Không phải đất hiếm, mỏ 'vàng trắng' siêu tinh khiết này của Trung Quốc mới là 'quân bài' thay đổi cuộc chơi nguyên liệu bán dẫn toàn cầu

Thạch anh tinh khiết cao vốn được xem là nguyên liệu thô trọng yếu cho nhiều lĩnh vực sản xuất tiên tiến, từ chế tạo chất bán dẫn, linh kiện quang học cho đến các thiết bị điện tử hiện đại.

Mặc dù Trung Quốc hiện là một nhà sản xuất quy mô lớn, nhưng nước này vẫn đang phải phụ thuộc đáng kể vào các nhà cung cấp nước ngoài, đặc biệt là Hoa Kỳ, để có được nguồn thạch anh chất lượng cao nhằm duy trì dây chuyền sản xuất công nghiệp của mình.

Nghiên cứu mới tập trung khai thác tiềm năng từ đá leucogranit tại khu vực Dinggye thuộc Tây Tạng. Đây là loại đá granit nhạt màu có chứa hàm lượng thạch anh dồi dào, mang lại cơ hội chế tạo các loại vật liệu silica có độ tinh khiết vượt trội.

Theo nội dung bài báo được công bố vào tháng 4 vừa qua, nhóm chuyên gia từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc phối hợp cùng Cục Khảo sát Địa chất Trung Quốc đã đánh giá loại đá leucogranit tại Tây Tạng như một nguồn nguyên liệu thô đầy tiềm năng.

Sau quá trình nghiên cứu kỹ lưỡng về các đặc tính khoáng vật và khả năng tinh chế, nhóm tác giả khẳng định rằng, các mỏ đá leucogranit tại khu vực này có thể tạo ra sản phẩm thạch anh  có độ tinh khiết rất cao với hàm lượng silica đạt mức trên 99,995%.

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng, những tạp chất tồn tại trong thạch anh tự nhiên có thể được loại bỏ hiệu quả thông qua quy trình chế biến chuyên biệt. Điều này mở ra kỳ vọng rằng việc tiếp tục cải tiến các phương pháp tinh chế sẽ giúp nâng cao hơn nữa độ tinh khiết của nguyên liệu trong tương lai.

Thạch anh là khoáng chất phổ biến thứ hai trong vỏ Trái Đất, nhưng loại thạch anh đáp ứng được các tiêu chuẩn khắt khe của công nghệ cao lại rất khan hiếm. Thạch anh tinh khiết cao cần đạt hàm lượng ít nhất 99,9 phần trăm silica cùng những đặc tính vật lý, hóa học đặc biệt.

Nhờ khả năng chịu nhiệt ấn tượng, chống ăn mòn hiệu quả, cách nhiệt tốt và độ giãn nở rất thấp khi môi trường nhiệt độ thay đổi, loại vật liệu này trở thành thành phần thiết yếu để đáp ứng các điều kiện khắc nghiệt trong sản xuất chất bán dẫn và năng lượng mặt trời.

Cụ thể, vật liệu này được sử dụng để sản xuất polysilicon, một thành phần giúp các tấm pin mặt trời chuyển hóa ánh sáng thành điện năng. Ngoài ra, thạch anh tinh khiết còn là nguyên liệu không thể thiếu để chế tạo các nồi nấu thạch anh, vốn đóng vai trò then chốt trong việc sản xuất tấm bán dẫn, linh kiện điện tử và thiết bị quang học.

Khi nhu cầu của thế giới về năng lượng sạch và các thiết bị điện tử ngày càng gia tăng, việc tìm kiếm nguồn cung ứng thạch anh tinh khiết ổn định đã trở thành một bài toán cấp bách mang tính toàn cầu.

Theo các nhà nghiên cứu, nguồn thạch anh siêu tinh khiết trên thế giới hiện rất khan hiếm và phân bố không đồng đều. Trong nhiều năm qua, Trung Quốc vẫn phải nhập khẩu phần lớn nguyên liệu phục vụ ngành bán dẫn và năng lượng mặt trời, trong khi nguồn cung toàn cầu tập trung chủ yếu tại khu vực Spruce Pine (bang Bắc Carolina, Mỹ) – nơi được xem là một trong những mỏ thạch anh chất lượng cao quan trọng nhất thế giới.

Nhằm giảm phụ thuộc vào nguồn cung bên ngoài, Trung Quốc đã đẩy mạnh hoạt động thăm dò trong nước. Năm 2020, nước này phát hiện mỏ thạch anh tinh khiết cao đầu tiên tại Hà Nam, tiếp đó là một mỏ khác ở Tân Cương vào năm 2021. Đến năm 2025, Bộ Tài nguyên Thiên nhiên Trung Quốc đã đưa thạch anh siêu tinh khiết vào danh mục khoáng sản chiến lược cần ưu tiên phát triển.

Trong bối cảnh đó, phát hiện mới tại Tây Tạng được xem là một bước tiến đáng chú ý. Các nhà nghiên cứu cho rằng nguồn đá leucogranit phân bố rộng trong khu vực có thể trở thành cơ sở cho việc phát triển nguồn nguyên liệu silica chất lượng cao trong nước, qua đó hỗ trợ chuỗi cung ứng của các ngành công nghệ cao như bán dẫn, quang học và năng lượng mặt trời.

Dù vẫn cần thêm các nghiên cứu về khả năng khai thác thương mại và hiệu quả tinh chế ở quy mô công nghiệp, phát hiện này cho thấy Trung Quốc đang từng bước mở rộng nguồn cung nguyên liệu chiến lược, giảm bớt sự phụ thuộc vào các nhà cung cấp nước ngoài trong những lĩnh vực công nghệ then chốt.

Đức Minh