电子级硅材料应用电子级硅微粉：高性能非金属材料的特性与应用|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

电子级硅微粉：高性能非金属材料的特性与应用

什么是电子级硅微粉

电子级硅微粉是一种高性能的非金属材料，具有极小的粒度，通常可以达到微米级甚至纳米级。它以其优异的物理和化学性能，比如热稳定性、化学稳定性、绝缘性、低膨胀性等，在多个领域发挥着至关重要的作用。

高纯度

电子级硅微粉具有极高的纯度，SiO₂含量通常超过 99.5%，甚至可以达到 99.99%以上。这一特性使其在高端领域应用中具有出色的稳定性和可靠性。例如在集成电路制造中，高纯度的硅微粉能确保芯片的性能稳定，减少杂质对电路的干扰。

热膨胀系数小

在温度变化时，体积变化较小，有利于保持产品的稳定性。比如在一些精密电子设备中，电子级硅微粉的这一特性可以确保设备在不同温度环境下仍能保持精准的工作状态。

内应力低

低内应力有助于减少材料在加工和使用过程中的变形和开裂。比如在电子元器件的封装过程中，低内应力的硅微粉可以有效避免封装材料的开裂，提高产品的可靠性。

高耐湿性

能够抵抗潮湿环境对材料性能的影响。在一些潮湿的工作环境中，如海洋工程、地下工程等领域，使用电子级硅微粉可以保证材料的性能不受潮湿环境的影响。

低放射性

保证了材料在电子、航天等敏感领域使用的安全性。在航天领域，对材料的放射性要求极高，电子级硅微粉的低放射性使其成为航天设备制造的理想材料。

耐温性好

能够在高温环境下保持稳定的性能。在一些高温工作的电子设备中，如发动机控制系统、高温传感器等，电子级硅微粉可以作为绝缘材料和填充材料，保证设备的正常运行。

耐酸碱腐蚀

电子级硅微粉的PH值呈中性或接近中性。这种中性的PH值有助于保持其在各种体系中的稳定性，避免与其他成分发生不必要的化学反应，不易被酸碱等化学物质侵蚀。在化工领域，电子级硅微粉可以作为耐腐蚀材料的填充剂，提高材料的耐腐蚀性能。

高绝缘性

电子级硅微粉之所以具有高绝缘性，主要归因于以下几个方面的因素。

高纯度与低杂质含量：原料纯净，通常由天然石英（SiO₂）或熔融石英经多道工艺加工而成，这些原料本身具有较高的纯度。在加工过程中，通过破碎、球磨、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺，可以进一步去除原料中的杂质，提高硅微粉的纯度。这种高纯度意味着硅微粉中导电性杂质的含量极低，从而减少了电流泄漏的可能性。

稳定的化学性质：硅微粉是一种无机非金属材料，其化学性质相对稳定，不易与其他物质发生化学反应，从而保持了其绝缘性能的稳定性。同时，电子级硅微粉具有良好的耐温性，能在较宽的温度范围内保持其物理和化学性质的稳定，这进一步保证了其绝缘性能的可靠性。

优异的物理性能：硅微粉具有较高的电阻率，这是衡量材料绝缘性能的重要指标之一。高电阻率意味着材料对电流的阻碍作用大，电流难以通过，从而保证了其高绝缘性。此外，电子级硅微粉通常具有较低的吸湿性，这有助于防止因水分吸收而导致的导电性增加，进一步保持了其绝缘性能。

低膨胀性

在温度变化时，体积变化小，有利于保持产品的尺寸精度。在精密仪器制造中，电子级硅微粉的低膨胀性可以保证仪器的精度和稳定性。

细小粒度

粒度范围从微米级到纳米级，使得硅微粉具有较大的比表面积，增强了其与其他材料的相互作用能力。

电子级硅微粉的粒度目数有多种，常见的有 600 目、1250 目、1500 目、5000 目等。不同目数的电子级硅微粉用途如下：

600 目：可用于电子元件的塑封料和包装料，准球形硅微粉用于环氧树脂绝缘封装材料中，可增加填充量，降低混合材料体系的粘度，改善加工工艺性能，提高混合料的渗透能力，降低固化物的膨胀系数和固化过程的收缩率，减小热涨差。

1250 目：可用于电子元件的塑封料、负极材料等。

1500 目：可用于负极材料。

5000 目：可用于精密陶瓷等。

应用领域——电子工业

作为集成电路的塑封料和包装材料，对集成电路进行保护和封装。例如，在智能手机、平板电脑等电子设备中，电子级硅微粉被广泛应用于集成电路的封装，提高芯片的稳定性和可靠性。

用于电子元器件的塑封和包装，提高元器件的稳定性和可靠性。如在电阻、电容等电子元器件的封装中，电子级硅微粉可以起到绝缘、散热和保护的作用。

在电子灌封胶、导热垫片或导热硅脂等热界面材料中作为关键组分，提高散热能力。例如，在电脑 CPU、显卡等高性能电子设备中，使用含有电子级硅微粉的导热材料可以有效地将热量散发出去，保证设备的稳定运行。

