据电子材料咨询公司TECHCET发布的《2025年关键材料报告:石英材料》显示,半导体制造中使用的石英加工零部件市场有望在2025年实现近10%的增长,市场规模预计将达到23.3亿美元。这一增长紧随2024年5.5%的上涨,反映出尽管行业整体复苏节奏不一,设备领域依然保持强劲势头。展望中长期,石英加工件市场预计将在2024至2029年间实现7.0%的年均复合增长率(CAGR)。
石英材料贯穿半导体从 “沙子到芯片” 的全产业链,是支撑高端制造的底层材料。其技术门槛高、供应链集中度强,未来随着 EUV 光刻、第三代半导体(如 SiC、GaN)等技术的普及,石英材料在耐高温、透光性等方面的特性将进一步凸显,成为半导体产业持续创新的关键基石。
技术挑战与发展趋势
纯度与成本矛盾:
半导体级石英制品需控制金属杂质(如 Fe、Na)<1ppm,生产工艺复杂(如电子束熔炼、化学气相沉积 CVD),导致价格高昂(石英坩埚单价可达数万美元)。
先进制程的需求升级:
随着制程向 3nm 以下演进,对石英部件的表面粗糙度(要求 Ra<0.1nm)、尺寸精度(±0.001mm)提出更高要求,需依赖超精密加工技术(如磁流变抛光)。
替代材料竞争:
部分场景(如高温氧化)开始尝试陶瓷(如 Al₂O₃、SiC)替代石英,但石英的综合性能(透光性、成本)仍不可替代。
图:石英材料市场预计在2025年实现增长
推动市场扩大的主要动力来自先进芯片应用需求的不断上升,特别是在人工智能和高性能存储领域。尽管3D NAND等部分产品线仍处于恢复阶段,但其他领域的市场需求依然旺盛。其中,热加工石英零件的增长速度已经超过传统冷加工产品,原因在于热加工技术如今可实现以往需通过冷加工才能完成的复杂几何结构成形,且具备更高的结构强度。预计2025年热加工石英件的市场收入将达到12.2亿美元,而冷加工石英件的市场规模也将增至11.1亿美元。
与此同时,石英毛坯(如石英棒、管、板及合成石英)的市场表现同样强劲。预计2025年收入将达到8.68亿美元,高于2024年的7.91亿美元。合成石英凭借其高纯度优势,越来越受到青睐,满足先进制造工艺对材料洁净度日益严格的要求。
尽管市场前景乐观,但行业仍面临诸多挑战,包括地缘政治风险、原材料价格上升以及部分地区高技能人才短缺(如熟练的玻璃吹制工人)。为应对国际环境变化,中国等国家正加速本土化发展,一批新兴企业已进入该市场,力求实现供应链自主可控。同时,部分中国成熟石英厂商也开始布局海外,拓展国际市场。整体来看,半导体产业的持续增长仍将成为高纯度石英材料市场的主要推动力。