中国粉体网讯  高纯石英材料制品作为光伏及半导体等领域不可或缺的基础性材料，其重要性不断凸显。2025年3月27日，由中国粉体网主办的2025第三届集成电路及光伏用高纯石英材料产业发展大会在江苏东海隆重召开，会议现场我们邀请到了江苏双良低碳产业技术研究院光伏创新中心主任黄晶晶就合成砂的性能、应用及发展前景等问题进行了深度访谈交流。

中国粉体网：黄主任，首先请您介绍一下合成砂，它与其他石英砂有何不同？各自有何优缺点？

黄主任：合成砂，顾名思义，是通过人工合成的方法然后得到的石英砂，而天然砂是通过矿石破碎、提纯等一系列手段实现的。天然砂的优点在于在光伏和半导体领域经过多年的应用，其性能已经被了解的非常清楚，且比较稳定；其缺点就在于，它的原料矿大多来自美国的花岗伟晶岩，寻找它的可替代性来源比较困难，在未来不确定的政策和贸易环境下，对应用端是一个极大的挑战。而合成砂其中一个比较大的优点在于它本身不受制于原料。另一方面的优点在于它的技术路线，能够很好的控制杂质元素含量和粒径，甚至能够实现元素含量的精准掺杂，也就是说在未来的研发及批量供应方面，只要技术打通，它的前景还是很不错的；合成砂最大的缺点在于其在光伏端应用的时间太短，整个行业对它的习性了解的不太清楚，合成砂在半导体和光伏领域上的应用方向不太一样，光伏领域更多的是追求长寿命和成本问题，而半导体更关注的是品质，因此，有一些观念或者方法需要进行调整。

中国粉体网：合成砂能够较好的控制纯度和杂质含量，那它制成石英坩埚之后，强度这一性能是否会存在不足？

黄主任：在合成砂的应用过程中，我们团队总结出，哪怕是铝元素低到1，石英坩埚的运行时间依然是与天然石英砂制成石英坩埚的运行时间是持平的，可以达到500个小时。我们公司石英坩埚的拉晶时间一般是450~550个小时，在这个范围内，合成砂制成的石英坩埚的异常率，与天然砂制成石英坩埚相比没有太大不同，因此对于石英砂太过纯净会影响坩埚的性能这样的说法，我认为是无需太过担心的，在目前的600小时的运转时间内基本没有问题。

中国粉体网：合成石英砂的制备方法有哪些？目前最主流的工艺是什么？

黄主任：根据这几年和同行及合成砂厂家的交流，我们了解到合成砂的制备方法主要有三种，即液相合成法、气相合成法以及含氟硅法。按照目前最顶级的合成砂厂商日本三菱的技术来看，它们也是采用溶胶凝胶法来制备的，因此我们接触到的能批量供应合成砂的厂家的技术路线仍然是偏向溶胶凝胶法。

中国粉体网：光伏用石英坩埚对高纯石英砂的性能要求是怎样的？

黄主任：目前合成砂的技术指标都是对标天然砂做的，在现行的国家标准下，基本都是按照《GB/T 32649-2016  光伏用高纯石英砂》这一标准来做的，不过各家针对自己的工艺以及特性要求，可能会在该标准上进一步进行精准调控。

通常来讲高纯砂的金属元素含量，可能要小于25ppm，锂、钠、钾小于2.5ppm，但在应用过程中，由于工艺的不同，导致对相关元素的含量甚至粒径都有不同的要求。目前来看，天然砂和合成砂的标准90%是一致的，但是也有一些特殊情况，比如我们前面讲的铝元素含量，天然砂的铝元素含量一般在10~15ppm之间，而合成砂只有1。未来我们公司希望联合同行或整个产业链重新定义一下高纯石英砂的标准。

中国粉体网：在当前的市场情况下，我国光伏石英坩埚用高纯砂供应和需求情况如何？

黄主任：前两年高纯石英砂供应比较紧缺，对石英坩埚厂家挑战很大，这是由于光伏及石英坩埚产能爬坡，高纯石英砂尤其是进口砂供应错配，导致供应链比较紧张，要满足石英坩埚的用量，但是砂又买不到，因此我们在配方上做了很大的开发与调整。

