長江流域石英產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展路徑與戰(zhàn)略應(yīng)對

摘" 要： 在全球科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進的大背景下，石英產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，其高端化發(fā)展日益受到關(guān)注和重視。長江流域作為中國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要區(qū)域，具備豐富的石英資源和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，探討長江流域石英產(chǎn)業(yè)的高端化發(fā)展以及推動硅資源高質(zhì)高效利用，對于提升我國在全球石英產(chǎn)業(yè)鏈中的地位，增強石英產(chǎn)業(yè)國際競爭力，以及促進區(qū)域經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，具有重要的實踐和戰(zhàn)略意義。本文通過梳理長江流域硅資源的分布、石英產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展背景、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，分析了長江流域石英產(chǎn)業(yè)鏈上下游問題與高端化發(fā)展需求，對比國內(nèi)外石英產(chǎn)業(yè)應(yīng)用與發(fā)展經(jīng)驗，解析制約產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展的瓶頸問題，探討了促進長江流域石英產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展的有效路徑，并提出了相應(yīng)的戰(zhàn)略對策，冀能為政府部門、企業(yè)和研究機構(gòu)制定石英產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展政策和戰(zhàn)略提供理論和方法參考。

關(guān)鍵詞： 長江流域； 石英產(chǎn)業(yè)； 高端化； 產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略

中圖分類號： F424.3； F424.4" 文獻標(biāo)識碼： A" DOI： 10.3963/j.issn.1671-6477.2024.06.009

收稿日期：2024-09-02

作者簡介：

張" 萱（1999-），女，湖北武漢人，武漢理工大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院碩士生，主要從事數(shù)量經(jīng)濟研究；

孫" 一（1994-），男，河南駐馬店人，武漢理工大學(xué)材料復(fù)合新技術(shù)國家重點實驗室副研究員，主要從事金屬基復(fù)合材料、功能粉體材料及其發(fā)展戰(zhàn)略等研究；

包申旭（1978-），男，湖北武漢人，武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事有色金屬濕法冶金、固廢處置與綜合利用、資源環(huán)境與發(fā)展戰(zhàn)略等研究；

沈 "強（1970-），男，湖南湘潭人，武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院首席教授，主要從事梯度復(fù)合材料、超構(gòu)材料和材料研發(fā)戰(zhàn)略等研究；

張聯(lián)盟（1955-），男，湖北天門人，武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院首席教授，中國工程院院士，主要從事梯度復(fù)合材料、超構(gòu)材料和材料研發(fā)戰(zhàn)略等研究。

*基金項目：中國工程院院地合作項目“石英產(chǎn)品高端化發(fā)展戰(zhàn)略研究”（2024-DFZD-01）

一、 引言及相關(guān)研究綜述

“十四五”時期，我國明確提出強化國家戰(zhàn)略科技力量、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、激發(fā)各類市場主體活力，加快武器裝備現(xiàn)代化等眾多規(guī)劃及建議，其中著重強調(diào)了“發(fā)展壯大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，聚焦新一代信息技術(shù)、生物技術(shù)、新能源、新材料、高端裝備、新能源汽車、綠色環(huán)保以及航空航天、海洋裝備等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”，這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展均離不開石英材料（石英材料的廣泛應(yīng)用如圖1所示）。高純度、高性能的石英材料是發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、新型顯示技術(shù)和5G通信等高科技產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，對于推動國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

長江流域作為中國經(jīng)濟社會發(fā)展的核心區(qū)域，橫貫東、中、西部，涵蓋多個省份，石英資源儲量巨大、品質(zhì)優(yōu)良，為發(fā)展石英產(chǎn)業(yè)提供了得天獨厚的條件。長江流域砂巖分布區(qū)是我國石英礦資源八大成礦區(qū)之一，也是我國南方的主要成礦區(qū)。然而，盡管長江流域具備豐富的石英資源和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，但目前石英產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍然存在諸多問題。首先，產(chǎn)業(yè)鏈條短、附加值低，產(chǎn)品以初級加工為主，缺乏高端產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)能力；其次，技術(shù)創(chuàng)新能力不足，核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備依賴國外進口，制約了產(chǎn)業(yè)升級和競爭力的提升；此外，石英產(chǎn)業(yè)布局分散，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和協(xié)調(diào)，難以形成規(guī)模效應(yīng)和產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢。

圖1" "石英砂應(yīng)用領(lǐng)域

目前諸多學(xué)者對我國石英資源開發(fā)利用現(xiàn)狀、供需發(fā)展趨勢以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面進行探討，尤其是重點對前沿高純石英的資源現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行了深入研究。謝澤豐［1］發(fā)現(xiàn)中國高端高純石英砂目前存在產(chǎn)能嚴(yán)重不足、對外依賴度高、幾乎全部需要進口等問題。李金超［2］認(rèn)為目前高純石英產(chǎn)能不足、加工技術(shù)相對落后，需要加強“產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合，提升高品質(zhì)優(yōu)質(zhì)原料礦的供應(yīng)能力，切實保障中國高純石英產(chǎn)業(yè)鏈安全。袁晶［3］針對江西石英資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及存在的問題提出四點建議，為江西新興產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展提供資源保障。李作敏［4］結(jié)合石英資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，提出了在石英資源的開發(fā)利用過程中應(yīng)分類評價、分級利用等對策建議。當(dāng)前，學(xué)界針對具體地域性石英產(chǎn)業(yè)的相關(guān)研究較少，亟待開展長江流域石英產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展的路徑探索，從而提出推進長江流域石英產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展的戰(zhàn)略應(yīng)對措施。

