中国产量世界第一的萤石，加工后为何却被日本垄断？

　　2019年，一则消息震惊全网，日本突然宣布对韩国出口的高纯度氟化氢进行管制，打响了日韩半导体之战，而韩国转身就向中国求购。氟化氢究竟有多重要？中国又是如何突破技术封锁打破日本垄断的？＂神奇石头＂是什么？和氢氟酸有什么关系？
　　要讲氢氟酸的垄断，必须从它的制备原料——萤石谈起。萤石广泛存在于自然界，可与多种矿物共生，主要成分是氟化钙（CaF2），其矿藏在世界上很多地方都有分布。
　　萤石主要产生于火山爆发后的岩浆冷却过程。
　　岩浆的温度在900℃—1400℃，火山喷发之后，岩浆逐渐冷却，温度的降低让岩浆变得不稳定，导致含氟气体从岩浆中逸出。
　　气体沿裂隙上升过程中，氟离子与岩石中的钙离子结合，形成氟化钙，待温度降低，产物冷却结晶，就形成了萤石。
　　萤石颜色多变，晶体呈玻璃状光泽，外观鲜艳美丽。
　　但由于质地脆软，一般不用作宝石。人们会挑选出形态美观、颜色艳丽的萤石，用作收藏、装饰和雕刻。
　　萤石的开采和使用可以追溯到古埃及，那里的人们会用萤石制作雕像和小型雕刻。
　　在古罗马，由于产量和生产力的限制，萤石被当做名贵石料。
　　手工匠人把萤石做成酒杯和花瓶，大受贵族追捧。甚至有人认为这种萤石做成的艳丽酒杯会让人千杯不醉。
　　中国的河姆渡人也用萤石做装饰。
　　进入到现代，萤石在化工和制造业被广泛使用。
　　比如在钢铁产业中，萤石被用作炼钢时的助溶剂以除去杂质，萤石加入炼钢炉后，可以使炉渣的熔点降低，流动性增强，同时去除钢产品中的一部分杂质。
　　在光学领域，萤石也被广泛应用。
　　由于萤石具有较低的色散，萤石镜片的色差比普通镜片少，能更好的保留摄像的色彩，所以被广泛使用。
　　不过天然萤石存在各类杂质，一般做镜片的都是人工培育的萤石晶体。
　　而在众多国人经常关注的半导体行业中，萤石更是被广泛使用。
　　因为萤石的氟元素含量高，提炼工艺成熟且成本较低，是人类获取大量氟元素的最好选择。
　　利用萤石里面的氟可以提取纯度氟化氢，然后可以清洗在半导体制造过程中产生的废渣。不起眼的萤石在人类信息时代的发展，有其重要的作用。
　　2020年我国萤石矿开采量为430万吨，占全球产量的57%，位居世界第一。
　　但是萤石矿储量并不丰富，而我国储量大约有1.1 亿吨 , 占全球24 %的储量 ，居世界第三位。
　　面对这一重要资源，我国为了避免像稀土一样被＂黑矿＂无序开采，很快出台了整顿措施，将萤石纳入配额管理，实施管控减少出口。
　　在2018年管控下，我国的萤石出口大幅减少，2020年比2019年出口数量减少了一半以上，进口数量却增加了12%，减少了本土资源的流失。
　　大量的进口高纯度萤石，被用于制备氢氟酸。
　　氢氟酸
　　制备氢氟酸原理就是萤石的氟和浓硫酸在高温条件下发生置换反应，氟化氢以气体的形式从反应容器中逃逸，再将气体溶于水，收集起来。
　　随后进行除杂、冷凝、精馏等工序，就能得到纯度较高的氟化氢。
　　氢氟酸在化工领域的主要用途就是溶解金属表面的氧化物；也可以用来提纯铝和铀等重要材料；但是在精密的半导体行业，一般的氢氟酸是无法使用的。中国如何打破日本垄断
　　在精密半导体产业中，我们需要的是电子级氢氟酸。电子级氢氟酸是纯度高达99.99999%以上的氢氟酸。
　　根据纯度和用途不同，电子级氢氟酸被分为EL级、UP级、UPS级、UPSS级，其中最先进最精纯的级别是UPSS。
　　在芯片制造的600道工序中，使用电子级氟化氢的工序有十多道，主要应用于半导体基板的蚀刻和集成电路的杂质清洗。
　　最先进的芯片制程已经到了3nm。
　　但是从14nm以下的芯片的原子间距已达到了0.1nm，原子间的作用力已经无法忽视，
　　为了保证生产质量，必须使用精密程度纯度达到UPSS级的氢氟酸，清洗芯片的杂质分子。
　　但是电子级氢氟酸的生产纯度越高，提纯工艺越复杂，要生产纯度达到99.999999%以上的UPSS级氢氟酸难度不小。
　　日本率先掌握了这项提纯技术，基本垄断了电子级氢氟酸的市场。
　　2019年日韩因历史遗留问题发生口角，日本对韩国禁售氟化聚酰亚胺、光刻胶、氟化氢三种半导体所需材料。
　　要知道半导体是韩国的支柱产业，日本这一拳可谓打在了韩国的七寸。韩国只能另辟蹊径开始寻找新的供应商。
　　一方面，韩国增加对本国氟化氢企业的补助，帮助他们提高产能，精进工艺；另一方面，韩国也努力在中国寻找新的供应商。
　　这是日本拱手把市场让给中国氟化氢企业，整体来说我国在电子级化工领域还比较落后。
　　而精密化学产业技术的追赶是十分艰难的。
　　首先技术改进升级要付出高昂的研发和试验成本，这需要企业拥有很强的盈利能力或者国家对相关企业进行补助和政策倾斜，降低研发成本。
