91影院精品,欧美亚洲精品免费在线

行情資訊

行業研報 | 石英材料在軍工、半導體、通信等高端領域的應用及市場前景

來源：中國粉體技術網更新時間：2018-01-03 14:23:20 瀏覽次數：

　　石英玻璃是以天然結晶石英（水晶或高純硅石）或硅化合物為原材料，通過在潔凈的環境中經高溫熔制而成。石英玻璃包括天然和合成兩大類，天然石英玻璃純度一般在99.9%以上，合成石英玻璃純度一般在99.9999%以上。純度是石英玻璃材料最重要的參數，是保證石英玻璃具備優良性能的核心。
　　石英玻璃具有耐高溫、低膨脹系數、耐熱震性、化學穩定性好、電絕緣性好、透光性好等優點，具有“玻璃王“的稱號。由于其特殊的物理化學特性，石英玻璃材料被廣泛運用于航空航天、軍事、半導體、光通訊、太陽能等領域，在國民經濟和國防建設中具有不可替代的作用。
　　

表1 石英材料高端應用領域
行業研報

　
　　1、石英材料在軍工和航空領域的應用
　　在航空領域，石英玻璃材料主要用于制作透波增強材料，包括機載雷達罩、導彈雷達罩、干擾電磁發射窗口等。
　　
　　雷達罩是隨著雷達行業的發展而發展的，其主要功能有：1）保證機載雷達天線系統工作不受環境干擾，避免雷達天線在惡劣飛行環境中受到損壞；2）機載雷達天線罩具有透過電磁波的作用，是雷達天線系統的電磁窗口；3）機載雷達天線罩通常設計成流線型或卵形，具有改善飛機氣動外形的作用。雷達技術的發展使其天線罩對力學性能和透波性能要求越來越高，而材料是雷達罩性能的關鍵決定性因素，力學性能和介電性能是雷達罩材料的關鍵參數。常用的雷達罩增強纖維材料主要有玻璃纖維、高硅氧玻璃纖維、石英玻璃纖維、凱夫拉以及Spectra等。
　　

圖1 戰斗機雷達罩

　　
　　在上述材料中，石英纖維是高性能機載天線罩最常用的增強纖維，它電絕緣性和隔熱性能優良，與酚醛樹脂、環氧樹脂都有很好的兼容性，并且具有彈性模量隨溫度升高而增加的罕見特性；介電性能十分優異，ε值和tanδ值在玻璃纖維中最低，并且在較寬的頻帶范圍內基本不變化；再加上低密度、不吸濕性和優秀的機械性能，使得石英纖維在實際中得到大量應用，如美國F-15戰斗機鼻椎天線罩都采用了石英纖維增強氰酸酯樹脂復合材料作為夾層結構的蒙皮，F-22等最新型戰斗機雷達罩也都選用了寬頻性能極佳的石英玻璃纖維。
　　

表2 機載雷達天線罩常用透波纖維及性能
行業研報

　　
　　隨著世界一流軍隊建設目標的提出，以及J-20、Y-20等新一代軍機列裝進度加快，航空裝備產業鏈景氣度有望進一步提升。雷達罩作為軍機結構的重要組成部分，其需要將隨著軍機需求的增長而快速增長。
　　根據《2016中國的航天》白皮書，我國將航天事業作為國家戰略的重要組成部分，歷來高度重視。未來五年，我國還將繼續推進載人航天、月球探測、北斗衛星導航系統、高分辨率對地觀測系統、新一代運載火箭等重大工程，并啟動一批新的重大科技項目和工程項目。
　　

圖2 航天飛船返回大氣層
行業研報

　　
　　從近年來看，我國航天發射的次數穩步增加，未來有望保持年均20次以上。石英棉、石英布以及石英紗作為航天飛行器隔熱、耐高溫部件的重要原材料，未來需求有望隨著我國航天事業的發展，保持穩定的增長。
　　
　　2、石英材料在半導體領域的應用
　　石英材料是半導體生產過程中的重要材料，其質量、加工精度直接影響半導體產品的成品率。在半導體生產過程中，石英材料典型的應用有：石英坩堝用于硅單晶制造、石英玻璃鐘罩用于光刻工程、石英管制作的石英舟石英支架用于IC外延、擴散和光刻工程等。
　　

