建筑材料行業高純石英砂市場分析1-高純石英砂的界定及應用高純石英砂：“三五”個九高純石英指SiO2純度較高（純度一般99.9%）、雜質元素含量極低的石英及其產品，是硅產業高端產品的物質基礎，性能上看，高純石英砂具有極好的化學穩定性、高絕緣耐壓能力和極低的體膨脹系數，被廣泛應用于新一代信息技術、新材料產業、節能環保產業等戰略性新興產業。行業通常采用N來代表石英砂中SiO2的純度，例如含量90%以上即為1N，99%以上即為2N，99.9%以上即為3N，以此類推。3N以上即為高純石英，3N及4N產品均已實現國產化，其中99.998%以上的4N8產品代表石英砂最高等級，主要應用于半導體制造等高端領域。縱觀全球，生產高純石英砂的企業不多，國內實現規模化生產的企業更是屈指可數。美國尤尼明（Unimin）在全球高端（4N8及以上）石英砂市場一家獨大，對高純石英砂的價格擁有主導權，其生產的高純石英產品純度被全球公認為高純石英砂的標準（含有20ppm的標準雜質）。高純石英工業標準：總體和局部均有要求進一步，高純度石英的定義很大程度上取決于其最終應用。太陽能硅市場，主要雜質在于硼和磷的含量；石英玻璃市場，例如燈管，要求石英原材料Al濃度低于2x10^-5，用于單晶硅生產的坩堝制造商（半導體中使用的材料）需要≤17ppm的最高純度水平，用于光伏電池制造的坩堝生產商的純度標準為≤20ppm。價格方面，產品的價格與純度關聯緊密,低端產品二氧化硅含量為99.5%~99.99%(2N~4N),價格在600~800元/噸。中端產品的純度在99.995%~9.999%(4N~5N)，產品價格約為30000元/噸，而高端的5N以上的高純石英砂價格在60000元/噸，且市場供不應求。高端產品主要應用與半導體及光伏光伏和半導體領域需求近年快速增長，但純度等級在4N5（SiO2=99.995%）以上的高端產品產能較少（主要用于制造石英坩堝、石英管、石英棒、石英舟和石英錠）。其中，石英坩堝內涂層對高純石英砂純度要求更高，純度等級需要達到4N8（SiO2=99.998%），而石英坩堝外涂層、石英管、石英棒、石英舟和石英錠等產品則需達到4N5。半導體級產品主要由國外廠商壟斷，光伏級產品已有國產替代。賀利氏、邁圖、信越石英等占據了中國大部分光纖半導體應用市場，光纖芯棒以及套管的制造原材料主要由尤尼明壟斷。截至2021年的數據顯示，在光伏石英坩堝領域，憑借著價格優勢，我國企業已占據絕大部分的市場份額；在半導體石英坩堝領域，伴隨著國外半導體產業逐漸轉移至國內，以及國內半導體硅片廠商的蓬勃發展，作為其重要配套原輔料供應行業，石英坩堝制造領域獲得了較快的發展，產品正逐漸實現進口替代。高純石英砂的制備：天然法為主高純石英的制備方法主要有3大類，分別為天然水晶粉磨加工、石英礦物深度提純及用含硅化合物化學合成。由于天然水晶資源逐漸枯竭，而化學合成法缺點較多，難以大規模工業應用，以脈石英、石英巖和石英砂巖等石英礦物替代水晶生產高純石英砂為現在的主流方法。高純石英砂生產與礦源的品質密切相關，技術難點在于雜質的去除。高純石英砂過去主要由水晶進行加工提純，但考慮到水晶稀缺性及價格昂貴，20世紀80~90年代，美、日、德等少數發達國家采用脈石英、花崗巖石英加工高純石英砂。具體工藝看，整個提純過程可概括為預處理、物理處理和化學處理三個過程，具體為采用破碎、磨礦、篩分、磁選、酸洗、氯化焙燒等多種選礦方法。但是，考慮到技術水平及工藝差異，不同企業產品品質存在較大差異。2-從全球高純石英礦床分布看行業供給美國斯普魯斯派恩為目前主要來源放眼全球，共有15處礦床，其中，有生產礦山的8處，尚未開采生產的7處。全球儲量共探明2814.7萬噸，其中已經生產的礦上合計探明儲量為1842萬噸。美國斯普魯斯派恩礦床是國際上公認的儲量最大、品質好的高純石英原料礦，規模超過1000萬噸，由TQC和矽比科持有。印度高純石英原料礦情況印度擁有大量的高純石英原料的礦床，主要分布于自于古吉拉特邦、拉賈斯坦邦、西孟拉邦，安德拉邦等地區。拉賈斯坦邦的多家小型開采公司為印度高純石英原料礦主要供應商。