建筑材料行業(yè)高純石英砂市場分析

建筑材料行業(yè)高純石英砂市場分析1-高純石英砂的界定及應(yīng)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(zhì)元素含量極低的石英及其產(chǎn)品，是硅產(chǎn)業(yè)高端產(chǎn)品的物質(zhì)基礎(chǔ)，性能上看，高純石英砂具有極好的化學穩(wěn)定性、高絕緣耐壓能力和極低的體膨脹系數(shù)，被廣泛應(yīng)用于新一代信息技術(shù)、新材料產(chǎn)業(yè)、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。行業(yè)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(chǎn)品均已實現(xiàn)國產(chǎn)化，其中99.998%以上的4N8產(chǎn)品代表石英砂最高等級，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體制造等高端領(lǐng)域?？v觀全球，生產(chǎn)高純石英砂的企業(yè)不多，國內(nèi)實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的企業(yè)更是屈指可數(shù)。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(dǎo)權(quán)，其生產(chǎn)的高純石英產(chǎn)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(zhì)）。高純石英工業(yè)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(yīng)用。太陽能硅市場，主要雜質(zhì)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(chǎn)的坩堝制造商（半導(dǎo)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(chǎn)商的純度標準為≤20ppm。價格方面，產(chǎn)品的價格與純度關(guān)聯(lián)緊密,低端產(chǎn)品二氧化硅含量為99.5%~99.99%(2N~4N),價格在600~800元/噸。中端產(chǎn)品的純度在99.995%~9.999%(4N~5N)，產(chǎn)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(yīng)求。高端產(chǎn)品主要應(yīng)用與半導(dǎo)體及光伏光伏和半導(dǎo)體領(lǐng)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(chǎn)品產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)品則需達到4N5。半導(dǎo)體級產(chǎn)品主要由國外廠商壟斷，光伏級產(chǎn)品已有國產(chǎn)替代。賀利氏、邁圖、信越石英等占據(jù)了中國大部分光纖半導(dǎo)體應(yīng)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(shù)據(jù)顯示，在光伏石英坩堝領(lǐng)域，憑借著價格優(yōu)勢，我國企業(yè)已占據(jù)絕大部分的市場份額；在半導(dǎo)體石英坩堝領(lǐng)域，伴隨著國外半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸轉(zhuǎn)移至國內(nèi)，以及國內(nèi)半導(dǎo)體硅片廠商的蓬勃發(fā)展，作為其重要配套原輔料供應(yīng)行業(yè)，石英坩堝制造領(lǐng)域獲得了較快的發(fā)展，產(chǎn)品正逐漸實現(xiàn)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(guī)模工業(yè)應(yīng)用，以脈石英、石英巖和石英砂巖等石英礦物替代水晶生產(chǎn)高純石英砂為現(xiàn)在的主流方法。高純石英砂生產(chǎn)與礦源的品質(zhì)密切相關(guān)，技術(shù)難點在于雜質(zhì)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(shù)發(fā)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(yù)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(shù)水平及工藝差異，不同企業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)存在較大差異。2-從全球高純石英礦床分布看行業(yè)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(chǎn)礦山的8處，尚未開采生產(chǎn)的7處。全球儲量共探明2814.7萬噸，其中已經(jīng)生產(chǎn)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(zhì)好的高純石英原料礦，規(guī)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(qū)。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(yīng)商。2018年印度全年石英產(chǎn)量為395.1萬噸，而高純石英原料產(chǎn)量僅為3.1萬噸；不過隨著拉賈斯坦邦和古吉拉特邦地區(qū)采用更先進的采礦設(shè)備，加大礦區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，印度有潛力成為高純石英原料礦的主要供應(yīng)商。各礦床品質(zhì)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(zhì)礦物，礦業(yè)權(quán)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(shù)十年的開采。從截至21年1月的數(shù)據(jù)看（包括控制、和探明+推斷），博維爾礦業(yè)權(quán)由艾礦產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)情況看，靈虬山脈石英礦產(chǎn)權(quán)由湖北省蘄春縣靈虬山石英礦床持有，湖北省基本建設(shè)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%，F(xiàn)e2O3＜0.02%，礦山的設(shè)計礦山規(guī)模為年采1.5萬噸礦石。對比看，我們認為美國主導(dǎo)高純石英市場關(guān)鍵在于礦資源的品質(zhì)優(yōu)異。國內(nèi)的礦床品質(zhì)距美國、澳洲的有較大差距，因此雖然國內(nèi)礦床探明儲量不小，加之國內(nèi)勘探技術(shù)和提純技術(shù)發(fā)展相對較晚，同時不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ诟髟刂笜艘蟛灰?，?dǎo)致國內(nèi)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(chǎn)業(yè)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(dǎo)體帶動國內(nèi)需求2012-2019年，全球高純石英消耗量逐年增加，應(yīng)用領(lǐng)域上看，主要是用于半導(dǎo)體、光通訊、光伏、電光源領(lǐng)域需求增加，從區(qū)域上看，亞洲的需求增速較快。