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行业资讯
聚焦石英!美国重新界定20大“关键和新兴技术”领域
添加日期:2020-11-05    阅读:1088次

2020年1015日,美国国务院发布《关键与新兴技术国家战略》(National Strategy for Critical and Emerging Technology)。这项“全政府战略”旨在重新定义全球科技发展中涉及的关键和新兴技术范围,并继续引领全球技术发展。

其实早在20世纪90年代,美国就将发展关键技术作为科技政策的重点。2017年底的美国《国家安全战略》提到数据科学、加密、自治技术、基因编辑、新材料、纳米技术、先进计算技术和人工智能等新兴技术,在20世纪90年代的关键技术中均有体现,可见美国对技术发展的前瞻性。

日前白宫国家安全委员会公布的这份最新清单,列入被认为对军事、情报和经济利益等国家安全地位至关重要的新兴技术,除了AI、量子信息科学、先进计算、生科,还包括军事、能源、半导体等领域,共计20项技术。

美国政府关键与新兴技术清单

(1)高级计算

(2)先进常规武器技术

(3)高级工程材料

(4)先进制造

(5)高级传感

(6)航空发动机技术

(7)农业技术

(8)人工智能

(9)自主系统

(10)生物技术

(11)化学、生物、放射和核(CBRN)减缓技术

(12)通信和网络技术

(13)数据科学与存储

(14)分布式分类技术

(15)能源技术

(16)人机界面

(17)医疗和公共卫生技术

(18)量子信息科学

(19)半导体和微电子学

(20)空间技术

结合当前国际芯片之争、光伏产业火热等现状以及基于经济安全和国防安全的考虑,这份清单无疑让石英尤其是高纯石英成为焦点。

石英是花岗岩、片麻岩等许多岩石的主要矿物成分,是一种十分重要的造岩矿物。同时,石英的工业应用十分广泛,是一种十分重要的工业矿物。

普通石英是玻璃、陶瓷以及工业硅、石油压裂支撑剂生产的主要原料。而高纯石英是SiO2纯度大于99.9%的石英系列产品的总称。高纯石英高端产品是芯片产业(半导体)、新能源(光伏等)和硅产业等功能材料和关键基础材料生产的原料,在国家战新产业、经济安全和国防安全都具有重要作用。

新一代信息技术领域

高纯石英砂制备得到的高性能石英玻璃制品,是通信工业用光导纤维及附属光电元件生产的基本原料,用来生产单模和多模光纤预制棒、石英套管。石英玻璃材料做成的器件应用尤为广泛,如:石英扩散管、大型扩散钟罩、石英清洗槽、石英炉门等多种产品。

集成电路产业链的芯片制造环节,需要使用多种辅助性石英器件。用于半导体芯片光刻环节中的光掩膜版的主要基板材料也是石英玻璃。所涉及的石英法兰、石英玻璃炉管、石英舟、光掩膜版的石英玻璃基片等都是以高纯石英为主要原料。

高端装备制造领域

石英玻璃具备良好的光学性能,从紫外区到红外区均有优良的光透性和耐热性,在特种光源领域具有重要作用。高精度显微光学仪器,高清晰度、高透光率的光学透镜,准分子激光光学装置,投影仪、耐高温石英灯管等的生产制备中都是以高纯石英为基础性原料。

军工和航空领域

石英纤维是一种高性能无机纤维,制备原料为高纯石英或天然的石英晶体。它保持了固体石英的部分性能和特点,是一种良好的耐高温材料,并可作为先进复合材料的增强体。同时石英纤维的纯度很高(≥99.9%),这使得其具备一些良好的特性,如抗烧蚀性强、耐温性好、导热率低,且其化学稳定性高,介电性能也较为优良,在军事、国防、航空、航天等工业中具有重要用途。其可用于制作透波增强材料,包括机载雷达罩、导弹雷达罩、干扰电磁发射窗口等,也可以被使用制造火箭的喷火口、航天热防护装置等。

此外,石英玻璃具有高光谱透射,不会因辐射线损伤,因此也是用于宇宙飞船、风洞窗和分光光度计光学系统的理想玻璃,在我国神舟及天宫航天器、先进战机雷达罩、高铁安全玻璃等领域中均发挥了重要作用。

新材料领域

硅微粉是由天然石英或者熔融石英经多道工艺加工而成的微粉。硅微粉的一个重点应用领域是集成电路覆铜板(CCL)。集成电路产业作为信息技术产业的核心,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。覆铜板作为集成电路的最主要载体,在集成电路中充当工业基础材料。

硅微粉另一个重要的应用领域是芯片封装材料。芯片从设计到制造非常不易,芯片封装显得尤为重要。目前,我国芯片产能在全球市场份额的占比还较少,芯片用球形硅微粉主要用户也在国外,日本的技术和产品均处于领先水平。

新能源领域

晶体硅材料(包括单晶硅和多晶硅)是用于生产太阳能电池的光伏产业中最常见的材料。石英制品广泛应用于太阳能光伏行业,主要产品石英坩埚,是用于提炼单/多晶硅过程中的消耗品。此外在太阳能电池片的生产过程中,各类石英玻璃材料及制品也是其主要的工艺耗材,如扩散炉管、法兰等。

基于石英尤其是高纯石英在半导体、光伏、电光源、光通讯以及航空航天等军事领域中的重要性,以及当前高纯石英稀缺、对外依存度高的现状,我国应当进行高纯石英资源安全战略研究。

来源:中国粉体网

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