2018年印度全年石英產量為395.1萬噸，而高純石英原料產量僅為3.1萬噸；不過隨著拉賈斯坦邦和古吉拉特邦地區采用更先進的采礦設備，加大礦區基礎設施建設，印度有潛力成為高純石英原料礦的主要供應商。各礦床品質有差異——尤尼明“一家獨大”斯普魯斯派恩礦床礦石（世界上最純凈）的主要造巖礦物為斜長石、鉀長石、石英、白云母，幾乎不含鎂鐵質礦物，礦業權由挪威TQC和比利時矽比科全資子公司矽比科北美公司(前身為尤尼明)持有。截至2020年8月，TQC擁有的高純石英原料資源量大于1000萬噸；矽比科的保有資源量可滿足數十年的開采。從截至21年1月的數據看（包括控制、和探明+推斷），博維爾礦業權由艾礦產股份公司(I-Minerals,Inc.)持有，礦石中石英晶體的純度大于99.9%，Al2O3、Fe2O3含量均低于40×10-6，艾礦產探明其資源量437.8萬噸，推斷資源量885.7萬噸，共計1323.5萬噸。國內情況看，靈虬山脈石英礦產權由湖北省蘄春縣靈虬山石英礦床持有，湖北省基本建設委員會探明脈石英儲量387.4萬噸，礦石幾乎全由石英組成，礦石SiO2純度＞99.35%，Al2O3＜0.22%，Fe2O3＜0.02%，礦山的設計礦山規模為年采1.5萬噸礦石。對比看，我們認為美國主導高純石英市場關鍵在于礦資源的品質優異。國內的礦床品質距美國、澳洲的有較大差距，因此雖然國內礦床探明儲量不小，加之國內勘探技術和提純技術發展相對較晚，同時不同應用領域對于各元素指標要求不一，導致國內公司如石英股份原材料主要來源于海外。3-需求展望新興產業需求增長較快，主要集中在亞洲全球需求不斷增長，光伏&半導體帶動國內需求2012-2019年，全球高純石英消耗量逐年增加，應用領域上看，主要是用于半導體、光通訊、光伏、電光源領域需求增加，從區域上看，亞洲的需求增速較快。據統計，2012年全球消費高純石英73.35萬噸，其中半導體領域45.36萬噸(61.84%)，光通訊領域消費8.79萬噸(11.98%)，光伏領域消費6.67萬噸(9.09%)、電光源領域消費2.92萬噸(3.98%)、其他領域消費9.61萬噸(13.10%)，用于半導體、光伏、光通訊、電光源等戰略性新興產業領域約占消費量的87%。2019年全球消費高純石英121.44萬噸，其中用于電光源領域消費4.74萬噸(3.90%)、半導體領域消費79.30萬噸(65.30%)，光伏領域消費14.52萬噸(11.93%)，光通訊領域消費17.97萬噸(14.80%)，其他領域消費4.91萬噸(4.04%)，半導體、光伏、光通訊、電光源等戰略性新興產業領域約占消費量的96%。區域上看，亞洲消費量由2012年31.37萬噸增長到2019年的62.53萬噸，2019年在全球高純石英消費中占51.49%，根據估計，中國和日本占亞太地區高純石英砂總消費量的65%左右，主要是由于對太陽能光伏和半導體制造的大量投資。高純石英砂是半導體集成電路行業重要的戰略性核心原材料之一，各工序中使用的高純石英材料主要包括硅片制造環節拉制單晶硅棒的石英坩堝、晶圓制造環節石英玻璃擴散管以極擴管配套的石英法蘭、石英玻璃爐管、石英舟等石英玻璃器具、芯片制造環節光刻、刻蝕和薄膜沉淀使用的光掩膜基板等。光伏領域高純石英多用于多晶硅、單晶硅光伏生產用的擴散管、承載器及電弧法坩堝等石英制品。全球需求不斷增長，國內高端需求主要靠進口2021年全球高純石英出口量19.05萬噸，其中德國出口量6.56萬噸，約占全球總出口量34%，是全球第一大高純石英出口國，其出口金額達15.5億美元，主要出口到中國(5.09萬噸)；美國為第二大出口國，2021年高純石英出口5.06萬噸，占全球27%，出口日本1.9萬噸（占37.5%）。高純石英產品出口單價相差懸殊，近年漲幅較大；美國、日本、韓國、德國等國主要出口高純石英深加工產品，出口單價較高。2021年，日本36234.82美元/噸、美國22437.27美元/噸、瑞士12098.33美元/噸、德國23643.70美元/噸、馬來西亞19317.66美元/噸，挪威10331.24美元/噸，相對2019年日、美、德出口單價漲幅分別為24.5%、6%、79.7%。