垄断|制成芯片的重要原材料,中国产量世界第一,为何被日本垄断全球?

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现如今,随着半导体产业的不断发展,芯片的重要性越来越突出。世界各国围绕着芯片,展开了一场激烈的竞争。但令人想不到的是,有一种神秘气体,竟然直接关乎一个国家半导体产业的命脉。在2019年,日本对韩国半导体产业发起制裁,禁止出售高纯度氟化氢,光刻胶、氟聚酰亚胺。而此举对韩国半导体产业来说,无疑是一个晴天霹雳。因为,高纯度氟化氢是制造芯片的重要原材料,而韩国的半导体企业,又高度依赖日本生产的高纯度氟化氢。可以说,日本的这一出口管控,直接影响了韩国半导体产业的生存。那么氟化氢到底对半导体产业有着怎样的影响?日本又是如何垄断全球市场的呢?以及我国在这个领域的发展如何?
萤石是什么,如何形成的
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在了解氟化氢之前,先来了解一下它的原材料萤石。早在新石器时代,中国的河姆渡人就曾选用萤石作为装饰品。而到了16世纪,德国矿物学家格奥尔格阿格里科拉,最早发现了萤石矿物。萤石作为自然界常见的一种矿物,主要来源于火山岩浆的残余物里,在岩浆冷却过程中,以氟为主的气水溶液被岩浆分离出来,通过裂隙上升,温度降低,压力减小,气水溶液中的氟离子,与岩石中的钙离子结合,形成氟化钙,再经过冷却结晶后就形成了萤石。因此,萤石也成为了唯一一种可以提炼大量氟元素的矿物,被称为“第二稀土”,同时萤石还是一种不可再生能源。因此被我国等多个国家视为战略资源,并加以保护。
萤石有何作用,以及应用领域
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目前,世界上有一半以上的萤石,都被用于制造氢氟酸,氢氟酸是氟化氢的水溶液。在制造半导体产品过程中,主要担任清洗与蚀刻。其重要程度不言而喻,可以说没有氢氟酸,即便有天大本事,也制造不出半导体产品,并且氢氟酸还是无法替代的化学用品。尤其是高纯度氢氟酸,又被称为电子级氢氟酸,而日本作为全球半导体产业链中的原材料主要供应国,完整掌握了提取高纯度氢氟酸技术,能够制备几乎无杂质的氢氟酸,在全球处于垄断地位。其中日本的瑞星化工,大金,森田化学三家日本企业,占据全球电子级氢氟酸93%的市场份额。
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再加上,韩国没有生产高纯度氢氟酸的能力,只能高度依赖于国外进口。这也是日本能够直接撼动韩国半导体产业的原因。除此之外,萤石中的氟元素,还被称为“工业味精”,是多个工业领域的主要原材料。例如:在国防工业中,氟可以通过气体扩散法和离心法,分离出铀235,用于制造核武器。还可以加工成液态氟,用于火箭燃料的氧化剂,这是尖端战机喷气推进剂的关键元素。其次在新材料行业中,以氟元素为主的有机氟材料,具有其他合成材料无法比拟的耐化学,热稳定性,介电性等优良性能,被广泛地应用各个领域。
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例如,有着“塑料之王”美誉的聚四氟乙烯。它不仅是国家游泳中心“水立方”外墙的核心材料,还是被誉为“世纪之布”的戈尔特斯面料的主要原料,其具有轻、薄、坚固等优良性能,被广泛用于航天、军事及医疗等领域。并且,通过对萤石的加工,所生产的氢氟酸,是制造有机或无机氟化材料的关键原材料,也是发展氟化工行业的基础,而目前的氟化工行业,在世界上呈现出,高集中和高度垄断的特点,主要分布在美国,日本和西欧等工业发达国家。