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當(dāng)下看芯片,很多人盯著算力、制程和封裝,以為戰(zhàn)爭(zhēng)都在晶圓廠和數(shù)據(jù)中心。結(jié)果往下挖幾層,發(fā)現(xiàn)有個(gè)決定生死的要素,竟然是“白砂石”。
更戲劇的是,這個(gè)關(guān)鍵材料長(zhǎng)期藏在美國(guó)北卡羅來(lái)納一個(gè)不到2000人的小鎮(zhèn)地下,如今卻在中國(guó)西藏的高山白崗巖里,被學(xué)者一點(diǎn)點(diǎn)摳了出來(lái)。
一個(gè)小鎮(zhèn)、一塊石頭,牽著的是幾萬(wàn)億級(jí)別的半導(dǎo)體、光伏和通信產(chǎn)業(yè)。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)和中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的研究團(tuán)隊(duì),對(duì)西藏定結(jié)一帶的白崗巖進(jìn)行了系統(tǒng)分析,給出的結(jié)論相當(dāng)直接:當(dāng)?shù)匕讔弾r中石英純度極高,二氧化硅含量可以達(dá)到高純石英要求,有潛力成為高純石英原料的重要來(lái)源。
這類白崗巖本身石英含量高,鋁、鐵等有害雜質(zhì)含量低,更適合通過(guò)后續(xù)選礦和提純工藝,做成滿足半導(dǎo)體和光伏要求的高純石英產(chǎn)品。
美國(guó)的北卡羅來(lái)納州西部有個(gè)地方叫斯普魯斯派恩,是傳統(tǒng)采礦區(qū),人口規(guī)模很小,但地下埋著世界最“挑剔”的石英。
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這里的高純石英礦區(qū),被國(guó)際研究普遍認(rèn)為是全球最重要的天然高純石英來(lái)源之一,長(zhǎng)期為芯片、光伏和光纖行業(yè)提供原料。
半導(dǎo)體要用的硅晶圓,離不開(kāi)石英坩堝;光伏生產(chǎn)要用高溫爐,也離不開(kāi)高純石英材料。
要做到這件事,原料純度得非常狠,二氧化硅含量要沖到99.995%以上,用在高端半導(dǎo)體時(shí)更是要沖到4N8這個(gè)檔位,容不得一點(diǎn)點(diǎn)金屬雜質(zhì)。
這就是所謂高純石英。原料稍微“臟”一點(diǎn),后面整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的良率就會(huì)掉下來(lái),所以這種石英被不少業(yè)內(nèi)人士直接當(dāng)成“透明黃金”。
問(wèn)題在于,高純石英不像鐵礦那樣全球遍地都是。國(guó)際行業(yè)調(diào)研多次指出,斯普魯斯派恩一帶的礦區(qū),提供了全球大部分天然高純石英原料,關(guān)鍵特征是雜質(zhì)極低、晶體結(jié)構(gòu)合適、儲(chǔ)量集中,這導(dǎo)致相關(guān)企業(yè)高度集中在很少幾家手里。
這幾年媒體不斷提醒,這種高度依賴單一區(qū)域和少數(shù)企業(yè)的格局,風(fēng)險(xiǎn)極大。
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這種風(fēng)險(xiǎn)在2024年秋天有了非常直觀的展示。颶風(fēng)“海倫”在9月底橫掃美國(guó)東南部,西北卡地區(qū)暴雨和洪水集中爆發(fā),斯普魯斯派恩小鎮(zhèn)及周邊交通、房屋和基礎(chǔ)設(shè)施遭到嚴(yán)重破壞,兩家關(guān)鍵高純石英生產(chǎn)企業(yè)被迫停工,短時(shí)間內(nèi)無(wú)法恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
多家國(guó)際媒體和機(jī)構(gòu)當(dāng)時(shí)都強(qiáng)調(diào),這是全球半導(dǎo)體、光伏、光纖產(chǎn)業(yè)要認(rèn)真面對(duì)的一次警示,因?yàn)檫@兩家礦山被報(bào)道占據(jù)了全球超過(guò)3/4的高純石英供應(yīng)。
雖然后來(lái)企業(yè)通過(guò)庫(kù)存、備用工廠和緊急調(diào)度,努力避免上游原料斷供直接沖擊芯片產(chǎn)線,但行業(yè)內(nèi)一個(gè)共識(shí)開(kāi)始慢慢形成,如果把全球信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)的安全,壓在美國(guó)阿巴拉契亞山區(qū)一條河谷幾家礦企身上,這種結(jié)構(gòu)本身就不穩(wěn)。
