中國粉體網(wǎng)訊  2020年10月15日，美國國務院發(fā)布《關鍵與新興技術國家戰(zhàn)略》（National Strategy for Critical and Emerging Technology）。這項“全政府戰(zhàn)略”旨在重新定義全球科技發(fā)展中涉及的關鍵和新興技術范圍，并繼續(xù)引領全球技術發(fā)展。

其實早在20世紀90年代，美國就將發(fā)展關鍵技術作為科技政策的重點。2017年底的美國《國家安全戰(zhàn)略》提到數(shù)據(jù)科學、加密、自治技術、基因編輯、新材料、納米技術、先進計算技術和人工智能等新興技術，在20世紀90年代的關鍵技術中均有體現(xiàn)，可見美國對技術發(fā)展的前瞻性。

日前白宮國家安全委員會公布的這份最新清單，列入被認為對軍事、情報和經(jīng)濟利益等國家安全地位至關重要的新興技術，除了AI、量子信息科學、先進計算、生科，還包括軍事、能源、半導體等領域，共計20項技術。

美國政府關鍵與新興技術清單

(1)高級計算

(2)先進常規(guī)武器技術

(3)高級工程材料

(4)先進制造

(5)高級傳感

(6)航空發(fā)動機技術

(7)農(nóng)業(yè)技術

(8)人工智能

(9)自主系統(tǒng)

(10)生物技術

(11)化學、生物、放射和核(CBRN)減緩技術

(12)通信和網(wǎng)絡技術

(13)數(shù)據(jù)科學與存儲

(14)分布式分類技術

(15)能源技術

(16)人機界面

(17)醫(yī)療和公共衛(wèi)生技術

(18)量子信息科學

(19)半導體和微電子學

(20)空間技術

結合當前國際芯片之爭、光伏產(chǎn)業(yè)火熱等現(xiàn)狀以及基于經(jīng)濟安全和國防安全的考慮，這份清單無疑讓石英尤其是高純石英成為焦點。

石英是花崗巖、片麻巖等許多巖石的主要礦物成分，是一種十分重要的造巖礦物。同時，石英的工業(yè)應用十分廣泛，是一種十分重要的工業(yè)礦物。

普通石英是玻璃、陶瓷以及工業(yè)硅、石油壓裂支撐劑生產(chǎn)的主要原料。而高純石英是SiO2純度大于99.9％的石英系列產(chǎn)品的總稱。高純石英高端產(chǎn)品是芯片產(chǎn)業(yè)（半導體）、新能源（光伏等）和硅產(chǎn)業(yè)等功能材料和關鍵基礎材料生產(chǎn)的原料，在國家戰(zhàn)新產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟安全和國防安全都具有重要作用。

新一代信息技術領域

高純石英砂制備得到的高性能石英玻璃制品，是通信工業(yè)用光導纖維及附屬光電元件生產(chǎn)的基本原料，用來生產(chǎn)單模和多模光纖預制棒、石英套管。石英玻璃材料做成的器件應用尤為廣泛，如：石英擴散管、大型擴散鐘罩、石英清洗槽、石英爐門等多種產(chǎn)品。

集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的芯片制造環(huán)節(jié)，需要使用多種輔助性石英器件。用于半導體芯片光刻環(huán)節(jié)中的光掩膜版的主要基板材料也是石英玻璃。所涉及的石英法蘭、石英玻璃爐管、石英舟、光掩膜版的石英玻璃基片等都是以高純石英為主要原料。

高端裝備制造領域

石英玻璃具備良好的光學性能，從紫外區(qū)到紅外區(qū)均有優(yōu)良的光透性和耐熱性，在特種光源領域具有重要作用。高精度顯微光學儀器，高清晰度、高透光率的光學透鏡，準分子激光光學裝置，投影儀、耐高溫石英燈管等的生產(chǎn)制備中都是以高純石英為基礎性原料。

軍工和航空領域

石英纖維是一種高性能無機纖維，制備原料為高純石英或天然的石英晶體。它保持了固體石英的部分性能和特點，是一種良好的耐高溫材料，并可作為先進復合材料的增強體。同時石英纖維的純度很高（≥99.9%），這使得其具備一些良好的特性，如抗燒蝕性強、耐溫性好、導熱率低，且其化學穩(wěn)定性高，介電性能也較為優(yōu)良，在軍事、國防、航空、航天等工業(yè)中具有重要用途。其可用于制作透波增強材料，包括機載雷達罩、導彈雷達罩、干擾電磁發(fā)射窗口等，也可以被使用制造火箭的噴火口、航天熱防護裝置等。

此外，石英玻璃具有高光譜透射，不會因輻射線損傷，因此也是用于宇宙飛船、風洞窗和分光光度計光學系統(tǒng)的理想玻璃，在我國神舟及天宮航天器、先進戰(zhàn)機雷達罩、高鐵安全玻璃等領域中均發(fā)揮了重要作用。

新材料領域

硅微粉是由天然石英或者熔融石英經(jīng)多道工藝加工而成的微粉。硅微粉的一個重點應用領域是集成電路覆銅板（CCL）。集成電路產(chǎn)業(yè)作為信息技術產(chǎn)業(yè)的核心，是支撐經(jīng)濟社會發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎性和先導性產(chǎn)業(yè)。覆銅板作為集成電路的最主要載體，在集成電路中充當工業(yè)基礎材料。

硅微粉另一個重要的應用領域是芯片封裝材料。芯片從設計到制造非常不易，芯片封裝顯得尤為重要。目前，我國芯片產(chǎn)能在全球市場份額的占比還較少，芯片用球形硅微粉主要用戶也在國外，日本的技術和產(chǎn)品均處于領先水平。

新能源領域

晶體硅材料（包括單晶硅和多晶硅）是用于生產(chǎn)太陽能電池的光伏產(chǎn)業(yè)中最常見的材料。石英制品廣泛應用于太陽能光伏行業(yè)，主要產(chǎn)品石英坩堝，是用于提煉單/多晶硅過程中的消耗品。此外在太陽能電池片的生產(chǎn)過程中，各類石英玻璃材料及制品也是其主要的工藝耗材，如擴散爐管、法蘭等。

結語

據(jù)了解，美國這項“全政府戰(zhàn)略”還提出“促進國家安全創(chuàng)新基礎和保護技術優(yōu)勢”兩大戰(zhàn)略支柱，美國意圖不言而喻。面對當前新興技術競爭的壓力，我們不僅要考慮諸如高純石英此類支撐新興技術創(chuàng)新的關鍵的、具有戰(zhàn)略性意義的新興原材料，也要考慮相關新興技術自主創(chuàng)新能力。

基于石英尤其是高純石英在半導體、光伏、電光源、光通訊以及航空航天等軍事領域中的重要性，以及當前高純石英稀缺、對外依存度高的現(xiàn)狀，我國應當進行高純石英資源安全戰(zhàn)略研究。

參考資料：

汪靈.石英的礦床工業(yè)類型與應用特點

廣發(fā)證券.石英：玻璃材料中的皇冠，高端領域高景氣

學術plus、科技日報、石英、機工戰(zhàn)略、粉體網(wǎng)等

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/三昧）

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