2022年高純石英砂行業壁壘、供需格局及國產化空間分析報告（27頁）.pdf

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1、2022 年深度行業分析研究報告 VXmVnYkZuMuNpN8O8Q9PpNqQtRpNiNnNsPeRnMsM7NnMnNwMnNyRvPoPqM3 目錄 C O N T E N T SC O N T E N T S 純度標準嚴苛純度標準嚴苛，各應用領域有明顯梯度各應用領域有明顯梯度 1 2 3 4 “原礦”資源屬性“原礦”資源屬性+“提純”工藝筑行業壁壘提純”工藝筑行業壁壘 供需有望保持緊平衡，價格仍有提升空間供需有望保持緊平衡，價格仍有提升空間 “兩家海外“兩家海外+國內一大”格局，石英股份國產化進程提速國內一大”格局，石英股份國產化進程提速 4 CONTENTSCONTENTS 目錄

2、目錄 C CCONTENTSCONTENTS 專 業 領 先 深 度 誠 信專 業 領 先 深 度 誠 信 中 泰 證 券 研 究 所中 泰 證 券 研 究 所 1 純度標準嚴苛，各應用領域有明顯梯度純度標準嚴苛，各應用領域有明顯梯度 5 高純石英砂物化特性優異高純石英砂物化特性優異，應用領域廣泛應用領域廣泛。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一般由高品位的天然石英礦物經過提純技術生產過提純技術生產。高純石英砂獨特的晶體結構和晶格變化規律，使其具有耐高溫耐高溫、熱膨脹系數小熱膨脹系數小、高度絕緣高度絕緣、耐腐蝕耐腐蝕等特點等特點。 低低、中端高純

3、石英砂已實現國產化中端高純石英砂已實現國產化，高端以海外進口為主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（4N8）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。 各純度標準產品應用領域不同各純度標準產品應用領域不同，價格差異大價格差異大。按應用市場分類：4N級產品主要應用于高級照明高級照明、電子封裝工業電子封裝工業等領域，價格在600-1500美元/噸；4N8級產品主要用于光伏光伏、通信工業通信工業領域，價格在5500-8500美

4、元/噸；5N級產品則主要應用于半導體半導體、芯片制造芯片制造領域，價格在12000-15000美元/噸。 物化特性優異，各純度標準產品應用領域不同，價格差異大物化特性優異，各純度標準產品應用領域不同，價格差異大 圖表：石英品質分類圖表：石英品質分類( (根據雜質總量根據雜質總量) )、價格范圍和作為礦床開采所需的最小規模、價格范圍和作為礦床開采所需的最小規模 圖表：高純石英應用市場圖表：高純石英應用市場 圖表：高純石英砂產品分類和技術狀況圖表：高純石英砂產品分類和技術狀況 分類分類按按SiOSiO2 2含量含量按雜質元素總量按雜質元素總量技術現狀技術現狀低端產品低端產品99.9%(3N)99.

5、9%(3N)100010100010-6-6國產化國產化中端產品中端產品99.99%(4N)99.99%(4N)1001010010-6-6國產化國產化高端產品高端產品99.998%(4N8)99.998%(4N8)20102010-6-6從美國、挪威、日本等進口從美國、挪威、日本等進口資料來源：高純石英原料礦物學特征與加工技術進展馬超等，2019；高純石英原料特征和礦床成因研究現狀綜述王云月等，2021；中泰證券研究所 資料來源：高純石英的研究進展及發展趨勢楊曉勇等，2022；中泰證券研究所 純度純度（SiO2含量含量）99.99%99.998%99.999%應用行業高級照明、電子封裝工業、

6、光學工業太陽能光伏、通信工業半導體工業、芯片制造主要產品高溫燈管、熔融石英管、石英玻璃、硅微粉、光學裝置、特種石英光學玻璃單晶硅坩堝、多晶硅坩堝、優質石英玻璃及制品、光導纖維及附屬光電元件等CZ坩堝、半導體用高純石英玻璃、半導體用高端石英坩堝價格（美元/噸）600-15005500-850012000-15000 6 高純石英砂純度高高純石英砂純度高，雜質含量低于雜質含量低于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