　　其次，技术先发企业可以以逸待劳，拥有丰富的生产经验，且成本较低。看到后发企业进行技术追赶时，先发企业可以对产品降价，降至后发企业造价以下的价格。
　　最后对先发企业来说，这只是一段盈利降低的时间，但对后发企业，要面临持续的亏损和无法收回的研发成本。所以，技术追赶是艰难且漫长的过程。
　　但此次日本对韩国的制裁导致日本企业在氟化物方面的市场份额让了出来，市场出现了短暂空白，这就让中国氟化氢生产企业可以去抢占头部市场。
　　中国企业有了较为充足的时间和利润空间去改进技术占领市场。
　　在追赶行业领头羊之前，我国的氟产业也是经过了漫长努力和探索才有了今日的发展。
　　上世纪50年代，我国的氟化工来到了起跑线。
　　当时抚顺铝厂氟化盐车间投入生产，中国氟化工产业的艰难起跑，填补了我国氟产业的空白，实现了氟化盐、氟制冷剂、无水氟化氢、含氟聚合物等多种产品的量产。
　　到了80年代，浙江、江苏等地的民营企业进入跑道，研制并投产了氟制冷剂、含氟芳香族中间体，同时向更高端的氟产品展开研究，寻求突破。
　　90年后，国内氟化工逐渐转向民用，国际上放开了部分技术封锁。国内开发出百余种含氟精细化学品，包括各种含氟中间体、含氟表面活性剂，用于药物生产和农药制备。
　　进入21世纪后，国内氟化工迅猛发展，氟化工产品的产能达到500万吨，同时在氟产品领域形成了完备的体系和完整的门类。
　　经过近70年的发展和追赶，我国的氟产业从无到有再到体系完整、门类齐全，一步一步向行业天花板接近，产能也很早超过日韩，成为世界第一。我国如何面对卡脖子问题？
　　在日本宣布对韩国实行半导体材料方面的出口限制后，韩国三星电子、LG电子、SK海力士等企业发现自身氟产品储备不足。
　　为解决材料方面的困难，韩国企业也在寻找其他的供应商。
　　中国滨化集团在经过多次样品纯度检测和小批次性能试验后，成功与韩国企业达成协议，建立合作关系。后续也有更多的韩国企业与滨化集团展开合作。
　　电子级氟化氢作为半导体行业的基础耗材、核心技术、关键节点，其行业在迎来发展机遇的同时，也将带动我国电子化学品行业的进步。
　　不仅是电子级氟化氢，在电子化学品行业内，均是质量要求高、技术难度大的产品。
　　所谓供需关系决定价格。生产难度大必然导致稀缺，产品产量小、竞争厂家少。在定价上一定是卖方市场，谁有生产技术，谁说了算，产品附加值很高。
　　以萤石矿的产品附加值为基准，高纯度氟化氢的产品附加值最高可达5000倍，在硅基材、CMP抛光材料、高纯试剂、特种气体、光刻胶、封装材料等多种电子化学品，均具有广阔的市场和利润前景。
　　2019年半导体材料市场营收为521亿美元，由于产品附加值高，利润空间很大。
　　对于我国，电子化学品行业的突破不仅仅是附加值的问题，更是决定我国在半导体行业能否独立自主的关键。
　　从中兴到华为，都被芯片拖累。正是因为我国整个半导体行业是落后的，但是随着时间的发展和市场的推动，我国半导体产业开始出现了兴盛的苗头
　　我国人口总量为14亿，拥有广阔的腹地和市场。市场带来需求和利润，而企业创造产能和盈利。
　　广阔的市场需求鼓励企业提高产能、升级技术，巨大的利润空间支撑企业的营收利润。我们拥有一片培育企业成长的沃土，这也是我们不怕被制裁的底气。
　　手机产业便是这样的例子。
　　1998年我国放松对移动通讯产业的管制，以牌照作为市场准入，允许拿到牌照的外企和国内企业进行开发和销售移动通讯产品。
　　从零起步的国内手机企业两眼一抹黑，在技术、研发、销售、人员管理上均是空白。
　　刚开始国产手机技术落后，定价低，很大一部分成本用来支付专利费用，利润空间很小。而另一边高价的诺基亚和摩托罗拉销量好，赚得盆满钵满。
　　外企高额的利润让国内的手机厂商眼馋，这也成为了他们攻克技术，迭代产品的动力。
　　市场是残酷的，波导、夏新、首信等一个个手机厂商抓住了短暂的机遇崛起，又错过了下一个技术迭代而衰落。
　　残酷的竞争淘汰不少公司，但佼佼者总能勇立潮头。
　　05年华为进军手机产业，06年OPPO公司成立，09年VIVO品牌创立，10年小米公司创建。
　　这些年轻的后来者们，经历了市场的筛选和消费者的选择，在众多小厂商中脱颖而出。
　　面对技术壁垒和专利费用，他们不断地攻坚技术，申请专利，租借技术越来越少，利润逐步提高。凭借技术优势，这些弄潮儿打败了竞争者，规模不断做大，最终在国内市场登顶，并逐步把产品向海外推广，引领了中国手机产业的第二个十年。
　　道阻且长，行则将至。行而不辍，未来可期。
　　中国的企业正在一步一个脚印，艰难地前行。
　　或许5年，或许10年，或许更长时间，不管是电子级氢氟酸还是光刻机等所有尖端技术，我们终将把这些卡脖子技术变成独立自主的专利技术。