在全球科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速推進的背景下，石英產(chǎn)業(yè)的高端化發(fā)展已成為必然趨勢［5］。從戰(zhàn)略層面來看，推動長江流域石英產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展，有助于保障國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的原材料供應(yīng)安全［6］，以減少對國外高端石英產(chǎn)品的依賴，維護國家經(jīng)濟安全和產(chǎn)業(yè)安全。同時，可以帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成以高端石英材料為核心的產(chǎn)業(yè)集群，促進區(qū)域經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展。此外，通過技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級，可以提升企業(yè)的核心競爭力，推動產(chǎn)業(yè)由資源依賴型向技術(shù)創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。為此，研究長江流域石英產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展的路徑與戰(zhàn)略應(yīng)對策略，具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。本文旨在通過對長江流域石英產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的深入分析，找出制約產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展的主要因素，探討促進產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展的有效路徑，并提出相應(yīng)的戰(zhàn)略對策，為政府部門、企業(yè)和研究機構(gòu)提供決策參考。

二、 長江流域石英產(chǎn)業(yè)鏈上下游問題與高端化發(fā)展需求

（一） 長江流域石英產(chǎn)業(yè)鏈上下游問題

中國的石英生產(chǎn)行業(yè)主要集中在長江流域，涉及企業(yè)包括中國建筑材料科學(xué)研究總院、湖北菲利華、歐晶科技、浙江泓芯、福東石英和江蘇太平洋等。這些企業(yè)在石英行業(yè)中發(fā)揮著重要作用，推動了整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。石英產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游、中游和下游三個部分，各個環(huán)節(jié)相互聯(lián)系，構(gòu)成了一個完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

上游環(huán)節(jié)主要涉及原材料的獲取，包括石英礦、天然水晶和四氯化硅等。我國的高純石英原料礦對外依賴程度較高。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國在高純石英砂的產(chǎn)業(yè)發(fā)展上取得了顯著進展，在中低端產(chǎn)品領(lǐng)域已實現(xiàn)自給自足。然而，由于我國高純石英砂行業(yè)起步較晚，加之發(fā)達國家在這一領(lǐng)域?qū)嵤﹪?yán)格的技術(shù)封鎖和出口限制，我國在高端產(chǎn)品的技術(shù)水平上與國際先進水平仍有差距，導(dǎo)致高端產(chǎn)品仍然依賴進口。目前，我國探明的高純石英潛在資源相對有限，亟需加大勘查力度。脈石英主要集中在湖北蘄春、安徽太湖等地，而偉晶巖石英則主要分布在河南三門峽和新疆阿勒泰等地區(qū)。截至2024年，中國的玻璃用脈石英礦床數(shù)量達到215個，品位較高的脈石英礦床主要分布在湖北蘄春、江蘇東海和安徽旌德等地，SiO2含量范圍在98.45%至99.35%之間，已查明的脈石英資源總量達到11809.12萬噸。其中，湖北蘄春縣的石英礦床數(shù)量達41處，以脈石英為主，雖然礦石礦物主要為石英且含量一般大于98%，但其勘探程度相對較低，目前查明的剩余資源量不足50萬噸，初步估算，全縣的石英資源量約為500萬噸。

中游環(huán)節(jié)主要是高純石英砂的生產(chǎn)和供應(yīng)。純度較高的石英砂可被加工成玻璃管、棒、纖維等各種石英材料，并流向不同的下游領(lǐng)域。這些高純石英產(chǎn)品經(jīng)過深加工后，能夠制成石英支架、石英泡殼等多種制品，廣泛應(yīng)用于光纖、光源等行業(yè)。同時，低純度石英砂則作為原材料或增強材料，廣泛用于玻璃、陶瓷和耐火材料等建材行業(yè)［7］。然而，中游環(huán)節(jié)的高純石英砂生產(chǎn)仍存在一些問題。盡管我國在中低端產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了自給自足，但在高端產(chǎn)品的技術(shù)和質(zhì)量控制方面，依然與國際水平存在差距。例如，核心技術(shù)工藝和關(guān)鍵裝備的研發(fā)相對滯后，影響了高端石英制品的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。

下游應(yīng)用領(lǐng)域則主要包括電光源、高端光學(xué)器件、激光器件、光纖通信、半導(dǎo)體、光伏和微電子等行業(yè)［8］。目前，下游市場被國外企業(yè)主導(dǎo)，尤其是在高端光學(xué)儀器和半導(dǎo)體應(yīng)用方面，國外企業(yè)通過設(shè)定高標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證準(zhǔn)入門檻，限制了我國石英產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用，阻礙了相關(guān)技術(shù)的進步。在光學(xué)儀器用石英玻璃的生產(chǎn)中，核心工藝技術(shù)尚未被完全掌握，相關(guān)設(shè)備大多為非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，導(dǎo)致產(chǎn)品的羥基含量、金屬雜質(zhì)含量、批次穩(wěn)定性以及生產(chǎn)效率等各項指標(biāo)仍與國外存在差距，尤其是在高精度的加工和檢測設(shè)備方面，技術(shù)水平還較為落后，檢測精度無法達到小數(shù)點后第五位的要求，嚴(yán)重制約了石英產(chǎn)品的質(zhì)量提升。