7、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高純石英砂世界標準純度”。 高純石英砂純度高，雜質含量低于高純石英砂純度高，雜質含量低于20ppm 圖表：尤尼明圖表：尤尼明( (北美北美) )公司高純石英產品標準公司高純石英產品標準 資料來源：高純石英的研究進展及發展趨勢王云月等，2021；中泰證券研究所 圖：石英元素豐度范圍圖：石英元素豐度范圍( (灰色的條帶灰色的條帶) )和平均值以及和平均值以及IOTA IOTA 標準石英和高純石英推薦的元素含量上限標準石英和高純石英推薦的元素含量上限 資料來源：高純石英原料特征和礦床成因研究現狀綜述楊曉勇等，2022；中泰

8、證券研究所 7 單晶坩堝用高純石英砂標準較光伏玻璃石英砂更嚴苛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坩堝環節為保證坩堝熔制效果，嚴格控制各金屬雜質含量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

9、，從而導致硅棒良品率的降低。 光伏玻璃為提高透光性光伏玻璃為提高透光性，需控制需控制Fe3+含量含量。Fe3+含量高會增加玻璃本身的吸光性，從而降低光伏組件光電轉換效率。 圖表：石英坩堝用高純石英砂與光伏玻璃用石英砂對比圖表：石英坩堝用高純石英砂與光伏玻璃用石英砂對比 資料來源：GB/T 30984.1-2015太陽能用玻璃；GB/T 32649-2016光伏用高純石英砂；石英原料在太陽能級石英坩堝應用中存在的一些問題金小寧等，2012；中泰證券研究所 SiOSiO2 2FeFeAlAl光伏玻璃高透光率98.55%0.015%1%Fe3+使玻璃呈綠色，降低玻璃光線透過率坩堝環節晶硅熔制純度高，

10、坩堝使用壽命的積極性99.998%0.0005%0.02%Al含量高影響拉制晶硅純度，Na、K、Li含量高使坩堝軟化溫度降低，Cu、Mn、Fe含量高使坩堝產生色斑對應產品對應產品需求需求說明說明石英砂純度要求對比石英砂純度要求對比 8 CONTENTSCONTENTS 目錄目錄 C CCONTENTSCONTENTS 專 業 領 先 深 度 誠 信專 業 領 先 深 度 誠 信 中 泰 證 券 研 究 所中 泰 證 券 研 究 所 2 “原礦”資源屬性“原礦”資源屬性+ +“提純”工藝筑行業壁壘“提純”工藝筑行業壁壘 9 可用于高純石英砂生產的礦品類有限可用于高純石英砂生產的礦品類有限 、石英

11、砂巖石英砂巖、石英巖石英巖、脈石英脈石英、粉石英粉石英、天然石英砂和花崗巖石英等天然石英砂和花崗巖石英等7 7種礦床種礦床工業類型工業類型。美國和澳大利亞的資源量最大，礦床類型包括白崗巖型、偉晶巖型、熱液脈石英型等。 高純石英砂礦源以花崗巖石英高純石英砂礦源以花崗巖石英、脈石英為主脈石英為主。天然水晶天然水晶純度較高、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花崗巖石英和脈石英為生產高純石英砂主要原料料，其中花崗巖石英礦床規模大，石英純度高，但石英含量較低，偉晶巖含有大約偉晶巖含有大約40%

12、的更長石的更長石、25%石英石英、20%微微斜長石斜長石（一般為條紋長石一般為條紋長石）和和15%的白云母；的白云母；脈石英礦床分布廣泛，但規模相對較小。 圖表：石英礦床工業類型與應用特點的關系圖表：石英礦床工業類型與應用特點的關系 礦床工業類型礦床工業類型礦床與礦石特點礦床與礦石特點工業應用特點工業應用特點天然水晶天然水晶品質好，美觀；儲量小，資源少，開采條件差，價格貴，成品質好，美觀；儲量小，資源少，開采條件差，價格貴，成分不穩定，標準化困難分不穩定，標準化困難曾經是高純石英原料，現主要用作水晶工藝曾經是高純石英原料，現主要用作水晶工藝品原料品原料石英砂巖石英砂巖規模大，開采條件好，易于破

