没有石英资源禀赋，却诞生多家全球顶尖石英材料企业！

 

   地处东亚地区的日本，是全球经济高度发达的国家。其领土由超过 7200 个星罗棋布的小岛，再加上北海道、本州、四国、九州这四大主要岛屿共同构成，陆地总面积达 37.8 万平方千米。据最新统计数据，日本总人口数约为 1.26 亿。根据 2023 年的数据，日本经济总量约为 4.23 万亿美元，排名世界第二。2024 年上半年，日本 GDP 为 1.96 万亿美元。

日本是一个资源相对匮乏的国家，石英资源的储量并不丰富，其国内高品质的石英矿相对较少，难以满足自身庞大的工业需求，特别是对于半导体等高科技产业对高纯石英砂的需求，很大程度上依赖进口。虽然日本自身石英资源相对匮乏，但在石英材料的加工和制造方面技术先进，尤其在合成石英砂、石英晶体元器件等领域处于世界领先地位，出口的石英制品主要面向半导体、光学、电子等高端领域。

 

 

石英材料发展史

 

 

早期起步阶段（19 世纪中叶 - 20 世纪中叶）

  石英玻璃的初步研究：1839 年法国人首先用氢氧燃烧火焰熔化石英制造石英玻璃，此后石英玻璃的研究在欧美逐渐展开，日本在这一时期开始关注并引进国外的石英玻璃制造技术和相关知识。

  基础材料研究的萌芽：日本的科研人员开始对石英的物理化学性质、晶体结构等基础方面进行研究，为后续的应用开发奠定了理论基础。

快速发展阶段（20 世纪中叶 - 20 世纪末）

  石英玻璃工业的建立与发展：20 世纪 50 年代，随着半导体技术和新型电光源的发展，对石英玻璃的需求大增，日本抓住这一机遇，大力发展石英玻璃工业。信越化学等企业开始大规模生产石英玻璃，不断改进生产工艺，提高产品质量，逐渐在国际市场上占据一席之地。

  石英晶体振荡器的研发与应用：1928 年，美国科学家制造出第一座石英钟，1969 年，日本精工推出世界上首枚石英表，平均每月误差在 5 秒左右，比当时的机械表要精准数百倍以上。此后，石英晶体振荡器在日本的钟表、电子等领域得到了广泛应用，推动了日本石英材料产业的进一步发展。日本企业在石英晶体振荡器的小型化、高精度化方面取得了显著进展，使其在全球市场上具有很强的竞争力。

石英在光学领域的应用拓展：日本开始将石英材料应用于光学镜片、光纤等领域。在光学镜片方面，不断提高石英镜片的制造精度和光学性能，满足了高端光学仪器的需求；在光纤领域，积极参与全球光纤通信技术的研发和应用，成为世界上重要的光纤生产国之一。

现代创新阶段（21 世纪初至今）

  高纯石英砂的研发与生产：为了满足半导体、光伏等高端产业对高纯石英砂的需求，日本的科研机构和企业加大了在高纯石英砂提纯技术和生产工艺方面的研究投入。京鹤研究所等机构与企业合作，开展高纯石英砂的技术研究，在高纯石英砂的合成、提纯工艺以及相关性能的提升等方面取得了重要突破，使日本在高纯石英砂领域处于世界领先水平。

  石英材料在高科技领域的多元化应用：日本在石英材料的表面改性、复合技术等方面进行了大量的研究工作，开发出了一系列具有特殊性能的石英基复合材料，如石英纤维增强复合材料、石英与半导体材料的复合结构等，这些材料在航空航天、新能源、生物医学等高科技领域得到了应用。

  研发与合作的国际化：日本的石英材料研究机构和企业加强了与国际同行的合作与交流，积极参与国际科研项目和产业合作。通过与欧美等国家和地区的合作，引进先进技术和经验，同时也将日本的石英材料技术和产品推向全球市场。

 

发展石英产业的优势

 

战略政策支持：日本政府曾经发布过《日本产业结构展望2010》的报告以新成长战略为指导，将包括：高温超导、纳米、功能化学、碳纤维、IT 等新材料技术在内的10 大尖端技术产业确定为未来产业发展主要战略领域，就相关领域的现状和问题、发展方向进行了分析，并提出了相应的行动计划。日本政府十分重视新材料技术的发展，重点把开发新材料列为国家高新技术的第二大目标，因此，日本材料企业在全球新材料产业界形成一枝独秀领先局面。

