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石英砂问答

石英砂是天然砂吗(天然砂,到底多重要?)

发布时间:2023-01-28  人气: 45

“脑袋里进多少水,才能认为制造芯片用的石英砂是天然砂?”

今天,紧随着佩洛西飞机落地而来的制裁落地,让“天然砂”迅速成为最热门的词汇,联想到行程中的台积电,一些脑洞大开的网友,甚至数码领域的知名博主,开始为大家孜孜不倦地科普,这是“天然砂是硅片等半导体的上游”,目标直指晶圆制造大厂。

不知道有些人属于知识缺陷还是恶意联想,如果是前者,可以像我一样通过搜集资料给自己补课,如果是后者,恐怕就是一种病了,得治。

所谓的天然砂,百科资料称是“由自然条件作用(主要是岩石风化)而形成的,粒径在5mm以下的岩石颗粒”。相较于由石头粉碎而成的“机制砂”,天然砂经过水冲,河洗所以手感比较细腻。

不过,机制砂也有材质优良、稳定,矿物成分和化学成分与原料一致,没有天然砂那样复杂,砂粒清洁,无泥质和其他有害杂质,性能稳定等优点。

说得直白点,听上去高大上的“天然砂”其实就是一种最基础的建筑材料,是混凝土行业必不可少的直接材料,老百姓俗称“砂子”。也就是说,受到影响最大的行业,可能并不是台积电,而是建筑业。

那么,到底禁止“天然砂出口”会对岛内建筑业或者混凝土行业影响多大呢?有消息称,由于天然砂在我们这里需求就很旺盛,长期以来出口料源少、价格高,只有特殊情况下才会使用,进口的更多是“机制砂”,混凝土行业多半采用的天然砂也是本地产。只是,现在并不清楚关于“天然砂”的具体定义和涵盖范围。

不过,原本仅限于影响建筑业的天然砂,却在极短时间内被热炒为“剑指晶圆制造”,是对芯片行业的釜底抽薪。

按照网传“众所周知”的科普,“芯片的原料是硅片,而硅片的原料是天然砂,岛内天然砂进口量90%以上来自大陆,而芯片占2021年出口额的34.8%,虽然这个制裁我们也会受到影响,但是别忘了,台积电最大的客户是苹果、高通、AMD、联发科、博通等。”

这种科普靠谱吗?

由于本人也不掌握“众所周知”的常识,只能求助于搜索引擎,我不懂晶圆制造,却懂中文,根据“由科学技术部代管的副部级事业单位”科技日报于2019年9月18日发布的《沙子快没了!别担心,造芯片主要用的不是它》报道,透过标题就可以得知,所谓“众所周知”的“硅片原料是天然砂”就是偷换概念。

科技日报记者通过采访业内相关专家证实,硅确实是制造半导体器件的基础材料,沙子要变成硅材料,“要用碳将硅从富含二氧化硅的沙子中提取出”,一步步转化为“高纯度的单晶硅,才能用作生产材料”。不过,半导体行业用硅量非常有限。

这篇报道还澄清说,“半导体行业的迅猛发展和沙砾过度采掘之间并无太多相关性”,“实际上,《自然》所报道的沙子供不应求的情况最可能出现在建筑行业,因为建筑用沙有一定的标准,沙漠中的沙子或海沙一般都不符合要求,只有河沙合适。加之,近年来建筑行业的快速发展,导致世界各地的河沙开采和消耗速率超过了自然恢复速率。”

另外,最关键的是,据“北京理工大学材料学院副研究员常帅”介绍,“半导体行业所用的硅材料,其主要来源并不是河沙,而是各种含硅的矿石,如脉石英、石英砾石等。”也就是说,硅片或者晶圆制造,没有一毛钱关系,与一些网友意淫的剑指台积电压根就八竿子打不着。

借用常帅的观点多说一句,“含硅矿石在地球的储量非常大,而且半导体这种高精尖化产业对硅材料的消耗量远小于建筑行业,因此‘沙子不够用’这一问题不会成为半导体行业发展的瓶颈。”

需要指出的是,哪怕是贵为科技日报,对“砂子”的用字也不尽正确,通篇报道中,除了“沙漠中的沙子”之外,“天然沙”、“机制沙”、“沙子”的正确用字应该是“天然砂”、“机制砂”、“砂子”。

多说一句,哪怕是家里有矿,进口砂石由于运费成本实在过于高昂,一般建筑业也不会使用,更何况这些东西也能地产,绝非大家想象中的冲击那么大。

哪怕是再小的反制,我们也会鼎力支持,只是,有些科普作者不能欺骗我们,拿着我们的智商在地上摩擦。

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