我國(guó)應(yīng)用于半導(dǎo)體先進(jìn)制程的7N級(jí)（99.99999%）高純石英砂，長(zhǎng)期以來(lái)高度依賴(lài)進(jìn)口，是我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵瓶頸之一。隨著芯片技術(shù)不斷迭代，先進(jìn)制程對(duì)石英基材的純度、均一性與穩(wěn)定性提出了愈發(fā)嚴(yán)苛的要求，實(shí)現(xiàn)這一材料的自主可控成為行業(yè)迫切需求。

弘揚(yáng)石英成功研發(fā)并量產(chǎn)7N級(jí)（99.99999%）合成石英砂

8月1日，弘揚(yáng)石英宣布其實(shí)現(xiàn)了從天然石英礦提純到高純化學(xué)合成的重大技術(shù)跨越，構(gòu)建了從前驅(qū)體技術(shù)、化學(xué)合成工藝、核心裝備開(kāi)發(fā)到應(yīng)用驗(yàn)證的全鏈條技術(shù)矩陣，成功研發(fā)并量產(chǎn)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的7N級(jí)（99.99999%）合成石英砂。

這款7N級(jí)合成石英砂產(chǎn)品純度≥99.99999%，特定雜質(zhì)總含量小于 20ppb，不僅擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，更全面對(duì)標(biāo)進(jìn)口產(chǎn)品，可直接用于制備半導(dǎo)體級(jí)石英坩堝、光刻、刻蝕等核心環(huán)節(jié)，為半導(dǎo)體先進(jìn)制程材料供應(yīng)提供了國(guó)產(chǎn)解決方案。

江蘇弘揚(yáng)石英制品有限公司

江蘇弘揚(yáng)石英制品有限公司創(chuàng)建于2004年，是一家集石英材料、合成材料、稀土摻雜材料、半導(dǎo)體材料及器件的科技型企業(yè)。其產(chǎn)品主要應(yīng)用于光源、光學(xué)、光伏、半導(dǎo)體、激光、航空航天等領(lǐng)域。公司是國(guó)家重點(diǎn)小巨人企業(yè)、國(guó)家專(zhuān)精特新小巨人企業(yè)、國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)示范企業(yè)、國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、全國(guó)創(chuàng)新型中小企業(yè)，先后獲中國(guó)“科技創(chuàng)業(yè)貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”、“全國(guó)科技創(chuàng)新型企業(yè)”等榮譽(yù)。公司擁有“三中心兩站”創(chuàng)新平臺(tái)，依托省級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)，稀土摻雜石英材料制造技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，是目前國(guó)內(nèi)石英行業(yè)中規(guī)模最大、產(chǎn)品種類(lèi)最齊全的稀土摻雜功能石英玻璃材料制造企業(yè)。

目前，公司已建成 10 條石英玻璃生產(chǎn)線、30 條深加工生產(chǎn)線，形成四大系列石英玻璃制品生產(chǎn)能力，構(gòu)建起集石英砂提純、石英管棒板拉制到器件深加工于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)體系，為技術(shù)落地和規(guī)模化生產(chǎn)提供了堅(jiān)實(shí)支撐。

這一突破源于弘揚(yáng)石英二十余年的技術(shù)積淀。

弘揚(yáng)石英將技術(shù)轉(zhuǎn)化為多項(xiàng)專(zhuān)利成果

弘揚(yáng)石英實(shí)現(xiàn)了從天然石英礦提純到高純化學(xué)合成的重大跨越，構(gòu)建起從前驅(qū)體技術(shù)、化學(xué)合成工藝、核心裝備開(kāi)發(fā)到應(yīng)用驗(yàn)證的全鏈條技術(shù)矩陣。

在工藝層面，其原料純度把控、殘留物質(zhì)清除、粒徑控制等技術(shù)已轉(zhuǎn)化為多項(xiàng)專(zhuān)利成果：

1.四氯化硅液相水解法合成高純度石英砂的制造工藝

該發(fā)明公開(kāi)四氯化硅液相水解法合成高純度石英砂的制造工藝，步驟為四氯化硅與水液相水解，產(chǎn)物經(jīng)洗滌、固液分離、干燥、煅燒、研磨和篩分工序得高純度石英粉體。其中，固液分離時(shí)、洗滌與固液分離間或洗滌時(shí)設(shè)加熱工序，促進(jìn)原硅酸分解為偏硅酸，便于轉(zhuǎn)移和清理，減少原料浪費(fèi)。干燥溫度100~200℃，煅燒溫度1300~1500℃，煅燒爐設(shè)計(jì)優(yōu)化，保證加熱均勻，避免粉體團(tuán)聚。

