1、2022年高純石英砂行業發展現狀及競爭格局分析1.純度標準嚴苛，各應用領域有明顯梯度物化特性優異，各純度標準產品應用領域不同，價格差異大高純石英砂物化特性優異，應用領域廣泛。高純石英砂通常是指w(SiO2 )99.9%的石英粉體，一般由高品位的天然石英礦物經 過提純技術生產。高純石英砂獨特的晶體結構和晶格變化規律，使其具有耐高溫、熱膨脹系數小、高度絕緣、耐腐蝕等特點。低、中端高純石英砂已實現國產化，高端以海外進口為主。國內學術界當前將高純石英砂定義為：SiO2含量99.9%，Fe2O3 含量10ppm，Al2O3含量25ppm的石英產品。按產品標準可細分為低端（3N）、中端（4N） 、高端（4

2、N8）產品，低、中 端產品已實現國產化，而高端產品則主要從海外進口。高純石英砂純度高，雜質含量低于20ppm高純石英砂純度高，雜質含量低于20ppm。高純石英砂中的高端產品是以尤尼明（北美）公司的IOTA-STD為標準， 十二種元素雜質的含量小于20ppm，其中堿金屬（K，Na，Li）分別小于1ppm的高技術產品。尤尼明公司生產的高純 石英砂系列產品占據全世界大部分市場，其石英產品純度被稱為“高純石英砂世界標準純度”。單晶坩堝用高純石英砂標準較光伏玻璃石英砂更嚴苛坩堝生產環節用高純石英砂標準較光伏玻璃石英砂更嚴苛。光伏坩堝用石英砂純度需達到99.998%，光伏生產環節用 （如清洗環節）石英制品

3、純度要求為99.99%以上，均高于光伏玻璃石英砂98.55%的純度要求，且對雜質含量要求標準也 遠高于光伏玻璃。坩堝環節為保證坩堝熔制效果，嚴格控制各金屬雜質含量。若高純石英砂純度不足：1）熔制過程造成坩堝本身形變，導 致坩堝使用壽命降低；2）影響拉制單晶硅的純度，從而導致硅棒良品率的降低。2.“原礦”資源屬性+“提純”工藝筑行業壁壘可用于高純石英砂生產的礦品類有限高純石英砂礦源以花崗巖石英、脈石英為主。天然水晶純度較高、包裹體少，曾是高純石英原料，現在主要用作水晶 工藝原料；天然水晶儲量少且分布不均勻，我國高品位水晶較少。目前花崗巖石英和脈石英為生產高純石英砂主要原 料，其中花崗巖石英礦床規

4、模大，石英純度高，但石英含量較低，偉晶巖含有大約40%的更長石、25%石英、20%微 斜長石（一般為條紋長石）和15%的白云母；脈石英礦床分布廣泛，但規模相對較小。全球高純石英礦儲量、品質分布不均全球高純石英原料礦床分布于美國、挪威、澳大利亞、俄羅斯、毛里塔尼亞、中國、加拿大、印度、巴西等9個國家。美國斯普魯斯派恩礦擁有獨特的白崗巖型高純石英原料礦，曾提供全球90%的高純石英砂，尤尼明公司也壟斷了IOTA超純 石英的生產和銷售，其他國家難以發現類似的礦床。但近年來各國加大勘查找礦力度，已發現10多處可用作高純石英原 料的礦床，生產低-中檔高純石英砂，逐漸打破斯普魯斯派恩礦在高純石英砂產業的壟斷

5、格局。原礦優劣與純度、包裹體特征、元素存在形式有關原礦要求高：質量優劣與雜質元素含量高低不是簡單的對應關系，而與原料包裹體特征、元素的賦存狀態和存在形式 有關。石英股份石英石原礦儲備充足石英股份原礦儲備充足，可滿足約4.7萬噸高純石英砂的生產。從石英股份2016-19H1石英石采購價格來看，單價逐年上 升。2021年末石英股份原材料賬面余額為23621萬元，根據石英股份近年石英石采購單價趨勢，假設以2500元/噸單價計 算，石英股份21年石英石庫存約9.4萬噸。按照每2噸原礦可生產1噸高純石英砂進行估算，我們預計石英股份21年底石 英石庫存可滿足近4.7萬噸高純石英砂的生產。高純石英砂生產方式

6、主要采用礦物提純法高純石英砂提純法主要工藝流程為：原礦硅石經洗礦機洗去泥 沙 ， 破 碎 機 粗 破 后 ， 將 合 格 石 英 料 投 入 焙 燒 爐 中 ， 在 850980溫度下焙燒6個小時，焙燒后將石英料拖入清水中 進行水淬，再經人工揀選出去除雜質后送入破碎機進行破碎并 過篩，再將通過篩網的石英砂送入磁選機，磁選后石英砂投入 到配有HCl和HF混合酸的酸缸中浸泡一周，再經浮選、脫水、烘 焙、冷卻、包裝，制得高純石英砂。化學合成法：包含氣相合成法、液相合成法、氟硅酸法等化學合成法技術路線包含氣相合成法、液相合成法、氟硅酸法等。合成石英具有純度更高（6N）、光學性能更優等特 性，正逐步成為

