文章来源：微信公众号 石英产业
新材料产业是战略性、基础性、先导性产业，其发展水平直接决定了一个国家高新技术产业的竞争力、产业链供应链的安全性，以及经济社会转型与民生改善的质量。它不仅是推动科技革命和产业变革的 “核心引擎”，更是支撑国家战略、保障民生福祉、实现可持续发展的关键基石。
新材料是指通过技术革新（成分设计、结构调控、工艺优化或功能复合）实现性能突破，能够满足传统材料无法覆盖的高端需求（如极端环境耐受、智能化响应、高效能量转换等），并主要服务于战略新兴产业、高端制造或未来产业，具有高附加值与供应链战略意义的一类材料。
其定义的核心并非 “完全全新发现的物质”，而是围绕 “技术驱动的性能升级” 与 “需求导向的场景适配” 两大逻辑，区别于传统材料，如钢铁、普通玻璃、水泥等侧重基础功能、服务传统产业的材料。
新材料是所有高新技术产业的 “物质基础”，几乎所有前沿领域的技术创新都依赖于新材料的性能突破。如果缺乏关键材料，即使设计出先进的产品方案，也无法落地实现，形成 “卡脖子” 困境。
高纯石英被称为 “新材料”，核心原因并非其化学组成（主要成分为 SiO₂，与普通石英一致），而是在于它通过技术突破实现了传统石英无法企及的高纯度、优异性能，并由此开拓了传统材料难以适配的高端战略应用场景，完全符合新材料“性能优异、技术密集、应用高端、产业带动性强” 的核心定义。
“高纯” 是其被归为新材料的根本前提 —— 普通石英（如建筑用石英砂、普通玻璃原料）的纯度通常在95%-99% ，含大量 Al、Fe、Ca、Na 等杂质；而 “高纯石英” 的纯度需达到99.99%（4N）以上，高端领域（如半导体）甚至要求99.999%（5N）、99.9999%（6N）级，杂质含量控制在 ppm（百万分之一）甚至 ppb（十亿分之一）级别。
这种极致纯度带来了传统石英不具备的 “颠覆性性能”：
极低的污染性：半导体制造中，石英部件（如扩散管、石英舟）直接接触晶圆，若含微量 Fe、Na 杂质，会导致芯片电路短路或性能衰减；高纯石英的杂质含量＜10ppb，可满足 2nm 以下先进制程需求。
优异的热稳定性：普通石英在 800℃以上易软化变形，而 5N 级高纯石英可在1200℃-1400℃ 下长期稳定工作，适配光伏坩埚（熔炼多晶硅时需持续承受 1500℃高温）、航空航天高温部件的需求。
极低的羟基含量：高纯石英通过特殊工艺（如真空脱羟）将羟基（-OH）含量控制在≤1ppm，避免了传统石英在高温下因羟基分解产生气泡，保障了半导体光刻、光纤通信等场景的精度。
二、技术属性：依赖突破性制备工艺，属于 “技术密集型材料”
高纯石英的 “新”，还体现在其制备技术远超传统石英的简单破碎、筛分工艺，是近年来才逐步突破国际垄断的高端制造技术产物，符合 “新材料” 对 “技术创新性” 的要求：
提纯技术壁垒极高：天然高纯石英矿（如美国 Spruce Pine 矿）需经过 “物理分选（磁选、重选除铁钛）→化学浸出（酸溶除铝钙）→高温煅烧（除有机物）→精密研磨” 等十余个环节，国内企业耗时多年才突破 “氯硅烷精馏提纯” 技术，将纯度从 4N 提升至 6N。
合成技术拓展资源边界：针对天然高纯矿稀缺的问题，近年发展出 “化学气相沉积（CVD）”“溶胶 - 凝胶法” 等合成工艺，直接制备 “合成高纯石英”（纯度可达 6N 以上），摆脱了对天然矿的依赖 —— 这种 “通过新技术创造高性能材料” 的模式，是新材料的典型特征。
新材料的核心价值在于 “适配新兴产业需求”，高纯石英正是半导体、光伏、高端光学、航空航天等国家战略性新兴产业的 “卡脖子” 基础材料，传统石英完全无法替代：
|
|
|
|
|
|
|
|
