石英产业--高端制造重要原材料，国产替代空间巨大！

操盘手涛哥 / 2020-01-05 19:47 发布

石英产业是以二氧化硅为主要原材料成分的材料及制品产业，广泛应用于航空航天、光源、光学、光纤、半导体等行业，是高端装备制造的重要原材料。整个产业链从基础原材料开始，从石英块、天然水晶、四氯化硅中提取出普通共和高纯度石英砂，普通纯度的石英砂主要制成普通玻璃、耐火材料等，高纯石英砂则广泛应用于航空航天、半导体等高端制造产业，是附加值较高的材料。

1、石英材料产业链

上游石英砂产业中，高纯石英砂生产与高品质矿源密切相关，低品质矿源提纯较为困难。尤尼明以美国Spruce Pine的花岗伟晶岩为原料提纯高纯石英砂，垄断了90%的高纯石英砂市场，是众多高端石英材料企业的供应商。其余市场参与者包括挪威TQC等，挪威TQC是以Spruce Pine和挪威本地的石英矿，近几年品质提高，市场占比有增加趋势。我国缺少高品质矿源，提纯难度更大。东海太平洋石英股份公司是国内唯一可量产高纯石英砂的企业。高纯石英砂行业技术壁垒高，竞争者较少。掌握核心技术的企业掌握定价权，毛利率较高。

中游石英玻璃材料产业中，不同制备方法影响生产成本和成品质量，能否获得半导体原厂认证极大影响企业布局。目前全球一共5家石英玻璃制造企业获得国际主要半导体设备制造商认证，分别是美国迈图、德国贺利氏、德国昆希、日本东曹、中国菲利华。美国迈图是国际半导体市场用石英玻璃的主要供应商，德国贺利氏和日本东曹不仅自己生产石英玻璃材料，还从事石英器件的加工，在材料和加工领域占有较大的市场份额。德国昆希公司起步较晚，却凭借其价格上的优势在近几年发展迅速。菲利华作为后来者，已经掌握合成石英、电熔石英和石英纤维的核心技术。

下游石英制品产业，高端产品技术壁垒高，具备供应能力的企业少。中低端产品区别度小，竞争激烈，毛利率低。在石英玻璃制品的加工方面，国内目前的加工能力已经达到较高的水平，但距国际领先还有一定的距离，主要表现为材料纯度水平不高、产品质量不够稳定、先进产品不具备自主生产技术。国外企业在大功率灯管、半导体生产用石英炉管、大尺寸光学镜头、液晶显示用合成石英玻璃、光纤套管和光纤预制棒、特种石英玻璃及高附加值石英玻璃等产品方面的技术更加成熟。国内在半导体领域的认可度还不够，目前还没有内资企业获得半导体设备原厂认证。

2石英材料特性及应用领域

石英玻璃具有优越的理化性能，受到半导体、光纤通信、光伏、光源、航空航天等多领域青睐。石英玻璃中二氧化硅含量极高，化学稳定性强，耐温性好，在高温下也不会与大部分酸碱发生反应，因此经常用在半导体和光伏产业中，作为盛放和生产多晶硅、单晶硅的容器或连接仪器，如石英坩埚、石英法兰、石英舟等。同事由于电损耗低，热稳定性好，是半导体行业刻蚀集成电路的光掩膜基板的原材料。石英玻璃还具有优良的光学性能，光谱透过波长宽，因此也经常被用于制造棱镜、透镜等光学器件和电光源的泡壳。由于电绝缘性良好，纯度高，折射率低，是绝佳的光传输介质，且能掺杂多种不同的元素从而具有不同光学特性，因此也是光纤的重要材料，光纤中的芯棒、靶棒、石英套管由不同纯度的石英玻璃制成。由于超声信号在熔融石英中的传播速度要比在金属中小十倍，并且具有延迟温度系数相当低的特性，光学石英玻璃可作为雷达天线罩、超声延迟线玻璃或反射镜等红外线测向仪的组件，在军事上有重要用途。

石英纤维的介电损耗比石英玻璃更低，拉伸强度和隔热效果更好，同时兼具石英玻璃原有的热膨胀系数低、光谱透过宽等优良性能。用其制成的石英棉、石英纱一般作为飞行器隔热填充材料或增强透波部件用编织材料。石英纤维与其他纤维复合制成的复合材料可以制作火箭喷嘴、鼻锥体、宇宙飞船防热罩和观察窗。

石英制品是以石英玻璃为材料制成的一系列器件，在半导体、光纤通信、光伏、光学、电光源等领域广泛应用。目前石英制品最主要的应用领域是半导体，占比已经超过65%，其次分别是光纤通信、光学、光伏和电光源。

3、我国石英行业状况

我国石英矿产资源情况并不乐观，缺乏具有工业价值的高品质矿床。我国已探明的石英矿物包括23.1亿吨的石英岩，15.5亿吨石英砂岩，以及0.5亿吨脉石英，目前还没有开发成熟的具有工业价值的大型花岗伟晶岩矿床。我国新疆阿尔泰地区在长达413km、宽60km的变质岩区带内，有10多个伟晶岩密集区，虽然石英含量仅为20%左右，但结晶完好。已有学者正在研究该地区与spruce pine地区用于生产高纯石英的花岗伟晶岩特点，进而评价该地区生产高纯石英砂的资源前景。

2017年我国出口中、低纯石英砂80万吨，出口金额6237万美元，但进口高纯石英砂28万吨，进口金额超过1.2亿美元。目前中国国内唯一一家具备规模化生产高纯石英砂的企业是东海太平洋石英股份公司，该公司在2009年自主研发出利用天然水晶生产高纯石英砂的技术，已达到总体杂质含量在22ppm以下，单类碱金属（钾、钠、锂）含量均小于1ppm的标准。公司2010年、2011年生产的高纯石英砂主要用于自用生产高档电光源石英管以及外销给单晶石英坩埚制造厂商；其中自用的高档电光源高纯石英砂占比分别为29.71%和58.25%。2018年石英股份的高纯石英砂产量已经达到11277吨，相比起2017年产量同比增长6.8%，其中外销部分2655吨，占总产量的23.5%，还有73.4%的高纯石英砂为公司自用。菲利华在2018年报中称已经通过对石英砂厂家及石英矿的考察，确定了石英砂的氯化提纯工艺、厂房选址与实验设备安装与调试，高纯石英砂国产化未来可期。

4、重点关注

1、石英股份：公司有国内唯一一家具备规模化生产高纯石英砂的企业公司半导体领域用石英产品，透明石英母材（管、棒、砣）通过半导体制程领域的扩散环节的认证，成为国内第一家通过 TEL 半导体制程领域扩散环节高温石英材料认证的原料供应商。更为值得一提的是，截止到目前，全球通过 TEL 半导体制造领域扩散环节高温石英材料认证的原材料供应商仅德国贺利氏（Heraeus）、美国迈图（Momentive）等少数企业，认证壁垒非常高。

2、菲利华：公司是中国航空航天领域用石英纤维及制品的主导供应商，占据着国内95%以上的市场份额。在石英制品的军工板块中，菲利华是唯一一家有保密资质的企业和军品生产许可的企业。

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