13、碎分級和大規模生產；膠結物規模大，開采條件好，易于破碎分級和大規模生產；膠結物成分比較復雜，雜質較多成分比較復雜，雜質較多幾乎所有幾乎所有(SiO(SiO2 2) 99%) 99% 產品，但受粒度大小產品，但受粒度大小、球度、圓度和破碎率等天然影響，一些不、球度、圓度和破碎率等天然影響，一些不適用于型砂、適用于型砂、3D3D打印砂和石油支撐劑打印砂和石油支撐劑石英砂石英砂礦床規模大，地質產狀穩定，開采條件較好，致密均勻，塊礦床規模大，地質產狀穩定，開采條件較好，致密均勻，塊度好，適合大規模生產；硬度大，破碎加工成本高，雜質提度好，適合大規模生產；硬度大，破碎加工成本高，雜質提純困難，缺少天然粒

14、形純困難，缺少天然粒形金屬硅，同時適用于不受粒度大小和角形因金屬硅，同時適用于不受粒度大小和角形因數影響的其它數影響的其它(SiO(SiO2 2) 99%) 99% 產品產品脈石英脈石英礦床分布廣泛，規模相對較小，幾乎全部為石英，礦床分布廣泛，規模相對較小，幾乎全部為石英，(SiO(SiO2 2) ) 通通常常99.9%99.9%，質量比較穩定，開采難度相對較大，質量比較穩定，開采難度相對較大硅微粉等硅微粉等(SiO(SiO2 2) 99%99.9%) 99%99.9%產品，高純石產品，高純石英等英等(SiO(SiO2 2) )99.9%99.9%產品，以及石英板材、產品，以及石英板材、金屬硅

15、等金屬硅等粉石英粉石英礦床分布不多，一般規模不大，自然白度高，天然疏松多礦床分布不多，一般規模不大，自然白度高，天然疏松多孔，容易超細粉碎加工；缺少天然坡度和粒度孔，容易超細粉碎加工；缺少天然坡度和粒度陶瓷原料、硅微粉等陶瓷原料、硅微粉等天然石英砂天然石英砂礦床規模一般較大，通常具有良好的天然粒度、球度和圓礦床規模一般較大，通常具有良好的天然粒度、球度和圓度，雜質成分比較多度，雜質成分比較多鑄造型砂，鑄造型砂，3D3D打印砂，石油支撐劑，彩色石打印砂，石油支撐劑，彩色石英砂，如果英砂，如果(SiO(SiO2 2) ) 達標，適用于達標，適用于(SiO(SiO2 2) )99%99%其他產品其他

16、產品花崗巖石英花崗巖石英礦床規模大，石英雜質少礦床規模大，石英雜質少高純石英，尤其是高純石英高端產品等高純石英，尤其是高純石英高端產品等來源：中國粉體網、自然資源部、歐晶科技、中泰證券研究所 10 全球高純石英礦儲量、品質分布不均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全球高純石英原料礦床分布于美國、挪威挪威、澳大利亞澳大利亞、俄羅斯俄羅斯、毛里塔尼亞毛里塔尼亞、中國中國、加拿大加拿大、印度印度、巴西等巴西等9 9個國家個國家。 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

17、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格局。 圖表：全球高純石英原料礦床的資源分布與開發現狀圖表：全球高純石英原料礦床的資源分布與開發現狀 來源：High purity quartz supply & demandMurray Lines，2019；全球高純石英原料礦的資源分布與開發現狀王九一，2021；中泰證券研究所 圖表：全球高純石英砂資源分布情況圖表：全球高純石英砂資源分布情況 11 原礦優劣與純度、包裹體特征、元素存在形式有關原礦優劣與純度、包裹體特征、元素存在形式有關

18、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，而與而與原料包裹體特征原料包裹體特征、元素的賦存狀態和存在形式元素的賦存狀態和存在形式有關有關。 圖：石英原料包裹體特征及雜質元素的含量和賦存狀態均影響高純石英砂的質量和加工難度圖：石英原料包裹體特征及雜質元素的含量和賦存狀態均影響高純石英砂的質量和加工難度 來源：中國粉體網、歐晶科技、中泰證券研究所 12 石英股份石英石原礦儲備充足石英股份石英石原礦儲備充足 圖表：石英股份石英石采購單價穩步提升圖表：石英股份石英石采購單價穩步提升 圖表：圖表：石英股份原材料賬面余額明顯提升石英股

