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石英國産化産業鍊

生活 更新时间:2025-06-09 15:47:59

《2019中國最具價值非金屬礦企業名錄》征集和編纂主要圍繞凹凸棒石、石英、碳酸鈣、膨潤土、矽藻土、高嶺土、滑石、長石、螢石、石墨、重晶石、白雲石、菱鎂礦、石膏、矽灰石、雲母、珍珠岩、沸石、蛭石、等重點礦種相關單位/企業信息、産品及技術介紹,聯系人:劉莉 18201667615(微信),張棟 13521444038(微信)

石英國産化産業鍊(行業研報下遊需求迫切)1

石英産業是以二氧化矽為主要原材料成分的材料及制品産業,廣泛應用于航空航天、光源、光學、光纖、半導體等行業,是高端裝備制造的重要原材料。

石英材料産業鍊上下遊多個環節存在國産化率較低的問題,上遊原材料高純石英砂基本被尤尼明壟斷,中遊石英玻璃産業中低端産品國内産能較多,但是能夠應用于高端制造如半導體的産能有限,下遊石英制品中中國獲得原廠TEL或KE認證的均為外資獨資或中外合資企業。

石英産業鍊上下遊公司

尤尼明(石英原料)

主要産品:ITOA系列高純石英砂;

應用領域:半導體、光源、光伏等;

核心競争力:在美國北卡羅來那州的優質花崗偉晶岩中提純高純石英砂,掌握全球90%的高純石英砂市場,占據行業壟斷地位。

挪威TQC(石英原料)

主要産品:高純石英砂;

應用領域:半導體、光學、光源、光伏等;

核心競争力:在Spruce Pine和挪威西部兩地進行生産,在挪威的産量已達每年30000噸以上。

邁圖(石英材料)

主要産品:産品主要占據半導體和光纖市場;

應用領域:半導體、光纖等;

核心競争力:獲得國際主要半導體設備制造商認證,掌握生産熔融石英和合成石英的氣煉法和電熔法,在熔融石英制品行業領先。

賀利氏(石英材料)

主要産品:光學石英玻璃、熔融石英等全系列産品;

應用領域:半導體、光纖、光學等;

核心競争力:具備完整的熔融石英-預制棒-拉絲工藝光纖産業鍊,在光纖領域有獨特優勢。

東曹(石英材料)

主要産品:熔融石英玻璃N、OP、S系列石英錠、光學石英玻璃ES、ED-H系列石英錠,不透明OP系列熔融石英玻璃;

應用領域:公司将近67%的石英産品用于半導體行業,此外還有光伏及光學等應用;

核心競争力:掌握氫氧焰熔融、電熔法生産熔融石英玻璃,以及火焰水解生産合成石英玻璃,生産的石英材料制品純度高且氣泡含量低,在半導體領域具有獨特優勢。

昆希(石英材料)

主要産品:熔融厚壁石英筒、石英管;

應用領域:半導體、光纖等;

核心競争力:全球唯一一家掌握等離子技術的企業,是全球唯一使用一步法加熱等離子熔融工藝生産透明和不透明空心圓管的石英供應商,在半導體領域有獨特優勢。

菲利華(石英材料)

主要産品:石英棒管、石英錠、石英筒、石英纖維及複合材料等;

應用領域:航空航天、半導體、光通訊;

核心競争力:全球少數幾家具有石英纖維批量産能的制造商,半導體石英砣通過東京電子認證。

石英股份(石英材料)

主要産品:高純石英砂、石英棒、中高端石英管、石英錠、石英坩埚等;

應用領域:電光源、新型光源、光伏、光纖、半導體等;

核心競争力:成功研發高純石英砂提純技術,是中國國内唯一具備規模化生産高純石英砂的企業,産業鍊長。

賀利氏信越(石英制品)

主要産品:石英舟、石英環、石英窗、CVD石英襯管、石英蝕刻元件、窗口片等;

應用領域:半導體、光纖、特種光源等;

核心競争力:德國賀利氏子公司,獲得半導體設備廠商認證。

杭州大和熱磁電子(石英制品)

主要産品:石英窗、石英環、石英管、石英槽、石英舟等;

應用領域:半導體、光纖、光源、光伏等;

核心競争力:日本Ferrotec子公司,獲得半導體設備廠商認證。

凱德石英(石英制品)

