一、‌核心应用场景‌

单晶硅生长‌

高纯石英砂（SiO₂≥99.998%）用于制造石英坩埚，盛装熔融硅并拉制单晶硅棒，其纯度直接影响硅晶体的质量和芯片良率。

纯度每提升0.1%，芯片良率可能提高10%以上，因此4N8（99.998%）及以上级别石英砂是高端半导体的必需品。

晶圆加工设备‌

石英砂用于制造石英玻璃扩散管、石英舟、光掩膜基板等关键部件，在刻蚀、氧化、扩散等工艺中保障高温稳定性和抗污染能力。

半导体级石英砂需满足13种杂质元素总质量分数≤1.7×10⁻⁵的严苛标准，以确保晶圆加工环境洁净度。

光刻工艺‌

合成石英砂用于光刻机镜头、光掩膜等光学元件，支撑10nm以下制程的精度要求，直接影响芯片电路图形的分辨率。

光掩模板需通过高纯度石英砂制备，以保证掩膜透光率和图形投影精度。

半导体器件制造‌

石英坩埚、石英管、外层料等产品需使用低铁、低羟基的高纯石英砂，确保耐高温性、抗析晶性和高强度特性。

石英玻璃钟罩、舟支架等部件应用于硅片清洗、多晶硅还原等环节，直接影响半导体集成电路性能。

二、‌技术指标与行业挑战‌

纯度要求‌：半导体级石英砂需达到4N5（99.995%）至4N8（99.998%）标准，杂质元素（如Fe、Al、B）需严格控制在ppm级。

全球格局‌：美国矽比科（尤尼明）和挪威TQC垄断全球高端市场80%以上份额，中国石英股份已量产4N8级砂，成本为进口的50%，加速国产替代进程。

技术壁垒‌：从矿石到4N8级产品需经历定向除杂、高温氯化等复杂工艺，国内企业（如壹石通）正突破合成技术以降低对稀缺天然矿的依赖。

三、‌产业链影响‌

战略资源属性‌：高纯石英砂是半导体产业链上游核心材料，验证周期长（需1-2年认证），直接影响芯片产能稳定性和成本结构。

国产化趋势‌：国内企业通过技术迭代打破垄断，例如新型制备工艺可减少对进口矿石依赖，预计2025年实现单晶硅坩埚内层砂规模化替代。