2.超高純非晶態(tài)二氧化硅合成石英砂的制備工藝

該發(fā)明公開(kāi)超高純非晶態(tài)二氧化硅合成石英砂制備工藝，步驟為：無(wú)定型二氧化硅、礦化劑和超純水高溫高壓反應(yīng)，卸料時(shí)固液分離，再經(jīng)研磨、酸洗、清洗、烘干得產(chǎn)品。

其利用反應(yīng)釜壓力實(shí)現(xiàn)卸料時(shí)固液分離，節(jié)省成本；采用非晶態(tài)二氧化硅，純度高且可控，緩解我國(guó)高品質(zhì)石英礦短缺問(wèn)題，制得的石英砂鋁含量低，9項(xiàng)雜質(zhì)總量少。

3.一種半導(dǎo)體級(jí)合成石英制備工藝

該半導(dǎo)體級(jí)合成石英制備工藝包括備料、除雜、離子交換、老化提純四步驟。備料是將堿金屬硅酸鹽投入設(shè)備，加中溫純水溶解稀釋?zhuān)怀s是加除雜劑攪拌、靜置沉淀、過(guò)濾分離出重金屬氫氧化物及待交換溶液；離子交換是將待交換溶液通入強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換柱除鈣、鈉離子得溶膠液；老化提純是溶膠液靜置得初始凝膠，經(jīng)老化、清洗、干燥、粉碎、燒結(jié)及超高純提純得產(chǎn)品。該工藝通過(guò)一體式設(shè)備提高自動(dòng)化程度和效率。

作為創(chuàng)建于 2004 年的科技型企業(yè)，弘揚(yáng)石英深耕石英材料領(lǐng)域，產(chǎn)品覆蓋光源、光學(xué)、光伏、半導(dǎo)體、激光、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域，是國(guó)家重點(diǎn)小巨人企業(yè)、國(guó)家專(zhuān)精特新小巨人企業(yè)等，擁有 “三中心兩站” 創(chuàng)新平臺(tái)，在稀土摻雜石英材料制造領(lǐng)域技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，也是目前國(guó)內(nèi)石英行業(yè)中規(guī)模最大、產(chǎn)品種類(lèi)最齊全的稀土摻雜功能石英玻璃材料制造企業(yè)。

全國(guó)量產(chǎn)高純合成石英砂的其它企業(yè)

除弘揚(yáng)石英外，全國(guó)還有這些企業(yè)量產(chǎn)高純合成石英砂：

無(wú)錫光未半導(dǎo)體

5月28日，無(wú)錫光未半導(dǎo)體材料有限公司超高純石英砂項(xiàng)目在中歐產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新區(qū)（梅村街道）正式量產(chǎn)，也正式成為全球第二家量產(chǎn)7N級(jí)合成石英砂的企業(yè)。（第一位是長(zhǎng)期壟斷該材料供應(yīng)的日本三菱化學(xué)）光未半導(dǎo)體計(jì)劃總投資2億元，建成3條超高純石英砂產(chǎn)線，2024年7月啟動(dòng)建設(shè)，2025年5月首條產(chǎn)線建成并投產(chǎn)，預(yù)計(jì)年產(chǎn)量700噸、年銷(xiāo)售3億元。項(xiàng)目整體完成后，年產(chǎn)量增至2700噸，年銷(xiāo)售超9億元。

矽瓷新能

矽瓷新能已經(jīng)成功建立起百?lài)嵓?jí)的合成石英砂量產(chǎn)線，以及碳化硅和氮化鋁粉體的中試線。其產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始向行業(yè)頭部客戶(hù)供貨，預(yù)計(jì)將在完成客戶(hù)一致性驗(yàn)證后，于2025年下半年進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段。矽瓷新能通過(guò)有機(jī)-無(wú)機(jī)聚合凝膠法量產(chǎn)5N8級(jí)和7N級(jí)石英砂，成本較傳統(tǒng)水熱法降低50%，原料采用工業(yè)硅副產(chǎn)品。

江瀚新材

江瀚新材的超高純6N級(jí)合成石英砂項(xiàng)目自2022年12月開(kāi)工以來(lái)，穩(wěn)步推進(jìn)。中試工作順利開(kāi)展，公司已成功在中試線上試制出6N級(jí)石英砂。目前，項(xiàng)目正在緊張建設(shè)中，計(jì)劃于2025年12月建成投產(chǎn)。

7N級(jí)合成石英砂是制造極紫外（EUV）光刻機(jī)透鏡的唯一材料，其雜質(zhì)含量需低于0.1ppb（十億分之一），否則會(huì)導(dǎo)致光路畸變。此前全球僅日本三菱化學(xué)能穩(wěn)定供貨。量產(chǎn)合成超高純石英砂的本質(zhì)是爭(zhēng)奪高端制造業(yè)的“材料制控權(quán)”。沒(méi)有7N級(jí)的砂，就沒(méi)有7nm以下的芯——這已不僅是技術(shù)問(wèn)題，更是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵命題。