此外，湖北省蘄春縣的石英加工企業(yè)規(guī)模普遍較小，主要以原礦開采和初步加工為主，增值空間有限，很多企業(yè)缺乏技術(shù)支持，難以進行產(chǎn)品升級，未能形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。這種局面使得地方石英產(chǎn)業(yè)在技術(shù)和市場競爭中處于劣勢。

（二） 長江流域石英產(chǎn)業(yè)鏈的高端化發(fā)展需求

目前，湖北省的石英高端制造產(chǎn)業(yè)鏈正在逐漸成型中，展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。在高純度石英資源方面，蘄春縣靈虬山脈的石英儲量達到700萬噸，居全國前列，SiO2含量高達99.35%，礦物品位相對優(yōu)質(zhì)。這一資源為湖北省的石英產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了堅實基礎(chǔ)。在技術(shù)生產(chǎn)方面，湖北鑫陽半導(dǎo)體科技已具備生產(chǎn)4N5級以上高純石英砂的能力，預(yù)計到2024年其產(chǎn)值將突破億元大關(guān)。

此外，湖北江瀚新材料股份已經(jīng)掌握了6N級超高純合成石英砂的制備技術(shù)，生產(chǎn)線正在積極建設(shè)中，顯示出該領(lǐng)域的技術(shù)進步和市場潛力。在石英及硅制品的生產(chǎn)中，湖北菲利華石英玻璃股份公司專注于高端石英產(chǎn)品及半導(dǎo)體用晶圓的生產(chǎn)，年產(chǎn)3000噸，市場占有率約為16%。與此同時，格林美股份積極布局光伏回收產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)研發(fā)，初步具備5000萬噸級的資源回收和配送能力。三江航天紅林探控則專注于光伏板回收設(shè)備的研發(fā)，其設(shè)備光伏板的回收率超過97%，展現(xiàn)了在環(huán)保和資源再利用方面的領(lǐng)先技術(shù)。

在下游應(yīng)用領(lǐng)域，長江存儲科技有限責(zé)任公司是全球領(lǐng)先的3D NAND閃存設(shè)計和制造商，為企業(yè)和用戶提供存儲解決方案，推動了數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的發(fā)展。同時，長飛光纖光纜股份有限公司在光纖預(yù)制棒、光纖和光纜的生產(chǎn)方面也處于全球領(lǐng)先地位，2023年光纖產(chǎn)量占全球市場的15.8%。此外，湖北新硅科技潛江有限公司是國內(nèi)最大的高純四氯化硅生產(chǎn)商，能夠量產(chǎn)11N級產(chǎn)品，主要生產(chǎn)硅酸四乙酯（TEOS），年產(chǎn)量達到1200噸，市場占有率達50%。

與湖北省的情況相似，浙江省同樣具備良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)濟環(huán)境，能夠吸引先進的技術(shù)、優(yōu)秀的企業(yè)和人才，致力于推動石英產(chǎn)業(yè)鏈的高端化發(fā)展。浙江省的位于安徽旌德-青陽-浙江安吉一線的脈石英成礦區(qū)地理位置優(yōu)越，其地理優(yōu)勢能夠有效節(jié)約原料運輸成本，促進產(chǎn)業(yè)的集聚和發(fā)展。此外，浙江省石英產(chǎn)業(yè)企業(yè)與所在地高校和科研機構(gòu)的緊密合作也為石英產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新提供了有力支持。例如，浙江大學(xué)杭州國際科創(chuàng)中心與浙江富樂德石英聯(lián)合實驗室的成立，將推動石英新材料及新技術(shù)的研究與應(yīng)用。同時，浙江潤優(yōu)新材料科技有限公司與浙江大學(xué)楊德仁院士團隊共同組建的石英材料研究院，將進一步增強該地區(qū)在石英材料領(lǐng)域的研究實力和市場競爭力。但是，縱觀長江流域石英產(chǎn)業(yè)中下游特別是產(chǎn)業(yè)鏈高端發(fā)展，仍存在一系列技術(shù)瓶頸和政策保障等問題需要攻克和突破，其產(chǎn)業(yè)布局和高端化發(fā)展戰(zhàn)略值得深入思考和系統(tǒng)研究。

三、 石英產(chǎn)品高端化發(fā)展與應(yīng)用的國際比較

石英產(chǎn)品高端化發(fā)展呈現(xiàn)出重要的戰(zhàn)略背景和廣泛的應(yīng)用前景。如圖2所示，石英礦石通過礦物提純和化學(xué)合成形成高純石英砂，進而應(yīng)用于半導(dǎo)體領(lǐng)域、光伏制造、光纖產(chǎn)業(yè)和硅化工領(lǐng)域，受到各國高度重視和重資扶持。

從上游產(chǎn)業(yè)來看，在當(dāng)前高純石英砂市場上，SiO2含量達到99.998%（4N8）及以上的產(chǎn)品幾乎被美國尤尼明公司所壟斷。美國尤尼明和挪威的TQC兩家公司通過先進的礦物提純技術(shù)，量產(chǎn)5N4級高純石英砂，合計占據(jù)全球市場份額的80%以上，形成了強大的市場壟斷地位。與此同時，日本的三菱化學(xué)則是全球少數(shù)能夠穩(wěn)定量產(chǎn)6N至7N級合成高純石英砂的企業(yè)，其技術(shù)實力和生產(chǎn)能力在國際上也具備極高的認(rèn)可度。