19、份原材料賬面余額明顯提升 資料來源：石英股份可轉債募集說明書、中泰證券研究所； 資料來源：石英股份年報、中泰證券研究所； 4672 5289 4998 6176 10610 18216 23621 05000100001500020000250002015201620172018201920202021原材料賬面余額（萬元）2143103014321635179805001000150020002500201520162017201819H1石英石采購單價（元/噸） 石英股份原礦儲備充足，可滿足約石英股份原礦儲備充足，可滿足約4.74.7萬噸高純石英砂的生產。萬噸高純石英砂的生產。從石英股份2

20、016-19H1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。 13 高純石英砂生產方式主要采用礦物提純法高純石英砂生產方式主要采用礦物提純法 高純石英砂制備工藝有礦物提純及化學合成法高純石英砂制備工藝有礦物提純及化學合成法，目前主要采用目前主要采用礦物提純法礦物提純法（成本更低成本更低）。 提純難度：提純難度：難點在于對不同品位的礦進行提

21、純剔除雜質難點在于對不同品位的礦進行提純剔除雜質（尤其尤其是金屬雜質是金屬雜質），均能獲得符合要求的高純石英砂均能獲得符合要求的高純石英砂（一致性和穩一致性和穩定性高的產品定性高的產品）。生產環節的約束并不僅是在穩定的礦源供應生產環節的約束并不僅是在穩定的礦源供應，也在于提純技術的積累也在于提純技術的積累。 高純石英砂提純法主要工藝流程為：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

22、，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。 圖表：礦物提純法工藝流程圖表：礦物提純法工藝流程 來源：硅業分會，中泰證券研究所 14 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：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（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）、光學性能更優等特性，正逐步成為性，正逐步成為 7 納米以下的半導體產品生產中的

23、替代材料。納米以下的半導體產品生產中的替代材料。 氣相法：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。 液相合成法：液相合成法：主要有溶膠-凝膠法、沉淀法、微乳液法、液相水解法等。與氣相合成法相比，液相合成法具有反應溫度低、設備簡單，能耗少等優點，可工業應用。其中，我國已研制成功低羥基、高純石英粉，結晶形態為方石英，經試用該高純石英粉適合于制備高純低

24、羥基石英玻璃及連熔石英玻璃管等。 氟硅酸法：氟硅酸法：先制得無定型二氧化硅、副產氟化銨，再高溫加熱至熔融狀態，分階段冷卻，得到沙粒狀的晶體石英砂。二氧化硅純度達 6N ，可用于制造拉制單晶硅或多晶硅的石英坩堝。 來源：中國粉體網，中泰證券研究所 圖：氣相合成法：傳統與兩步氣相水解制備石英粉圖：氣相合成法：傳統與兩步氣相水解制備石英粉 圖：高純二氧化硅制備高純石英砂裝置圖：高純二氧化硅制備高純石英砂裝置 圖：氟硅酸法生產高純二氧化硅工藝路線圖圖：氟硅酸法生產高純二氧化硅工藝路線圖 15 提純檢測：國外領先，國內企業追趕提純檢測：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

25、定批量供應方面具備領先優勢。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。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。對于對于IOTA標準的高純石英，化學分析法和標準的高純石英，化學分析法和X射線熒光光譜法（射線熒光光譜法（XRF）檢測難以滿足其質量檢測要求。目前）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。如圖對于美國尤尼明高純石英樣品，國內已經成為檢測高純物料

26、微量化學成分的有效方法。如圖對于美國尤尼明高純石英樣品，國內ICP檢測結果與該公司檢測結果與該公司公布的產品檢測結果的平均數值存在較大差異，說明公布的產品檢測結果的平均數值存在較大差異，說明目前我國在低雜質檢測技術上尚存在一些問題，與國際先進水目前我國在低雜質檢測技術上尚存在一些問題，與國際先進水平還存在明顯差距。平還存在明顯差距。 來源：高純石英全球資源現狀與我國發展建議，中泰證券研究所 16 CONTENTSCONTENTS 目錄目錄 C CCONTENTSCONTENTS 專 業 領 先 深 度 誠 信專 業 領 先 深 度 誠 信 中 泰 證 券 研 究 所中 泰 證 券 研 究 所

