在当今科技飞速发展的时代，从我们手中的智能手机到支撑人工智能运行的超级服务器，其背后都离不开一种看似普通却至关重要的材料——石英。特别是经过特殊提纯的高纯石英材料，已成为半导体和5G通信等战略性产业不可或缺的“工业粮食”。近年来，随着中国在超高纯石英砂提纯技术上的突破以及12英寸半导体石英制品通过认证，石英材料正在从原材料端深度渗透进高科技产业链的核心环节。

半导体制造的“血管”与“器官”

在半导体产业链中，石英材料扮演着不可替代的角色。它像人体的血管和器官一样，贯穿于芯片制造的多个关键环节。从拉制单晶硅棒的石英坩埚，到晶圆扩散、氧化工艺中的炉管设备，再到光刻工序中的石英光罩基板，高纯石英制品的纯度直接决定了芯片的良率和性能。

近年来，中国在半导体高端石英制品领域取得了显著进展。

以凯德石英为例，2025年上半年其半导体集成电路芯片用石英产品收入同比增长24.33%，占营业收入比重高达95.15% 。更引人注目的是，12英寸半导体石英制品的订单正在逐步放量。12英寸晶圆是当前全球最主流的先进制程生产线，其对石英部件的纯度、耐高温性和尺寸精度要求极为苛刻。

过去，这一市场长期被海外企业垄断，但随着国内企业如凯德石英的8-12英寸高端产品占比逐步提高，以及石英股份用于12英寸晶圆制造的炉管石英材料通过国内头部晶圆厂认证，国产石英材料已正式进入半导体产业链的最核心地带。

此外，石英股份近期宣布，其使用自产高纯石英砂生产的半导体扩散领域用炉管系列石英材料，已在头部存储晶圆制造企业顺利完成12英寸晶圆制造的全部工艺测试并通过认证。这标志着中国不仅能够加工高端石英部件，更从源头上打破了进口高纯石英砂的绝对垄断，实现了从原料到成品的全链条自主可控。

5G与AI时代的“神经纤维”

如果说半导体芯片是电子设备的大脑，那么光纤就是数字世界的神经。在5G、物联网和人工智能迅猛发展的今天，高速、低损耗的光纤网络对基础材料提出了前所未有的要求。

光纤通信的核心基础材料正是超高纯石英砂。光纤预制棒是拉制光纤的前体材料，其品质决定了光信号的传输距离和带宽。石英砂作为预制棒的核心原料，其纯度一旦不足，残留的金属杂质（如铁、铜等）及羟基便会引起光线散射，导致信号衰减。

研究表明，每增加1ppb的特定杂质，光纤衰减可能上升0.1 dB/km以上。当前主流高端光纤要求衰减系数低于0.19 dB/km，对应的石英砂纯度必须达到7N（99.99999%） ，杂质总量需控制在0.1 ppm以下。

随着5G及人工智能的发展，石英材料的应用场景进一步拓展。石英股份在投资者互动平台明确表示，石英材料会应用在5G通信的某些关键生产环节。

当我们把眼光转到AI赛道，算力的提升，对承载芯片的PCB板要求也愈发苛刻，尤其是电子布作为PCB的骨架，直接决定了信号传输的稳定性。其中，石英纤维电子布（Q布）正成为新的性能制高点。以英伟达GB200为代表的高端服务器，对信号传输速度和质量要求极高，传统玻璃纤维布难以满足需求。而石英纤维因其二氧化硅含量高达99.9%以上，具有极低的介电常数（Dk）和介质损耗（Df），能有效减少信号传输损耗，满足5G基站和AI服务器对高速率、低延迟的严苛要求。

从“卡脖子”到战略引领：资源自主的里程碑

石英材料之所以能实现对两大战略性产业的全面渗透，根本保障在于资源的自主可控。

2025年4月，自然资源部宣布，高纯石英矿正式成为我国第174号法定矿种。这种二氧化硅纯度不低于99.995%的岩石，具有耐高温、耐腐蚀、低热膨胀性和高绝缘性等特性，是半导体、光伏等产业必不可缺的关键基础材料 。此前，全球90%以上的半导体级高纯石英砂曾长期依赖美国斯普鲁斯派恩矿山的供应，中国的相关产业面临“卡脖子”风险。

转机出现在国内找矿勘查和提纯技术的双重突破。在河南东秦岭、新疆阿勒泰等地，中国发现了与美国矿床品质相近的高纯石英矿资源。与此同时，天津大学化工学院等科研团队研发的“氯硅烷精馏提纯工艺”和“一体化反应精馏技术”，成功将本土矿石转化为纯度达标的超纯材料，让我国半导体级高纯石英砂的年产能有望突破5万吨 。企业层面，温州精硅科技也实现了7N级别超高纯石英砂的规模化稳定生产，并通过国内多家主流光纤企业的验证，预计未来两年内有望实现30%以上的进口替代。

小结

从12英寸晶圆厂耐高温的石英炉管，到连接千家万户的5G光纤，再到AI服务器中保障信号高速传输的石英电路板基材，石英材料已经完成了对两大战略性产业的全面渗透。这一变化不仅是材料科学的胜利，更是中国在高科技产业链上游建立自主可控体系的关键一步。随着国内高纯石英矿资源保障能力的提升和提纯技术的持续进步，这种曾经不起眼的“石头”，正成为支撑数字时代最坚实的底座之一。

来源：弘璨石英