在中國，雖然高純石英砂的提純與合成技術(shù)起步較晚，但近年來隨著科技的進步，國內(nèi)相關(guān)技術(shù)水平正逐步縮短與發(fā)達國家的差距。我國高純石英產(chǎn)品的生產(chǎn)早期，主要依賴于天然水晶作為原料。然而，隨著我國主要水晶產(chǎn)地資源的逐漸枯竭，國內(nèi)的石英加工企業(yè)開始探索以SiO2含量為2N左右的其他石英礦物原料來替代天然水晶進行高純石英的加工研究。這一轉(zhuǎn)變不僅推動了新原料的使用，也在一定程度上促進了相關(guān)技術(shù)的進步。

在這方面，主要的礦物原料之一是脈石英［9］。盡管脈石英在市場上較為常見，但由于礦石品質(zhì)的限制，國內(nèi)生產(chǎn)出來的主要是低端的高純石英產(chǎn)品。中國的水晶加工企業(yè)包括石英股份、江蘇凱達、東海金孚、福東石英等，其中江蘇凱達和武漢理工大學(xué)產(chǎn)研合作，在脈石英的加工技術(shù)上也取得了一定的進展，能夠生產(chǎn)SiO2含量達到99.998%（4N8）的高純石英產(chǎn)品［10］。

值得一提的是，連云港太平洋石英公司利用東海脈石英礦，采用浮選、磁選、化學(xué)浸出和高溫氯化等多種選礦提純工藝，成功生產(chǎn)出SiO2含量高達99.995%（4N5）的高純石英產(chǎn)品。太平洋石英已成為全球第三家、國內(nèi)首家能夠規(guī)模量產(chǎn)4N8級高純石英砂的公司，其在2020年的高純石英產(chǎn)量接近1.6萬噸，創(chuàng)下歷史最高值。這一成就不僅展示了其強大的生產(chǎn)能力，也為中國在這一領(lǐng)域的國際競爭力增添了新的動力。太平洋石英的高純石英產(chǎn)品主要用于電光源和光伏行業(yè)，其中石英坩堝、電光源和光纖的產(chǎn)量均位居世界前列。這不僅滿足了國內(nèi)市場對高純石英的需求，也為國際市場提供了可持續(xù)的供應(yīng)，體現(xiàn)出中國高純石英產(chǎn)業(yè)日益增強的國際競爭力。此外，凱盛科技和湖北江瀚新材料股份公司在高純石英的合成技術(shù)方面也展現(xiàn)出了良好的發(fā)展前景。這兩家公司已經(jīng)具備了生產(chǎn)6N級以上超高純合成石英砂的技術(shù)，其生產(chǎn)線正在積極建設(shè)中，這標(biāo)志著中國在高純石英領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)推進，為行業(yè)的發(fā)展提供了新的動力。2012-2023年全球及部分國家4N級以上高純石英砂產(chǎn)能如圖3所示。

從下游產(chǎn)業(yè)來看，中國大陸企業(yè)在半導(dǎo)體領(lǐng)域與世界一流的差距仍然顯著，尤其是在技術(shù)水平和市場份額方面。不過，湖北省在這一領(lǐng)域展現(xiàn)出了強大的硬核發(fā)展?jié)摿?，逐漸成為全國乃至全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中不可忽視的一環(huán)。在高端石英及硅制品市場，半導(dǎo)體級產(chǎn)品的產(chǎn)值占比最大，反映出這一領(lǐng)域?qū)Ω哔|(zhì)量材料的需求。晶圓及其制品的生產(chǎn)是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心環(huán)節(jié)，涉及到CPU、閃存等關(guān)鍵產(chǎn)品的制造。在這一市場中，代表性的企業(yè)包括中國臺灣地區(qū)的臺積電、日本的信越、中國大陸的中芯國際及長江存儲等。特別是臺積電，憑借其先進的制造工藝和規(guī)?；纳a(chǎn)能力，在芯片代加工領(lǐng)域幾乎處于壟斷地位。這樣的市場格局使得其他企業(yè)在進入這一領(lǐng)域時面臨著極大的挑戰(zhàn)。

湖北省石英企業(yè)在這一競爭中有一定優(yōu)勢。以光纖領(lǐng)域為例，全球光纖市場主要由中國、美國和日本三國分割，而湖北的光纖制造則處于全國領(lǐng)先地位。湖北不僅在技術(shù)上不斷進步，還在產(chǎn)能和市場份額上取得了顯著的提升。首先，我國已經(jīng)實現(xiàn)了涂覆機器及涂覆材料的國產(chǎn)化，這為光纖生產(chǎn)提供了更加穩(wěn)定和可靠的基礎(chǔ)。其次，我國已經(jīng)全面掌握了制棒的全流程工藝，其中長飛和中國信科集團等湖北企業(yè)的制棒工藝在全球范圍內(nèi)處于領(lǐng)先水平。在光纖的拉絲技術(shù)方面，我國也具備了較強的技術(shù)實力，尤其是湖北的長飛和中國信科集團，這些企業(yè)在拉絲工藝上已經(jīng)領(lǐng)跑全國，展現(xiàn)出極高的生產(chǎn)效率和優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量。這一系列的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)布局，使湖北在光纖制造領(lǐng)域占據(jù)了重要的市場位置，未來有潛力繼續(xù)向國際市場拓展。

