1、石英材料特性

石英擁有良好的透光性能、耐熱性能、電學(xué)性能及化學(xué)穩(wěn)定性，高純石英材料就是一種重要的應(yīng)用材料。通過(guò)對(duì)純度高于 99.98%的石英礦石進(jìn)行提純和加工，就得到包括石英砂、石英管、石英棒、石英片、石英砣、石英舟、石英坩堝等石英材料及石英制品。石英材料由于擁有良好的透光性能、耐熱性能、電學(xué)性能及化學(xué)穩(wěn)定性，被作為重要的基礎(chǔ)材料廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光伏、光通信、光源等行業(yè)。不同應(yīng)用市場(chǎng)采用石英材料的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不同，高端應(yīng)用領(lǐng)域?qū)κ⒉牧掀焚|(zhì)要求嚴(yán)格。半導(dǎo)體用石英材料品質(zhì)要求最高，純度要求達(dá) 5N 以上（>99.999%），其次是光伏和光通信領(lǐng)域，品質(zhì)要求達(dá) 4N7 以上（>99.997%），光源領(lǐng)域品質(zhì)要求相對(duì)較低（>99.99%）。

2、石英材料產(chǎn)業(yè)鏈

石英材料產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋從石英礦石、石英砂、石英材料、石英制品到終端應(yīng)用多個(gè)環(huán)節(jié)，上游石英礦石的資源壁壘、中游高純石英材料的提純及加工技術(shù)壁壘以及下游終端客戶的認(rèn)證壁壘等構(gòu)筑了石英材料產(chǎn)業(yè)極高的進(jìn)入門檻。

石英材料的生產(chǎn)工藝主要有氣熔工藝、電熔工藝以及合成工藝，不同的生產(chǎn)工藝所得到的石英材料的特性也有所差異。

3、石英材料制品應(yīng)用

石英材料制品下游應(yīng)用中，半導(dǎo)體、光纖等高端領(lǐng)域占比較高，且發(fā)展迅速，國(guó)內(nèi)通過(guò)高端應(yīng)用領(lǐng)域客戶認(rèn)證的企業(yè)仍在少數(shù)。石英材料制品下游應(yīng)用主要集中在半導(dǎo)體、光纖、光學(xué)、光伏和電光源等細(xì)分領(lǐng)域，半導(dǎo)體、光纖、光學(xué)、光伏和光源行業(yè)的占比分別為 65%、14%、10%、7%和 4%，其中，光纖、光伏和半導(dǎo)體領(lǐng)域目前增長(zhǎng)較快，將成為石英材料制品行業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。

2021 年石英材料制品市場(chǎng)規(guī)模超 300 億元。根據(jù)凱德石英招股書數(shù)據(jù)，考慮石英玻璃制品在半導(dǎo)體生產(chǎn)線中屬于硬性消耗品，且隨著晶圓尺寸的增加，在半導(dǎo)體生產(chǎn)線中使用的石英玻璃制品的種類和數(shù)量也都更多，估算半導(dǎo)體用石英制品規(guī)模與半導(dǎo)體銷售規(guī)模的比例約為 6.6:1000。按照石英材料制品半導(dǎo)體領(lǐng)域占比 65%測(cè)算，2021 年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)銷售額為 5558.93 億美元，按美元對(duì)人民幣匯率 6.38 折算，2021 年全球半導(dǎo)體用石英材料制品市場(chǎng)規(guī)模約 234 億元，全球石英材料制品市場(chǎng)規(guī)模約 360 億元，預(yù)計(jì) 2022 年全球石英材料制品市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)到 412 億元。