27、3 供需有望保持緊平衡，價格仍有提升空間供需有望保持緊平衡，價格仍有提升空間 17 石英坩堝：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?；a。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。 石英坩堝生產原理：石英坩堝生產原理：將高純石英粉裝入可任意傾動

28、角度的旋轉成型模內，利用離心力成型，將已成坩堝形的旋轉著的裝置移動至電極棒處，然后將電極送電啟弧，同時啟動真空系統，使其快速熔化成坩堝形狀的熔融石英，經冷卻后取出，即完成一個石英坩堝的熔融。 石英坩堝是拉制單晶硅的耗材石英坩堝是拉制單晶硅的耗材 圖表：石英坩堝生產工藝流程圖圖表：石英坩堝生產工藝流程圖 來源：石英坩堝相關知識介紹、中泰證券研究所 來源：歐晶科技招股說明書、中泰證券研究所 圖表：石英坩堝應用于單晶拉制圖表：石英坩堝應用于單晶拉制 18 坩堝結構：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

29、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根據每家坩堝廠商配方差異，中內層砂占比中內層砂占比30%-40%不等不等。 石英坩堝分為內中外三層，中內層占比約石英坩堝分為內中外三層，中內層占比約30%-40% 來源：石英坩堝相關知識介紹、中泰證券研究所 圖表：石英坩堝結構圖表：石英坩堝結構 圖表：石英坩堝透明層和不透明層圖表：石英坩堝透明層和不透明層 圖表：真空層的形成圖表：真空層的形成 19 石英坩堝中內層對高純石英砂高純石英坩堝中內層對高純石英砂高純、低鋁低鋁、低堿低堿、抗析晶的要求更高抗析晶的要求更高。坩堝最內表層是指透明層中最靠近內

30、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）。 高純石英砂純度對石英坩堝壽命有影響高純石英砂純度對石英坩堝壽命有影響。根據光伏見聞根據光伏見聞，石英坩堝內壁用尤尼明石英砂石英坩堝內壁用尤尼明石英砂，壽命可達壽命可達450小時以上小時以上，如如果用從印度進口的石英砂做內壁果用從印度進口的石英砂做內壁

31、，坩堝使用壽命只能達到坩堝使用壽命只能達到200小時左右小時左右。 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 來源：石英坩堝相關知識介紹、中泰證券研究所 圖表：隨著拉晶時間提升氣泡增大圖表：隨著拉晶時間提升氣泡增大 來源：石英坩堝相關知識介紹、中泰證券研究所 圖表：石英坩堝氣泡進入到硅溶液影響硅棒成品率圖表：石英坩堝氣泡進入到硅溶液影響硅棒成品率 來源：石英坩堝相關知識介紹、中泰證券研究所 圖表：坩堝中雜質影響硅棒成品率圖表：坩堝中雜質影響硅棒成品率 20 石英坩堝尺寸大型化：石英坩堝尺寸大型化：根據歐晶科技招股說

32、明書根據歐晶科技招股說明書，單只單只28英寸單晶坩堝重量超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。 石英坩堝使用壽命有望不斷提升：石英坩堝使用壽命有望不斷提升：目前石英坩堝使用壽命約在400-450小時，實際使用中不到400小時就開始停爐更換石英坩堝。隨著技術進步，坩堝使用壽命有望不斷提升。 石英坩堝尺寸大型化，壽命不斷提升石英坩堝尺寸大型化，壽命不斷提升 38.246.441.541.8051015202530354045

33、5020172018201920H1單只石英坩堝重量（kg）來源：歐晶科技招股說明書、中泰證券研究所 注：20H1按照28英寸與32英寸5:1測算 圖表：歐晶科技單只石英坩堝重量（圖表：歐晶科技單只石英坩堝重量（kg） 來源：歐晶科技官網、中泰證券研究所 圖表：硅片大型化趨勢下，石英坩堝尺寸和重量逐漸加圖表：硅片大型化趨勢下，石英坩堝尺寸和重量逐漸加 21 全球裝機持續提升：全球裝機持續提升：預計2021-2024全球光伏年度新增裝機由170GW增至約375GW，復合增速30%。 N型硅片占比提升：型硅片占比提升：N型單晶電池效率更高，預計2030年占比有望提升至50%。而N型硅片對于多晶硅原

