高纯石英砂是高纯度的石英材料，是半导体制造、航空航天、光伏和通信等多个高新技术产业领域，并被全球公认为战略性关键资源。
当前全球能够大批量供应满足半导体和光伏行业需求的高纯石英砂的企业比较稀缺，行业具有较高的进入壁垒。
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高纯石英行业概览石英砂是通过深度提纯石英矿物而制成的。
高纯石英砂的纯度是衡量品质的关键参数，直接影响到材料的耐高温和透光性能。且纯度越高的石英砂价格也越昂贵。
根据纯度，石英砂可被分类为硅石、普通石英砂、精制石英砂以及高纯石英砂，高纯石英砂指的是SiO2含量不少于99.995%（即4N5标准）。各种石英砂在性能指标上存在差异，适用于不同的应用场景。
高纯石英纯度分类：
光伏产业中石英砂主要用于制造直拉单晶硅所需的石英坩埚。对于制造外层、石英管、石英棒、石英舟以及石英锭等产品的石英砂，通常要求其纯度达到4N5标准。坩埚内层制造对石英砂的纯度要求则更为苛刻，必须达到4N8甚至更高的纯度等级。
4N+高纯石英不同领域用量增长趋势：
高纯石英砂产业链石英产业链分为上游的石英矿、石英砂开采与提纯、中游的石英材料及制品生产，以及下游的广泛应用领域。
上游环节包括石英矿的开采和后续的提纯过程。提纯石英砂首先需要获取质量上乘的原料矿，提纯过程包括磁选、浮选、酸洗以及氯化焙烧等。通过提线后可以获得普通石英砂和高纯石英砂。
普通石英砂的制备技术相对简单；高纯石英砂的原料稀缺，提纯工艺更具挑战性，技术门槛较高，主要应用于半导体、光伏以及航空航天等高科技领域。
高纯石英砂产业链图示：
资料来源：《中国高纯石英产业链现状及发展建议》
高纯石英砂竞争格局和龙头梳理高纯石英砂行业的核心竞争壁垒主要在于矿物资源和提纯技术，市场高度集中。
由于矿源和加工工艺的高门槛，全球市场的主要供应商为矽比科、TQC和石英股份这三家公司。
矽比科旗下的尤尼明和挪威TQC是传统的高纯石英双寡头，矿源主要来自美国的斯普鲁斯派恩矿。
矽比科集团在2023年4月宣布计划投资2亿美元以扩大产能，目标是在2025年前实现产能翻倍。
我国厂商石英股份已成功实现4N8级高端高纯石英砂的国产替代，但高端产品所需的矿源仍然依赖海外进口，石英股份2023年高纯石英砂销量为3.4万吨。
此外，国内厂商菲利华子公司融鉴科技投资建设了年产2万吨高纯石英砂的项目，目前该项目已投产并处于产能逐步提升的阶段
我国是全球最大的高纯石英砂进口国，近年来进口量占到了全球总进口量的约70%，特别是4N8级别以上的高纯度原料矿，全部需要从国外进口。
据海关总署的数据统计，从2018年至2023年，我国每年平均进口10.8万吨4N级高纯石英，总金额达到年均17.7亿美元。
我国主要依赖水晶和脉石英作为原料，国内企业已开始通过化学合成法来制备高纯石英。通过化学合成法制备高纯石英砂主要包括气相合成法、化学沉淀法、溶胶-凝胶法以及四氯化硅液相水解法等。
从行业供需格局来看，2023至2024年，高纯石英砂特别是内层砂仍将保持紧缺状态。
通过进一步深加工石英玻璃材料，可以制作出如石英坩埚、石英扩散管等石英制品。为高端半导体配套的石英制品产业，具有较高的门槛。目前行业内能够供应高纯度、大尺寸石英制品的企业并不多。国内市场的主要参与者包括外资企业如杭州大和热磁电子、贺利氏信越等，以及本土企业如菲利华、凯德石英等。
在材料端主要布局企业有凯盛科技（专注于合成石英），江瀚新材和中旗新材等，凯盛科技投资了采用合成法与提纯法工艺的各年产5000吨的产能；江瀚新材计划投资建设年产2000吨6N级高纯石英砂的项目，预计2025年底完工。而在坩埚层面能够锁定海外优质砂源并签订长期合同的企业主要有欧晶科技等。
全球中高端高纯石英主要生产企业：
资料来源：公开整理、凯德石英、东北证券
结语整体而言，全球高纯石英砂的供应目前保持稳定状态，随着后续新参与者的生产线逐步增加，预计未来供应能力将得到进一步提升。随着半导体和光伏行业景气度的加速回暖，中高端高纯石英的国产化进程有望加速。国内龙头厂商有望引领国产替代。
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