 

技术研发优势科研投入大：企业和政府高度重视石英材料技术的研发，投入大量资金用于科研。例如，信越化学等大型企业，每年将相当比例的营收投入到研究与开发中。这些资金用于建设先进的实验室，购置高精度的实验设备，如高分辨率的显微镜、先进的光谱分析仪等，用于研究石英的微观结构、物理化学性质等。

研发团队实力强：拥有众多高水平的科研人员，他们在材料科学、化学工程等领域具有深厚的专业知识和丰富的实践经验。在石英材料研究方面，这些科研人员能够开展从基础理论研究到应用技术开发的全方位工作。比如在石英晶体振荡器的研发中，科研人员不断探索新的晶体生长方法和振荡电路设计，以提高产品的精度和稳定性。

技术创新能力强：在石英材料的提纯技术、石英玻璃制造工艺、石英晶体加工等方面不断取得创新成果。在提纯技术方面，开发出了高效的化学和物理提纯方法，能够生产出高纯度的石英材料，满足半导体等高端产业的需求。在石英玻璃制造工艺上，掌握了高精度的成型和烧结技术，生产出的石英玻璃制品具有良好的光学性能和热稳定性。

产业基础优势完整的产业链：石英产业涵盖了从石英矿石采买、加工到石英制品生产，再到下游应用的完整产业链。在加工环节，有众多企业专注于石英材料的粉碎、提纯等工序。在石英制品生产领域，能够生产石英坩埚、石英管、石英晶体振荡器等多种产品，并且这些产品在质量和性能上处于国际先进水平。

产业集群效应明显：形成了以信越化学等大型企业为核心，众多中小企业配套协作的产业集群。在这些产业集群中，企业之间能够实现资源共享、技术交流和分工协作。例如，在半导体石英材料产业集群中，大型企业负责高附加值产品的生产和研发，中小企业则为其提供原材料加工、零部件生产等服务，这种协同发展模式提高了整个产业的效率和竞争力。

质量控制优势严格的质量标准：企业普遍遵循严格的质量标准，在石英材料生产过程中，从原材料的筛选到成品的出厂，每一个环节都有详细的质量检测指标。例如，在石英晶体生产中，对晶体的频率精度、温度稳定性、杂质含量等参数都有极高的要求，确保产品质量达到国际领先水平。

先进的质量检测设备和方法：企业配备了先进的质量检测设备，如高精度的电子显微镜、激光粒度分析仪等，用于检测石英材料的粒度、纯度、晶体结构等参数。同时，还采用了先进的质量检测方法，如无损检测技术，能够在不破坏产品的情况下检测内部缺陷，保证产品质量的可靠性。

 

日本石英材料企业

 

 

 

信越化学

  信越化学是日本最大的化工企业之一，在石英材料领域具有重要地位。信越石英株氏会社是其旗下专注于石英材料业务的公司。主要生产半导体用石英制品、光通讯器件、太阳能器件产品等，如高精密度高纯度半导体石英系列产品，包括石英管、石英环、石英舟、石英法兰、石英基板等，广泛应用于半导体集成电路制造、光通信、太阳能等领域。

Ferrotec集团

  旗下的石英事业部主要生产精密半导体石英制品，服务于全球 5 大国际知名半导体设备制造商，在中国市场占有率达 40%。采用高品质进口原材料，经过一系列的先进加工工艺处理而成，历经20余年的研发生产，Ferrotec可批量生产12",8"以及8"以下半导体装置用石英制品，并具备下一代18"石英产品的研发能力。同时能够根据客户要求选用合适的原材料进行加工生产。

泰谷诺

  日本泰谷诺石英株式会社成立于 1976 年 10 月，为上市公司，本部设在东京，下设三个工厂，七个营业所。主要从事半导体制造用石英夹具和硅产品的制造与销售，在半导体石英制品领域有一定的市场份额。杭州泰谷诺石英有限公司是由日本泰谷诺石英株式会社全资投资，2002 年 3 月在杭州经济技术开发区注册成立的日资企业。

东曹石英

 