國內進口情況看，2020&2021年我國進口高純石英總量較2017-2019年有所減少；2021年單價上升較快且進口量較20年也有所增加，我們認為主要系光伏級高純石英砂需求增加所致（對于高端產品國內目前并沒有與之匹配的石英砂礦源）。石英坩堝國產化顯著，光伏級石英制品需求高增石英坩堝為單晶硅生產所需耗材中產量較大、產值較高的產品類別。近幾年來，我國石英制品行業的技術進步較為明顯，尤其是石英坩堝技術水平與國外企業產品的差距逐步縮小，在坩堝尺寸、純度、拉晶時間和拉晶次數等方面均取得顯著進步。在光伏石英坩堝領域，憑借著價格優勢，我國企業已占據絕大部分的市場份額；在半導體石英坩堝領域，伴隨著國外半導體產業逐漸轉移至國內，以及國內半導體硅片廠商的蓬勃發展，作為其重要配套原輔料供應行業，石英坩堝制造領域獲得了較快的發展，產品正逐漸實現進口替代。石英坩堝主要應用在硅棒的拉制過程中，從使用壽命上看，石英坩堝壽命理想狀態400多小時，較差情況為300小時左右。因此石英坩堝更換周期較短，屬于消耗性產品，下游需求量大。從上市公司的經營數據看，2021年石英股份光源、光伏和光纖半導體行業收入約各占33%，其中光伏行業實現營業收入3.19億元，同比增加108.5%。21年石英股份光伏相關業務的毛利率在各業務中較高、提升最為明顯，反映短期我國光伏行業需求處高景氣。石英砂及坩堝價格水漲船高20年以來，高純石英砂價格逐步攀升，尤其當行業對硅料有降價預期階段，高純石英漲價幅度明顯提升。國產高純石英砂由去年年中的5萬元/噸漲至23年3月的14萬元/噸，由于海外長單多數被鎖定，國內unimin高純石英砂的代理商為北京雅博，我們認為目前國內進口高純石英砂為邊際定價，且更為緊缺，漲幅較國產砂更大。石英坩堝方面，21H1隆基坩堝采購均價3441元/只，目前行業32及36寸石英坩堝分別達到1.3、1.8萬元/只。坩堝尺寸雖有變大趨勢，但更多在于石英砂漲價坩堝價格隨之水漲船高。隨著硅料產能不斷釋放，硅片排產逐月提升，我們預計后續石英砂及坩堝仍有漲價空間。4-主要相關上市公司石英股份：國內高純石英龍頭公司是國內首家實現高純石英砂量產技術突破的企業，打破了國際廠商對高純石英砂的壟斷，公司22年擁有高純石英砂產能5萬噸/年，石英坩堝產能4萬噸/年，并且已于23年1月底啟動三期項目（6萬噸高純石英砂、15萬噸半導體級高純石英砂、5800噸半導體石英制品）的建設。歐晶科技：光伏坩堝龍頭企業，優質原材料保障產品品質立足硅產業，公司業務主要涉及石英坩堝、硅材料清洗以及切削液處理。在石英坩堝產品領域，公司與中環、寧夏協鑫、有研半導體等大中型單晶硅片生產商建立了穩定的合作關系；在硅材料清洗及切削液處理服務領域與中環股份建立了穩定的合作關系。凱盛科技：國內首家批量生產合成法高純石英凱盛應用材料（原中創）擬建年產5000噸半導體用二氧化硅生產線項目（投資1.87億元），我們預計23年底可建成。項目建成后，將形成電子級硅溶膠、半導體用合成二氧化硅、光伏用合成二氧化硅等產品生產能力。若以目前價格計算，在全部光伏用情況下，本項目有望給公司帶來收入/利潤貢獻分別為5.6/1.7億元。22M10中研院和華光集團擬與公司簽訂《股權托管協議》，委托公司對凱盛基材70%股權、太湖石英100%股權、黃山石英70%股權進行管理，托管費用為每家50萬/年。江瀚新材：IPO募資擴產6N級合成石英砂公司主營為功能性硅烷（偶聯劑領域），為國內功能性硅烷行業產品最為豐富、產業鏈最長的生產廠商之一。在新能源、半導體、航空航天等各領域均有應用。公司向產業鏈下游延申，在超高純6N級合成石英砂技術研發領域另辟蹊徑，采用原料四氯化硅SiCl4和硅酸乙酯及粒徑適度的石英砂進行合成，合成的超高純6N級石英砂的金屬離子總量＜0.1ppm，羥基含量＜60ppm（光伏坩堝標準為＜150ppm），能夠滿足高端石英應用領域的指標。菲利華：石英玻璃/纖維領軍企業公司為國內外規模較大的石英材料及石英纖維制造企業，全球少數幾家具有石英纖維批量生產能力的制造商，主營產品為石英玻璃材料和石英玻璃制品，廣泛用于半導體、航空航天、光通訊等