硅化工領(lǐng)域同樣是湖北省的一張“王牌”。中國的工業(yè)硅產(chǎn)量在全球居于前列，而湖北則擁有較為完善的硅產(chǎn)業(yè)鏈。作為全球最大的工業(yè)硅生產(chǎn)國，中國在這一領(lǐng)域的產(chǎn)能占據(jù)絕對優(yōu)勢。在湖北宜昌，有機硅工業(yè)園的生產(chǎn)規(guī)模位居全國第一，被譽為“中國有機硅新材料之都”。這一稱號不僅反映了湖北在有機硅材料生產(chǎn)方面的雄厚實力，也顯示出該地區(qū)在新材料研發(fā)和市場開拓方面的廣闊前景。在有機硅方向，湖北的興發(fā)和南玻硅材料等企業(yè)，憑借先進的生產(chǎn)工藝和持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，在市場上占據(jù)了重要的位置。在四氯化硅的生產(chǎn)方面，新硅科技則成為了行業(yè)內(nèi)的代表企業(yè)，展現(xiàn)出強大的市場競爭力。而在球形硅微粉領(lǐng)域，湖北國大信息科技有限公司更是憑借其優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)，贏得了廣泛的認(rèn)可。此外，碳化硅方向的吉盛微（武漢）新材料科技有限公司同樣在行業(yè)中占據(jù)了重要的份額，推動了湖北硅產(chǎn)業(yè)的多元化發(fā)展。

綜上所述，盡管我國企業(yè)在半導(dǎo)體領(lǐng)域的整體實力與國際一流企業(yè)相比仍有一定差距，但湖北省在光纖制造、硅化工以及半導(dǎo)體級產(chǎn)品等領(lǐng)域已經(jīng)展現(xiàn)出了強大的發(fā)展?jié)摿?。通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級和市場開拓，長江流域無疑將在未來的全球半導(dǎo)體、石英產(chǎn)業(yè)鏈高端化發(fā)展中扮演越來越重要的角色，成為推動中國科技進步的重要力量。

四、 長江流域石英產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展的路徑設(shè)計

我國作為高純石英消費大國，中低端產(chǎn)品已能自給自足并部分出口，但高端石英產(chǎn)品仍嚴(yán)重依賴進口，尤其在半導(dǎo)體、光伏、光纖等高新技術(shù)領(lǐng)域，國產(chǎn)高純石英遠未能滿足日益增長的需求。長江流域作為石英資源豐富的地區(qū)和科技教育人才集聚區(qū)，具備推動石英產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展的巨大潛力，但仍面臨技術(shù)不足、產(chǎn)業(yè)鏈不完善等挑戰(zhàn)。隨著高純石英在科技領(lǐng)域的重要性日益凸顯，掌握核心提純技術(shù)、加工技術(shù)、檢測技術(shù)，實現(xiàn)國產(chǎn)化替代成為我國石英產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵任務(wù)，必須走業(yè)高端化發(fā)展道路，石英高端化發(fā)展路徑設(shè)計如圖4所示。

（一） 提純和合成技術(shù)的突破

經(jīng)濟的快速發(fā)展對高性能硅材料的需求日益增加，提純和合成技術(shù)的突破顯得尤為重要，長江流域地區(qū)豐富的礦產(chǎn)資源，特別是與硅相關(guān)的礦石，為高效利用提供了基礎(chǔ)。企業(yè)應(yīng)積極采用新型提純技術(shù)，如溶劑萃取和膜分離，提升硅的純度和利用效率，推動綠色生產(chǎn)模式的實現(xiàn)。長江流域的高溫合成和化學(xué)氣相沉積等新型合成工藝，能夠在短時間內(nèi)生產(chǎn)高質(zhì)量硅材料，滿足半導(dǎo)體和光伏等高科技產(chǎn)業(yè)的需求。通過大數(shù)據(jù)和人工智能的應(yīng)用，推動智能化生產(chǎn)模式的推廣，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控與優(yōu)化，進一步提高了效率并降低了成本。總體來看，長江流域在提純和合成技術(shù)上的突破，不僅為硅資源的高質(zhì)高效利用提供了保障，也推動了地區(qū)高科技產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，未來將成為硅產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重要引擎。

（二） 高端制品檢測技術(shù)的提升

隨著高性能石英材料需求的不斷增長，高端制品檢測技術(shù)的提升對于石英產(chǎn)業(yè)的高端化發(fā)展顯得尤為重要。長江沿線地區(qū)的企業(yè)正在積極采用激光測量、電子顯微鏡和光譜分析等現(xiàn)代檢測技術(shù)，實現(xiàn)對石英制品的精細檢測。這些先進技術(shù)不僅提高了檢測準(zhǔn)確性，還能及時識別產(chǎn)品中的微小缺陷，從而確保整體質(zhì)量。相關(guān)企業(yè)可逐步引入大數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)，智能化檢測方式的應(yīng)用優(yōu)化了生產(chǎn)過程，提高了生產(chǎn)效率，降低了人為錯誤風(fēng)險。隨著國際市場對環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的重視，石英制品的檢測標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高，先進的檢測技術(shù)幫助企業(yè)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，拓展市場，提升競爭力，高端制品檢測技術(shù)的進步為石英產(chǎn)業(yè)的高端化發(fā)展提供了堅實支撐，使得企業(yè)在激烈的市場競爭中更具優(yōu)勢。

（三） 半導(dǎo)體芯片高端應(yīng)用的開發(fā)

