高纯石英砂的“天花板”由谁来界定？

高纯石英砂扮演着不可或缺却常被忽视的战略性基础原料角色。其纯度、杂质含量以及物理化学性质，直接决定了终端产品的性能、良率与可靠性。由于光伏、半导体和光纤这三大行业各自的技术特点、工艺流程以及应用场景截然不同，高纯石英砂的品质“天花板”正在被不同行业的技术需求反复重写。

光伏用高纯石英砂

01

高纯石英砂是生产光伏石英坩埚的关键原料，而石英坩埚是生产单晶硅棒和多晶硅锭的核心设备。单晶硅棒和多晶硅锭是制造太阳能电池板的基础材料，其质量直接影响到太阳能电池的光电转换效率和使用寿命。因此，高纯石英砂的纯度和质量，对于整个光伏产业链的性能和成本控制具有决定性的影响。

由国检集团、石英股份、中建材衢州金格兰石英、欧晶科技、长飞石英、菲利华等单位起草的国家标准GB/T 45823-2025《光伏单晶硅生长用石英坩埚高纯内层砂》中规定了光伏单晶硅生长用石英坩埚高纯内层砂的要求。

标准适用于光伏单晶硅生长用石英坩埚生产时内层用高纯石英砂的生产、检验、交付和验收，包括以天然石英矿石或水晶等为原料，通过加工、提纯等生产工艺制备的天然石英砂，以及高纯含硅物质为原料，采用物理、化学方法制备的合成石英砂，其中，石英砂二氧化硅含量(减量法)应不小于99.99800%。

GB/T 45823-2025《光伏单晶硅生长用石英坩埚高纯内层砂》

杂质元素含量

2025年5月，中国技术市场协会发布团体标准《光伏级高纯石英砂》征求意见稿，意见稿由河南协鑫硅基新材料有限公司提出，天长硅基新材料有限公司、北京石晶光电科技股份有限公司、河南省亿焰新材料有限公司等共同起草，文件规定了光伏级高纯石英砂的技术要求、试验方法等。

团体标准《光伏级高纯石英砂》征求意见稿（2025年）

物理指标

团体标准《光伏级高纯石英砂》征求意见稿（2025年）

成分规定

由国家硅材料深加工产品质量监督检验中心、东海县产品质量监督检验所、中国建材检验认证集团股份有限公司、连云港福东正佑照明电器有限公司、江苏太平洋石英股份有限公司、中国电子技术标准化研究院起草的国家标准《GB/T 32649-2016光伏用高纯石英砂》规定了光伏用高纯石英砂的技术要求，标准适用于光伏用高纯石英砂，产品用于单晶硅、多晶硅光伏生产用的扩散管、承载器及电弧法坩埚等石英制品。

其中，光伏用高纯石英砂的粒径应在70μm~350μm范围内，且在该粒径范围的累积质量分数应大于或等于90%。粒径小于100μm或大于300μm的累积质量分数均应小于1%；光伏用高纯石英砂中二氧化硅含量应大于或等于99.99%,灼烧失量应小于或等于0.01%；光伏用高纯石英砂杂质元素总含量应小于或等于25g/g，其中钾、钠含量总和小于2.5g/g。

GB/T 32649-2016《光伏用高纯石英砂》

各杂质元素含量

半导体用高纯石英砂

02

随着芯片制程技术的不断进步，对原材料纯度的要求也越来越高。电子级高纯石英砂因其高纯度、低杂质含量等特性，成为制造高端芯片不可或缺的原材料。

在半导体行业中，高纯石英主要用于制备石英坩埚和作为晶圆加工辅材。石英坩埚主要用于生长单晶硅,是半导体工业中不可或缺的容器；在晶圆加工的刻蚀、扩散、氧化、退火等工序中需要用到大量石英片、石英环、石英舟等高纯石英辅材。