随着高纯砂海外产能的扩张以及南非、印度石英矿的逐步导入，从去年下半年开始，高纯砂的供应并不紧张了，基本可以满足需求量。虽然说整个光伏行业，光伏硅片名义产能达到了1500GW，如果按照这个量达到满产，高纯砂的产能还有些紧张，但是按照2024年CPIA公布的硅片产能的数据，全球光伏硅片产能大约是750GW，按照一个石英坩埚需要100公斤高纯石英砂的用量来测算，750GW的硅片对应的高纯石英砂产能大约是8.5万吨左右。我们一直讲供应链紧张，其实更多的是说进口砂，按照进口砂占据40%的比例去测算，大概需要3.3万吨。

当然我们同行业看好未来光伏行业的产能，光伏硅片产能有希望突破1TW的产能。如果按照光伏产品产能1TW来计算，高纯石英砂的用量约为10.1万吨，进口砂用量为4.4万吨。所以根据测算，高纯石英砂产能爬坡或者供应链这一方面，应该不会再出现光伏硅片及石英坩埚产能急剧扩张，导致原材料供应不足的情况，因此总体来讲，我认为高纯石英砂的供应会比较稳定。

中国粉体网：在光伏用石英坩埚中，合成砂有哪些应用？它能否完全取代天然高纯砂？

黄主任：合成砂应用在光伏级石英坩埚领域，像我们公司及其他一些光伏石英坩埚的厂家在用，半导体相关厂家在用，只是这两个行业的标准不一样。另外，据我们了解，光伏行业下游电池端应用的石英扩散管也会应用到合成砂。在未来，只要我们用到石英砂的领域，类似陶瓷行业，合成砂能不能去替代天然砂呢，从技术角度，我认为是有可能的。但从实用性方面讲或者从成本上考虑的话，我认为合成砂没有必要在低端领域去应用。

再回到市场方面，其实我们团队应用合成砂，或者说持续研究应用合成砂是瞄准百分百替代进口砂的目标的，如果按照进口砂替代这一目标来讲的话，光伏硅片产能达1TW，进口高纯砂用量为4.4万吨，那未来，合成砂的消耗量也是接近这个数值，因此，它的市场需求量还是比较庞大的。这仅仅是从光伏硅片领域来讲，此外，在半导体领域或者光伏电池端还有没有其他的应用空间呢？这都是值得商榷的，因此我比较看好合成砂在未来应用的可能性。

中国粉体网：目前，我国合成砂的产业进展情况如何？

黄主任：从2022年到2024年将近三年的时间里，我们团队走访了约7~8家的合成石英砂厂家，有几家公司目前产能停留在公斤级的实验室的水平，也有两家公司有吨级的产能，不过由于还处在研发阶段，下游的需求不是非常旺盛，所以出货量有限，像我们公司每次购买大概两三百公斤的量。总而言之，根据我们的了解情况，目前国内能实现合成砂量产的企业有一到两家左右。

中国粉体网：目前天然砂和合成砂的价格情况是怎样的？

黄主任：从价格上来讲，我认为目前合成砂与天然砂无法在同一平台上竞技，因为天然砂经过这么久的积淀，其可靠性已得到充分的验证，因此它的价格是非常具有代表性的，而合成砂目前还没有大规模的出货，因此规模化效应所带来的降本趋势目前是无法看出来的。因此就现有情况下将二者进行比较不太具备很强的指导意义。

但就我们目前所购买的合成砂的价格来讲，是低于进口砂的，具体低多少，这个我们不太方便透露，另外一个方面，我们考虑到，当进口砂价格到30~50万元/吨的时候，无论谁去做合成砂，都有价格优势，但是当高纯砂价格回归理性，回到6万元/吨的时候，合成砂还有没有竞争力？价格还有没有进一步下探的优势呢？根据我们和厂家的交流情况来看，他们测算了从原料到制砂的整个环节，包括用水用电量的情况来看，他们是有信心将合成砂的价格做到6万元/吨以下的，这也是我们有信心把合成砂用好的原因。

中国粉体网：您认为合成砂它在光伏领域的发展前景是怎样的？

黄主任：从我个人角度来看，因为天然砂的批次稳定性和波动是比合成砂大的，因此如果合成砂在技术可行的情况下，且成本确确实实能够随着天然砂价格的波动而变化的话，从产品稳定性上来看，合成砂它的前景是非常巨大的，我个人非常偏爱合成砂，未来，我也希望它能够百分百的替代进口砂。

（中国粉体网编辑整理/初末）

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