三大关注、三个缺陷,走出高纯石英“肤浅”认知——访浮法玻璃新技术国家重点实验室 矿产资源所吴建新所长


来源:   黑金

[导读]  2020年11月26-27日,由中国粉体网主办的“2020全国石英大会”在安徽蚌埠隆重召开,期间,我们邀请到浮法玻璃新技术国家重点实验室矿产资源所吴建新所长做客“对话”栏目进行视频访谈。

中国粉体网讯  2020年11月26-27日,由中国粉体网主办的“2020全国石英大会”在安徽蚌埠隆重召开,期间,我们邀请到浮法玻璃新技术国家重点实验室矿产资源所吴建新所长做客“对话”栏目进行视频访谈,以下是访谈实录。


浮法玻璃新技术国家重点实验室 矿产资源所吴建新所长


中国粉体网:以石英为物质基础的硅基材料已发展成为电子信息、新能源、节能环保等战略性新兴产业不可或缺的关键核心材料。近年来,石英材料比较受关注的应用领域有哪些?


吴建新所长:近年来,石英材料比较受关注的应用领域一个是新能源材料,涉及到光伏太阳能领域,包括单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池。新能源材料比较核心的是单晶硅制程中必需的石英玻璃坩埚及其它耗材;目前来看,因单晶硅电池发电成本急剧下降导致的“黄金交叉”点的快速到来和国家碳中和的承诺,光伏新能源应有一个急速的发展期,该行业急需的高纯石英砂迎来快速发展机遇期。另一方面,光伏组件需要的盖板和背板玻璃紧缺,一定会导致超白压延光伏玻璃的扩张,对此,估计国家可能会调整产业政策,迎来一个爆发式的发展。这是什么意思呢?目前新能源占比不到3%,但要达到习主席的要求,占比要达到25%以上,必将会迎来10~15年的爆发式增长。这对新能源石英,特别是低铁石英来讲,会有一个10年以上长期的、大于15%的增长。这是很可观的市场。换言之,高纯石英及低铁石英很有可能借助光伏新能源产业东风迎来爆发式的增长。所以,石英业内企业家们可以考虑在低铁石英砂上做大量布局。


另外一个比较受关注的应用领域是高端显示材料。高端显示材料的基础材料也是石英,现在国家正不计成本的大力扶持。高端显示材料用石英涉及到TFT-LCD石英粉、高铝盖板玻璃用石英和特种玻璃用石英砂。这方面有一个很关键性的要求是原材料的纯度、粒级分布和稳定性等要有突破性的提高,这也是我们最近正在做的一项具有前瞻性的研究。


第三个就是本次大会上比较受关注的半导体高纯石英,核心是半导体单晶硅制程用超高纯石英玻璃坩埚及相应的高纯石英制品耗材,需要大量的超高纯石英砂。高纯石英我国一直在研究,已经有30多年了。但与国际巨头还是存在一定差距。这一块可以作某种长期的关注。


把这三种材料解决,才能真正意义上说解决了国家战略性硅基产业用原料的自给自足。对于这个问题,我一直在呼吁行业内的同行作某种强烈的关注或布局,这可能会带来很大的机会。


中国粉体网:针对不同的应用,该如何通过控制选材和工艺得到理想的石英材料?


吴建新所长:这个问题涉及到一个资源的梯级利用和配置技术。石英,从低端百元到高端十几万、几十万一吨,这中间有很多的梯度,涉及到石英资源如何合理配置。就是说做某一产业配某一资源,或反言之,石英矿产有某种资源秉性,适合做某种产业的资源支撑,这两者有一定相关性,不能盲目进行。在这方面,我们的硅基资源梯级配置及高值化应用技术的研究曾获得过安徽省的科技进步二等奖。


合理配置,是每一个做矿的企业家们往往忽略的问题。而如何做好配置,不是企业单方面能解决的事情,因为单一企业不可能涉及硅基材料那么长的产业链。所以往往是大型的研究院所、科研单位去承担这个事情。对此,我强烈建议业内的企业家们在做之前一定要进行工程应用试验研究,做好产品定位和工艺装备配置,再结合自身的条件,包括市场、资金、资源、技术力量,最后才能把这个事情比较好的解决掉。而不是道听途说,茫茫然地别人做低铁石英,你也盲目跟风去做,以为随随便便参观、看看,就自以为可以掌握其中的工程设计,就自以为能够做到很好。


实践证明,通过试验研究可以避免投资风险,也是工程产生效益的关键因素。一个工厂产品性价比的高低,效益的好坏,实际核心是在运行之前。也就是说如果一个工厂一开始设计做好了,百分之七八十就能决定能挣钱,后面只是运作、管理。所以说前端的配置、前端的工程应用研究相当重要。但往往很多企业忽略了这一点,会造成大量的浪费,甚至造成已建好就落后,最终导致工厂破产。


中国粉体网:吴所长您一直从事硅质原料及其它非金属矿的选矿加工技术研究工作,是玻璃行业原料选矿和深加工领域的核心专家。请问高端石英玻璃材料用石英原料有何具体要求?目前高纯石英原料的加工技术难点有哪些?


吴建新所长:我认为目前我们国家高纯石英战略性产业,还存在三大缺陷。一方面是资源。我找了30多年的资源,至今还没找到和美国公司同类型的矿产。在这一方面,也希望同行引起重视。同时建议不要局限于国内,考虑国外资源。


第二个是核心加工技术。包括资源的配置、资源的分类、核心的加工技术、核心的工程化装备,在这些方面我们同美国还是有很大差距的,也希望同行有清醒的认识,不能简单的以为两三人在一起弄个作坊、洗洗泡泡就能做高纯石英砂了。高纯石英砂涉及工艺、装备等问题,同国外还是存在很大差距的。


还有一个核心问题涉及到标准。当然说到标准也包括检测。目前我们说的高纯石英砂都是拿美国砂自己检测的标准做的某种反向推测,从来不是美国向我们真正公布的标准。在这一行业里,各有各的说法,各有各的标准。但标准的做法,包括工厂做高纯石英的规范标准,产品的标准、工厂的规范设计、应用标准、质量监控标准、内部质量严格控制标准等等,均存在一定问题。从这个角度讲,不能轻易说自己的技术与美国的尖端技术相等或者说是超越。我们还是要学习。我想通过一定时间的努力,大家都要意识到这一点,逐渐赶上,这是我所相信的。但千万不要说现在就把别人超越了,这样就显得肤浅了。


中国粉体网:未来,战略性硅基产业对石英材料的需求如何?国内应从哪些方面攻关来满足战略性硅基产业对石英材料的需求?


吴建新所长:国家正在做十四五规划,包括我们凯盛集团,都在提高端硅基战略产业发展规划。国家想解决卡脖子的高端材料问题,因为材料是基础。不管是做半导体产业的高纯石英材料、核心的芯片封装材料,还是做光电显示的核心基板材料,都存在原材料、工艺技术和装备等问题。说实话,我们应向美国、日本、德国先进国家学习,和谐相处,整合资源、技术、人才等,在这个基础上,发展壮大,把我们的产业发展起来,不要让别人卡脖子。


结语


在最后分享战略性硅基产业用石英材料的研究进展时,即使吴所长本人及其所在集团有很多最新的研究技术,取得了一定进展,但吴所长依然表达了要对外学习、要不断追赶的谦虚态度。领军如此,何况他人。我们应正视高纯石英在内的战略性硅基产业同国外的差距,痛定思痛,知耻而后勇。通过学习、协作、整合,共同把战略性硅基产业发展成我国的拳头产业。


(中国粉体网编辑整理/黑金)

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