新材料是科技革命与产业变革的基石。在国家"十五五"新材料产业规划中,硅基新材料作为关键战略材料被重点布局。规划明确提出要提升关键战略材料自主保障能力,到2030年实现新一代信息技术、新能源等领域所需核心材料自主可控。

一、高纯石英:半导体制造的基石

在电子信息领域,“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。

二、碳化硅、氮化硅陶瓷:高端装备的核心材料

规划明确提出将轻质高温结构陶瓷材料以及航空用 SiC/SiC 复合材料作为重点领域新材料攻坚方向

轻质高温结构陶瓷材料:如碳化硅、氮化硅等,用于航空发动机燃烧室、涡轮叶片等部件,降低部件重量 15%,大幅提升发动机热效率,增强航空发动机的性能表现。

航空用 SiC/SiC 复合材料:密度2.5 - 2.9g/cm³,室温拉伸强度≥250MPa,1300℃拉伸强度≥200MPa,强度保持率≥80%(1300℃、120MPa 应力下氧气环境热处理 500 小时),具备优异的耐高温、高强度性能,适用于航空发动机高温部件及飞行器热防护系统。

三、硅基负极:动力电池的能量密度密码

规划将硅基负极列为高比能高安全锂离子电池的关键材料,搭配高电压电解液,实现动力电池能量密度达到 350Wh/kg,循环寿命超 2000 次,显著提升新能源汽车的续航里程与电池使用寿命。

"十五五"规划为硅基新材料绘制了清晰的技术路径:以高纯石英支撑半导体自主化,以碳化硅/氮化硅突破高端装备瓶颈,以硅基负极驱动新能源变革。企业需紧抓政策窗口,在技术创新与产业协同中抢占先机。

来源 :材料汇

国家"十五五"新材料产业规划:高纯石英要突破国产化瓶颈