在半导体行业，石英坩埚对碱金属和过渡金属等杂质含量有较高要求，碱金属杂质会影响石英坩埚的热学特性，降低石英制品的耐温性，使其熔点降低，高温性能变差；过渡金属杂质会降低导电性，缩减半导体的使用寿命，杂质含量高还会产生气泡和色斑等缺陷，降低石英坩埚的透明度，严重时还会影响石英坩埚成型。

由廊坊赫尔劳斯太阳能光伏有限公司地方标准《DB 13/T 5631—2022电子专用材料单晶硅生长用石英坩埚生产技术规范》中规定了电子专用材料单晶硅生长用石英坩埚原辅材料的标准。

DB 13/T 5631—2022《电子专用材料单晶硅生长用石英坩埚生产技术规范》

石英砂杂质元素含量

由内蒙古欧晶科技股份有限公司、江西中昱新材料科技有限公司、锦州佑鑫石英科技有限公司为主要起草单位编制的团体标准T/CEMIA 023—2021《半导体单晶硅生长用石英坩埚》中规定了半导体单晶硅生长用石英坩埚主要原辅材料的标准。

T/CEMIA 023—2021《半导体单晶硅生长用石英坩埚》

石英砂杂质元素含量

由浙江美晶新材料股份有限公司、宁夏鑫晶新材料科技有限公司、辽宁拓邦鸿基半导体材料股份有限公司、江苏泓顺硅基半导体科技有限公司共同起草的T/QGCML 4167—2024《半导体石英坩埚生产用高纯石英砂》团体标准规定了半导体石英坩埚生产用高纯石英砂的术语和定义、技术要求等，文件适用于半导体石英坩埚生产用高纯石英砂。其中，高纯石英砂中二氧化硅含量应≥99.998％。

T/QGCML 4167—2024《半导体石英坩埚生产用高纯石英砂》

粒度要求

T/QGCML 4167—2024《半导体石英坩埚生产用高纯石英砂》

各杂质元素含量

2025年5月，中国技术市场协会发布团体标准《电子级高纯石英砂》征求意见稿，意见稿由酒泉恒瑞新石英材料有限公司提出，河南协鑫硅基新材料有限公司、天长硅基新材料有限公司等共同起草。意见稿规定了电子级高纯石英砂的技术要求，指出粒度为0.075mm～0.25mm的颗粒，含量不应小于95.0%。

团体标准《电子级高纯石英砂》征求意见稿（2025年）

成分规定

光纤用高纯石英砂

03

电子通信技术的发展对通信设备提出了更高的要求。与其他通信材料相比，石英光纤具有传输距离更远、速度更快、信号损耗率更低、不受电磁信号影响等优点，可以更好、更快地满足信息发送与接收需求。在预制棒制作阶段，石英中的羟基会扩散到芯层内，导致光纤衰减超标；过渡金属离子会导致微观不均匀，增加光纤损耗，严重时会导致信号失真。因此必须对光纤制程用高纯石英砂的性能进行控制。

由中国建筑材料联合会提出，久智光电、富通信息、国检集团、中国建筑材料科学研究总院、中建材衢州金格兰石英、菲利华融鉴共同起草的行业标准JC/T 2832-2024《光纤制程用高纯石英砂》中规定了光纤制程用高纯石英砂的分级、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。文件适用于光纤主材、光纤辅材制程用高纯石英砂，包括以天然石英矿为原料通过加工、提纯等生产工艺制备的石英砂，以及以含硅化合物为原料、采用物理、化学方法制备的合成石英砂。

文件中指出，石英砂按杂质元素含量分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。石英砂粒度分布以特定累计体积百分比下颗粒粒径范围表示。等离子体熔融法、气炼熔融法、连熔法等石英制备工艺对石英砂粒度分布有不同要求。

JC/T 2832-2024《光纤制程用高纯石英砂》

石英砂粒度分布

石英砂费雷特最长直径与费雷特最短直径之比不大于2:1的颗粒数量占比90%以上，石英砂各杂质元素含量应不超过规定。

JC/T 2832-2024《光纤制程用高纯石英砂》

石英砂杂质元素含量要求