7、 7 納米以下的半導體產品生產中的替代材料。氣相法：以SiCl4等為原料，在氫-氧氣流高溫下（1200-1600）水解制得煙霧狀的SiO2，經冷卻、分離、脫酸等過程 后即得到成品的SiO2顆粒。通過控制溫度、分兩步的氣相水解方法制備合成SiO2粉，但其技術工藝較復雜，效率低， 技術還不成熟，目前也僅適于實驗室的研制，大規模工業化生產困難。提純檢測：國外領先，國內企業追趕海外巨頭擁有更完整的研發、檢測體系，在產品穩定批量供應方面具備領先優勢。檢測技術：試劑純度、加工環節的材料、生產環境對產品品質有影響，每個環節的在線檢測可以有效把控產品品質。 對于IOTA標準的高純石英，化學分析法和X射線熒光光

8、譜法（XRF）檢測難以滿足其質量檢測要求。目前ICP-OES 已經成為檢測高純物料微量化學成分的有效方法。3.供需有望保持緊平衡，價格仍有提升空間石英坩堝是拉制單晶硅的耗材石英坩堝：是光伏單晶爐的關鍵部件，是拉制大直徑單晶硅的消耗性器皿，主要用于盛裝熔融硅并制成后續工序所需晶 棒。1978-1988年，我國的電弧法石英坩堝、高純涂層坩堝同激光用石英玻璃、高純耐高溫石英玻璃管等石英制品已完成 研制并實現規模化生產。1989-2000年，此階段主要是在引進國外先進技術吸收消化的基礎上實現國有化。2000年以后， 隨著技術進步，坩堝尺寸從12英寸一直發展到32英寸，少數企業已達到40英寸。石英坩堝分

9、為內中外三層，中內層占比約30%-40%坩堝結構：石英坩堝分為外層（不透明層）、中內層（真空透明層）。外層（不透明層）內部含有大量氣泡，受熱均 勻，保溫效果好；中內層（透明層）均勻致密、表面光滑，可以增強坩堝的強度（抗變形），降低內表面的溫度（防 失透）。根據每家坩堝廠商配方差異，中內層砂占比30%-40%不等。石英坩堝中內層對高純石英砂高純、低鋁、低堿、抗析晶的要求更高石英坩堝中內層對高純石英砂高純、低鋁、低堿、抗析晶的要求更高。坩堝最內表層是指透明層中最靠近內表面1- 2mm的部分。坩堝對硅液起作用的機理是，由于與硅液接觸的內表面不斷向硅液中熔解，并且伴隨著透明層中的微氣 泡不斷的長大，靠

10、近最內表面的氣泡破裂，伴隨著硅液釋放石英微顆粒以及微氣泡。而這些雜質會以微顆粒以及微氣 泡的形式伴隨著硅液流遍整個硅熔體，直接影響到硅的成晶（整棒率、成晶率、加熱時間、直接加工成本等）以及單 晶硅的質量（穿孔片、黑芯片等）。石英坩堝尺寸大型化，壽命不斷提升石英坩堝尺寸大型化：根據歐晶科技招股說明書，單只28英寸單晶坩堝重量超40kg。硅片大型化趨勢下，石英坩堝尺 寸不斷增大，重量也相應增加。同時考慮到在相同尺寸下，坩堝厚度、高度等也有差異，我們預計32英寸坩堝重量約 70-80kg，36英寸坩堝重量約90-100kg。全球裝機量提升+N型占比提升驅動需求快速增長N型硅片占比提升：N型單晶電池效

11、率更高，預計2030年占比有望提升至50%。而N型硅片對于多晶硅原料以及部分輔材 的純度要求更高，N 型硅片更換石英坩堝頻率更高，進而對高純石英砂的需求量更高。因此，除了光伏下游總量的提升， 結構升級望貢獻高純石英砂行業增量。測算22-24年全球高純石英砂需求為6.2、8.2、9.9萬噸預計22-24年全球高純石英砂需求為6.2、8.2、9.9萬噸。我們預計22-24年全球光伏裝機容量240、300、375GW；坩堝 使用壽命為380、400、400小時；大型化趨勢下單個坩堝平均重量為80、90、90kg；高純石英砂制造單晶坩堝損耗系數 0.8；中內層砂需求占比40%，外層砂需求占比60%。2

12、2-24年行業供需保持緊平衡，價格有望繼續提升22-24年高純石英砂供需有望保持緊平衡。預計22-24年高純石英砂需求約6.2、8.2、9.9萬噸，供給約6.0、8.2、9.8萬噸， 供需缺口為-0.2、-0.1、-0.1萬噸。石英股份產品價格有望繼續提升。一方面，行業供需緊平衡下，行業整體均價有所抬升；另一方面，石英股份中內層砂 占比有望逐步提升，而中內層砂均價更高，有望帶動整體均價提升。4.“兩家海外+國內一大”格局，石英股份國產化率提速“兩家海外+國內一大”格局目前全球僅尤尼明、TQC、石英股份三家企業具備量產高純石英砂的能力，國內其他有江蘇陽山、東海幾家小工廠、 遼寧錦州幾家小廠、凱盛石英太湖公司等，但無法穩定批量供應。高純石英砂國產化進程加快國產石英砂市占率有望持續提升。石英股份加快產能擴張，2萬噸高純砂項目在22年3月投產（預計22年5-6月達到滿產狀 態）；此外收購的強邦股份有望貢獻6000噸增量；我們預計新建1.5萬噸項目有望于23H1投產。我們預計22-24年海外合計 擴產有限，一方面受疫情影響，海外產能擴產進度放緩；另一方面，尤尼明/挪威TQC開采的石英礦來自偉晶巖礦床，而 偉晶巖二氧化硅含量約25%，在開采石英礦時會伴隨