纯度≥5N，杂质＜10ppb，加工精度≤0.1mm
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
耐 1500℃高温，热膨胀系数＜0.5×10⁻⁶/℃
|
|
这些场景直接关系到芯片自主化、新能源革命、高端装备制造等国家战略，高纯石英的不可替代性，进一步凸显了其 “新材料” 的属性。
传统石英产业属于 “资源型、低附加值” 领域，而高纯石英是 “技术驱动、高附加值” 的高端材料，且长期被美国（尤尼明）、德国（贺利氏）等企业垄断。近年来国内企业通过技术突破实现国产替代，不仅填补了国内空白，更推动了整个 “石英材料 - 高端制造” 产业链的升级 —— 这种 “通过材料创新带动产业升级” 的作用，是新材料的核心价值之一。
高纯石英作为支撑半导体、光伏等战略性新兴产业的关键材料，已被国家及多个地方政府政策明确列为重点新材料。
“十五五” 规划将集成电路制造用 12 英寸超高纯硅片列为核心材料，明确要求其纯度需达到 11N（99.999999999%），并着重强调要突破该材料的国产化瓶颈，这一要求将从多方面推动石英材料产业链升级：一是倒逼上游石英原料纯度从 6N 级跃升至 10N 级以上，为硅片纯度达标奠定基础；二是推动高纯石英坩埚性能升级，使其需耐受 1700℃以上高温且抗热震性提升 30%，以满足高温晶体生长工艺的稳定需求；三是随着硅片加工设备国产化进程加速，配套的石英器件加工装备也将同步升级，从而减少对海外技术的依赖。
2. 工业和信息化部《重点新材料首批次应用示范指导目录（2024 年版）》
核心内容：将半导体用高纯石英玻璃制品列为重点新材料，包括： 石英扩散管：外径 300～400mm，偏壁厚≤0.6mm，金属杂质含量≤13ppm，用于芯片制造的高温扩散工艺； 电熔锭材类：羟基含量低于 30ppm，总金属杂质含量≤50ppm，是制备半导体级石英坩埚的核心原料； 光纤用高纯石英：SiO₂含量≥99.95%，用于制备低损耗光纤预制棒。
3. 国家发展和改革委员会《产业结构调整指导目录（2024 年本）》
核心内容：将以下高纯石英相关项目列为鼓励类产业：高纯石英原料（纯度≥99.999%，即 5N 级）；半导体用高端石英坩埚（支撑 12 英寸硅片量产）；半导体用石英陶瓷器件（纯度≥99.9%）；化学气相合成石英玻璃（用于光刻机光学镜片等高端领域）。
2025年4月10日，自然资源部发布公告，其中确定了174号新矿种——高纯石英矿。自然资源部表示，本次设立确定的新矿种叫高纯石英矿，是指经选矿、提纯可获得二氧化硅的纯度不低于99.995%，杂质、包裹体含量满足半导体、光伏等高新领域应用要求的岩石。
1.北京重点新材料首批次应用示范指导目录（2024 年版）
核心内容：半导体用高纯石英玻璃制品 （1）石英扩散管：外径 300～400mm，偏壁厚≤0.6mm，金属杂质含量≤13ppm；（2）石英外管、内管、工艺管、石英舟：羟基含量≤30ppm，垂直度≤1mm，管口平面度≤0.1mm，壁厚偏差≤0.5mm；（3）电熔锭材类：羟基含量低于 30ppm，总金属杂质含量≤50ppm。
光学高纯合成石英 材料及制品 （1）紫外光学用石英玻璃：直径或对角线≥600mm，光学非均匀性≤4×10 -6，应力≤5nm/cm，条纹度 5 级； （2）光纤用高纯石英：SiO2含量≥99.95%；热变色性：试样在 1100℃条件下保温 2h，透射比变化值不大于 4%；双折射：I 类；（3）耐紫外辐照用石英玻璃：应力双折射小于 1nm/cm，有效口径内的折射率均匀性≤2ppm，用于图像显影用的石英透镜材料折射率均匀性≤0.5ppm； （4）太阳能用石英玻璃及制品：金属杂质含量≤30ppm（Al，B，Ca，Co，Cu，Fe，K，Li，Mg，Mn，Na，Ni，Ti）；器件羟基含量≤300ppm。