加強石英在半導(dǎo)體芯片高端應(yīng)用的開發(fā)和突破，同時完善石英產(chǎn)業(yè)鏈的整體布局，是推動科技進步和提升市場競爭力的重要戰(zhàn)略。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛發(fā)展，對高質(zhì)量、高純度石英材料的需求日益增長，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈顯得尤為關(guān)鍵。通過確保從原材料采集到最終產(chǎn)品生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)高效運作，企業(yè)可以實現(xiàn)資源合理配置，降低成本，提高效率。推動石英在半導(dǎo)體芯片高端應(yīng)用中的開發(fā)需加強產(chǎn)學(xué)研合作，與高校和研究機構(gòu)緊密合作，以開發(fā)新型石英基材料滿足未來芯片在性能和功耗方面的需求。半導(dǎo)體芯片高端應(yīng)用的開發(fā)需要大量資金投入，以支持研發(fā)、生產(chǎn)設(shè)施的建設(shè)、技術(shù)升級和人才培養(yǎng)。這些資金可以來自政府的專項資金、行業(yè)投資、企業(yè)自有資金以及風(fēng)險投資等多方渠道。通過有效的資金投入，企業(yè)能夠加速技術(shù)創(chuàng)新，提高產(chǎn)品性能，縮短上市時間，從而在競爭激烈的市場中占據(jù)優(yōu)勢，資金的有效配置也能夠促進產(chǎn)學(xué)研合作，推動相關(guān)技術(shù)的突破，進而推動整個半導(dǎo)體行業(yè)的高端化發(fā)展。這些舉措將為推動石英產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步和市場競爭力提升奠定堅實基礎(chǔ)，使石英產(chǎn)業(yè)在未來的科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級中發(fā)揮更重要的角色。

（四） 政府政策的支持

隨著全球?qū)Ω咝阅苁⒉牧闲枨蟮脑鲩L，政府必須加大對這一領(lǐng)域的重視，制定有效政策，包括稅收優(yōu)惠、研發(fā)補助和技術(shù)引進等措施，這不僅能激勵企業(yè)加大研發(fā)投入，還能吸引更多資本進入石英產(chǎn)業(yè)，促進產(chǎn)業(yè)集群形成。同時，政策應(yīng)結(jié)合市場需求，制定長期發(fā)展規(guī)劃，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，明確戰(zhàn)略定位，支持重點項目和新興技術(shù)的研發(fā)。通過建立產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，集中資源支持重點項目和新興技術(shù)。政府和社會資本進行聯(lián)合投資，推動行業(yè)內(nèi)的技術(shù)創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化。此外，政府應(yīng)加強標(biāo)準(zhǔn)化和認(rèn)證體系建設(shè)，制定國家標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性，增強市場競爭力。由政府牽頭推動信息化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，鼓勵企業(yè)采用智能制造技術(shù)，提供培訓(xùn)和技術(shù)支持，提升生產(chǎn)效率。政府也要積極開展國際合作與交流，吸引外國投資和先進技術(shù)，推動產(chǎn)業(yè)全球化發(fā)展。

五、 石英產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展的戰(zhàn)略思考

通過“五高”戰(zhàn)略即“原料高純度”“加工高技術(shù)”“產(chǎn)品高質(zhì)量”“檢測高標(biāo)準(zhǔn)”“應(yīng)用高精尖”，突破石英產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)高端化，推進長江流域石英產(chǎn)業(yè)在全球石英材料市場中占據(jù)更有利的位置，不斷提升石英產(chǎn)業(yè)的高端化水平，加速攻克芯片、光刻機等“卡脖子”技術(shù)難題，推動我國高端制造業(yè)的發(fā)展、增強國際競爭力，實現(xiàn)科技自立、科技強國。

（一） 提升高純度礦砂探測技術(shù)

高端石英材料的生產(chǎn)依賴于高純度礦砂資源，因而精準(zhǔn)、高效的探測技術(shù)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。長江流域的石英礦分布廣泛，但其純度和適用性存在較大差異。因此，推動高精度礦砂探測技術(shù)的發(fā)展，通過激光探測、X射線成分分析等新型技術(shù)手段，準(zhǔn)確獲取礦石的純度分布信息，對于高端石英材料的生產(chǎn)至關(guān)重要。建立探測數(shù)據(jù)共享平臺，不僅有助于長江流域內(nèi)的礦產(chǎn)企業(yè)在探測環(huán)節(jié)減少重復(fù)投資，還能提高資源的有效利用，支撐高端材料供應(yīng)鏈。

（二） 加強提純、合成和檢測的高技術(shù)應(yīng)用

高端石英材料的提純、合成及檢測技術(shù)是確保產(chǎn)品質(zhì)量的核心。在長江流域石英產(chǎn)業(yè)中，須注重技術(shù)引進與自主研發(fā)并重，通過等離子提純技術(shù)、超高溫合成和無損檢測等高端工藝，提升產(chǎn)品的純度和性能。與此同時，產(chǎn)學(xué)研合作對技術(shù)突破至關(guān)重要，聯(lián)合國內(nèi)高校和研究機構(gòu)，形成核心技術(shù)研發(fā)團隊，以增強在電子級和光電級石英材料方面的技術(shù)創(chuàng)新能力。此外，智能檢測設(shè)備的應(yīng)用將有助于對產(chǎn)品的精準(zhǔn)檢測與質(zhì)量控制，從而使產(chǎn)品質(zhì)量達到國際領(lǐng)先水平。

