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石英玻璃:高新技术领域的重要材料

2017-7-11 11:12:28      点击:
      石英玻璃是由二氧化硅(SiO2)单一组分构成的特种工业技术玻璃。由于其具有耐温、耐酸(氢氟酸和热磷酸除外)、低膨胀和好的光谱透过性等特殊的理化性能,现已成为现代科学技术的重要材料,广泛应用于半导体工业、光通讯、电光源等高新技术领域,尤其是半导体技术领域中。
  由于石英玻璃具有一系列好的综合性能使其他材料难以替代,尤其在微电子、信息、激光、航空航天、国防军工以及新型电光源等高科技领域被更广泛地应用,是国家战略性产业和支柱性产业发展中不可替代的高纯基础材料。据不完全统计,世界石英玻璃行业每销售1亿美元产品,就能使相关产业实现近万亿美元的收入,由此促进高新技术,特别是微电子工业的迅速发展,从而又进一步拉动了石英玻璃市场需求量的增长,现其年平均增长率已超过30%,远远高于一般工业产品的增长速度。
  进口形势待扭转
  我国石英行业从上世纪60年代开始起步,70年代逐渐发展形成较为完整的产业,到上世纪80年代后期,石英玻璃行业才得以迅速发展,技术根源日趋成熟,机械装备得以充分改进和完善,石英玻璃行业的发展出现新的局面。
  国内石英企业生产规模都较小,几十家企业当中年产值过亿元的只有两家,产值千万元以上的不超出10家。产品档次低,远远跟不上我国信息、微电子等高新技术产业快速发展的需求。发达国家均将石英玻璃作为新材料的重要组成部分,放在优先发展的地位并加以支持。我国也将石英玻璃列入了国家高新技术产业这次的重要支持对象。石英玻璃产业有了长足发展,微电子、信息、国防等支柱产业和战略性产业所需大量石英玻璃,目前国内产品的性能还远不能满足要求,大部分依靠进口供应。
  在微电子工业用超纯石英玻璃制品领域,德国劳氏公司已可生产40英寸超大直径的石英坩埚产品,纯度(13种杂质元素的总含量)可达2ppm,生产的大规格石英管直径可达500mm以上,纯度在10ppm以下,基本无波纹。在光纤用光波导级石英包层管领域,美国和德国生产的纯度较高,二氧化硅含量大于五个9,OH含量≤1ppm。而在航天技术用宇航级光学石英玻璃、激光技术用超纯合成石英玻璃领域,国外可做到直径750mm以上,杂质含量≤01ppm,满足光学级三个一类要求。
  市场迅速爬升
  近些年来,由于我国不断加大对电子信息产业的发展力度,同时也促进了石英玻璃市场需求量的迅速增长。
  在微电子领域,对消耗性的关键材料石英玻璃扩散管、坩埚、仪器器皿等石英制品的需求正与日俱增。4英寸~8英寸电路用石英扩散管的需求量在“十一五”时期达到了2万支/年;8英寸~12英寸也大幅度增加。石英坩埚按生产硅单晶的级别分为电子级和太阳能级。2004年硅单晶产量为1725吨,太阳能电池硅单晶约占58%,市场年增长率为27.5%,坩埚的年产量已超过10万只,市场占有率不断提高。
  国内光纤市场以每年12%速度递增。2004年沉积管和套管的需求量为300吨,国内仅能生产20吨。

  我国电光源石英玻璃生产企业已有40多家,拥有连熔炉近100多台,“十一五”期间的市场平均增长率在20%左右,石英管的总产量约53500吨。