主要産品:石英保溫筒、石英籠舟、石英管、石英鐘罩、石英加熱器;

應用領域:半導體、光源、航空航天;

核心競争力:公司逐漸抛棄低端産品,開始向中高端方向轉型,2018年航空航天用石英玻璃營收大幅增加。

上海石創(石英制品)

主要産品:石英環、石英載具、石英法蘭、石英舟、石英擴散管、石英平台;

應用領域:半導體、光纖、光伏等;

核心競争力:菲利華子公司

久智光電(石英制品)

主要産品:光纖預制棒襯、套管及把棒,石英制品等;

應用領域:光纖、半導體、光電系統等;

核心競争力:國内唯一采用等離子外噴技術生産光纖套管,成本較低。

1、石英砂産業

石英砂産業中,高純石英砂被尤尼明(Unimin)壟斷,在全球市場占有率達到90%以上,目前我國企業僅有一家可以量産高純石英砂。東海太平洋石英股份公司是國内唯一可量産高純石英砂的企業,成品已達到總體雜質含量在22ppm以下,單類堿金屬(鉀、鈉、锂)含量均小于1ppm的标準。菲利華在2018年報中稱已經通過對石英砂廠家及石英礦的考察,确定了石英砂的氯化提純工藝、廠房選址與實驗設備安裝與調試,高純石英砂國産化未來可期。

2、石英玻璃産業

石英玻璃産業中,光伏用、電光源用石英玻璃制造技術已經比較成熟,但滿足半導體、光纖等尖端領域需要的高純度、低羟基的高端石英玻璃材料隻有少數企業能提供。在半導體等行業中,石英玻璃企業需要通過半導體設備原廠如東京電子技術認證(TEL)、日立國際電氣認證(KE)等認證才能進入這一産業,目前全球一共5家企業獲得國際主要半導體設備制造商認證,分别是美國邁圖、德國賀利氏、德國昆希、日本東曹、中國菲利華,菲利華市場份額是10%左右。菲利華現有天然石英産能2400噸、合成石英錠約200噸的産能,且2019年定增項目将新增120噸合成石英錠、650噸電熔石英錠的産能。這些新項目将填補我國國内高性能石英玻璃的空白。

3、石英制品産業

石英制品産業中,小規模民營企業主要從事太陽能和電光源行業的石英器件生産。半導體行業銷售額在石英制品中占比已經超過60%,但目前中國已獲得原廠TEL或KE認證的均為外資獨資或中外合資企業,例如Ferrotec獨資的杭州大和熱磁電子有限公司,賀利氏和日本信越石英合資的賀利氏信越石英,YE陶瓷投資的漢科半導體以及湖州東科電子。内資石英制品企業中僅有凱德石英和久智光電正在推進TEL認證,強華股份雖未得到原廠認證,但在2017年成為杭州士蘭、中芯國際的8英寸半導體用石英玻璃制品合格供應商。

4、半導體産業

對比巨大的國内市場需求,目前半導體行業的國産化率普遍不到20%,遠沒有達到國家2020年國産化率35%的目标。以中芯國際為例,截止2017年,北京廠國産化工藝占比15.6%,國産材料領域采購比例11.3%,國産零部件領域采購比例16.2%。石英玻璃是中芯國際12寸芯片為數不多的沒有實現國産化的材料之一。專用設備大量依賴進口不僅嚴重影響我國半導體的産業發展,也對我國電子信息安全造成重大隐患,半導體設備進口替代勢在必行。

半導體行業自給率低,一方面是大規格芯片配套設備還沒有國産化,例如隻有極少數内資企業能夠為8英寸以上的半導體集成電路芯片生産線提供配套石英玻璃制品。杭州大和熱磁電子、賀利氏信越等外資企業已經具備且主要生産8英寸、12英寸半導體集成電路芯片生産線加工配套石英玻璃制品,且已經接近國際水平。但内資企業中僅有凱德石英、上海石創具備生産8英寸以上能力,且前凱德石英銷售的産品主要集中在4、6英寸的中低端市場,2017年公司來自8、12英寸高端産品的收入僅在1000萬左右。