2. 浙江省《重点新材料首批次应用示范指导目录（2025年版）》
核心内容：大硅片半导体级合成石英坩埚：规格达32 英寸，内表面杂质≤0.1ppm、透明层气泡≤1 个 /mm²，尺寸精度控制在 “外径 ±1mm、厚度 ±0.75mm”，是半导体单晶硅棒生长的核心载体；
高纯石英砂：SiO₂纯度≥99.999%，15 种杂质元素总量≤10ppm，Li/Na/K 等关键杂质总量≤1ppm，为光伏、半导体、光纤通信等领域提供纯净源料；
高纯石英材料：结构稳定，精密机械加工后尺寸精度可达±0.002，热加工处理后，应力可以 3°以下，材料纯度含量达到 99.999%，材料表面不允许有任何有色异物，专为集成电路制造场景定制。
3.江苏省《重点新材料首批次应用示范指导目录（2024年版）》
超高纯石英砂及石英制品
刻蚀是决定集成电路特征尺寸的核心技术之一，刻蚀工艺是指将经图形曝光并在半导体硅片表面的光刻胶微图形转移到光刻胶下层薄膜材料上，选择性刻蚀掉光刻胶下层材料上未被光刻胶掩蔽的部分。石英环主要应用于半导体硅片刻蚀工艺，可以实现对腔体的密闭保护，防止污染。
技术要求
（1）超净石英环表面14项无机物残留低于200×1010atoms/cm2；
（2）超净石英环表面有机物残留≦1.0×10-7g/cm2；
（3）超净石英环表面粒子数残留0.3-1.0μm粒子≦10000粒/cm2，1.0-5.0μm粒子≦1000粒/cm2，5.0μm粒子≦500粒/cm2。
超白压延光伏玻璃
根据制造工艺和功能不同，工艺上光伏玻璃可分为超白压延玻璃和超白浮法玻璃两种。超白压延玻璃主要应用于晶体硅电池组件，而超白浮法玻璃则更多应用于薄膜电池组件。在目前的市场中，由于超白压延光伏玻璃的透光率较高，且晶硅电池组件光电转换效率高，占据市场的主要份额，因此超白压延玻璃成为市场中主流的光伏玻璃类型。
技术要求
（1）光学性能：2.0mm厚度光伏压延原片深加工后透光率达到94.1%；
（2）硬度：莫氏硬度可达到7；
（3）力学性能：抗压强度达到100～200MPa；抗拉强度10～100MPa；抗弯强度50-200MPa；
（4）化学稳定性：正常使用情况下对水、酸、化学试剂或气体等恶劣环境具有较强的抵抗能力；热稳定性：压延钢化玻璃的耐急冷急热性性质是普通玻璃的3-5倍，并且可承受250℃以上的温差变化，对防止热炸裂有明显的效果；
（5）电学性能：太阳能玻璃在常温下属绝缘体，在熔融状态下，是良性导体。
低羟基石英玻璃
石英玻璃的主要成分为二氧化硅，具有透光性高、耐高温、膨胀系数低、化学稳定性强、纯度高、电绝缘性强等优越特性，石英玻璃制品是现代信息产业、光学、光伏、半导体等国家战略性新兴产业和航空航天等国防领域发展中不可或缺的重要基础性材料。
石英玻璃中的杂质和结构决定其物理、化学性能，而羟基的存在改变石英玻璃网络结构的连续性，进而影响了其性能。羟基的存在会降低石英玻璃的化学稳定性、结构强度、耐热性和光学均匀性等。
技术要求（1）产品尺寸Φ20-300mm；
（2）金属杂质含量≤20ppb；
（3）羟基含量＜1ppm；
（4）1064nm吸收≤1ppm；
（5）光学均匀性≤1.3×10-6；
（6）应力双折射≤0.6nm/cm。
石英材料凭借其在半导体、光伏等领域的不可替代性，已成为多地政策重点扶持的基础战略性材料。除浙江、江苏等传统优势省份外，江西、四川、广东、陕西、山西等新兴地区正通过目录引导、资源整合加速布局，推动石英材料从 “原料供应” 向 “高端制品” 升级，未来产业链竞争将更聚焦技术壁垒与供应链安全。
