看似渺小的砂子,，最近因?yàn)樯虅?wù)部暫停對臺出口天然砂火了,。
不明真相的網(wǎng)友炸開了鍋,，“搞不好跟晶圓有關(guān)”“趕緊把芯片囤起來”……
天然砂網(wǎng)絡(luò)鑒定磚家們用一知半解的聯(lián)想瘋狂炒作：
“臺灣半導(dǎo)體可能遭遇重創(chuàng)”,，甚至“用天然砂換芯片技術(shù)”……
國內(nèi)某芯片大廠都坐不住了,，到投資者平臺澄清：
天然砂是建筑行業(yè)主要原材料,，此事對半導(dǎo)體行業(yè)影響較小,。
辟謠一錘定音,，吃瓜群眾一哄而散。
半導(dǎo)體究竟用的什么砂子,，卻鮮少有人弄明白,。
廣義上，我們習(xí)慣將半導(dǎo)體稱作芯片。
小到一個遙控器,、電動玩具,，一部5G手機(jī)，大到一輛特斯拉,，未來的人工智能生態(tài)圈等等,，都要用到少則一個多則上千個的芯片。
狹義上顧名思義,，半導(dǎo)體是一種導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間材料,。
而控制導(dǎo)電與不導(dǎo)電，這里面主要依賴元素——硅（Si）和鍺（Ge）,。
當(dāng)年“晶體管之父”肖克利如果沒有嘗試用硅作為晶體管的材料,，現(xiàn)在的硅谷可能是鍺谷。
在當(dāng)時的貝爾實(shí)驗(yàn)室里,，每天早上都有一群年輕的博士把窯爐燒制到數(shù)千度,，然后開始熔化鍺和硅。
他們將一個小的機(jī)械柱放入粘稠物中,，在機(jī)械柱的底部便形成了晶體,。
然后用鑷子把晶體夾住放在顯微鏡下，用鉆石刀把它切成小片……
肖克利等人在實(shí)驗(yàn)室研究晶體管
隨著集成電路的誕生與成熟,，硅因?yàn)楦鼉?yōu)越的特性取代了鍺,，直到今天一直被廣泛使用。
巖石,、砂礫,、塵土……所到之處都有硅的廣泛存在。
硅砂?最常見的?形式?就是?石英?（或硅?石?）?,，主要成分為?二氧化硅（SiO?）,。
從硅?砂?到?半導(dǎo)體硅片，要經(jīng)歷一系列物理和化學(xué)操作,，含硅量的高純和高精度是關(guān)鍵,。
因此?高純的石英砂才是制造芯片的基本原料。
對于高純石英砂,，純度高、雜質(zhì)含量低于20ppm只是基本入門款,。
各純度標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)產(chǎn)品,、應(yīng)用領(lǐng)域不同，價格差異大,。
來源：中泰證券
4N級產(chǎn)品,，主要應(yīng)用于高級照明、電子封裝工業(yè)等領(lǐng)域,，價格在600－1500美元／噸,；
4N8級產(chǎn)品,，主要用于光伏、通信工業(yè)領(lǐng)域,，價格在5500－8500美元／噸,；
5N級產(chǎn)品，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體,、芯片制造領(lǐng)域,，價格飆升至1?萬美元?以上?，?在12000－15000美元／噸,。
來源：石英股份招股書
“我們只是大自然的搬運(yùn)工,。”
獲取高純度石英砂,，除了主動提純,，來源純度越高，品質(zhì)也越高,。
全球的高純石英砂大部分產(chǎn)自美國的一個偏遠(yuǎn)地區(qū),。
這里坐落?著?一家?百年老礦Spruce Pine。
此地?fù)碛凶罴儍舻奶烊皇⑹?，一種地球上格外珍貴的原始沙土,。
它曾壟斷了全球90％以上的高純石英砂需求量，在相當(dāng)長時間內(nèi)甚至是唯一的來源地,。
被BBC稱為“地球上最具戰(zhàn)略價值的平方英畝”,。
這些超純的二氧化硅顆粒，在各種邏輯,、存儲等硅基芯片方面起著關(guān)鍵作用,。
有了高純度的硅砂，還需經(jīng)歷脫氧提純,、電弧爐提煉,、鹽酸氯化、蒸餾等一系列流程,。
最終分離純度高達(dá)99％以上的金屬硅或晶體硅,，又稱結(jié)晶硅或工業(yè)硅。
通常來說,，95－99％純度的硅稱為工業(yè)硅,。
太陽能電池板用硅必須是99．999999％（8個“9”）的純度。
純度達(dá)99．9999999％至99．999999999％（9－11個 “9”）的,，稱為超純多晶硅,。
芯片的要求更高，它的硅必須是99．99999999999999％（16個“9”）的純度。
