中国粉体网讯 由中国粉体网主办的“2025国际硅材料产业展览会”于4月23-25日在南京国际博览中心成功举办。展会期间，我们邀请到武汉理工大学李育彪教授做客“对话”栏目，畅谈高纯石英产业发展现状与趋势。
中国粉体网：李教授，相比光伏石英坩埚，半导体坩埚对高纯石英砂的严苛要求体现在哪些方面？
李育彪教授：相对于光伏石英坩埚，半导体坩埚对石英砂的要求高很多。例如，对杂质元素的要求，光伏要求碱金属Li、Na、K合计小于等于2ppm即可，而半导体对石英砂的要求则高很多，美国尤尼明的IOTA-8产品，最高品质要求碱金属含量小于80ppb，要求极其严苛。对气液包裹体的要求也是如此，半导体坩埚对高纯石英砂的要求也非常高，内层要求拉晶过程中气泡无膨胀，不能出现内层气泡变大溶解到硅液中污染单晶硅的情况出现，否则严重影响硅片质量。整体而言，半导体坩埚比光伏坩埚要求高很多，技术壁垒也更高，从事相关研究的企业及科研团队也更少。
中国粉体网：半导体坩埚有部分原料是合成超高纯石英砂，它未来是否会替代天然高纯石英砂？
李育彪教授：半导体坩埚用部分原料已有使用合成超高纯石英砂的例子，相对天然高纯石英砂，合成石英砂的优势比较明显，最主要的就是其杂质含量极低，二氧化硅纯度达到了6N-7N，目前原料供应主要受制于国外企业。国内已有几家进行了长期科技攻关，取得了一定成果，但离规模化生产还有一定距离。
合成石英砂缺点也较明显，最主要的是其耐高温性能没有天然石英砂好，且成本较高，一般在50万元/吨以上，最高可超过100万元/吨，而天然石英砂则相对便宜，目前国外进口内层石英砂9.5-11万元/吨，国产内层石英砂6-7.5万元/吨，中层砂3.6-4.5万元/吨，外层砂则供应量较大，已实现国产替代，一般1.8-2.5万元/吨。因此，短时间内，天然石英砂还具有较大的应用优势。
中国粉体网：您报告中提到的“高纯石英砂精深纯化技术”，重点包括哪些方面？
李育彪教授：针对晶格杂质、矿物包裹体、流体包裹体等难提纯的杂质，我们团队开发的高纯石英砂精深纯化技术主要包括半导体及光伏坩埚用高纯石英砂原料快速筛选技术、包裹体高温-骤冷爆裂法制备高纯石英关键技术、晶格杂质偏聚剥蚀常压浸出制备高纯石英关键技术及高温氯化除杂制备高纯石英砂关键技术等，这些技术单独或者联合使用，可有效降低晶格杂质、去除包裹体，使石英砂品质满足半导体及光伏坩埚用高纯石英砂要求。
中国粉体网：您能否给我们介绍一下在研究成果转化方面的进展情况？以及您与企业合作的案例介绍。
李育彪教授：我们团队的科技成果转化已经有10余年时间，已广泛应用于10余家企业，都取得了较好的效果。最近几年来，我们主要与北京盛景能源有限公司合作，在浙江省金华市武义县建立了高纯石英砂研发中心，组建了原矿分析-小试-中试-生产线全链条科研团队，构建了坩埚用高纯石英砂快速筛选体系，建成了500吨/年光伏坩埚用4N8级高纯石英砂中试线1条、1.5万吨/年生产线1条，累计完成国内外500余款石英原料中试试验，可稳定制备4N8~5N2高纯石英砂，目前已实现4N8级高纯石英砂的稳定产业化生产及销售。
中国粉体网：国内高纯石英高端产品被国外卡脖子，有人说是我们“技不如人”，也有人说是“矿不如人”，您怎样看制约我国高纯石英产业发展的瓶颈因素？
李育彪教授：我国高纯石英产业发展的瓶颈因素有以下几个方面：
（1）前些年国家的关注及科研投入较少，主要是相关企业在做相应的研发与生产，高校从事高纯石英砂方面研究的科研团队较少，且基础较薄弱。我们武汉理工大学科研团队，从2001年开始做高纯石英砂方面的基础研究，那个时候，相关科研项目非常少，培养的研究生数量也不多，但是我们一直在坚持做这方面的研究，从来没有间断过。
（2）高纯石英砂技术门槛较高，且研发成本较高，一般科研团队或企业短期内很难建立全链条的技术体系，近年来，较多上市公司也逐渐进入到该领域进行了科技攻关及产业化，建立了生产线，技术层面已经实现了较大的跨越。但是，目前能用于工业大规模生产的矿源还主要来自国外，特别是高品质石英砂的原料，90%还是来自国外，这方面我们还有很大的进步空间。
近年来，国家各部委对高纯石英砂领域加大了投入，自然资源部、工信部等部门都投入了大量经费进行找矿及提纯技术攻关，取得了非常显著的效果，并且高纯石英矿成为我国第174号矿种，表明国家对高纯石英的高度重视，将来必定会突破国外的卡脖子难题。
（中国粉体网编辑整理/平安）
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