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《石英玻璃:凭何成为各领域的不二之选》

2026-01-06

石英玻璃,作为一种以二氧化硅为主要成分的特殊材料,凭借其卓越的性能,在众多关键领域中扮演着至关重要的角色。其具备高透光性、耐高温、低膨胀系数、强化学稳定性、高纯度以及良好的电绝缘性等特性,使其成为现代信息产业、光学、光伏、半导体等战略性新兴产业以及航空航天等国防领域发展中不可或缺的基础材料。
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在半导体领域,石英制品的重要性不言而喻。因其纯度高且化学稳定性良好,成为半导体集成电路制造过程中的理想配套辅材。芯片制造流程复杂,主要包括单晶生长、晶圆加工制造、集成电路晶圆生产以及后期封装四个部分。在单晶生长环节,石英坩埚和石英器件是关键,石英坩埚作为半导体工业中不可或缺的容器,为单晶生长提供了稳定的环境。而在晶圆加工部分,刻蚀、扩散、氧化、退火等步骤都需要大量的高纯度石英玻璃辅材,如石英片、石英环、石英舟、石英法兰、石英扩散管、石英钟罩等。/此外,合成石英锭还是平板显示技术中关键部件光掩膜基板的主要基材。随着半导体行业的持续发展,对石英玻璃的性能要求也日益提高。例如,沉积工艺对纯度的要求极高,在半导体制程中,随着晶体管尺寸的不断缩小,需要石英制品中的杂质含量更低;刻蚀工艺要求低气泡,因为石英器皿内的气泡会促使粒子生成,影响刻蚀工艺效率,所以开发低气泡石英制品成为行业趋势;光刻工艺则需要高深紫外光透射率和低吸收率,以满足集成电路持续小型化的发展需求,而合成石英恰好能满足这一要求。值得一提的是,国内在半导体领域发展迅速,近年来陆续出台了一系列政策支持半导体产业的发展,国内半导体市场需求旺盛,规模不断增长。国内在半导体制程后道工艺方面优势明显,而在前道工艺中,石英材料作为主要耗材,具有较大的国产替代空间。因此,随着下游半导体行业国产替代进程的加快,石英材料有望在国内市场迎来更广阔的发展前景。
在光伏领域,石英坩埚等石英制品是光伏单晶硅、多晶硅生产过程中的重要耗材。例如,石英坩埚在硅棒、硅锭生产中用于盛装熔融硅,其性能直接影响着拉晶质量;当石英坩埚中杂质元素含量过高时,在高温状态下容易析晶;Al含量过高会影响拉制单晶硅的纯度;K、Na、Li等碱金属元素含量超标则会导致石英坩埚的软化点大幅下降,甚至造成坩埚坍塌,使拉晶无法进行。此外,石英舟、管、瓶、清洗槽等在电池片生产过程中的扩散、清洗等工艺环节中起到承载功能。/随着光伏行业的快速发展,尤其是近年来光伏拉晶环节N型高效单晶的发展以及工艺制程的日益严苛,对高品质石英制品的需求愈发旺盛。
在光纤通讯领域,随着电子信息技术的飞速发展,对通信的要求也越来越高。与其他通信类型相比,石英光纤具有传输距离远、速度快、信号损耗率低以及不受电磁信号干扰等显著优点,能够更好、更快地满足信息发送与接收的需求。在该领域,石英玻璃材料主要应用于生产制作光纤预制棒、预制棒生产支撑材料以及光纤拉丝用支撑材料等。其中,光纤预制棒中95%以上的组分为高纯度的石英制品。此外,石英制品还广泛应用于光纤预制棒和光纤拉丝等生产过程,如MCVD、PCVD工艺中的头管、尾管,OVD、VAD工艺中使用的把持棒、石英玻璃烧结管,预制棒拉丝过程使用的把手棒、把手管、石英罩杯等。近年来,国内光纤光缆行业发展极为迅速,已形成世界规模较大的光纤光缆产业,并构建了完整的光棒、光纤、光缆产业链。预计在未来几年,国内外光纤行业对石英棒和石英管产品的需求将持续增长。
在光学、光源领域,光学石英玻璃同样发挥着重要作用。其具有耐高温、耐腐蚀、膨胀率低等特点,因此被广泛应用于光学领域,如用于生产望远镜透镜、实验室光学设备、通信设备、衍射透镜、投影显示器、扫描设备和打印机的光学部件、激光设备以及照相机和超平面电视屏幕、火焰控制设备等。以高纯度石英玻璃为原料生产的电光源产品,如高压汞灯、金属卤化物灯、卤钨灯、氙气灯、汽车灯等,不仅能够承受高温,还能提供高透射特性。随着电光源技术的不断进步以及生产规模的持续扩大,虽然未来电光源用石英玻璃的需求将基本保持平稳,但这并不影响其在该领域的重要地位。
值得关注的是,景颐光电在石英玻璃相关技术研发方面取得了显著成果。该公司设计生产的多种光纤,如抗紫外石英光纤、深紫外石英光纤、可见光玻璃石英光纤、近红外石英光纤、中红外石英光纤等,凭借其专业化的设计,达到了高通量的特点。这些光纤配合景颐光电的一分三石英光纤及其他光谱配件,能够搭建多种光谱测量系统,广泛应用于高能光源传输、光谱搭建、光源采集、光学测温、医学传感、激光治疗等领域,为相关行业的发展提供了有力支持。
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综上所述,石英制品凭借其良好的性能和广泛的应用领域,在未来随着半导体、光纤通讯、光伏、电光源、光学仪器等新兴技术产业的不断发展必将迎来更大的发展空间。而像景颐光电这样的企业在技术研发和产品创新方面的持续投入,也将进一步推动石英玻璃行业的发展,为各领域的技术进步和产业升级提供坚实的基础。
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