石英，一种平常的物质吗？对于大多数人而言，石英玻璃、石英钟表可能是首先浮现在脑海中的关联词。而更深入一些的了解，或许还会知道它被应用于珠宝制作和硬石雕刻。总的来说，石英作为一种广泛使用且廉价的工业材料，已经成为一种公认的常识。
然而，近年来石英的价格飙升，甚至有每吨到美元的高价出售，令人们不禁惊叹：这块普通的石头为何成了众人争相追逐的宝贝呢？
为什么石英突然变成了“金疙瘩”？
石英的价格从最初的每吨五元飙升至目前平均每吨五百元，这期间与石英的主要应用密不可分。
石英属于水晶的一种，稍微的电压变化就能导致其形变，使得内部晶体振荡，为电子产品提供准确的信号和频率。可以将其比作人的心脏，过快或过慢都会对健康造成危害。
而石英制造的元件非常精准，以石英钟表为例，一万年的误差只有一秒左右。此外，石英材料具有耐高温、高透光性和低膨胀系数等优越性能，在终端设备中得到广泛应用。根据统计数据，年消费的.44万吨高纯石英钟，其中96%用于半导体、光伏、光通信等领域。
石英的主要成分是SiO2，这也是制作石英砂的主要原料，而石英砂又是制作高端芯片的重要原料。但对于高纯度石英砂来说，对多晶硅的含量有极其严格的要求。
制作高纯度石英砂需要将石英与焦炭混合并在电弧炉中加热，生成粗硅；再经过盐酸氯化和蒸馏，制成高纯度多晶硅，其纯度可以达到99.%。因此，对于加工和提炼技术提出了非常高的要求。
正是由于石英的广泛应用和不断提高的技术门槛，石英的价格自然而然地快速上涨。
根据应用领域和纯度的不同，石英还分为低端（3N）、中端（4N）和高端（4N8）三个档次。4N级产品主要应用于高级照明、电子封装工业等领域，价格在-美元/吨；4N8级产品主要用于光伏、通信工业领域，价格在-美元/吨；而5N级产品则主要应用于半导体、芯片制造领域，价格在-美元/吨。
石英的未来市场前景
其实早在年，石英的价格就开始飙升。那是从3G时代向4G的转型过程中，随着高端电子产品的不断涌现，石英的需求量自然也水涨船高。而如今，随着5G时代的到来，商机进一步扩大。光是今年全球智能手表的需求量就预计将增长9%，5G手机的出货量也将从去年的2亿多支翻倍至5亿多支，这自然带动了电子元件的生产和加工。不仅仅是5G手机，随着以特斯拉为首的电动车产业的高速发展，石英在电动车领域的应用也更加广泛。
许多大厂纷纷盯上了石英产业链这块大蛋糕。日本电波工业公司（NDK）为了先进驾驶辅助系统（ADAS），增加了每辆车搭载的石英元件数量。该公司在今年1月在中国苏州扩建了厂房，并希望与中国企业合作，将石英振荡器的月产能提高到约万颗。NDK目前年度营收的一半来自于石英元件为电动车行业带来的推动力。
因此，目前石英产业正处于需求远大于供给的状态下，整体行业正在健康稳步发展。对于中国来说，这是一个快速发展的绝佳时机。然而，尽管中国石英晶体元器件生产企业近年来发展迅速，但与日本等地相比，从频率、精确度和尺寸等技术要素的比较来看，我国在技术方面仍相对落后。
我国的石英储备如何？
中国的石英矿分布相对广泛，有个石英矿床，总矿石储量达39.1亿吨。但其中大部分都是含有杂质的低纯度石英砂，国内高品质石英矿石的占比不到1%，目前国内能够生产高纯度石英砂的矿床非常少。
