提到石英，可能大多數(shù)人會想起石英玻璃、石英鐘表，再深入一點的，那或許還知道它能用來制作珠寶和硬石雕刻，總體來說，石英是一種極其便宜又泛用的工業(yè)素材，已經(jīng)成為了一種公認(rèn)的常識。
然而，最近幾年石英的價格飛漲，最貴的居然賣到了每噸12000到15000美元，人們不禁驚呼：這瘋狂的石頭又來了！究竟是什么原因讓原本平淡無奇的石英，成為了眾人手中的財寶呢？
為什么石英突然變成“金疙瘩”了？
石英一開始的時候，每噸只有五元，現(xiàn)如今卻要平均每噸500元，這期間當(dāng)然和石英的主要用途有著密不可分的關(guān)系。
石英是水晶的一種，只要稍微加點電壓，兩側(cè)就會發(fā)生形變，讓內(nèi)部晶體震燙，從而可以提供電子產(chǎn)品準(zhǔn)確的訊號和頻率。這就好比人的心臟，跳得太快或者太慢，都會危害健康。
而石英制作的元件則極為精準(zhǔn)，就拿石英表來說，一萬年偏差只有一秒左右。而且石英材料耐高溫、透光性高、膨脹系數(shù)低、有著眾多優(yōu)越的性能，才能得到了終端設(shè)備的廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，2019年消費的121.44萬噸高純石英鐘，有96%都用于了半導(dǎo)體、光伏、光通信等領(lǐng)域。
而石英的主要成分是SiO2，這是制作生產(chǎn)石英砂的主要原料，石英砂又是制作高端芯片的主要原料。但高純度的石英砂，對于多晶硅的含量有著極其嚴(yán)格的限制。
必須將石英與焦炭混合后，在電弧爐加熱下即生成粗硅；鹽酸氯化，并經(jīng)蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達(dá)99.9999%。這對加工提煉的技術(shù)提出了很高的要求。
也正因為石英的用途更加廣泛了，且要求的技術(shù)門檻提高了，石英的價格自然也就隨之快速提升了。
而且跟根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和純度不同，石英也分為低端（3N）、中段（4N）、高端（4N8）三個檔次，4N級產(chǎn)品主要應(yīng)用于高級照明、電子封裝工業(yè)等領(lǐng)域，價格在600-1500美元/噸；4N8級產(chǎn)品主要用于光伏、通信工業(yè)領(lǐng)域，價格在5500-8500美元/噸；5N級產(chǎn)品則主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、芯片制造領(lǐng)域，價格在12000-15000美元/噸。
石英的未來市場前景
其實早在2012年，石英的身價就得到了一次飛漲。那是3G時代向4G的轉(zhuǎn)型。隨著高端電子產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)。石英的價格自然也就水漲船高了。而如今隨著5G時代的到來，商機(jī)持續(xù)擴(kuò)大。光是全球智能手表今年的需求量就可增長越9%，5G手機(jī)今年的出貨量也有去年的2億多支翻倍到5億多支，自然帶動了電子元件的生產(chǎn)和加工。不光是5G手機(jī)，隨著以特斯拉為首的電動車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，石英在電動車領(lǐng)域的應(yīng)用也更加廣泛。
許多大廠都盯上了石英產(chǎn)業(yè)鏈這款大蛋糕。日系指標(biāo)廠日本電波工業(yè)NDK為了先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)ADAS，從而帶動了每臺車所搭載石英元件數(shù)量增加。為此他們在今年1月，在中國蘇州擴(kuò)建廠房，并希望能和中國企業(yè)合作，把石英振蕩器的月產(chǎn)量提高到8800萬顆左右。目前NDK年度營收中，有一半都來自于石英元件帶動的電動車行業(yè)。
所以說，目前在需求量遠(yuǎn)大于供給的現(xiàn)狀下，整體石英產(chǎn)業(yè)正在健康、穩(wěn)步的發(fā)展。這對于中國來說，是個快速發(fā)展不可多得的好時機(jī)。然而，目前高端石英晶體元件及原材料生產(chǎn)主要集中于日本、臺灣、美國等地，而我國石英晶體元器件生產(chǎn)企業(yè)近年來雖發(fā)展迅速，但若從技術(shù)三項要素：頻率、精確度、尺寸大小的橫向來對比，日本廠商仍居技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位。
- 我國的石英儲備量如何
