高纯石英砂：光伏核心材料（光伏石英砂生产工艺）
光伏绕不开的稀缺材料——高纯石英砂，其价格已被供需缺口推升至翻倍。
01
什么是高纯石英砂？
石英砂又称硅砂，是由天然水晶、石英矿物加工而成或化学合成的二氧化硅材料。石英制品具有硬度大、膨胀系数低等特点，在耐高温性、耐腐蚀性、透光性、化学稳定性、电绝缘性等方面表现良好，广泛应用于铸造、建材、电光源、光纤、光伏、半导体等领域。
石英砂的性能随纯度提升可明显改善，故纯度是区分石英砂品质的主要参数，也是决定石英砂用途的主要依据。石英砂尚无统一的划分标准，依据纯度大致可分为硅石、普通石英砂、精制石英砂和高纯石英砂。不同纯度的石英砂在耐高温、耐腐蚀、透光等方面存在差异，故应用场景也有明显区分，从基础的硅酸盐建材原料到精密仪器制造均有涉及。此外，硬度、粒径、色彩等也是石英砂重要的参数指标。
石英砂种类及对应下游 数据来源：石英股份公告、中国粉体网
其中石英坩埚是用来装放多晶硅原料或单晶回收料的石英器件，主要应用于光伏和半导体领域，可支持高温条件下连续拉晶，是生产单晶硅片拉晶环节中的关键部件。
石英坩埚的原材料主要为高纯石英砂、辅助材料为石墨电极、石英板，其中高纯石英砂（SiO2纯度在99.99%以上的石英砂）占石英坩埚总成本的60%-70%。下游行业对石英坩埚纯度、洁净度、精度有严格标准，而高纯石英砂质量是决定坩埚品质的关键。基于纯度要求，石英坩埚一次或几次加热拉晶完成后即报废，具有较强的消费品属性。
石英坩埚主要用于单晶硅拉制 图/欧晶科技招股书
02
一年时间翻倍
高纯石英砂价格在高位运行
在光伏装机高增背景下，其市场需求量扩增具有确定性。由于高纯石英砂供应尤其是内层砂供应不足，石英坩埚持续处于供不应求状态，尤其是高品质石英坩埚，导致石英坩埚价格快速上涨。
22年1-7月高纯石英砂不含税均价来到4.2万元/吨，同比增长高达95%。根据中国粉体网讯，截止到23年1月31日，山东地区和江苏地区4N5级别光伏用高纯石英砂的价格均在4-5万元/吨；石英股份的光伏用高纯石英砂价格在5万元/吨及以上，内层砂的价格达到8-9万元/吨。另外，进口砂超过10万元/吨，而22年年初进口砂价格仅为4.5万元/吨，同比涨幅超过了100%。
数据来源：中国粉体网
而高纯石英砂短缺限制单晶产出，直接在硅料价格下行期间，带动硅片报价上行。3月3日，隆基绿能官网公布最新P型硅片价格，与上次报价相比，166mm、182mm硅片分别涨至5.61、6.50元/片，涨幅分别为3.9%、4.0%。
03
供需缺口的持续
将支撑高纯石英砂价格
光伏行业，是当前高纯石英砂需求最主要的增长点。
据《全球高纯石英资源现状、生产、消费及贸易格局》显示，我国高纯石英砂下游主要集中在半导体（50%）、光通信（23%）、光伏（17%）等领域。
目前光伏装机持续扩增，硅片生产量加大，引起光伏石英坩埚需求总量快速增加。同时，内层砂纯度等要求较高并依赖进口，但进口供给弹性不足，当前进口砂供给紧缺，国产化替代加速，国产砂品质问题可能缩减坩埚寿命增加坩埚用量。
再加上，N型单晶硅片市占率逐渐提升，石英坩埚生产N型硅片相对P型硅片使用寿命更短，从而增加石英坩埚用量；以及硅片大尺寸趋势促使石英坩埚向大型化发展，平均单只坩埚所用石英砂用量将会增加，多重因素驱动石英坩埚及高纯石英砂需求高涨。
专业机构对下游结构进行了拆分测算，认为2023年国内3N级以上高纯砂需求量可达57.4万吨，同比增长16.0%，2022-2025年复合增速为10.6%。