目前我国已经国有化了低端和中端的石英产品，但高端产品依然严重依赖进口。尽管我国的石英产量逐年增加，但其中大部分仍只能加工成普通石英砂，高纯度石英砂非常稀缺，且国内的石英砂加工能力有限，矿石纯度低，只有江苏太平洋石英股份有限公司一家能够加工出高纯度石英砂。
当然了，江苏太平洋石英股份有限公司具备国际领先的生产能力，其生产的高纯度石英砂杂质含量甚至超过了美国尤尼明的IOTA-标准石英砂产品纯度。
然而，对高纯度石英砂的需求量很大，不仅仅是软件芯片制造，包括超大规模集成电路制造、光缆电子通信、LED照明、国防激光技术等多个领域都需要高纯度石英砂，仅仅依靠一家公司很难满足生产需求。
因此，我国石英类产品的进口量一直大于出口量，其主要进口来源包括柬埔寨、马来西亚、越南、韩国和美国等国家。目前，美国尤尼明和挪威TQC公司垄断了高纯度石英砂的进口市场，每年供应量约为2.7~3万吨。
特别值得一提的是美国尤尼明公司，在其所在地康涅狄格州，拥有全球最先进的高纯度石英生产设施。该公司的原矿来自于全球唯一一块高纯石英矿床，即北卡罗莱纳州的地球花岗质伟晶岩，不仅规模巨大，石英中流体杂质少，而且矿石品质稳定，在国际市场上具有无可撼动的垄断地位。
开采和提纯的难度
看似平凡的石英砂为何开采如此困难，以至于我们不得不依赖进口呢？
首先，高纯度石英砂多来源于花岗岩和脉石英。其中，花岗岩石英矿床规模大、纯度高，但石英含量相对较低；脉石英虽然分布广泛，但矿床规模相对较小。而我国能够满足条件的矿床非常有限。
其次，高纯度石英砂的制备工艺主要采用矿物提纯法，其难度在于针对不同品位的矿石进行提纯剔除其他金属杂质。
原矿石需要先洗去泥沙，然后经过粗破碎机的加工，将符合要求的石英料投入到焙烧炉中，经过°C到°C的高温烧烤6个小时，然后再经过人工筛选。这个过程不仅仅依赖于稳定的矿源供应，还需要具备先进的提纯技术。
但这还不是全部，筛选出来的石英砂还需要进一步经过磁选机的处理，通过磁选后，再经过浮选、脱水、烘焙、冷却、包装等环节，才能制得高纯度石英砂。
整个制备工艺极为复杂，目前我国能够进行完整研发的企业只有江苏太平洋石英股份有限公司一家。
制备完毕后，高纯度石英砂还需要通过严格的产品检验。目前国际上采用的标准是IOTA标准，而我国仍在使用较为简单的化学分析法和X射线荧光光谱法，因此很难满足质量检测的要求，与国际先进水平存在明显差距。
中国能打破石英垄断吗？
随着中美 的升级，美国对中国原材料的限制更进一步加剧。而作为关系到芯片和半导体产业发展的重要原材料，高纯度石英砂很可能会受到更多限制，价格也会进一步上涨。
就年来说，我国普通石英砂的平均价格约为每吨元，精制石英砂为每吨元。而高纯度石英砂的价格则飙升至每吨元。如果仅仅通过进口来缓解国内需求，势必会面临一系列困境。
幸好，在国家政策的支持下，越来越多的石英砂企业开始涉足高纯度石英砂的开采和研发，从资源、提纯技术、合成技术等多个领域进行探索，打破了传统的粗放型发展模式。
另一方面，随着石英股份的上市，产能的扩张加速推进。今年三月，就有约2万吨高纯度石英砂项目投产。到年，我国预计还将新建1.5万吨项目，并在年将扩大海外市场。随着石英股份市场份额的不断提升和资金的注入，国内石英砂的发展将具备较强的国际竞争力。
综上所述，尽管石英市场目前还存在诸多挑战，但随着我国企业对高纯度石英砂开采和研发的加大投入，以及相关政策的支持，我国有望逐步摆脱对高端石英产品进口的依赖，实现突破石英垄断的局面。