在手机、电脑、智能手表等电子设备中，芯片是核心部件。芯片也是半导体行业中集成度最高的部件，其生产中使用的硅材料主要来自砾石。近日，英国《自然》杂志发表文章称，目前砂石开采的速度已经超过了其自然恢复的速度。因此，地球上对沙子的需求可能很快就会超过供应。一时间，“沙子快没了”的消息在网上引起热议。它是半导体工业的基石，沙子是提取硅的重要原料。半个世纪以来，半导体产业的高速发展是否造成了过度采砂？沙资源枯竭会引发半导体产业发展危机吗？就上述问题，科技日报记者采访了业内相关专家。因为存量大，容易提纯而脱颖而出。沙是地壳中丰富的物质。沙子中含有的元素硅是地壳中第二大元素，约占地壳总质量的25%。砂主要有两种:天然砂和机制砂。天然砂可分为河砂、海砂和山砂。那么，为什么硅会成为制造半导体器件的基础材料呢？“这主要是因为硅化学性质稳定，具有优良的半导体特性；其次，硅的储量极其丰富，在地壳中的丰度高达27.72%。”北京理工大学材料学院副研究员常帅在接受科技日报记者采访时表示，除此之外，现在单晶硅制造技术已经非常成熟，基于硅片的相关半导体制造工艺如掺杂、光刻等也已经普及，制造成本相对可控。黄河上游水电开发有限公司是一家从事硅材料制造的企业。青海新能源分公司副总经理秦荣在接受科技日报记者采访时也指出，硅之所以成为半导体行业的“灵魂”原料，主要是由其化学性质决定的。“在工业生产中，提纯硅相对容易，而且可以达到很高的纯度。硅材料凭借存量大、易提纯的特点，制造成本越来越低，也在一定程度上降低了手机、电脑等终端产品的定价。以前笔记本电脑要几万元，现在只要几千元就能买到配置不错的电脑。”秦魏说。沙子要经过什么样的过程才能成为硅材料？常帅介绍，首先要从含碳的富硅砂中提取硅，通过碳粉还原将砂中的二氧化硅转化为纯度在98%以上的硅料，也就是工业硅。然而，纯度为98%的工业硅还不能用于芯片制造，需要应用一些化学工艺来进一步提纯工业硅。提纯后的硅属于多晶硅或非晶硅。此时硅的纯度虽然达标，但由于原子排列混乱，无法直接应用于精密半导体器件的一线生产。因此，有必要通过一些方法将纯度符合标准的硅材料制成单晶硅。在实际的生产操作中，工人们主要通过提拉法或区熔法将多晶硅或非晶硅转化为单晶硅锭。“简而言之，只有高纯度的单晶硅才能作为生产材料。”常帅说。半导体工业中使用的硅量非常有限

目前还没有可以替代硅的原料