34、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。 全球裝機量提升全球裝機量提升+N型占比提升驅動需求快速增長型占比提升驅動需求快速增長 圖表：圖表：20-23E全球光伏新增裝機量全球光伏新增裝機量CAGR+30% 來源：CPIA、中泰證券研究所 來源：CPIA、中泰證券研究所 圖表：圖表：N型硅片滲透率逐步提升型硅片滲透率逐步提升 來源：中國光伏產業發展路線圖（2020年版）、中泰證券研究所 圖表：圖表：N型單晶較型單晶較P型單晶效率高型單晶效率高 0%5%10%15%20%25%30%

35、35%40%45%050100150200250300350400全球光伏新增裝機（GW）YOY（%） 22 測算測算22-24年全球高純石英砂需求為年全球高純石英砂需求為6.2、8.2、9.9萬噸萬噸 來源：CPIA、石英股份公告、歐晶科技招股說明書、中泰證券研究所測算 圖表：預計圖表：預計22-24年全球高純石英砂需求為年全球高純石英砂需求為6.2、8.2、9.9萬噸萬噸 預計預計22-24年全球高純石英砂需求為年全球高純石英砂需求為6.2、8.2、9.9萬噸萬噸。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

36、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%。 全球需求測算表全球需求測算表2021E2021E2022E2022E2023E2023E2024E2024E全球光伏裝機量（GW）170240300375容配比1.21.21.31.3單晶占比95%98%98%98%單晶硅片需求（GW）1972873764781GW硅片所需單晶爐（臺）100959085單晶爐數量（臺）19703272603386940609坩堝使用壽命（小時）350380400400單個坩堝重量（kg）70809090損耗系數0.80.80.80.8全球光伏用

37、高純石英砂需求量（萬噸）全球光伏用高純石英砂需求量（萬噸）4.34.36.26.28.28.29.99.9 中內層砂需求量（萬噸）1.72.53.33.9 外層砂需求量（萬噸）2.63.74.95.9 23 22-24年行業供需保持緊平衡，價格有望繼續提升年行業供需保持緊平衡，價格有望繼續提升 來源：CPIA、石英股份公告、歐晶科技招股說明書、中泰證券研究所測算 圖表：預計圖表：預計22-24年全球高純石英砂供需保持緊平衡年全球高純石英砂供需保持緊平衡 1.951.621.651.611.781.972.150.000.501.001.502.002.502015201620172018201

38、920202021公司高純石英砂售價（萬元/噸）來源：石英股份年報、石英股份可轉債募集說明書、中泰證券研究所測算 圖表：石英股份高純石英砂售價持續提升圖表：石英股份高純石英砂售價持續提升 22-24年高純石英砂供需有望保持緊平衡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。 高純石

39、英砂供需平衡表高純石英砂供需平衡表2021E2021E2022E2022E2023E2023E2024E2024E全球高純石英砂供應量（萬噸）4.26.08.29.8全球高純石英砂需求量（萬噸）4.36.28.29.9供給-需求-0.1-0.2-0.1-0.1全球供應測算表2021E2022E2023E2024E國內合計（萬噸）1.73.55.56.8 石英股份（萬噸）1.43.25.26.4 國內其他廠商（萬噸）0.30.30.30.4海外合計（萬噸）2.52.52.73.0全球供給（萬噸）4.26.08.29.8 24 CONTENTSCONTENTS 目錄目錄 C CCONTENTSCO

40、NTENTS 專 業 領 先 深 度 誠 信專 業 領 先 深 度 誠 信 中 泰 證 券 研 究 所中 泰 證 券 研 究 所 4 “兩家海外“兩家海外+ +國內一大”格局，石英股份國內一大”格局，石英股份國產化率提速國產化率提速 25 “兩家海外“兩家海外+國內一大”格局國內一大”格局 來源：LINES-Indian-Minerals-Forum-2019-IMFORMED、中泰證券研究所 圖表：高純石英砂主要供應廠商圖表：高純石英砂主要供應廠商 目前全球僅尤尼明、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、石英股份三家企業具備量