圖3 全球及亞太地區半導體銷售情況（十億美元）
行業研報

　　
　　2017年全球半導體銷售額有望達到3970億美元，同比增速達到17%。同時，我國作為半導體消費大國，2017年前三季度半導體銷售額達到955億美元，同比增速達到24%，半導體產業呈現較高的景氣度。
　　
　　按照每1億美元半導體消耗50萬美元石英玻璃材料的比例估算，2017年，全球半導體領域石英玻璃材料市場規模超過20億美元。
　　

圖4 我國集成電路制造業銷售額
行業研報

　　
　　在市場規?？焖僭鲩L的同時，國家業高度重視我國半導體自主率不足的問題，2015年我國半導體自給率僅為13.5%左右。《國家集成電路產業發展推進綱要》提出大力發展我國半導體產業，并提高關鍵設備和材料的國產化率。隨著我國成為半導體制造大國，石英材料國產化將提高更加廣闊的發展空間。
　　
　　3、石英材料在通信領域的應用
　　在光通訊領域，石英玻璃材料主要用于生產制作光纖預制棒、預制棒生產支撐材料以及光纖拉絲用支撐材料等。
　　2017年前三季度，我國新增光纜長度564萬公里，同比增速達到42%。在需求量增長的同時，光纖價格也開始上漲，中國聯通2017年集采價格增幅接近20%。2016年，我國發布了國家信息化發展戰略綱，指出了到2020年光纖入戶用戶占總寬帶用戶的比率提升至80%，固定寬帶家庭普及率提升到70%，移動寬帶用戶普及率提升至85%，在上述規劃指引下，我國光纖產業有望在十三五期間將保持持續、高速增長。
　　

圖5 我國光纖光纜長度

　　隨著5G發展的不斷推進，5G建設將進一步拉動對光纖的需求。除了我國實施寬帶中國戰略加強了對網絡基礎設施的建設外，美國、德國、法國、西班牙、印尼等國家也起動了網絡基礎設施的建設，光纖的需求量進一步擴大。全球主要國家的光網絡建設導致光纖持續供不應求，國際市場光纖價格已超過12美元/芯公里，價格持續上漲。全球光纖市場正處于量價齊升的發展機遇期。
　　

圖6 2017-2022 年全球光纖光纜供貨量與需求量預測
行業研報

　　
　　未來五年，全球光纖需求量有望持續保持增長，2018年，有望達到5.62億芯公里。我國作為全球光纖的主要生產國和消費國，光纖需求和增速有望超過全球增速。公司作為光通信領域石英材料的優質供應商，有望充分受益于光纖產業的高景氣度。
　　
　　4、我國高端石英材料產業現狀
　　石英玻璃行業具有較高的門檻，是氣煉熔制技術、真空電熔技術、連熔連拉熔制技術等多種技術交叉的綜合學科，對技術有較高的要求，目前也僅有美國、德國、法國、日本、英國、中國等少數國家能夠大量生產石英玻璃。石英玻璃材料產業的高技術門檻使得整個石英玻璃材料市場被邁圖、賀利氏、超精石英等少數幾家企業所主導。

表3 國外石英材料相關企業

　　我國石英玻璃產業起步于1957年，基于國防建設的需要，石英玻璃被列入12年科技發展規劃中；1957年至1966年，我國石英玻璃產業以生產工藝研究為主；1967年至1977年，各個品種相繼形成規模化生產，產業初具規模；1978年改革開放以后，通過引進國外先進技術、自主創新等方式，我國石英玻璃產業開始快速發展，部分產品和技術達到世界先進水平。

表4 國內石英材料相關企業

　　但與國際先進的石英廠家相比，我國企業還存在材料純度不夠高、產品質量不夠穩定等缺點，與國際先進水平還存在一定的差距。尤其是在半導體領域，我國產品的使用有限。向半導體和高端應用領域的擴張將會是我國石英玻璃企業發展的重要方向。
　　
　　來源：國海證券、廣發證券相關研報
　　編輯整理：中國粉體技術網（未經授權，禁止轉載）

培訓班推薦

想要聽中國建筑材料科學研究總院石英與特種玻璃研究院院長王玉芬教授分享高純石英提純、制備工藝及技術要求等精彩內容：