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石英玻璃成高新技術領域的“潛力股”

2017-12-25 15:07:24點擊:
核心提示:石英玻璃是由二氧化硅(SiO2)單一組分構成的特種工業技術玻璃。由于其具有耐溫、耐酸(氫氟酸和熱磷酸除外)、低膨脹和極佳的光譜透
石英玻璃是由二氧化硅(SiO2)單一組分構成的特種工業技術玻璃。由于其具有耐溫、耐酸(氫氟酸和熱磷酸除外)、低膨脹和極佳的光譜透過性等特殊的理化性能,現已成為現代科學技術的重要材料,廣泛應用于半導體工業、光通訊、電光源等高新技術領域,尤其是半導體技術領域中,石英玻璃是不可缺少的輔助材料。
  
  由于石英玻璃具有一系列優異的綜合性能使其他材料難以替代,尤其在微電子、信息、激光、航空航天、國防軍工以及新型電光源等高科技領域被更廣泛地應用,是國家戰略性產業和支柱性產業發展中不可替代的高純基礎材料。據不完全統計,世界石英玻璃行業每銷售1億美元產品,就能使相關產業實現近萬億美元的收入,由此促進高新技術,特別是微電子工業的迅速發展,從而又進一步拉動了石英玻璃市場需求量的增長,現其年平均增長率已超過30%,遠遠高于一般工業產品的增長速度。
  
  進口形勢待扭轉
  
  我國石英行業從上世紀60年代開始起步,70年代逐漸發展形成較為完整的產業,到上世紀80年代后期,石英玻璃行業才得以迅速發展,技術根源日趨成熟,機械裝備得到充分改進和完善,石英玻璃行業的發展出現新的局面。
  
  國內石英企業生產規模都較小,幾十家企業當中年產值過億元的只有兩家,產值千萬元以上的不超出10家。產品檔次低,遠遠跟不上我國信息、微電子等高新技術產業快速發展的需求。
  
  發達國家均將石英玻璃作為新材料的重要組成部分,放在優先發展的地位并加以支持。我國也將石英玻璃列入了國家高新技術產業這次的重點支持對象。石英玻璃產業有了長足發展,微電子、信息、國防等支柱產業和戰略性產業所需大量石英玻璃,目前國內產品的性能還遠不能滿足要求,大部分依靠進口供應。
  
  在微電子工業用超純石英玻璃制品領域,德國勞氏公司已可生產40英寸超大直徑的石英坩堝產品,純度(13種雜質元素的總含量)可達2ppm,生產的大規格石英管直徑可達500mm以上,純度在10ppm以下,基本無波紋。在光纖用光波導級石英包層管領域,美國和德國生產的純度較高,二氧化硅含量大于五個9,OH含量≤1ppm。而在航天技術用宇航級光學石英玻璃、激光技術用超純合成石英玻璃領域,國外可做到直徑750mm以上,雜質含量≤01ppm,滿足光學級三個一類要求。
  
  市場迅速爬升
  
  近些年來,由于我國不斷加大對電子信息產業的發展力度,同時也促進了石英玻璃市場需求量的迅速增長。
  
  在微電子領域,對消耗性的關鍵材料石英玻璃擴散管、坩堝、儀器器皿等石英制品的需求正與日俱增。4英寸~8英寸電路用石英擴散管的需求量在“十一五”時期達到了2萬支/年;8英寸~12英寸也大幅度增加。石英坩堝按生產硅單晶的級別分為電子級和太陽能級。2004年硅單晶產量為1725噸,太陽能電池硅單晶約占58%,市場年增長率為27.5%,坩堝的年產量已超過10萬只,市場占有率不斷提高。
  
  國內光纖市場以每年12%速度遞增。2004年沉積管和套管的需求量為300噸,國內僅能生產20噸。
  
  我國電光源石英玻璃生產企業已有40多家,擁有連熔爐近100多臺,“十一五”期間的市場平均增長率在20%左右,石英管的總產量約53500噸。
  
  標準逐漸成熟
  
  中國建筑材料研究總院教授級高工石新勇、陳璐、王睿、吳潔、孫云蓉等專家撰寫的《我國工業玻璃與特種玻璃標準體系現狀分析及展望》文章指出:我國石英玻璃標準現狀,該領域共有29項標準,產品標準20項(國家標準1項),方法標準9項(國家標準5項),另有4項新產品標準列入2008年行業標準制訂計劃。2008年是石英玻璃標準復審的高峰期,有12項標準得到修訂。
  
  隨著我國經濟的快速發展,一些玻璃新品種、新技術已經形成和正在進行產業化,資源再生利用、節約能源、保護環境方面的產品日新月異,我國已開始對低溫噴涂玻璃、無鉛封接玻璃、防微波輻射玻璃、電磁屏蔽玻璃等產品進行科研研究和應用推廣,計劃根據進展情況,盡快將成熟的產品納入標準。新產品的納標,能夠優化我國工業玻璃與特種玻璃品種結構。
  
  石英玻璃器件有三大類:第一類是石英玻璃儀器,有分餾提純塔、純水蒸餾塔、半導體工業用擴散管、試劑提純設備、蒸發器等;第二類是石英玻璃器皿容器。品種和規格有幾百種,用途很廣,從化驗室到半導體集成電路生產都要大量使用。第三類是石英玻璃型材,有板、片、法蘭、棒、棍、桿等,主要用于大型芯片加工的單片機石英材料、光刻基片、光電顯示器板、光纖拉絲用支撐桿等。石英玻璃器件產品占石英玻璃工業總產值的1/3以上。
  
  近年來石英玻璃行業在生產工藝技術裝備,質量都有極大的提高。在石英玻璃器件加工方面有突出進步,在發展太陽能電池用石英器件方面有突破性進展,受到國內生產太陽能電池的大型企業、公司等先進企業確認,生產的石英器件完全滿足要求,產品質量已達到國際先進水平。從相關產業的發展來看,我國石英玻璃仍將保持年平均15%~20%的增長速度。信息產業用石英玻璃的增長速度仍大于電光源用石英玻璃。
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