿(mǎn)足其要求，石英坩堝內涂層用的高純石英（4N8）只能從美國等國家進(jìn)口?？傮w來(lái)看，高純石英對外依存度極高。
　?。?）高純石英國外生產(chǎn)集中度分析
　　目前，全球范圍內可以供應高純石英的主要有美國矽比科公司、挪威TQC公司、德國的ANZAPLAN公司、俄羅斯石英公司以及中國江蘇太平洋石英股份有限公司等為數不多的幾家公司。
　　其中美國矽比科公司、挪威TQC公司所用的高純石英原料主要產(chǎn)于美國北卡羅來(lái)納州Spruce Pine地區，俄羅斯石英公司所用的高純石英原料主要產(chǎn)于烏拉爾山脈的Kyshtym地區175號脈，中國江蘇太平洋石英股份有限公司的高純石英原料主要來(lái)源于江蘇東海。美國為高純石英的主要生產(chǎn)國和出口國，世界上4N8及以上的高純石英產(chǎn)品幾乎被美國矽比科公司一家壟斷。
 

 

　　由此來(lái)看，我國生產(chǎn)的高純石英及其原料所占比例極低，高純石英及其原料主要集中在美國、挪威、德國及俄羅斯聯(lián)邦等國家。
　?。?）高純石英貿易通道安全性分析
　　據中國海關(guān)總署2017年1月至2020年6月進(jìn)口數據分析，當前我國主要從美國、韓國、日本、德國、挪威、俄羅斯聯(lián)邦及中國臺灣等地進(jìn)口高純石英，中美經(jīng)貿摩擦以來(lái)，經(jīng)濟政治上的競合關(guān)系直接影響著(zhù)雙方各領(lǐng)域的重大制度安排，貿易的安全性也變得越來(lái)越不可琢磨。自2018年以來(lái)我國從美國進(jìn)口高純石英（≥4N）的進(jìn)口數量逐年下降。2020年上半年美國直接出口中國的高純石英（≥4N）僅為5.62t。
 

