中国科研团队近日宣布，成功实现5N2级超纯铁（纯度99.9992%）的规模化生产，单次量产能力达200吨。这一突破标志着中国在高端铁基材料领域打破美日长达数十年的技术垄断，相关产品气体杂质含量仅4.5ppm，金属杂质总和3.2ppm，十万吨原料提纯后杂质残留不足8公斤，性能指标全面超越国际通行标准。
超纯铁作为芯片制造、航空航天等战略产业的核心原料，长期被日本住友金属、美国企业等垄断。此前，5N级（纯度99.999%）以上产品定价高达每克数百元，中国半导体、航空企业每年需耗费上百亿美元进口，且面临“禁止军用”“限制技术升级”等严苛条款。2022年日本以“供应链安全”为由收紧出口，直接导致华为部分芯片生产线停滞，凸显技术受制于人的严峻局面。
突破源于上海大学董瀚教授团队与河北龙凤山集团的产学研合作。团队历时五年完成全链条技术攻关：2021年启动纯铁PI项目，2023年建成全球首条年产80万吨的4N级（纯度99.99%）高纯铁生产线，解决中端产品“有无问题”；2024年通过自主研发的“超高真空垂直浮区感应区熔炉”，将炉内气压降至外界百万分之一，实现5N2级超纯铁稳定量产。该设备通过感应加热形成悬浮熔区，使杂质随熔区移动逐步分离，精度远超传统工艺。
技术突破背后是数千次参数优化。团队在实验室连续两年调整温度、保温时间、真空度等变量，单次试验周期长达72小时，参数偏差0.1摄氏度或1分钟即导致失败。最终产品经第三方检测，总纯度达99.9992%，2024年11月5日在上海国际特殊钢工业展览会正式发布，标志着中国超纯铁技术跻身世界第一梯队。
产业应用已显现显著效益。半导体领域，国产超纯铁使芯片制程从28纳米跃升至7纳米，良品率提升至90%以上。智能手机运行速度提高30%，电脑多任务卡顿减少，中高端机型价格下降15%。日本光刻胶企业被迫降价37%，每年为中国企业节省超40亿元成本。新能源领域，超纯铁电机铁芯损耗降低40%，新能源车续航提升15%，充电效率提高；航空航天领域，火箭发动机涡轮叶片寿命延长两倍，航天器在轨稳定性显著增强。
市场格局发生根本性转变。河北龙凤山集团将产品价格定为进口价的五分之一，压缩国际厂商80%利润空间。欧美高端制造企业主动寻求合作，全球超纯铁市场从“卖方主导”转向“买方选择”。国产生产线采用废料99%回收技术，能源消耗仅为传统工艺的一半，既符合绿色发展要求，又进一步降低成本。目前，科研团队已启动6N级（纯度99.9999%）超纯铁研发，目标瞄准量子芯片、深空探测等前沿领域。
这一突破不仅体现在金属纯度的提升，更彰显中国制造业从“规模优势”向“技术优势”的转型。产学研协同创新模式在高端材料领域展现出强大活力，为破解更多“卡脖子”技术提供了可复制的路径。随着供应链安全得到实质性保障，中国企业在全球产业链中的话语权显著提升。