我國石英礦分布還是較為廣泛的，保有石英礦產(chǎn)儲存的187處，礦石儲存量共有39.1億噸，但大多數(shù)都是含有雜質(zhì)的低純度礦床，國內(nèi)高品質(zhì)礦石占比不到1%，目前國內(nèi)能夠生產(chǎn)高純石英的礦床極少。
目前我國在低、中端產(chǎn)品中已經(jīng)實現(xiàn)了國有化，但高端商品仍然強(qiáng)烈依賴于進(jìn)口。雖然我國的石英產(chǎn)量正在逐年上升，但其中大部分還只能加工為普通石英砂。高純度石英很少，且國內(nèi)石英砂加工能力有限，礦源純度低，真正能加工到高純度石英砂的只有江蘇太平洋石英股份有限公司一家。
當(dāng)然了，這家公司的能力也是國際領(lǐng)先行業(yè)，生產(chǎn)的高純度石英砂雜質(zhì)含量甚至超過了美國尤尼明的ＩＯＴＡ－ＳＴＡＮＤＡＲＤ等級石英砂產(chǎn)品的純度。
但我國對于高純度石英砂的需求量很大，且不說軟件芯片制造。單單是超大規(guī)模的集成電路制造、光纜電子通訊、LED照明、國防激光技術(shù)等多個領(lǐng)域，僅僅靠這么一家公司，是很難滿足生產(chǎn)需要的。
因此我國石英類產(chǎn)品的進(jìn)口量年年大于出口量，而進(jìn)口的來源主要是柬埔寨、馬來西亞、越南、韓國、美國等國。而目前進(jìn)口高純石英砂主要由美國尤尼明、挪威TQC二家公司所壟斷，每年供應(yīng)量約為2.7~3萬噸。
尤其是美國，在其康涅狄格州，有著世界上最為領(lǐng)先的高純度石英生產(chǎn)商美國尤尼明公司，他們生產(chǎn)原礦來自于全球目前唯一一塊高純石英礦床，北卡羅萊納州地球的花崗質(zhì)偉晶巖，不僅礦體規(guī)模大、石英中流體雜質(zhì)少、而且礦石品質(zhì)穩(wěn)定，在國際市場中占據(jù)無可撼動的壟斷地位。
開采及提純難度
看似平平無奇的石英砂，為何開采起來那么困難，以至于我們不得不依賴進(jìn)口呢？
首先就是高純石英砂的礦源多以花崗巖、脈石英為主。其中花崗巖石英礦床規(guī)模大，純度高，但石英含量較低，脈石英雖然礦床分布廣泛，但規(guī)模都相對較小。而我國能夠滿足條件的礦床極少。
而高純石英砂的制備工藝目前多采用礦物提純法，其難度在于要針對不同品位的礦進(jìn)行提純剔除其他金屬雜質(zhì)的處理。
原礦石先要洗去泥沙，在經(jīng)過破碎機(jī)粗破之后，把合格的石英料投入到焙燒爐里，用850 C到980 C的高溫?zé)?個小時，然后才能經(jīng)過人工篩選。這不僅僅是擁有穩(wěn)定的礦源供應(yīng)就能解決的問題，更在于提純技術(shù)的積累。
這還不算完，篩選完的石英砂還有送入磁選機(jī)，通過磁選后，再經(jīng)浮選、脫水、烘焙、冷卻、包裝，才能制得高純石英砂。
可以說制作工藝極其復(fù)雜，目前我國能夠進(jìn)行整套完整研發(fā)的企業(yè)只有江蘇太平洋石英股份有限公司一家。
制作完畢了，還需要通過產(chǎn)品檢驗??！目前國際上采用的標(biāo)準(zhǔn)為IOTA標(biāo)準(zhǔn)，而我國還在使用原始的化學(xué)分析法和X射線熒光光譜法，因此很難滿足其質(zhì)量檢測要求，與國際先進(jìn)水平有著明顯差距。
中國能打破石英壟斷嗎？
隨著中美貿(mào)易戰(zhàn)的加劇，美國更會在原材料上對中國采取進(jìn)一步的限制。而高純度石英砂，作為關(guān)系到芯片半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要原材料，美國當(dāng)然會進(jìn)一步地限制其對華出口。因此石英的價格也會進(jìn)一步飛漲。
就2021年來說，我國普通石英砂價格平均為每噸135元，精制石英砂為每噸301元。但一到了高純度石英砂，價格就猛增到了每噸5350元。如果一味地只能通過進(jìn)口緩解國內(nèi)需求，必將被人卡脖子。
好在近年來，在國家政策的支持下，越來越多的石英砂企業(yè)從資源、提純技術(shù)、合成技術(shù)等多方面領(lǐng)域向著高純度石英砂的開采和研發(fā)進(jìn)軍了。像安徽省鳳陽縣靈杰石英砂有限公司、內(nèi)蒙古昌繁石英砂有限公司、江蘇亞威鑄造材料科技有限公司也都加大了研發(fā)力度，從科技生產(chǎn)的角度上鉆研，打破傳統(tǒng)的粗放型發(fā)展模式。
另一方面，隨著石英股份的上市，加快了產(chǎn)能擴(kuò)張，今年三月就有約2萬噸的高純砂項目投產(chǎn)。2023年，我國預(yù)計還將新建1.5萬噸項目，并在2024年向海外擴(kuò)展。隨著石英股份市場份額的持續(xù)提升，資金的注入，必將使未來國產(chǎn)砂的發(fā)展將會具有較強(qiáng)的國際競爭力。
