中國粉體網訊 高純石英材料制品作為光伏及半導體等領域不可或缺的基礎性材料，其重要性不斷凸顯。2025年3月27日，由中國粉體網主辦的2025第三屆集成電路及光伏用高純石英材料產業發展大會在江蘇東海隆重召開，會議現場我們邀請到了湖北菲利華石英玻璃股份有限公司的產品業務經理朱夢瑤，就合成砂的制備應用及發展前景等問題進行了訪談交流。
中國粉體網：朱經理，首先請您介紹一下合成砂，它與其他石英砂有何不同？各自有何優缺點？
朱經理：合成砂，即以含硅化學品為原料經人工合成方法制備的高純度石英砂。相較于天然石英砂，合成砂的主要優點在于技術路線上完全可以實現6N乃至7N級別的純度，而且永遠不會像天然石英砂一樣受到礦源品質及儲量的制約。合成砂目前面臨的挑戰主要在于批量生產時對潔凈廠房的高要求和相對較高的成本。
天然石英砂，顧名思義，是從天然礦石中經過一系列提純過程得到的石英砂。其優勢在于現階段的成本較低，出貨量大，在某些應用場景中性能已足夠使用。然而，天然石英砂的純度通常較低，氣液包裹體無法完全根除，這使得天然砂制得的石英制品中永遠存在微氣泡缺陷且雜質只能控制到5-10ppm級。
中國粉體網：合成石英砂的制備方法有哪些？目前最主流的工藝是什么？
朱經理：合成石英砂的制備主要分為兩種方法，分別采用正硅酸乙酯和四氯化硅作為原料。目前，使用正硅酸乙酯的工藝是最主流的。該方法首先通過水解反應制備出二氧化硅凝膠，隨后經過造粒（包括干燥、燒結、破碎和酸洗步驟），最終得到高純度的合成石英砂。盡管造粒技術有多種，例如破碎法、冷凍干燥法、噴霧造粒法和等離子熔融造粒法等，但它們的共同目標是在確保原料保持在7N-8N級別高純度的前提下，調整二氧化硅顆粒的尺寸，以獲得符合特定粒徑和性能要求的合成石英砂。
中國粉體網：光伏行業和半導體行業對高純合成石英砂的性能要求有何不同？
朱經理：通過分析國內標準和實際應用需求，可以得出光伏行業與半導體行業對高純合成砂的性能要求在雜質含量上有差異。
例如，在半導體領域，石英坩堝內層合成料的純度要求達到0.4ppm以下；而光伏產業對石英坩堝內層料的純度要求則相對寬松，僅需保證總雜質含量在20ppm以下，且堿金屬元素（包括鋰、鈉、鉀）的總和不超過2ppm。
在光伏產業中，天然砂的性能已經能夠滿足其需求。相比之下，合成砂的市場主要集中在半導體產業，這是因為半導體硅料對純度的要求更為嚴苛。
中國粉體網：目前，我國合成砂的產業進展情況如何？
朱經理：近年來，我國大量石英材料和硅材料相關企業在合成砂技術、路線、工藝這些取得了進展，包括菲利華在內的企業能夠提供純度6N-6N5級別的合成砂產品。然而目前還沒有國內廠家能夠實現比肩日本三菱化學超高純產品的量產供應能力。
中國粉體網：您認為，未來合成高純砂能否成為天然砂的有力替代？它的發展前景是怎樣的？
朱經理：合成高純石英砂有望成為天然砂的有力替代品，特別是在高端應用領域。合成砂的最大優勢除了比天然砂質量穩定，還可進行定量的某些元素的摻雜，隨著技術的不斷進步和成本的降低，尤其是在全球對高純石英材料需求不斷增長的背景下，合成砂將成為關鍵的基礎材料之一。
（中國粉體網編輯整理/初末）
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