半導(dǎo)體是石英材料的最大應(yīng)用領(lǐng)域，石英制品貫穿硅片制造和晶圓加工環(huán)節(jié)，半導(dǎo)體行業(yè)高景氣有助于拉動(dòng)石英材料制品需求。半導(dǎo)體制造過(guò)程可分成三個(gè)環(huán)節(jié)：硅片制造、晶圓加工和芯片封測(cè)，而石英制品貫穿硅片制造和晶圓加工環(huán)節(jié)。硅片制造環(huán)節(jié)中，拉晶過(guò)程需要石英坩堝，研磨、拋光、清洗過(guò)程需要石英清洗槽、石英舟；晶圓制造環(huán)節(jié)中，低溫應(yīng)用場(chǎng)景代表是刻蝕過(guò)程需要用到石英環(huán)，高溫應(yīng)用場(chǎng)景包括沉積過(guò)程需要石英法蘭，離子注入和氧化擴(kuò)散等過(guò)程需要石英擴(kuò)散管等，其他應(yīng)用場(chǎng)景還包括光刻過(guò)程需要光掩模板和石英鐘罩。

石英材料制品作為半導(dǎo)體制造過(guò)程中的耗材，深度受益于半導(dǎo)體行業(yè)快速發(fā)展，預(yù)計(jì) 2022 年全球半導(dǎo)體石英制品市場(chǎng)規(guī)模將達(dá) 267 億元。

高純石英砂在光伏領(lǐng)域的主要應(yīng)用是制作石英坩堝，石英坩堝是太陽(yáng)能拉制單晶硅棒的輔助性耗材。

伴隨光伏新增裝機(jī)量持續(xù)提升疊加 N 型電池技術(shù)路線不斷滲透，光伏石英坩堝用高純石英砂需求量預(yù)計(jì)持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù) CPIA 新增光伏裝機(jī)量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，假設(shè)光伏硅片產(chǎn)量和裝機(jī)量容配比為 1.37：1；考慮到單晶爐不斷迭代升級(jí)，假設(shè) 2021-2025 年每 GW 硅片產(chǎn)能單晶爐需求量為 100 臺(tái)、95 臺(tái)、90 臺(tái)、85 臺(tái)、80 臺(tái)；假設(shè)每年單晶爐工作時(shí)間為 360 天；而 P 型硅片坩堝壽命一般約 15 天，N 型硅片坩堝壽命較短，約 12 天；參考 CPIA 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)假設(shè) 2021-2025 年 N 型硅片滲透率為 4%、9%、15% 、20%、25%；考慮坩堝沿著大尺寸化趨勢(shì)發(fā)展，假設(shè)2021-2025 年單只坩堝重量分別為 80kg、85kg、90kg、95kg、100kg。綜合以上假設(shè)，在光伏新增裝機(jī)樂(lè)觀預(yù)測(cè)下，2021-2025 年全球光伏石英坩堝高純石英砂需求量為 4.52 萬(wàn)噸、6.52 萬(wàn)噸、7.60 萬(wàn)噸、8.36 萬(wàn)噸、9.22 萬(wàn)噸。

4、石英材料制品廠家

石英材料制品高端市場(chǎng)目前主要被海外廠商掌握。目前全球石英材料制品市場(chǎng)呈現(xiàn)寡頭格局，主要廠商包括德國(guó)賀利氏（Heraeus）、德國(guó)昆希（Qsil）、日本東曹（Tosoh）、美國(guó)邁圖（Momentive），他們所生產(chǎn)的石英制品多數(shù)供應(yīng)高端照明領(lǐng)域、光纖、半導(dǎo)體等行業(yè)，產(chǎn)品附加值較高。國(guó)內(nèi)大部分石英制品廠商主要供應(yīng)中低端光源領(lǐng)域，其中石英股份、菲利華等在半導(dǎo)體、光纖、光伏等高端領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，領(lǐng)先國(guó)內(nèi)。

尤尼明壟斷高純石英砂市場(chǎng)，石英股份是全球第三家可穩(wěn)定量產(chǎn)高純石英砂的公司。全球可穩(wěn)定量產(chǎn)供應(yīng)高純石英砂的公司主要有美國(guó)尤尼明、挪威 TQC、石英公司等。石英股份于 2009 年量產(chǎn)高純石英砂，打破國(guó)外對(duì)高純石英砂壟斷，成為全球第三家量產(chǎn)的高純石英砂公司。

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