（三） 提高硅資源的高效利用

石英產(chǎn)業(yè)的高端化發(fā)展必須以資源的高效利用為支撐。為避免礦石開采過程中產(chǎn)生的浪費，提升資源利用率，企業(yè)可探索全鏈條資源管理體系，將開采、冶煉、加工等環(huán)節(jié)整合為一體，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用與綜合利用。例如，將提純后生成的硅副產(chǎn)品投入至其他工業(yè)生產(chǎn)中，延展石英的應(yīng)用鏈條，提升硅資源的利用率。同時，推動數(shù)字化、智能化管理，借助物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，精準(zhǔn)分析各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的資源消耗狀況，以此為基礎(chǔ)實施更精準(zhǔn)的資源管控措施。

（四） 建立石英產(chǎn)品的高標(biāo)準(zhǔn)體系

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的建立是提升市場競爭力的關(guān)鍵，特別是在全球范圍內(nèi)，高標(biāo)準(zhǔn)的石英材料需求廣泛。長江流域石英產(chǎn)業(yè)應(yīng)加快制定并執(zhí)行一套與國際接軌的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋純度、粒度、雜質(zhì)控制等多項參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)的提升不僅有助于提高產(chǎn)品的附加值，同時也有助于國內(nèi)企業(yè)在國際市場中提升議價能力。此外，推動石英產(chǎn)品的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，使中國石英產(chǎn)品具備全球影響力，擴大其在光電、光伏等高科技產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用比例。

（五） 強化石英產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略布局與政策支持

石英產(chǎn)業(yè)鏈的整體布局和向高端化發(fā)展離不開政策引導(dǎo)與戰(zhàn)略支持。長江流域石英產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需在國家層面明確其戰(zhàn)略高技術(shù)產(chǎn)業(yè)地位，給予研發(fā)、稅收、融資等方面的支持。政府可通過建立石英產(chǎn)業(yè)集群，鼓勵區(qū)域協(xié)同發(fā)展，促進上下游企業(yè)緊密合作，提高產(chǎn)業(yè)鏈效率與穩(wěn)定性。此外，制定促進高端化發(fā)展的政策措施，如鼓勵企業(yè)加大研發(fā)投入、引進高端設(shè)備、吸引技術(shù)人才等，從而增強產(chǎn)業(yè)核心競爭力。與此同時，鼓勵企業(yè)“走出去”，通過兼并重組、海外布局等方式，將高端石英材料推向國際市場，以增強中國石英產(chǎn)業(yè)的全球競爭力。

六、 啟示與展望

（一） 啟示

長江流域石英產(chǎn)業(yè)的高端化實踐為國內(nèi)資源型產(chǎn)業(yè)的升級轉(zhuǎn)型提供了寶貴的經(jīng)驗，“五高”戰(zhàn)略即“原料高純度”“加工高技術(shù)”“產(chǎn)品高質(zhì)量”“檢測高標(biāo)準(zhǔn)”“應(yīng)用高精尖”，為突破石英產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸問題，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展提供了路徑遵循。

1.高純度探測和高技術(shù)工藝至關(guān)重要。石英產(chǎn)業(yè)的高端化必須從高純度礦砂探測技術(shù)入手。高效、精準(zhǔn)的探測技術(shù)能夠降低資源浪費，提高生產(chǎn)的純度和質(zhì)量，且對礦石利用的前期投資至關(guān)重要。與此同時，提純、合成和檢測的技術(shù)升級是提升產(chǎn)品附加值的關(guān)鍵。加大對核心技術(shù)研發(fā)的投入和產(chǎn)學(xué)研合作，尤其是聚焦電子級和光電級石英材料的需求，能夠更有效地推進石英材料的高端化生產(chǎn)。

2.資源利用效率與循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展相輔相成。石英產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展必須以高效利用硅資源為核心，貫穿于生產(chǎn)全流程，形成低耗高效的閉環(huán)管理體系。探索資源的循環(huán)利用模式，提升硅資源的附加值和利用率，對于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)綠色化發(fā)展和提升經(jīng)濟效益具有重要意義。

3.高標(biāo)準(zhǔn)體系和國際化發(fā)展是提升我國石英產(chǎn)業(yè)競爭力的關(guān)鍵手段。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是打開國際市場的重要門檻，高標(biāo)準(zhǔn)的建立既能確保產(chǎn)品質(zhì)量符合全球要求，也能增強在國際市場的議價能力。以高純度、高品質(zhì)的石英材料推動國內(nèi)外市場的拓展，并通過制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐步形成國際影響力，這將為我國石英產(chǎn)業(yè)的高端化發(fā)展提供有力支撐。

4.政策扶持和產(chǎn)業(yè)鏈布局至關(guān)重要。石英產(chǎn)業(yè)的高端化需要政策的引導(dǎo)和支持，包括技術(shù)研發(fā)、稅收優(yōu)惠、人才引進等。通過合理的產(chǎn)業(yè)鏈布局和集群化發(fā)展政策，政府可以有效地推動上下游產(chǎn)業(yè)的整合和協(xié)同，提高資源的配置效率和企業(yè)的市場抗風(fēng)險能力。