光伏级高纯砂弹性最大，2022-2025年复合增速高达25.1%，需求占比由2019年17.2%增至2025年44.9%。其中2023年全球光伏用石英坩埚市场需求106.3万只，同比增长28.80%，对应高纯石英砂市场需求10.6万吨，同比增长62.22%。
但供给端的增长却难以跟上，目前高纯石英砂行业扩产进程缓慢，供需紧平衡局面将持续。
由于高纯石英矿床资源分布高度集中，开发和利用程度较低，且提纯技术（设备+工艺）存在壁垒，目前全球能够批量供应高纯石英砂的企业较少，行业主要由三大企业主导，包括海外供应商美国尤尼明和挪威天阔石（TQC），以及国产供应商石英股份。
据硅业分会资料显示，海外两家石英砂企业扩产进度不及预期，叠加新进硅片企业产能爬坡时大量采购坩埚，造成石英坩埚阶段性供应短缺，在一定程度上影响硅片企业开工率的提升。根据测算，预期2023、2024年光伏用高纯石英砂供需缺口分别为1.5、0.6万吨，有望进一步推升高纯石英砂价格。
04
相关受益企业有哪些？
目前高纯石英砂景气利好的有三类企业，第一就是高纯石英砂供应商，有望享受量价齐升；第二就是石英坩埚企业，如果能绑定优质原材料供应商，石英坩埚厂商同样有望量利双收；第三类是硅片企业，高纯石英砂坩埚保供能力优秀的企业，有望在产品质量与成本控制端实现领先。
其中石英股份是国内石英行业龙头，公司于1992年正式成立，多年来，公司立足石英行业，深耕高纯石英砂规模化量产技术和高端石英制品研发，并横向拓展下游客户，主导产品有高纯石英砂、石英管（棒）、大口径石英扩散管、石英筒、石英锭、石英板等及多种石英器件，均已广泛应用于光源、光伏、光纤、光学及半导体等领域。
石英股份是全球第三家、国内首家掌握规模化高纯石英砂量产技术的企业，核心优势在于十余年积淀提纯技术优势和独特矿山渠道优势。
除此之外，公司具备行业内唯一的全产业链布局，从高纯石英砂到电子级石英管（棒）等石英材料的生产及下游石英器件的销售与应用均有涉猎。鉴于国内整体矿源品质较差，光伏石英坩埚内层砂以进口为主；而在中外层砂制备中，石英股份占据主导地位。
目前公司仍在大幅扩建光伏、半导体石英砂以及石英制品产能，有望在高纯石英砂景气时期迎来一波机遇。
菲利华同样是石英材料行业龙头企业，公司产品种类齐全，覆盖半导体、航天军工、光学等多个下游行业。公司气熔石英材料已得到三大国际半导体设备商资质认证，且是国内航空航天领域石英玻璃纤维主导供应商。
菲利华扩产2万吨石英砂，自供原材料可降低成本。菲利华2022年2月底发布公告，向融鉴科技增资7000万元，用于投建年产20000吨超高纯石英砂项目，总投资额3亿元，项目分两期建设，建设期为三年，第一期建设规模年产10000吨，建设期12个月。扩产后，菲利华有望成为国内第二家可实现石英砂大规模量产的企业。
欧晶科技则是国内石英坩埚龙头企业，公司聚焦单晶硅材料产业链，主营业务包括石英坩埚产品、硅材料清洗服务及切削液处理服务。
公司与美国西比科（尤尼明）长期保持战略合作关系，2019-2021年通过代理商北京雅博采购西比科高纯石英砂占当年采购总额分别为29.4%、20.8%、12.4%，公司与北京博雅签署的2022-2024年采购协议总价款为4.3亿元。此外，公司与石英股份签订高纯石英砂采购协议至2026年底，保障原材料供应稳定。
由于公司为TCL中环的主要坩埚供应商，TCL中环也能帮助公司锁定部分高纯石英砂产能。公司目前具有10条光伏石英坩埚产线，IPO募投项目拟升级其中4条产能较小的产线，并扩建2条半导体石英坩埚产线，受益于公司石英砂矿源储备充分，公司2023年上半年产能有望提升至20条线，市场份额提升进一步享受景气市场红利。