应用领域——化工工业

作为高档油漆、涂料的填充料和增稠剂，改善产品的性能和外观。在一些高档汽车漆、建筑涂料中，电子级硅微粉可以提高涂料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，同时还可以改善涂料的光泽度和色泽。

在橡胶、塑料等高分子材料中作为填充料或增强剂，提高材料的力学性能和耐热性。例如，在汽车轮胎、工程塑料等产品中，加入电子级硅微粉可以提高材料的强度、耐磨性和耐热性，延长产品的使用寿命。

应用领域——其他领域

在精密铸造中作为型砂或芯砂的添加剂，提高铸件的精度和表面质量。在航空航天、汽车制造等领域的精密铸造中，电子级硅微粉可以提高铸件的尺寸精度和表面光洁度，减少铸件的缺陷。

在电力设施中，如干式变压器、消弧线圈等的绝缘部件中，与环氧树脂体系混合使用，提高绝缘性能。在电力系统中，电子级硅微粉可以作为绝缘材料，提高电力设备的安全性和可靠性。

生产工艺

电子级硅微粉的生产工艺主要包括物理法和化学法。

物理法通过机械粉碎、球磨、气流磨等方式将天然石英砂或熔融石英粉碎成微米级或亚微米级的粉末。

化学法则通过化学反应制备硅微粉，包括气相法、液相法和固相法。其中，气相法和液相法制备的硅微粉纯度高、粒度分布窄，但设备投资大、能耗高。

综合法则是结合物理法和化学法的优点，通过多个步骤制备硅微粉，以得到既纯度高又粒度分布窄的产品。

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我国硅料行业为何会有如此优势？芯片用电子级硅料获得重大突破

2020年，我国成为全球多晶硅产能最大的国家，全球占比超过67%，要知道2008年，我国占比不到8%。前几年，多晶硅一度被外国企业垄断，高额垄断利润被外企拿走，我国光伏组件行业只能赚点血汗钱，一度被国人骂成是血汗工厂，外国买办。实际情况是我国企业也想站着赚钱，但是命根子被人捏着，生死不由己啊。这几年死了多少光伏企业，很多都是死不瞑目的，他们之前根本就不知道这些所谓的文明国家会如此不讲武德。

多晶硅料

接下来，我就介绍一些什么是多晶硅料，还有我国的一些优势，有说得不对的地方请大家补充。

前面我说到的多晶硅是指多晶硅料，是非常重要的上游基础材料，是生产太阳能单晶、多晶硅片和芯片用晶圆的原材料，一般分为太阳能级和电子级。太阳能级多晶硅纯度要求99.9999%以上，小数点后4个9；而电子级多晶硅要求99.999999999%以上，小数点后9个9，纯度越高，级别越高，有些要达到14个9。太阳能级的算是中低端市场，技术难度低一些，利润也低，但量大，占了90%以上的市场；电子级是高端市场，因为对纯度的要求极为变态，所以技术难度高，利润也是最高的。

单晶硅柱

前几年，我国企业受多种限制，生产出来的硅料只能满足中低端的市场需求，基本上都是用于光伏行业。大家都知道一旦高科技被我们掌握，就会被做成大白菜。太阳能级多晶硅被我们突破后，就基本上没有外国公司什么事了，2020年，我国最起码80%以上的太阳能级硅料都是国产的，还有部分进口是因为产能满足不了市场需求，2021年国产率就会更高。

现在我们电子级的硅料也得到了突破，开始上量，但是离电子级最高等级还有些差距，所以电子级硅料国产率暂时不高。像协鑫、中环这方面都得到了突破，正在上量中。前段时间大美丽国搞我们，让国内电子级硅料上量受到严重影响，让全球缺芯更严重，我有一期视频有介绍，感兴趣的朋友请翻看。不过呢，这是拦不住的，这部分产能预计2021年下半年就可以逐步上来了，国产芯片就更有底气了，谁让我们这个也突破了呢，大家静等好消息吧。

我国硅料行业为什么会如此有优势呢？我总结了几点。

第一，我国是全球最大的多晶硅市场。太阳能硅片全球市产量占比是90%以上，看到的精确数据是2019年97%以上，不知道数据是否准确，但不管怎样，结果都是一样。电子级市场占比后续最起码要到70%以上，因为国家的目标是2025年芯片自给率70%以上。一句话，得市场者得天下。

第二，中国产品成本极有优势。首先，我们设备都是这几年采购的，价格更低，性能更好，关键是很多都已实现国产替代，这块就已经比国外企业有显著优势了。其次，我国产能高度集中在几家大公司，更容易现实规模化效应，而且有强大资源使用最先进的生产工具和技术进一步降低成本。我国这些大工厂大部分集中在我国西南省份、新疆、青海，这些电力成本、人力成本、原料成本极低的地方，全球其它地方很难跟我们PK。

第三，我国企业研发投入不断加大，产品品质越来越好，连最高端的电子级硅料都已批量生产，而且去美国化已完成，限制越来越少，中国企业也有机会吃肉了。