中國粉體網(wǎng)訊 半導體用石英坩堝具有均一性、高純度（高純半導體合成石英坩堝內(nèi)層要求8N以上純度）的特點。與部分發(fā)達國家相比，我國起步較晚，部分生產(chǎn)工藝與國際領先企業(yè)相比存在一定差距。在產(chǎn)品穩(wěn)定性、微氣泡量控制方面，日本公司相關產(chǎn)品可把因溫度產(chǎn)生的形變控制在小范圍內(nèi)（正負0.75mm），部分合成石英砂坩堝可實現(xiàn)內(nèi)部零氣泡，而國產(chǎn)坩堝暫時無法達到該標準。
隨著全球半導體產(chǎn)業(yè)向中國轉(zhuǎn)移，在國家政策的扶持下，我國半導體產(chǎn)業(yè)的建設力度持續(xù)加強，進而有力帶動產(chǎn)業(yè)鏈上游石英坩堝需求的增長。未來隨著半導體領域國產(chǎn)替代進程的推進，國產(chǎn)石英坩堝在半導體領域的市場占有率將得到進一步提升。
半導體級石英坩堝行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游的核心原材料主要為高純度合成石英砂及高純度天然石英砂。高純度合成石英砂由硅醇鹽制成，是高純度石英玻璃制品的理想原材料，目前全球僅三菱化學等極個別企業(yè)可以規(guī)模化穩(wěn)定提供。高純度天然石英砂通常為符合美國矽比科公司IOTA-STD等級的石英砂，目前全球能夠供應的公司較少，僅美國矽比科（前身為尤尼明公司）、挪威天闊石等。
綜合研究表明，天然高純石英原料的礦物學特征研究應當考慮SiO2含量，流體包裹體的數(shù)量、大小、化學成分、存在形式及分布狀態(tài)，雜質(zhì)元素的含量及賦存形式等性質(zhì)，其中雜質(zhì)元素的賦存狀態(tài)對于高純石英原料的質(zhì)量影響至關重要。
石英中雜質(zhì)的賦存狀態(tài)可分為三類：孔隙礦物類雜質(zhì)、氣液包裹體類雜質(zhì)、類質(zhì)同象類雜質(zhì)。孔隙礦物類雜質(zhì)是與石英出現(xiàn)在同一空間上的礦物，不同地質(zhì)條件下伴生礦物不盡相同，與之伴生的礦物大多是硅酸鹽類造巖礦物，比如長石、云母、金紅石、方解石、螢石以及磁鐵礦和赤鐵礦等含鐵類礦物；包裹體和類質(zhì)同象類雜質(zhì)都是在石英成礦過程中由于地質(zhì)作用產(chǎn)生的雜質(zhì)，包裹體是包裹在石英礦內(nèi)部的某些固體礦物或氣液雜質(zhì)，類質(zhì)同象類雜質(zhì)是其他金屬或非金屬離子取代石英晶格中的某些位點形成的雜質(zhì)。其中氣液包裹體和晶格內(nèi)部類質(zhì)同象雜質(zhì)是制約高純石英產(chǎn)品制備的關鍵性因素。
半導體級石英坩堝用高純石英砂對氣液包裹體、晶格雜質(zhì)等要求極高，國產(chǎn)原料難以滿足要求，長期依賴國外進口，隨著國際形勢的變化，國產(chǎn)替代已迫在眉睫。不同石英資源中，由于雜質(zhì)賦存特征及含量不同，其提純工藝具有顯著差異。因此，武漢理工大學的李育彪教授認為，針對不同產(chǎn)地的石英原料開展雜質(zhì)賦存特征分析，構建系統(tǒng)雜質(zhì)分布體系，開發(fā)石英砂中微小包裹體及晶格雜質(zhì)的精深系列提純技術，是制備半導體坩堝用高純石英砂的關鍵核心。
2025年4月23-24日，由中國粉體網(wǎng)、中粉會展主辦的“2025全國半導體行業(yè)用高純石英材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會”將在江蘇南京召開，屆時來自武漢理工大學的李育彪教授將做題為《半導體坩堝用高純石英砂精深純化技術》的報告。
李育彪，澳大利亞南澳大學博士，現(xiàn)任武漢理工大學教授、博導，湖北省“楚天英才計劃”科技創(chuàng)新團隊負責人、湖北省“楚天學者計劃”、武漢理工大學“青年拔尖人才”，任關鍵非金屬礦產(chǎn)資源綠色利用教育部重點實驗室學科帶頭人、中國非金屬礦行業(yè)關鍵礦物材料開發(fā)與應用重點實驗室副主任。
李教授主要從事戰(zhàn)略非金屬礦純化、礦山固廢高值利用等方面的教學科研工作。主持國家重點研發(fā)計劃課題1項、國家自然科學基金3項、湖北省重點研發(fā)計劃1項、湖北省自然科學基金1項等50余項國家級、省部級及企事業(yè)單位委托科研項目。以第一/通訊作者發(fā)表SCI論文70余篇、中文核心期刊論文50余篇，授權國家發(fā)明專利18項，出版包括《高純石英砂制備技術與原理》在內(nèi)的學術專（編）著5本�？蒲谐晒@省部級科技獎勵5項。
參考來源：中國半導體用石英材料市場研究分析報告（2024～2027），粉體大數(shù)據(jù)研究
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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