（二） 展望

長江流域石英產(chǎn)業(yè)將在技術(shù)創(chuàng)新、綠色發(fā)展和國際化發(fā)展三方面加快進程。技術(shù)創(chuàng)新將持續(xù)驅(qū)動產(chǎn)業(yè)升級。高純度石英材料的生產(chǎn)需求將不斷增長，尤其在光伏、半導(dǎo)體等尖端應(yīng)用領(lǐng)域，高純度與高精度的石英產(chǎn)品將成為核心發(fā)展方向。通過與國內(nèi)外科研機構(gòu)合作，企業(yè)將進一步突破技術(shù)瓶頸，保持全球市場競爭力。綠色低碳生產(chǎn)將成為行業(yè)主導(dǎo)方向。石英產(chǎn)業(yè)將在“雙碳”目標(biāo)下加強資源循環(huán)利用，推廣節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的清潔化、智能化。綠色發(fā)展不僅是國家政策的要求，也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。國際化發(fā)展將拓展更廣闊的市場空間。隨著“一帶一路”倡議及國際合作的推進，石英企業(yè)將借助政策紅利，加快國際市場布局，在全球石英產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)揮更重要的作用。長江流域石英產(chǎn)業(yè)將通過技術(shù)引領(lǐng)、標(biāo)準(zhǔn)輸出和品牌建設(shè)，逐步提升在全球高端石英材料市場和尖端應(yīng)用中的地位，加快實現(xiàn)長江流域石英產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展戰(zhàn)略。

［參考文獻］

［1］" "謝澤豐，王九一，彭琰聰，等.鄂東南付家山脈石英礦雜質(zhì)特征及其用作高純石英原料的潛力巖石［J］.礦物學(xué)雜志，2022，41（6）：1159-1168.

［2］" 李金超，栗亞芝，孔會磊.中國高純石英產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀及發(fā)展建議［J］.西北地質(zhì)，2023，56（05）：214-222.

［3］" 袁晶，唐春花，錢正江，等.江西石英資源現(xiàn)狀及開發(fā)利用建議［C］//山東省地質(zhì)學(xué)會.華東六省一市地學(xué)科技論壇文集.南昌：江西省地質(zhì)調(diào)查勘查院，2023：6.

［4］" 李作敏，譚秀民，張亮，等.我國石英資源的開發(fā)利用特點及應(yīng)用進展［J］.礦產(chǎn)保護與利用，2024，44（02）：115-123.

［5］" 顏玲亞，劉艷飛，于海軍，等.中國高純石英資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及供需形勢［J］.國土資源情報，2020（10）：98-103.

［6］" 郝文俊，馮書文，詹建華，等.全球高純石英資源現(xiàn)狀、生產(chǎn)、消費及貿(mào)易格局［J］.中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2020，143（5）：15-19.

［7］" LIU Guangxue，MA Yameng，LIU Lei，et al.Study on deep impurity removal technology of a granite pegmatite-type high-purity quartz in altay region of xinjiang［J］.Conservation and Utiliza tion of Mineral Resources，2022，42（5）：8-14.

［8］" 歐陽靜，陳廣，梁力行，等.石英礦物資源的提純及在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)分析［J］.礦產(chǎn)保護與利用，2021，41（06）：35-45.

［9］" Beiseyev B.O.，李有柱，Beiseyev O.A.，et al.石英原料在太陽能產(chǎn)業(yè)及其他高科技工業(yè)中的應(yīng)用前景：以哈薩克斯坦和埃及為例（英文）［J］.地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報，2010，32（01）：73-80.

［10］趙維佳.我國高純石英產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及資源保障分析［J］.中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2023（01）：11-13，27.

（責(zé)任編輯" 文" 格）

Development Path and Strategic Countermeasures of

High-end Quartz Industry in Yangtze River Basin

ZHANG Xuan1， SUN Yi2， BAO Shen-xu3， SHEN Qiang4， ZHANG Lian-meng4

（1.School of Economics，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，Hubei，China；

2.State Key Laboratory of Advanced Technology For Materials Synthesis and Processing，

Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，Hubei，China;

3.School of Resources and Environmental Engineering，Wuhan University of Technology，

Wuhan 430070，Hubei，China；

4.School of Materials Science and Engineering，Wuhan University of Technology，

Wuhan 430070，Hubei，China）

Abstract：Under the background of the global scientific and technological revolution and the accelerating evolution of industrial change，the high-end development of quartz industry as a strategic industry has attracted increasing attention and attention.As an important region for China’s economic and social development，the Yangtze River Basin has rich quartz resources and industrial foundation.To explore the high-end development of quartz industry in the Yangtze River Basin and promote the high-quality and efficient utilization of silicon resources will help improve China’s position in the global quartz industry chain and enhance the international competitiveness of quartz industry.It is of great practical and strategic significance to promote the coordinated development of regional economy and the optimization and upgrading of industrial structure.By sorting out the distribution of silicon resources in the Yangtze River basin，the background of high-end development of quartz industry，and the status quo of the industry，this paper analyzes the upstream and downstream problems of quartz industry chain in the Yangtze River Basin and the demand for high-end development，compares the application and development experience of quartz industry at home and abroad，deeply analyzes the bottleneck problems restricting the high-end development of the industry，and discusses the effective path to promote the high-end development of quartz industry in the Yangtze River Basin.And put forward the corresponding strategic response，to provide theoretical and methodical reference for government departments，enterprises and research institutions to formulate high-end development policies and strategies of quartz industry.

Key words：The Yangtze River Basin; quartz industry; high-end; industry development strategy