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功能玻璃材料產業發展概況
功能玻璃材料是無機非金屬材料的重要組成,主要包括電子信息玻璃、新能源玻璃、特種玻璃等,是信息顯示、半導體、新能源、深海、深空等戰略性新興產業的基礎性支撐性材料,已成為我國建設智能社會、低碳社會的重要基石。
功能玻璃材料的研發與生產水平是衡量一個國家新材料發展水平的關鍵標志之一。以美國、德國、日本為代表的全球先進國家高度重視功能玻璃材料的創新研究和應用發展,已形成較為完備的功能玻璃材料技術體系、產業體系和支撐體系,重點增強和完善了全產業鏈建設,依托美國康寧公司、德國肖特集團、日本旭硝子玻璃股份有限公司、日本電氣硝子株式會社等全球領軍企業的先進產品與產業規模優勢,推行功能玻璃材料領域的全球化戰略,在掌握全球市場絕對份額和引領行業發展方向的同時,著力提升本國功能玻璃材料的全球競爭力,謀求行業的“全球主導”地位。
近年來,隨著信息顯示、半導體、新能源等領域創新技術的不斷涌現,功能玻璃材料的應用場景不斷延展,產業發展加速以實現顛覆式跨越。在下游產業發展對功能玻璃材料旺盛的需求推動下,我國功能玻璃材料產業呈現快速發展態勢,取得了關鍵材料核心技術水平顯著提升、產業規模不斷壯大、支撐能力建設逐步完善的顯著成果,但仍存在關鍵材料短板環節突出、跟蹤研發、創新資源分散、體系化發展不足等問題。
關鍵高純石英原料供應能力不足
中國工程院院士彭壽領銜的“功能玻璃關鍵材料體系發展戰略研究”中,凝練了我國功能玻璃關鍵材料發展面臨的主要問題,其中首先提出的就是關鍵高純石英原料供應能力不足。
彭壽院士,圖源:中國工程院
石英原料是生產功能玻璃的最主要原材料,包括石英礦產資源提純和人工合成兩種工藝路徑。目前,光刻機玻璃等石英玻璃材料主要采用人工合成石英原料,但受成本、工藝等因素影響,未來將逐步實現石英礦產提純石英原料對合成石英原料的替代。
合成石英砂
從石英礦產中提純的石英原料與礦產資源稟賦深度相關,我國中低端石英資源儲量充足,基本可滿足光伏玻璃等功能玻璃材料生產的自主供應;但在生產4N8及以上純度級別的高純石英原料礦產領域,當前我國現已探明、初步具備加工為高純石英產品條件的脈石英資源儲量約為7×106t,偉晶花崗巖資源儲量嚴重缺乏,致使我國尚不具備高純石英原料大規模自主化供應能力,純度4N8及以上高純石英原料完全依賴進口(年進口量為8.8×104t,約占全球年生產總量的70%)。
我國高純石英資源自主保障能力短板問題凸顯。美國、德國、印度尼西亞等國家是我國主要的高純石英原料進口國,但已實行或正在通過行政手段,封鎖、限制高純石英原料及其制品對我國的出口,對我國先進半導體材料等關鍵功能材料供應形成重大威脅。
著力提升我國高純石英礦產資源自主保障能力
為此,彭壽院士建議將高純石英原料列入找礦突破行動與戰略性礦產目錄。推進石英資源找礦、選礦關鍵技術重點領域實現突破,梳理短板環節,解決我國當前面臨的優質石英資源匱乏難題。
彭壽院士建議應重點強化我國在成礦機理、勘探找礦技術、礦產評價標準建設、深加工提純技術等關鍵領域的研究能力,著力提升我國高純石英礦產資源自主保障能力。
同時,充分利用國際國內兩種資源,通過國際產業合作和稅收協定等方式,增強高純石英原料引進力度,提升國際資源供應保障能力,為產業安全發展形成有力支撐。
參考來源:
彭壽等:功能玻璃關鍵材料體系發展戰略研究,中國工程科學2024
(中國粉體網編輯整理/平安)
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