據(jù)統(tǒng)計，2012年全球消費高純石英73.35萬噸，其中半導(dǎo)體領(lǐng)域45.36萬噸(61.84%)，光通訊領(lǐng)域消費8.79萬噸(11.98%)，光伏領(lǐng)域消費6.67萬噸(9.09%)、電光源領(lǐng)域消費2.92萬噸(3.98%)、其他領(lǐng)域消費9.61萬噸(13.10%)，用于半導(dǎo)體、光伏、光通訊、電光源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)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(lǐng)域消費4.74萬噸(3.90%)、半導(dǎo)體領(lǐng)域消費79.30萬噸(65.30%)，光伏領(lǐng)域消費14.52萬噸(11.93%)，光通訊領(lǐng)域消費17.97萬噸(14.80%)，其他領(lǐng)域消費4.91萬噸(4.04%)，半導(dǎo)體、光伏、光通訊、電光源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域約占消費量的96%。區(qū)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(jù)估計，中國和日本占亞太地區(qū)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(dǎo)體制造的大量投資。高純石英砂是半導(dǎo)體集成電路行業(yè)重要的戰(zhàn)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(huán)節(jié)拉制單晶硅棒的石英坩堝、晶圓制造環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)光刻、刻蝕和薄膜沉淀使用的光掩膜基板等。光伏領(lǐng)域高純石英多用于多晶硅、單晶硅光伏生產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)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(chǎn)品國內(nèi)目前并沒有與之匹配的石英砂礦源）。石英坩堝國產(chǎn)化顯著，光伏級石英制品需求高增石英坩堝為單晶硅生產(chǎn)所需耗材中產(chǎn)量較大、產(chǎn)值較高的產(chǎn)品類別。近幾年來，我國石英制品行業(yè)的技術(shù)進步較為明顯，尤其是石英坩堝技術(shù)水平與國外企業(yè)產(chǎn)品的差距逐步縮小，在坩堝尺寸、純度、拉晶時間和拉晶次數(shù)等方面均取得顯著進步。在光伏石英坩堝領(lǐng)域，憑借著價格優(yōu)勢，我國企業(yè)已占據(jù)絕大部分的市場份額；在半導(dǎo)體石英坩堝領(lǐng)域，伴隨著國外半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸轉(zhuǎn)移至國內(nèi)，以及國內(nèi)半導(dǎo)體硅片廠商的蓬勃發(fā)展，作為其重要配套原輔料供應(yīng)行業(yè)，石英坩堝制造領(lǐng)域獲得了較快的發(fā)展，產(chǎn)品正逐漸實現(xiàn)進口替代。石英坩堝主要應(yīng)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(tài)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(chǎn)品，下游需求量大。從上市公司的經(jīng)營數(shù)據(jù)看，2021年石英股份光源、光伏和光纖半導(dǎo)體行業(yè)收入約各占33%，其中光伏行業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入3.19億元，同比增加108.5%。21年石英股份光伏相關(guān)業(yè)務(wù)的毛利率在各業(yè)務(wù)中較高、提升最為明顯，反映短期我國光伏行業(yè)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(yè)對硅料有降價預(yù)期階段，高純石英漲價幅度明顯提升。國產(chǎn)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(shù)被鎖定，國內(nèi)unimin高純石英砂的代理商為北京雅博，我們認為目前國內(nèi)進口高純石英砂為邊際定價，且更為緊缺，漲幅較國產(chǎn)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(yè)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(chǎn)能不斷釋放，硅片排產(chǎn)逐月提升，我們預(yù)計后續(xù)石英砂及坩堝仍有漲價空間。4-主要相關(guān)上市公司石英股份：國內(nèi)高純石英龍頭公司是國內(nèi)首家實現(xiàn)高純石英砂量產(chǎn)技術(shù)突破的企業(yè)，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(chǎn)能5萬噸/年，石英坩堝產(chǎn)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(dǎo)體級高純石英砂、5800噸半導(dǎo)體石英制品）的建設(shè)。歐晶科技：光伏坩堝龍頭企業(yè)，優(yōu)質(zhì)原材料保障產(chǎn)品品質(zhì)立足硅產(chǎn)業(yè)，公司業(yè)務(wù)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(chǎn)品領(lǐng)域，公司與中環(huán)、寧夏協(xié)鑫、有研半導(dǎo)體等大中型單晶硅片生產(chǎn)商建立了穩(wěn)定的合作關(guān)系；在硅材料清洗及切削液處理服務(wù)領(lǐng)域與中環(huán)股份建立了穩(wěn)定的合作關(guān)系。凱盛科技：國內(nèi)首家批量生產(chǎn)合成法高純石英凱盛應(yīng)用材料（原中創(chuàng)）擬建年產(chǎn)5000噸半導(dǎo)體用二氧化硅生產(chǎn)線項目（投資1.87億元），我們預(yù)計23年底可建成。項目建成后，將形成電子級硅溶膠、半導(dǎo)體用合成二氧化硅、光伏用合成二氧化硅等產(chǎn)品生產(chǎn)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(quán)托管協(xié)議》，委托公司對凱盛基材70%股權(quán)、太湖石英100%股權(quán)、黃山石英70%股權(quán)進行管理，托管費用為每家50萬/年。江瀚新材：IPO募資擴產(chǎn)6N級合成石英砂公司主營為功能性硅烷（偶聯(lián)劑領(lǐng)域），為國內(nèi)功能性硅烷行業(yè)產(chǎn)品最為豐富、產(chǎn)業(yè)鏈最長的生產(chǎn)廠商之一。在新能源、半導(dǎo)體、航空航天等各領(lǐng)域均有應(yīng)用。公司向產(chǎn)業(yè)鏈下游延申，在超高純6N級合成石英砂技術(shù)研發(fā)領(lǐng)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(yīng)用領(lǐng)域的指標。菲利華：石英玻璃/纖維領(lǐng)軍企業(yè)公司為國內(nèi)外規(guī)模較大的石英材料及石英纖維制造企業(yè)，全球少數(shù)幾家具有石英纖維批量生產(chǎn)能力的制造商，主營產(chǎn)品為石英玻璃材料和石英玻璃制品，廣泛用于半導(dǎo)體、航空航天、光通訊等