對(duì)高度依賴進(jìn)口高純石英的國(guó)家來(lái)說(shuō),尤其是中國(guó),這不是理論推演,而是現(xiàn)實(shí)壓力。
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中國(guó)這邊的情況也很坦白。公開(kāi)數(shù)據(jù)和行業(yè)報(bào)告顯示,中國(guó)已經(jīng)是全球光伏產(chǎn)業(yè)鏈的核心,也是半導(dǎo)體制造的重要參與方,但在高純石英方面,長(zhǎng)期處于“高需求、高依賴”的狀態(tài)。光伏用石英、半導(dǎo)體用高端石英,之前有相當(dāng)大一部分靠進(jìn)口來(lái)填。
這就出現(xiàn)了一個(gè)尷尬現(xiàn)實(shí):上游礦石在海外,中游高端提純技術(shù)集中在少數(shù)企業(yè),國(guó)內(nèi)終端產(chǎn)能再大,一旦遇到出口限制或者供應(yīng)事故,就會(huì)非常被動(dòng)。
這就是為什么,當(dāng)國(guó)際輿論在談AI算力、談高帶寬存儲(chǔ)的時(shí)候,中國(guó)有不少做產(chǎn)業(yè)鏈的人,盯著的卻是“高純石英”這個(gè)聽(tīng)上去不太起眼的詞。一條極細(xì)的礦業(yè)分支,突然成了衡量產(chǎn)業(yè)安全的關(guān)鍵指標(biāo)。
面對(duì)這種局面,中國(guó)過(guò)去幾年是一步步把高純石英從普通材料,往“戰(zhàn)略資源”的位置上推。2025年4月,自然資源主管部門正式宣布,高純石英被確立為我國(guó)第174個(gè)礦種。
隨后官方媒體跟進(jìn)報(bào)道,高純石英被明確定位為服務(wù)半導(dǎo)體、光伏等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)的重要礦產(chǎn)資源。
這一動(dòng)作有兩層含義。表面上看,是多了一個(gè)獨(dú)立的礦種編號(hào),實(shí)際上意味著相關(guān)勘查、開(kāi)發(fā)、儲(chǔ)備、管理,都進(jìn)入到更高層級(jí)的規(guī)劃。
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有了獨(dú)立礦種身份,后續(xù)不論是國(guó)家級(jí)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目,還是財(cái)政支持的資源勘查,都更容易形成體系。例如有媒體報(bào)道,隨著174號(hào)礦種的確立,高純石英被納入新一輪“找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)”,開(kāi)始有針對(duì)性地布局勘查區(qū)塊。
中國(guó)不是只盯著天然礦,還在合成石英方面加碼。一些公開(kāi)資料顯示,國(guó)內(nèi)有企業(yè)獲得投資,用于發(fā)展合成高純石英材料,希望在天然礦不穩(wěn)定時(shí),形成技術(shù)上的“備份路徑”,減少對(duì)單一海外礦源的依賴。
這種做法雖然成本高,但在高端芯片領(lǐng)域,很多時(shí)候比拼的已經(jīng)不是“便宜不便宜”,而是“有沒(méi)有”“斷不斷”。
國(guó)內(nèi)行業(yè)媒體統(tǒng)計(jì)過(guò)一組數(shù)據(jù):近年中國(guó)高純石英及相關(guān)材料產(chǎn)量增長(zhǎng)很快,但整體仍沒(méi)完全追上需求,尤其是在高規(guī)格產(chǎn)品上,進(jìn)口比例依然不低。
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現(xiàn)在算是有人把“結(jié)構(gòu)好不好”“雜質(zhì)多不多”這些問(wèn)題,專門拿來(lái)對(duì)著高純石英的指標(biāo)做了一遍細(xì)致體檢。
體檢結(jié)果顯示,這塊“料”確實(shí)有資格進(jìn)高端制造環(huán)節(jié),這就不一樣了。
誰(shuí)能在這些看上去“很基礎(chǔ)”的環(huán)節(jié)提前布局,誰(shuí)在碰到極端天氣、供應(yīng)中斷、政策變動(dòng)時(shí),手里的選擇就會(huì)更多一點(diǎn)。
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