石英玻璃是以天然结晶石英（晶体或高纯二氧化硅）或硅化合物为原料，在洁净环境中高温熔融而成，具有透光性好、耐高温、膨胀系数低、电真空性能、耐腐蚀等一系列优良的理化性能，在业内被誉为“玻璃之王”。 石英玻璃是现代信息产业发展不可缺少的重要基础材料，是光学、光伏、半导体等战略性新兴产业、航空航天等国防领域不可或缺的重要基础材料。
石英玻璃的优良性能。
*：菲利普招股说明书，中国电子信息行业统计年鉴，民生**研究院。
石英玻璃的生产工艺。
高纯石英玻璃制备方法的分类
石英玻璃的制备方法可分为两大类。 第一种是以天然石英晶体或二氧化硅为原料熔融而得，称为天然石英玻璃。 根据热源和工艺的不同，可细分为电熔法、气体精炼法、等离子熔炼法等。 其中，电熔法收率高，经济性强，是我国最常用的工艺方法，电熔法的收率不仅取决于工艺，而且在更大程度上与原材料有关。 氢氧火焰制备的石英玻璃虽然可以降低杂质含量，但成品的羟基含量过高。 等离子体沉积法可以同时解决杂质和羟基含量问题，但成本较高，因此难以实现大规模工业化。 
石英玻璃生产工艺对比张宇等. 石英玻璃的现状及发展趋势第二类是通过化学反应合成含硅化合物（包括卤化硅、氧化硅和有机硅），称为合成石英玻璃。 根据反应原理的不同，第二类方法可分为三种：（1）含硅化合物在无水环境中热氧化生成SiO2，常见的是等离子体化学气相沉积（PCVD）;（2）含硅化合物在氢氧化物火焰中的水解反应（常同时伴有氧化反应）称为火焰水解沉积法（FHD）;（3）含硅化合物在水性介质中的水解反应称为溶胶-凝胶法。 此外，石英玻璃制品的形状在实际工业应用中往往是需要的，如高纯度石英玻璃管、石英玻璃棒等，这些都是半导体行业经常使用的，所以石英玻璃制品的改性主要采用热改性方法，即石英玻璃通过加热软化，然后根据实际需要改变其形状。 下面选取三类方法的典型制备方法进行具体介绍。
电熔
在电熔法中，坩埚中的粉状石英原料首先通过电加热熔化，然后通过快速冷却的玻璃化过程形成石英玻璃。 电加热方式有电阻加热、电磁感应加热等。 在熔化过程中，石英晶体的结构经历了从石英到石英再到方石英的转变（伴随着无定形相的形成），直到它在 1723 年左右加热时开始形成石英熔体。 石英粉的熔化过程通常在高真空（0.）下进行。1 10PA）除去释放过程中产生的气体，降低石英玻璃中的气泡含量。
两步CVD法
严格来说，等离子体化学气相沉积（PCVD）、离管气相沉积（OVD）和气相轴向沉积（VAD）都是以化学气相沉积（CVD）为基础的，但在工业中，CVD往往是指通过火焰水解沉积直接制备石英玻璃锭的技术。 CVD法的原理是将含硅化合物送入载气驱动的氢氧化物火焰喷灯中，在高温作用下发生化学反应，生成SiO2颗粒。 CVD法制备石英玻璃，从根本上避免了金属杂质的引入。 由于技术原因，以SiCl4为原料制备石英玻璃仍是国内同行业的主流技术。 
电熔法与两步CVD法制备石英玻璃锭工艺对比图
**：马千里。 高纯石英玻璃制备工艺的研究与工艺优化
热改性方法
热改性法首先通过加热软化石英玻璃基材，然后通过凹槽、拉拔等方法得到所需的产品。 炉体的加热方式为电磁感应加热，通过进入炉内感应线圈的交流电在空间内产生的交变电磁场作用在加热元件上产生电流和热量。 随着温度的升高，石英玻璃基材软化，通过拖拉机向下拉即可形成石英玻璃棒管。 通过调节炉内温度和下拉速度，可以拉出不同直径的石英玻璃棒和管。 电磁感应加热炉的线圈布置和炉膛结构对炉内温度场影响很大，在实际生产中需要严格控制炉内温度场，以保证石英玻璃产品的质量。
石英玻璃的应用领域。
石英玻璃以其优良的物理化学性能，广泛应用于要求高温、清洁、耐腐蚀、透光、过滤等特定高科技产品的生产工艺环境中，是半导体、航空航天、光通信等领域不可缺少的重要材料。 据QYContin数据显示，2024年全球石英玻璃市场总价值超过250亿元，市场规模呈现稳定增长态势，预计到2024年市场规模将超过270亿元。
半导体
2024年，半导体石英玻璃产品占石英玻璃产品市场的68%，半导体领域是石英玻璃下游市场最大的应用领域。 石英玻璃材料及制品广泛应用于半导体芯片制造工艺，是半导体刻蚀、扩散、氧化等工艺所需的载体器件和腔体耗材。 
石英玻璃在半导体工艺中的应用《石英矿产资源提纯及战略性新兴产业应用技术分析》，民生**研究院根据美国半导体行业协会（SIA）发布的报告，2024年全球半导体市场规模达到创纪录的5559亿美元，同比增长262%。中国仍是全球最大的半导体应用市场，2024年总销售额达1925亿美元，同比增长271%。根据菲利普招股书，每生产1亿美元的电子信息产品，平均需要消耗价值50万美元的石英玻璃材料，预计2022-2024年全球石英玻璃市场规模将达到3166-33.12亿美元，中国石英玻璃市场规模有望达到1096-11.46亿美元。
光通信领域
石英棒是光纤制造的主要原材料。 光纤预制棒中95%以上的元器件是高纯石英玻璃，在光纤制造、拉丝等光纤生产过程中需要消耗大量的石英玻璃材料，如保温棒、石英杯等。 5G的建设带动了光纤光缆市场的快速发展。 5G网络架构下的光纤使用量将是4G网络的16倍，5G时代的基站规模将是4G基站的2-3倍。 三大运营商正在积极加强光纤光缆采购，推动5G商用进程。 据CRU数据显示，预计我国光纤光缆需求量将达到261亿芯公里。
光学
合成石英玻璃材料被用作透镜、棱镜、TFT-LCD高清显示器和高端光学IC的光掩模基板。 智研咨询发布的报告显示，2024年中国光学仪器制造业主要营收为8521亿元，同比增长4%。 随着5G、AIoT技术和全球数字化的加速发展，消费电子产品的渗透率不断提高，新场景、新应用推动IT产品多元化发展，新能源汽车市场的快速增长带动显示面板需求持续增长。 2024年，全球新型显示产业产值和产值再创新高，根据中国光学光电行业协会液晶分会（CODA）数据显示，2024年全球新型显示面板产值约为1500亿美元。 总结
石英玻璃产品是各个领域的关键耗材和原材料，制约了下游行业产品的生产，目前产品无可替代，因此对石英玻璃的需求是长期的。 在下游产业，特别是半导体、光伏产业的加速发展中，石英玻璃产业的景气度将不断好转。 参考**：**：马千里。 高纯石英玻璃制备工艺研究与工艺优化，湖北菲利普石英玻璃有限公司***2024年年报，民生**。 新材料系列四：高端石英材料领跑者，产业优势突出菲利普（300395SZ）首次覆盖东亚前海**。下游需求多重共振，石英高潜力领头羊可期未来——菲利普（300395深圳）首次报道报告 v 注：**非商业用途，有侵权通知待删除。tcnpowder