石英材料在半导体、光伏、光通信、光源行业中的应用

1、石英材料特性

石英具有良好的透光性、耐热性、电学性能和化学稳定性，是高纯石英材料的重要应用材料。通过提纯加工纯度高于99.98%的石英矿石，获得石英砂、石英管、石英棒、石英片、石英秤、石英舟、石英坩埚等石英材料和石英制品。石英材料因其良好的透光性、耐热性、电学性能和化学稳定性，作为重要的基础材料被广泛应用于半导体、光伏、光通信、光源等行业。不同的应用市场对石英材料的质量标准不同，高端应用领域对石英材料的质量要求严格。用于半导体的石英材料质量最高，纯度超过5N(>99.999%)，其次是光伏和光通信领域，质量超过4N7(>99.997%)，光源领域质量相对较低(>99.99%)。

2、石英材料产业链

石英材料产业链涵盖了从石英矿石、石英砂、石英材料、石英玻璃产品到终端应用的多个环节，上游石英矿石资源壁垒、中游高纯石英材料净化加工技术壁垒和下游终端客户认证壁垒，构建了石英材料行业进入的高门槛。

石英材料的主要生产工艺有气熔法、电熔法和合成法。不同的生产工艺所获得的石英材料的特性也不同。

3、石英材料产品的应用

在石英材料产品的下游应用中，半导体、光纤等高端领域占比较高，发展较快。在高端应用领域，国内仍有少数企业通过了客户认证。石英材料产品下游应用主要集中在半导体、光纤、光学、光伏和电光源等细分领域。半导体、光纤、光学、光伏和光源行业分别占65%、14%、10%、7%和4%。其中，光纤、光伏、半导体领域目前发展较快。将成为石英材料制品行业发展的主要动力。

光伏领域

石英产品在光伏产业链中主要用于硅棒/锭的生产工艺和电池的生产。

石英坩埚是硅棒/硅锭生产过程中多晶硅铸锭炉的关键部件。用作一次性耗材，用于含硅熔融，生产后续硅锭。石英舟、管、瓶、清洗罐等装置，用于电池生产过程中的扩散、清洗等环节，主要是承载功能。

光伏生产工艺属于低温工艺，对石英产品的性能要求主要是耐腐蚀、透光性好、杂质含量低、对羟基无要求。

半导体是石英材料最大的应用领域。石英产品贯穿硅片制造和硅片加工。半导体产业的高速发展带动了石英材料产品的需求。半导体制造工艺可分为三个步骤:硅片制造、硅片加工和芯片密封。石英产品贯穿硅片制造和硅片加工。在硅片制造环节，拉晶过程需要石英坩埚、研磨、抛光，清洗过程需要石英清洗槽、石英舟;在晶圆制造中，低温蚀刻工艺使用石英环，高温沉积工艺使用石英法兰，离子注入和氧化扩散工艺使用石英扩散管。其他应用场景包括光刻工艺中的掩模和石英钟罩。

石英产品作为半导体制造过程中的耗材，受益于半导体产业的快速发展。