　　
　　除美國外，我國高純石英及其原料在俄羅斯聯(lián)邦和挪威等國家的貿易通道安全也存在不確定性。俄羅斯總統普京最近簽署總統令，要求不再公開(kāi)高純石英原料等戰略礦產(chǎn)的開(kāi)采量和使用量，其必然會(huì )影響到高純石英原料的出口政策，我國想要從俄羅斯聯(lián)邦獲取高純石英及其原料資源也將更加困難。挪威TQC公司所生產(chǎn)的高純石英及其原料，其資源大部分來(lái)自于美國Spruce Pine地區，以當前美國制裁華為和中芯國際的形勢來(lái)看，未來(lái)我國想要從挪威進(jìn)口高純石英及其原料將面臨風(fēng)險。
　　
　　綜上所述，隨著(zhù)國際政治局勢的不斷變化，未來(lái)我國高純石英及其原料的貿易通道將面臨巨大的不安全性，獲取境外的高純石英資源將越來(lái)越困難。
　　
　?。?）國內高純石英資源潛力分析
　　通過(guò)對美國矽比科公司、挪威TQC公司以及俄羅斯石英公司的高純石英原料礦床的地質(zhì)條件進(jìn)行對比分析發(fā)現，它們的成礦地質(zhì)背景具有一些共性的特點(diǎn)：它們均產(chǎn)在造山帶中，且大部分高純石英原料礦床所處的地質(zhì)環(huán)境為變質(zhì)條件。比如，矽比科公司和TQC公司的主要高純石英原料礦床就產(chǎn)在阿樂(lè )漢尼（alleghanian）綠片巖中，俄羅斯石英公司的Kyshtym175號脈也產(chǎn)在烏拉爾山脈的變質(zhì)巖中。
　　從我國目前已開(kāi)展的高純石英原料地質(zhì)調查工作來(lái)看，我國也有與此類(lèi)似的成礦地質(zhì)環(huán)境，秦嶺-大別-蘇魯造山帶是其中最具潛力的造山帶，目前在該造山帶內已發(fā)現了一些具有潛力的高純石英原料發(fā)育地段。太平洋石英公司所用的石英原料資源就位于大別-蘇魯造山帶中的江蘇東海地區。
　　據張佩聰等學(xué)者的推測，在已勘查的水晶、脈石英等礦產(chǎn)資源中高純石英原料資源一般占10%左右，而我國水晶查明資源量約為6877t，玻璃用脈石英查明資源量約為9204萬(wàn)t。以此推測，當前我國高純石英資源潛力在920萬(wàn)t左右。由此看來(lái)，我國高純石英原料礦具有較大的資源潛力。
　　自20世紀90年代至今，我國已有不少科研機構及生產(chǎn)企業(yè)在高純石英加工提純和檢測技術(shù)等方面投入了大量的研究工作，目前我國在這兩個(gè)方面取得了一定的成果。但是，由于科研與生產(chǎn)應用之間脫節，基礎研究與產(chǎn)業(yè)化之間缺少中間試驗研究，這些技術(shù)成果大多僅停留在實(shí)驗室階段。
　　除了加工提純和檢測技術(shù)外，我國對高純石英原料的評價(jià)也存在同樣的問(wèn)題，所找到的石英資源因為缺少中間試驗研究，到目前為止對什么類(lèi)型的脈石英是高純石英原料尚未取得統一認識，也未形成統一的評價(jià)方法，對已知的脈石英礦產(chǎn)資源中能作為高純石英原料的部分尚無(wú)法進(jìn)行系統評價(jià)。導致大量?jì)?yōu)質(zhì)的脈石英資源多被用于制造附加值較低的產(chǎn)品，至今尚無(wú)高純石英原料的礦產(chǎn)地。
　　綜上所述，雖然我國高純石英原料礦具有較大的資源潛力，但由于缺少相應的原料評價(jià)標準，對潛在的高純石英原料資源尚無(wú)法開(kāi)發(fā)利用。
　　
　　3、高純石英原料的戰略意義
　　從前文分析可知，高純石英及其原料的供應風(fēng)險較高。一方面，其資源主要集中在國外生產(chǎn)，國內生產(chǎn)的比例較低，隨著(zhù)中國制造2025的不斷推進(jìn)，高純石英及其原料的供需矛盾也將愈發(fā)突出；另一方面，由于受政治局勢的影響，其貿易通道具有較大的不安全性，未來(lái)高純石英及其原料的供應將面臨巨大的風(fēng)險。
　　從經(jīng)濟價(jià)值的角度來(lái)看，這一類(lèi)資源對我國戰略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。雖然所占的比例不高，但如果這一類(lèi)資源的供應受到限制，將直接影響到戰略性新興產(chǎn)業(yè)的高效有序發(fā)展。
　　早在2011年，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《找礦突破戰略行動(dòng)綱要（2011～2020年）》就明確將高純石英等作為戰略性新興產(chǎn)業(yè)所需的礦產(chǎn)。在2017～2019年版《重點(diǎn)新材料首批次應用示范指導目錄》中也多次提到高純石英及其原料。最近四部委聯(lián)合出臺的《關(guān)于擴大戰略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長(cháng)點(diǎn)增長(cháng)極的指導意見(jiàn)》（發(fā)改高技〔2020〕1409號）中，也明確要求聚焦重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，加快重點(diǎn)材料、關(guān)鍵芯片、高端元器件等核心技術(shù)的攻關(guān)。高純石英及其原料與這些領(lǐng)域息息相關(guān)，目前與高純石英有關(guān)的部分核心技術(shù)尚未取得突破，有必要將高純石英相關(guān)的核心技術(shù)上升到國家戰略的角度進(jìn)行攻關(guān)。
　　
　　來(lái)源：李光惠,王超峰,詹建華,等.高純石英原料作為戰略性礦產(chǎn)的分析及建議[J].中國非金屬礦工業(yè)導刊,2020(05):20-24.