高纯石英砂是制造石英坩埚的主要的组成原材料，这种坩埚用于装放多晶硅原料或单晶回收料，主要使用在于光伏与半导体领域
根据石英砂中SiO₂及Fe₂O₃含量的不同，大致上可以分为普通石英砂、精制石英砂和高纯石英砂。其中，高纯石英砂比普通石英砂和精制石英砂SiO₂含量更高，具有极好的化学稳定性、高绝缘耐压能力和极低的体膨胀系数。
目前，高纯石英原料矿床主要分布于美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、毛里塔尼亚、中国、加拿大等国家。尽管我国硅质资源丰富，但均以普通硅石矿为主，产物主要使用在于建筑用砂、玻璃等领域，缺乏专门生产高纯石英原料的矿山，因此高纯石英原料矿床稀缺，需大量进口高纯石英原料矿石及石英制品。目前石英坩埚内层仍需采用进口原料石英坩埚短缺限制企业扩产，高纯石英砂价格提升，最为短缺的内层砂均价涨幅最大，接近400%。石英砂生产受制于石英矿资源，目前全球已探明的石英矿资源量极少，原材料的紧缺限制了供应。每年国内内层砂的供应约为不到三万吨，今年预计尚存在三千吨左右的缺口。此外，原矿石英砂须经提纯制成高纯石英砂后方可用来生产石英坩埚等，提纯这一工艺技术壁垒较高。
在晶体硅制备过程中，石英坩埚是拉制单晶硅棒的重要耗材，而高纯石英砂是石英坩埚的核心原材料。受制于高纯石英砂供应紧张，2023年光伏进口用石英砂价格约为35-40万元/吨左右，而2022年内层石英砂的价格仅为4万元/吨。
石英坩埚由外、中、内三层壁组成，分别要使用到三种不同的高纯石英砂，称为外层砂、中层砂、内层砂，其中石英坩埚内层对高纯石英砂的要求更加严苛，光伏用高纯石英砂中二氧化硅含量应大于或等于99.99%，灼烧失量应小于或等于0.01%。
石英制品：半导体制作的完整过程中使用的石英舟、石英管、石英钟罩、石英炉管等设备部件，以及石英晶振等元器件，均由高纯石英砂制成，满足高温、化学稳定性、低杂质污染和精密尺寸等严格要求。
光学元件：军用光学设备（如瞄准镜、夜视仪、雷达窗口等）和航天器上的光学元件（如望远镜、相机镜头、空间探测器窗口等），使用高纯石英玻璃制成，确保在极端环境下保持高透光性、低色散和优异的耐温耐候性能。
耐高温材料：在火箭发动机、航天器热防护系统、高能激光武器等装备中，高纯石英及其复合材料因其高耐热性和热稳定性，被用作隔热屏、反射镜、窗口材料等关键组件。
光纤预制棒：高纯石英砂是制造光纤预制棒的主要的组成原材料，通过熔制出具有特定折射率分布的石英玻璃棒，再拉丝成光纤，确保光信号传输的质量和效率。
光纤配件：光纤连接器、接头、套管等配件也常用高纯石英材料制造，以保证光信号传输过程中的低损耗和长期稳定性。
超白玻璃：高纯石英砂是生产超白玻璃的关键原料，其低铁、低杂质的特点有助于实现极高的透光率和色度均匀性，适用于高端建筑、展示柜、太阳能光伏组件等对透光性能要求极高的应用。
微晶玻璃：在微晶玻璃的制造中，高纯石英砂可提供稳定的硅源，有助于控制微晶相的形成和性能，应用于电磁炉面板、建筑装饰、电子封装等领域。
其他特种玻璃：如防火玻璃、防辐射玻璃、电致变色玻璃、导电玻璃等，根据各自特殊的性能要求，高纯石英砂在其中起到关键作用，如提供必要的耐热性、透明度、电学性能等。
国家“十二五”规划将光伏产业列入了战略性新兴起的产业，国内从研究机构、知名学府到企业，对光伏发电过程中的很多材料、设备都进行了基础研究，经过3-5年时间的研发，攻克了晶体硅薄膜太阳电池、晶体硅太阳电池工艺与光伏应用技术等，电池片已基本实现国产化，但是在晶体硅制备过程中，石英坩埚是拉制单晶硅棒的重要耗材，而高纯石英砂是石英坩埚的核心原材料，目前大部分依赖进口，高纯石英砂的短缺将直接引发石英坩埚的产量受限，进而影响单晶硅的拉晶数量。随着光伏装机量的一直增长，石英坩埚需求量与日俱增，在供需矛盾下，高纯石英砂需求缺口有望逐步扩大，已成为光伏行业新的“卡脖子”环节。
目前在全球也仅有少数大规模的公司具有大规模生产高纯石英砂的能力，其中就包括了美国的西比科公司、挪威的天阔石、日本的石英砂公司等，其中西比克凭借其优秀的石英矿原料品质以及先进的石英砂提纯技术，在全世界内处于领头地位。而在中国，近年来在我国相关产业政策的扶植下，国内石英砂加工业技术逐渐提升，部分企业已经实现高纯度石英砂的生产和供应，未来国产替代潜力巨大。