  属于东曹集团，在日本山形县拥有多个国内生产工厂，如位于山形市、米泽市和酒田市的工厂，分别生产半导体产品、精密产品、半导体产品及 LCD/OEL 光掩膜基板等。此外，在台湾地区的台南科学工业园区设有台南工厂和新竹销售办公室，在韩国清州市设有工厂和首尔销售办公室。合成石英技术处于世界前列，生产的高纯度合成石英产品，如 ES 系列合成石英，各项纯度指标均低于常规的检测极限 10ppb，在纯度方面表现卓越。产品以气泡等缺陷少、纯度高著称，具有极高的光学均匀性、极低的热膨胀系数、出色的耐热性、高度的化学稳定性等，能满足各种高科技应用对材料的严格要求。

株式会社 DG Technologies

  成立于 1981 年 10 月 26 日的日本企业，主营业务为刻蚀设备用部件的研发、生产和销售，产品包括硅电极、硅环、石英环等。同时，还从事石英产品、硅产品的制造、加工、研磨，石英产品、硅产品等。DGT是东京电子、台积电、美光等公司的供应商，在半导体刻蚀设备部件市场上具有一定的知名度和市场份额，其产品质量和技术水平得到了国际知名企业的认可。有研硅拟以支付现金的方式收购株式会社 RS Technologies 持有的株式会社 DG Technologies 的 70% 股权。有研硅生产的刻蚀设备用硅材料是 DG Technologies 生产刻蚀设备部件的主要原料，双方为产业链上下游关系。此次并购整合与有研硅发展战略具有较高的战略契合度和较强的产业协同性。

三菱化学

  目前唯一大规模量产合成石英砂的企业，采用硅醇盐法制得，经过 30 多年的制造技术改进，拥有独特的生产工艺和技术积累，使其能够大规模生产高品质的合成石英砂，其产品纯度可达7N级，广泛应用于半导体、光伏、紫外灯、光导纤维等领域‌。三菱化学计划扩大其九州福冈工厂的产能，计划于 2028 年 9 月开始运营，以满足半导体市场持续增长的需求‌。

龙森公司

  成立于 1963 年 10 月，注册资本为 8,641 万日元，专业从事二氧化硅填料的制造和销售。主要产品包括高纯度结晶性石英粉、高纯度熔融石英粉、高纯度真球状石英粉等，其产品在倒装片系列填料、半导体密封环氧树脂用填充料等方面有广泛应用，生产基地和分支机构分布在日本、马来西亚、新加坡、美国等国家。

电化株式会社

  成立于 1915 年 1 月，是全球性化学工业企业。业务涵盖无机化学品、有机化学品和电子材料、医药等领域，其尖端机能材料部负责溶融硅石球状型、超微粒子球状硅石填充料、电化球状氧化铝等产品，主要应用于半导体密封环氧树脂用填充料、记忆装置等。

雅都玛

  成立于 1990 年 2 月，注册资本为 3.07 亿日元，主要生产和销售球形颗粒二氧化硅、球形氧化铝粉体及其二次加工产品，是国际主要硅微粉生产商。其产品系列分为 admanano、admafine 和 admafuse，应用于超薄半导体用塑封料、lcd 和 pdp 等的平板显示设备的隔膜密封材、汽车零部件为首的工程塑料、食品和医疗用品的包装薄膜等。

新日铁

  成立于 1985 年，由日本新日铁股份公司和播磨耐火炼瓦股份公司共同出资设立。主要致力于半导体封装材料的研发、生产和供应，产品应用于大规模、超大规模集成电路封装及电子元器件、高压电器件的绝缘浇注、高级橡胶轮胎、高档油墨、涂料等领域，是世界上最先利用熔射法，使真球状微粒子制造技术在大规模的工业化生产中得以实现的材料供应商。

日本电波工业株式会社

  成立于 1948 年，是 “世界第二大” 石英晶体元器件生产企业。以其高超的技术水平和实施彻底的品质管理而闻名，主要产品包括晶体谐振器、晶体振荡器、滤波器、声表面波滤波器和光学低通滤波器等，其产品在移动通信和汽车电子市场占主导地位。

大真空株式会社

  成立于 1959 年，是全球晶振制造商之一。主要生产小型石英晶体、贴片晶振、有源晶振等频率元件，在小型贴片晶振领域处于前端。

日本精工

  969 年，日本精工推出世界上首枚石英表，在石英晶体振荡器领域有深厚的技术积累和丰富的生产经验。其晶振产品在市场上也有一定的影响力，涵盖了 khz、mhz 以及 ghz 等多个频率范围，尤其以高精度、轻薄型与小型化的产品而闻名，广泛应用于消费类电子、手机、智能手表、车载导航、pcb 等电子产品领域。