這些無限逼近100％純度的多晶硅,，成為后續(xù)晶圓,、芯片制造的重要原材料。
接著,，就是制造晶棒,、晶片分片了。
多晶硅被熔化,、拉制成了單晶硅棒,，用于集成電路芯片制作。
PS,，熔化多晶硅的石英坩堝屬于消耗品,，所用高純石英砂SiO?含量需達(dá)99．998％以上（高于光伏玻璃的98．55％）。
最終將晶棒橫向切成厚度基本一致的晶圓片（Wafer）,。
后續(xù)半導(dǎo)體工藝流程都是基于這樣的砂石重新打造出來,。
整個一點(diǎn)石成金，化腐朽為神奇,。
成型后的硅片,，占據(jù)了半導(dǎo)體襯底的核心地位。
由硅制成的硅元器件,，占據(jù)了90％以上的半導(dǎo)體器件市場,。
從硅砂中提取的硅，因而成為微電子產(chǎn)業(yè)最重要的半導(dǎo)體材料,。
和建筑用砂相比,，高純度硅砂的產(chǎn)量微不足道。
去年,，全世界生產(chǎn)的高純度石英砂的總量僅為4萬多噸,，預(yù)計到2024年不過10萬噸。
物以稀為貴,，高純度硅砂市場的主導(dǎo)玩家掌握著半導(dǎo)體行業(yè)的“金礦”密碼,。
作為硅片的上游主要原材料，高純的多晶硅主要被北美,、?歐洲?等?海外?企業(yè)壟斷,。
美國尤尼明（Unimin）在全球高端石英砂市場一家獨(dú)大，壟斷了國際市場上4N8及以上高端石英砂產(chǎn)品,。
其坐擁美國Spruce Pine地區(qū)優(yōu)質(zhì)的花崗質(zhì)偉晶巖礦床,，主導(dǎo)著Spruce Pine石英的生產(chǎn)。
尤尼明供應(yīng)的大部分高純度和超高純度石英,，相當(dāng)于擁有數(shù)十年的芯片制造材料，下游廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光伏領(lǐng)域,。
另一家挪威TQC在美國Spruce Pine及挪威同時擁有基地,，也在該市場上搶占份額，下游可應(yīng)用于半導(dǎo)體,、光伏及電光源領(lǐng)域,。
我國的石英股份是國內(nèi)高純度石英砂巨頭，具備“礦源”和“提純能力” ,。
應(yīng)用于高級照明,、電子封裝工業(yè)等多數(shù)領(lǐng)域的中低端石英砂，目前已經(jīng)國產(chǎn)化,。
但我國半導(dǎo)體領(lǐng)域用高純石英砂公司仍以進(jìn)口為主,，曾經(jīng)還被高純石英砂“卡脖子”。
2017年前,，高純度硅料稀缺,，加上外資廠商壟斷，國產(chǎn)硅片成本居高不下,。
其原礦石的國外貨源占比長期高居不下,，在2020年甚至達(dá)到了90％。
不過也不用太擔(dān)心,。
近年來?新的高純石英礦床在勘探,，新的化學(xué)合成技術(shù)或?qū)⑼苿恿慨a(chǎn)，而這項(xiàng)技術(shù)無需高純石英原礦石作為原料,。
至于此次對臺暫停出口的天然砂,，它是自然條件作用而形成的巖石顆粒的統(tǒng)稱，主要包括河砂,、石英砂,、海砂等。
天然砂在基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域用途比較廣泛,，中國臺灣天然砂進(jìn)口量的90％以上都來自大陸,。
我國作為基建大國，對天然砂的需求量較大,，僅去年一年的進(jìn)口金額就達(dá)到了超13億元的峰值,。
據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，去年我國500多萬噸的天然砂進(jìn)口數(shù)量已經(jīng)是出口數(shù)量（130多萬噸）的4倍,。
而半導(dǎo)體行業(yè)所用的原始硅材料,，是各種含硅的礦石，在全球各地都有相當(dāng)大的儲量,。
且半導(dǎo)體這對硅材料的消耗量遠(yuǎn)小于建筑行業(yè),，這一措施談不上造成瓶頸,。
實(shí)際上，天然砂被限制后,，中國臺灣砂石業(yè),、營建業(yè)只能靠內(nèi)需消耗，對臺灣經(jīng)濟(jì)來說可不是什么好事,。
綜上,，此天然砂非彼半導(dǎo)體用砂。
天然砂的含硅量和半導(dǎo)體硅砂相比,，根本是?風(fēng)牛馬不相及,。
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