硅微粉（SiO2）是一种无味、无毒、无污染的无机非金属材料。 由于其具备高耐温、高绝缘、高介电、高填充量、导热系数低、热膨胀系数低、化学性能稳定、硬度大、耐腐蚀等优越性能而具有广阔的发展前景。 硅微粉主要用于大规模集成电路封装，在航空、航天、涂料、油漆、粘结剂、催化剂、医药、精密铸造、高档陶瓷、高压元器件及日用化妆品等高新技术领域也有应用。

近年来，随着微电子技术的迅猛发展，人们对微电子元件的质量要求越来越高， 这使得硅微粉的质量要求亦越来越高。 因为全球集成电路（IC）封装材料的 97％采用环氧塑封料（EMC），而在 EMC 的组成中，除主料酚醛环氧树脂外，用量最多的就是填料硅微粉，硅微粉填料占环氧模塑料重量比达 70-90％。 除了要求硅微粉超细、高纯度、低放射性元素外，还特别要求其颗粒球形化。

一边是半导体封装、AI服务器带动的高端球形硅微粉需求爆发式增长，一边是传统领域普粉交易冷淡、价格平稳，硅微粉市场呈现明显的两极分化。

1.市场价格

截至目前，全国硅微粉产品的市场主流价格分别为：硅微粉325目(硅含量:99.5%,铁含量:0.03%,氧化铝含量:0.12%)市场报价在600元/吨，硅微粉400目(硅含量:99.5%,铁含量:0.03%,氧化铝含量:0.12%)市场报价在680元/吨，硅微粉1250目(硅含量:99.5%,铁含量:0.03%,氧化铝含量:0.12%)市场报价在1250元/吨。

2.市场占比

根据QYResearch的统计，2024年全球硅微粉市场销售额已达到5.8亿美元，预计到2031年将增长至8.35亿美元，期间年复合增长率为5.4%。从区域分布看，北美是全球最大的硅微粉市场，占有约30%的份额。中国市场在过去几年变化较快，正成为全球硅微粉市场增长的重要引擎。产品结构上，100-200目硅微粉是最大细分市场，约占全球份额的55%。而下游应用中，玻璃纤维是最大的应用领域，占据约25%的市场份额。全球硅微粉行业竞争格局相对集中，核心厂商Sibelco和U.S. Silica等前两大厂商占有全球约30%的份额。

高端硅微粉市场，尤其是球形硅微粉，正成为全球竞争的焦点。2025年全球球形硅微粉市场规模预计突破45亿美元，年复合增长率达12.3%。这一增长主要由半导体封装、5G基板及新能源电池需求爆发所驱动。中国在这些领域表现尤为抢眼，贡献了全球35%的消费量。

在高端产品中，Low-α球形硅微粉因其制备工艺复杂、技术壁垒高，且下游客户验证周期长，目前国内产品尚未实现大规模量产。目前，我国所需求的高质量球形硅微粉大部分还依赖进口，市场供应仍以日本雅都玛为主导，这使得高端Low-α球形硅微粉成为我国半导体产业链自主可控的“卡脖子”环节之一，如何制备高纯、超细的球形硅微粉已成为国内粉体研究的热点。

3.球形硅微粉的制备方法

3.1物理法

3.1.1火焰熔融法

火焰熔融法是一种将高纯石英砂进行研磨、筛分和提纯等处理后，送入燃气-氧气产生的高温场中，使粉体在高温下熔融，然后冷却，最终形成高纯度球形硅微粉的技术。该方法的成球原理是粉体颗粒在高温火焰区吸收热量变成熔融状态，随后在表面张力作用下形成球体，达到产品呈现球形的目的。因为火焰熔融法一般以高纯度石英砂为原料，所以制得的球形硅微粉的纯度高。在火焰熔融过程中，粉体表面的棱角等不平整的部分会被高温熔融并重新排列，因此制得的球形硅微粉的球化率高，表面光滑，在应用中具有更好的分散性、流动性和相容性。

3.1.2等离子体法

等离子体法是一种利用等离子体的高能量来处理材料的技术。在球形硅微粉的制备中，将经过超细磨和化学除杂处理的硅微粉置于等离子体反应器中，硅微粉由等离子矩的高温区快速熔化后，在表面张力的作用下形成球形液滴，经快速冷却后形成球形颗粒。这种方法可以实现硅微粉的纯化和球形化，能够对球形度进行控制，同时减少化学试剂的使用，具有污染小、效率高、流程短、易于控制的优势，是一种绿色、高效的制备技术，但初次投入成本较大。

3.2化学法

3.2.1溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法就是在液相环境中，金属有机或无机化合物发生水解、缩合等一系列化学反应后，形成溶胶体系；溶胶体系经陈化后，体系中的胶粒会缓慢聚合形成凝胶，凝胶经过干燥、固化等处理后即得产品的一种方法。此方法的优点是制得的粉体纯度高、均匀性好、反应条件温和，但是在干燥时颗粒的收缩性大，易出现团聚，制备过程中会产生有害废物。溶胶-凝胶法是目前合成球形硅微粉的主要方法之一。

3.2.2微乳液法

微乳液法是利用表面活性剂，将2种原本互不相溶的溶剂乳化成均匀的微小的分散体系，这些微小的分散体系如同一个个微小反应器，固相粒子的形核、生长等过程被限制在单个微小反应器内，最终制得细小的球形颗粒的一种方法。该方法制得的粉体分散性更好，粒径可控且分布窄，但是相对复杂，所用的表面活性剂价格较贵，导致生产成本较高。

3.2.3化学沉淀法

化学沉淀法通常以硅酸盐为硅源、无机酸或有机酸为酸化剂，适时加入表面活性剂，控制反应条件制得沉淀物，沉淀物经洗涤、干燥、煅烧后制得球形硅微粉。该方法工艺简单易控制，对设备要求低，制备的球形硅微粉粒径均匀，但因制备过程包括煅烧，极易造成硬团聚，所以制备出的球形硅微粉分散性差。

3.2.4喷雾法

喷雾法是一种制备粉体的常用技术，在制备球形硅微粉时，通常是将二氧化硅前驱体注入喷雾设备中，二氧化硅前驱体被雾化成细小液滴，在表面张力的作用下，液滴会趋于球形，经干燥后即得球形硅微粉。喷雾法制得的球形硅微粉纯度高，球形度好，粒径可控，表面光滑，并可实现连续生产，污染小，对环境友好。

3.2.5气相法

气相法是一种直接利用气体或者采用一些技术手段将物质转变为气体，使之在气态下发生物理或化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米微粒的方法。在使用气相法制备球形硅微粉的过程中，通常以低沸点的卤硅烷（如四氟化硅、四氯化硅、甲基三氯化硅等）为硅源，置于高温环境中，卤硅烷在水蒸气的作用下水解生成二氧化硅，二氧化硅分子互相聚集形成球形颗粒，这些颗粒互相碰撞融合成聚集体，最终形成球形硅微粉。为了能够较好地控制反应温度和水蒸气的浓度，目前使用比较多的方法是使用氢气和氧气作为气源，两者燃烧产生水蒸气，促使硅源水解。

来源：弘璨石英