5、光掩模基闆産業

另一方面,即使在适配小規格芯片的石英制品中,仍有部分産品及生産環節沒有完全實現國産化,例如光掩模基闆。目前我國的光掩膜闆行業僅能夠滿足國内中低檔産品市場的需求,高檔光掩膜闆則由國外公司直接提供。菲利華公司具備批量生産光掩膜基闆8.5代能力,現階段主要産品還是6.5代。由于國内光掩模基闆産業鍊沒有打通,菲利華主要銷往日韓做精磨、鍍膜等工藝加工,再銷回國内如清溢光電的掩膜版廠商做光刻或者直接在國外進行光刻。集成電路制造工藝繁多複雜,其中光刻、刻蝕和薄膜沉積是半導體制造三大核心工藝,而石英玻璃制造的光掩膜基闆是光刻的原材料。在中國塗膠顯影設備市場中,TEL市占率超過90%,而DNS、沈陽芯源等的市占率合計不到10%。沈陽芯源是國内塗膠顯影設備唯一供應商,公司現在已經可以生産6英寸及以下,8、12英寸單晶圓塗膠/顯影機。随着半導體制造工藝的進步,晶圓制造必須多次重複刻蝕工序以實現更小的線寬,中微、北方華創均已經掌握能生産電容性等離子、電感性等離子體刻蝕設備的核心技術,打破了國外壟斷。

6、光纖預制棒産業

光纖預制棒生産中的關鍵環節仍然依賴進口。光棒的核心部件是芯棒和石英套管,其中芯棒的純度要求最高,需要四氯化矽水解的合成石英砂。高純天然石英砂可用于制作光纖預制棒的套管、以及純度相對要求較低的輔助材料靶棒、尾棒等。2013年以前,光纖預制棒生産技術一直被國外壟斷。自國家開始對進口于歐美和日本的光纖預制棒發起反傾銷後,國外企業紛紛尋求與國内企業合作的方式以繼續開拓中國市場。到目前為止,我國的光纖光纜企業已經初步掌握了光纖預制棒“PVCD RIC/ODD”生産技術,尤其是長飛公司在光纖預制棒的制造工藝上已經達到了國際領先水平。2017年我國光纖預制棒産量1096.37噸,但芯棒全部依賴進口,套管90%依賴進口。久智科技可以小批量供貨石英套管,石英股份正在進行相關研發,國産替代需求強烈。從技術的完整度上來看,我國離完全掌握光纖預制棒生産技術還有一段距離。

7、石英纖維及複合材料産業

石英纖維及複合材料廣泛應用于國防軍工領域,國内僅有菲利華具備量産能力。石英纖維是軟化石英棒拉絲後制得的一種高性能無機纖維,具有強度高、化學穩定性好、介電常數和介電損耗小、耐高溫、膨脹系數小、耐腐蝕、光譜透過寬、可設計性能好等特點。石英纖維在高頻和700攝氏度以下工作區域内,保持最低而穩定的介電常數和介電損耗,能抵抗航天飛行器在飛行過程中因溫度陡然變化對材料介電性能産生突變性的影響,是航天飛行器的理想透波材料。由于相比于S-玻璃纖維,E-玻璃纖維,石英纖維的價格明顯更為昂貴,現在多用于宇宙飛船的燒蝕及隔熱材料,飛行器耐高溫、增強透波部件用編織材料。

石英纖維在光纖、汽車、醫學等領域也有應用。石英纖維可作為光纖拉絲爐、汽車玻璃鋼化爐隔熱材料及爐口密封填充材料,高溫酸性液體與氣體介質的過濾材料和反應堆的保溫材料;石英套管可作為汽車玻璃鋼化設備配件,航天電子器件導線編織和核工業組件的耐溫耐輻照絕緣護套;石英纖維在正畸以及牙齒修複上的良好效果已經得到臨床驗證,這些領域不需要具備軍工資質即可進入,未來可能會吸引更多企業。

高純度石英材料是電光源及激光光電、光伏、光通訊、半導體、光學鍍膜等産業不可或缺的重要基礎性材料。随着上述領域的市場高速增長,我國正在成為石英材料的主要生産基地和重要的應用市場,高純度石英材料的應用技術和市場前景十分廣闊。

參考資料:中信建設《景氣持續把握确定機會,強者恒強聚焦行業龍頭》,作者:黎韬揚、鮑學博等

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