41、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。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。 尤尼明：尤尼明：公司為高純石英砂行業長期的全球行業龍頭，坐擁美國Spruce Pine地區優質的花崗質偉晶巖礦床，下游廣泛應用于半導體、光伏領域，曾控制全球約90%的石英砂市場。 挪威挪威TQC：在美國Spruce Pine及挪威同時擁有基地，下游可應用于半導體、光伏及電光源領域。 石英股份：石英股份：除半導體領域用高純石英砂公司仍需外購，其他領域用石英砂均可實現自產。 26 高純石英砂國產化進程加快高純石英砂國產化進程加

42、快 來源：中泰證券研究所測算 圖表：石英股份市場份額持續提升圖表：石英股份市場份額持續提升 國產石英砂市占率有望持續提升。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產生大量其他副產品礦石。其他副產品礦石的大量累積，會導致石英礦開采經濟性下降。 國產砂

43、性價比凸顯。國產砂性價比凸顯。根據石英股份年報以及可轉債募集說明書，石英股份高純石英砂售價較進口砂便宜約30%。在光伏行業整體降本趨勢下，國產砂具有較強競爭力。 來源：石英股份年報、可轉債募集說明書、中泰證券研究所測算 圖表：石英股份高純石英砂售價較進口砂更具優勢圖表：石英股份高純石英砂售價較進口砂更具優勢 1.951.621.651.611.781.972.152.362.742.222.262.870.00.51.01.52.02.53.03.52015201620172018201920202021高純砂售價（萬元/噸）采購的進口砂單價（萬元/噸）33.6%53.3%63.2%65.3%

44、0%10%20%30%40%50%60%70%20212022E2023E2024E 27 外層砂已基本實現國產替代，中內層砂產品和客戶認可度提升外層砂已基本實現國產替代，中內層砂產品和客戶認可度提升 來源：中泰證券研究所測算 圖表：外層砂已逐步實現國產替代圖表：外層砂已逐步實現國產替代 外層砂已基本實現國產替代，中內層砂產品和客戶認可度逐步提升。外層砂已基本實現國產替代，中內層砂產品和客戶認可度逐步提升。目前石英股份的高純石英砂仍以外層砂為主，我們預計石英股份在中內層砂質量以及客戶認可度上均有提升，并有望逐步提高中內層砂的滲透率。我們預計21年石英股份外層砂份額約50%，中內層砂份額約8%。

45、 圖表：中內層砂滲透率有望提升圖表：中內層砂滲透率有望提升 石英股份8%海外92%石英股份50%國內其他廠商11%海外39% 28 石英股份：高純石英砂量價利齊升，半導體石英材料持續高增石英股份：高純石英砂量價利齊升，半導體石英材料持續高增 圖表：石英股份電子級石英管產能快速擴張（噸）圖表：石英股份電子級石英管產能快速擴張（噸） 1200 1600 1850 1850 3000 4850 9000 9000 9000 010002000300040005000600070008000900010000201620172018201920202021 2022E 2023E 2024E0.8 1

46、.1 1.1 1.2 1.6 2.4 4.2 6.2 7.4 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.4 3.2 5.2 6.4 0123456782016201720182019202020212022E 2023E 2024E年末產能 總產量(包含自用) 外銷銷量 圖表：石英股份高純石英砂銷量有望高速增長（萬噸）圖表：石英股份高純石英砂銷量有望高速增長（萬噸） 1.95 1.62 1.65 1.61 1.78 1.97 2.15 2.36 2.74 2.22 2.26 2.87 011223342015201620172018201920202021公司高純石英砂售價（元/噸） 石英砂采購單價（元/噸） 圖表：石英股份外售石英砂價格逐年提升圖表：石英股份外售石英砂價格逐年提升 8% 12% 16% 20% 21% 22% 14% 22% 31% 47% 53% 54% 42% 44% 34% 21% 16% 14% 36% 22% 19% 12% 10% 10% 0%20%40%60%80%100%2019202020212022E2023E2024E半導體領域收入 高純石英砂收入 電光源收入 其他（光纖、光伏制品等） 圖表：石英股份收入結構持續優化圖表：石英股份收入結構持續優化 來源：石英股份年報，中泰證券研究所測算