AGC

  原名旭硝子株式会社，是一家全球性的玻璃制造公司。主营产品包括平板玻璃、汽车玻璃、显示器玻璃等。在平板玻璃领域，控制着全球近 20% 的市场份额；汽车玻璃曾是全球营收第一；显示器玻璃是平面显示器等增长事业中的重要产品，如为电脑、手机等生产的超薄、高精度玻璃基板。在半导体设备光刻用的前沿合成石英玻璃方面享有很高的声誉，并商业化了 SiC、CMP 浆料等，积累了有关半导体制造设备的各种专业知识，与东京电帕合作成功开发出了对激光具有高抗性的合成石英晶体材料，可作为半导体曝光透镜系统的透镜材料。

HOYA

  1941 年由 Shoichi 和 Shigeru Yamanaka 兄弟在日本东京创立，是世界第二大眼镜镜片生产商、日本第一大隐形眼镜生产商、世界第二大医用内窥镜生产商和日本第一大白内障用眼内镜片 / 陶瓷人造骨骼生产商。在半导体制造方面，是半导体制造的关键材料供应商，特别是在 EUV 掩模坯料和光掩模的生产方面占据重要地位，其生产的高精密掩模坯料有助于半导体的微型化，是全球领先的光掩模版供应商。拥有多项专利技术，在光学材料研发、镜片制造工艺、医疗设备技术、半导体掩模制造等方面处于世界领先水平。是全球领先的光掩模版供应商。Hoya公司指出，EUV掩模版需求强劲，并计划扩产来满足2HFY26及之后的需求。

 

 石英材料研究机构 

 

 

日本国立材料研究所（NIMS）

  2001 年由国立金属材料技术研究所（NRIM）和国立无机材料研究所（NIRIM）合并成立。是一个充满活力的组织，在材料的合成、表征和应用研究等方面成果显著，涵盖了金属、半导体、超导体、陶瓷、有机材料和纳米材料等多种材料。

京鹤研究所

  是日本一家在高纯石英砂研究领域具有一定影响力的科研机构，拥有高端研发人才及与日本高校及产业研发机构广泛联系的优势。在高纯石英砂的研发方面具有先进技术，与中触媒合作研究开发可用于单晶硅拉晶的半导体坩埚内层砂及光掩膜版的材料等。

信越化学株式会社的先进功能材料研究中心

  信越化学是一家大型的综合性化学企业，在硅酮、电子材料等领域处于领先地位，其先进功能材料研究中心基于积累的单晶生长、精细加工和薄膜技术，致力于合成石英的研发，包括合成石英的制备工艺改进、性能优化以及在光学、电子等领域的应用研究，如开发用于光隔离器等光学元件的合成石英材料。

东京大学地质研究所

作为日本顶尖大学的研究机构，在地质学、矿物学等领域有着深厚的学术积累和卓越的研究实力。

京都大学

  与日立公司合作开发出了可以保存数亿年数据的石英玻璃，该石英玻璃制成的原型是一个 2 厘米宽、2 毫米厚的正方形，内部有四层由飞秒激光产生的点，这些点以二进制形式表示信息，可通过基本光学显微镜读取。

 

结语

 

 

  由国际半导体设备及材料协会主办的SEMICON Japan展会不及前于东京圆满落幕。参展企业达到 752 家，吸引了本田电子、冲绳县政府、冈崎制造、川崎重工、尼康、Raesch Quarz (Germany) GmbH、日立、松下、东京工业技术学院、麻省理工学院、三菱重工等知名企业参加，参观人数约103,000人次，较上年增加约20%。按国家/地区划分的参展商和机构数量来看，日本（863家）位居榜首，中国内地则以46家位居第二。中国台湾（26）位居第四，韩国（45）位居其间。据一位高科技产业的记者说，以前SEMICON Japan几乎没有中文支持，而今日本变了，会场内广泛使用中文。

  日本在新材料尤其是石英材料的研发和生产技术方面一直处于世界领先地位。全球半导体行业持续发展，对高纯度石英材料的需求不断攀升。据东京证券研究所预计，2030 年全球半导体市场规模将达到 1 万亿美元以上，年均增速达 5%-6%。日本作为半导体产业强国，石英产业将受益于本国半导体行业的发展，为石英材料提供稳定的市场需求。