作为被限制出口的主角，这几天简直让网友们脑洞大开，甚至还扯上了“石器时代”

　　一方面，正如大家所说，此砂非彼砂。进出口的“天然砂”，跟用来造芯的“天然砂”并不是一类东西。

　　用来造芯片的只属于其中一种石英砂，而且还得是高纯度，含硅量99.999%。

　　另一方面，不为更多人所知的是，别看我国沙子那么多，但其实能用的并不多，现在还依赖进口

　　在我国沙石资源很丰富，且不论河沙、海沙亦或是矿床里的砂，就是几个大沙漠加起来，数量就杠杠上去了。

　　但其实咱们能用上的沙子，即天然砂，实际上并不多，甚至如今还处于靠进口来满足需求的状态。

　　早在2014年，就已经在进口天然砂了，当时相较于出口的四千多万吨，进口数量还不在一个数量级。

　　但之后随建筑等应用领域的需求逐步扩大，加上对环境的保护，在四年之后（2017年），我国进口数量首次超过了出口数量。

　　而又在去年（2021年），进口数量已经是出口数量的4倍，进口金额也达到了峰值，超13亿元。

　　其中澳大利亚、马来西亚分别为硅砂及石英砂、其他天然砂的主要进口国，占比高达41%及45%。

　　今年上半年，仅硅砂及石英砂这个类别，我国进口量就达到了201.2万吨，总进口金额达到了6.8亿元。

　　虽然天然砂和沙都指自然条件下生成的岩石颗粒，但砂更偏向于有实用价值的战略资源，另外砂还包括了人工砂。

　　硅砂及石英砂； 土质砂； 长石砂，为了去除杂质而进行热处理的天然砂仍归入本品目。

　　就用途来说，则覆盖建筑业、陶瓷玻璃，耐火制品，甚至是芯片制造、航天等尖端领域，都有运用。

　　比如像沙漠里的沙子，就明显不能被开发出来。撇开运输成本不谈，沙漠沙经过长期风化，颗粒非常的小，表面十分光滑且没有粘结性，就不适用于制造行业。

　　众所周知，制作芯片圆晶之所以要用到自然砂，是因为自然砂中的硅元素导电性好，化学性质又稳定，是芯片的理想选择。

　　同时，半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感，这就需要圆晶原材料中的杂质尽可能少，硅化合物（二氧化硅）含量尽可能高才行。

　　而想要满足上述条件，普通天然砂就玩不转了，只有天然砂中的富“硅”阶层二氧化硅含量90%以上的石英砂才符合标准。

　　而且，要满足芯片制造标准，还必须是高纯石英砂，二氧化硅需达99.9%以上，同时对杂质铁和铝元素的含量有要求。

　　（氧化铁含量小于10ppm， 氧化铝含量小于25ppm；ppm等于百万分之一）。

　　除此之外，鉴于特殊的物理化学特性，高纯石英砂具备耐高温、高度绝缘、耐腐蚀等特点，因而应用非常广泛。

　　根据二氧化硅含量的不同，高纯石英砂还被分成了低中高端，其应用的场景也分别有所对应。

　　只有符合含硅量99.999%高端石英砂，才能用于半导体行业。随后还有进行多次提纯加工，才能造出一个满意的晶圆来。

　　需要对硅含量高，且杂质少的原矿石进行提炼才行。因此，矿床的选择，也有奥秘在其中。

　　基于硅含量和纯度的考量，业界公认适合提纯的矿床类型，首推白岗岩或伟晶岩矿床，热脉矿次之。

　　据中国地质科学院研究员王九一披露，全球已探明的高纯石英矿中，只有美国北卡罗来纳州的斯普鲁斯派恩高纯石英原料矿属于白岗岩型。

　　同时，斯普鲁斯派恩高纯石英原料矿，也是目前唯一一个探明储量超过1000万吨的矿床。

　　所以长久以来，这里就是全球高纯度石英砂提纯原料的主要生产地，曾供给了全世界90%以上的需求量。

　　业内三巨头之一的美国尤尼明公司，也正是靠着这个矿床，牢牢占据高端高纯石英砂行业的龙头地位。

　　正因为如此，斯普鲁斯派恩高纯石英原料矿曾被BBC称作“地球上最具战略价值的平方英亩”。

　　而回到国内，论文资料显示，我国的高纯石英矿主要是脉石英和水晶矿。白岗岩或者伟晶岩矿，目前尚未有发现的消息传出。

　　水晶矿品质高，是提纯高端高纯石英砂的理想选择，但可惜的是，水晶资源现在已经趋于枯竭。

　　至于脉石英矿，倒是有一处矿床：灵虬山脉石英矿，位于湖北省蕲春县，发现于上个世纪70年代。

　　灵虬山脉石英矿是热液脉石英型。钻孔取样分析根据结果得出，矿石的二氧化硅纯度超过99.35%，已达到高纯石英矿的标准。

　　灵虬山脉石英矿的探查结果为，该矿探明储量只有387.4万吨，设计矿山规模为年采1.5万吨矿石。

　　其次，脉矿型石英矿石经过提纯产出的高纯石英砂，含硅量通常是99.9%（3N），大部分都用于金属硅、硅微粉等工业产品。

　　想要提纯出符合5N级别的高端高纯石英砂，也能办到，但相比直接提纯白岗岩原矿，工艺复杂，成本高企。

　　以上2个问题，也造成我国高纯石英砂或原生矿石领域的一个现状：进口为主，本地为辅。

　　以国内高纯度石英砂巨头石英股份为例，其用以提纯高纯石英砂的原矿石，国外货源占比长期高居不下，甚至在2020年达到90%。

　　要知道，石英股份是国内唯一具备大规模提纯高纯度石英砂能力企业，作为“独苗”，基本上可以代表整个国内整个行业的状况了。

　　一方面，美国高纯原矿并非无法替代。近年来，随着各国对高纯石英矿床的勘探，为半导体行业提供了更多选择。

　　其中有代表性的，有挪威的德拉格矿床，同样属于花岗岩石英矿，其石英矿经过提纯同样能达到半导体行业所需要的5N级标准。

　　还有澳大利亚的糖袋山矿床，虽然属于脉石英矿，但根据勘探，其矿石原料的二氧化硅纯度就能够达到99.99%（4N）级别。

　　其二，高纯度石英砂并非原矿石提纯这一座“独木桥”。近年来业界兴起的化学合成高纯石英，也是另一个选择。

　　比如化学沉淀法，就是以硅酸钠与酸溶液为原料，在一定的合成温度和表面活性剂的作用下合成高纯石英。

　　而且，国内已经有相关企业掌握化学合成技术。比较有代表性的如菲利华和凯盛科技，其合成高纯石英产品已能达到半导体所需高纯石英砂的标准。

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