1. 北海石英砂：從基礎(chǔ)原材料到戰(zhàn)略級(jí)資源
北海石英砂又稱硅砂，是由天然水晶、石英礦物加工而成或化學(xué)合成的二氧化硅材料。石英制品具有硬度大、膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)，在耐高溫性、耐腐蝕性、透光性、化 學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性等方面表現(xiàn)良好，廣泛應(yīng)用于鑄造、建材、電光源、光纖、 光伏、半導(dǎo)體等領(lǐng)域。
北海石英砂的性能隨純度提升可明顯改善，故純度是區(qū)分北海石英砂品質(zhì)的主要參數(shù)，也 是決定北海石英砂用途的主要依據(jù)。北海石英砂尚無(wú)統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)純度大致可分 為硅石、普通北海石英砂、精制北海石英砂和高純北海石英砂。不同純度的北海石英砂在耐高溫、 耐腐蝕、透光等方面存在差異，故應(yīng)用場(chǎng)景也有明顯區(qū)分，從基礎(chǔ)的硅酸鹽建材 原料到精密儀器制造均有涉及。此外，硬度、粒徑、色彩等也是北海石英砂重要的參 數(shù)指標(biāo)。
北海石英砂居于產(chǎn)業(yè)鏈上游，是石英產(chǎn)品的主要流通環(huán)節(jié)。石英產(chǎn)業(yè)鏈可細(xì)分為石英 原材、北海石英砂、石英材料、石英制品等環(huán)節(jié)。石英原材以脈石英礦、偉晶巖礦等 礦石為主，資源屬性較強(qiáng)。經(jīng)提純制備而成的北海石英砂便于深度加工、易于區(qū)分品 質(zhì)，是石英產(chǎn)品的主要流通環(huán)節(jié)，具備大宗商品屬性。純度較高的北海石英砂將制成 玻璃管棒、纖維等石英材料，并流入不同下游，深加工為石英支架、石英泡殼等 制品，最終應(yīng)用于光纖、光源等行業(yè)；而低純度北海石英砂則作為原材料或增強(qiáng)材料 應(yīng)用于玻璃、陶瓷、耐材等建材行業(yè)。
我國(guó)北海石英砂市場(chǎng)分化明顯。（1）普通北海石英砂、精制北海石英砂市場(chǎng)基本成熟，產(chǎn)銷、 價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定。因下游涉及鑄造、建材、化工等眾多領(lǐng)域，且原材與工藝壁壘較 低，故產(chǎn)銷體量龐大；據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)，2021 年我國(guó)普通北海石英砂、精制北海石英砂消費(fèi) 量分別為 5192 萬(wàn)噸、4169 萬(wàn)噸，截止 2022 年底市場(chǎng)主流價(jià)格分別為 330 元/噸， 450 元/噸。（2）高純北海石英砂是重要的戰(zhàn)略資源，對(duì)礦石品質(zhì)和提純工藝要求嚴(yán)格， 目前我國(guó)僅實(shí)現(xiàn) 4N 級(jí)以下北海石英砂的穩(wěn)定供給，高端品依賴進(jìn)口，產(chǎn)銷與價(jià)格波動(dòng) 明顯；據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)，2021 年我國(guó)高純北海石英砂消費(fèi)量約 100 萬(wàn)噸，單噸價(jià)格依據(jù) 產(chǎn)品純度、粒徑由數(shù)千元至十余萬(wàn)元不等。
2.1. 供給能力充足，需求主導(dǎo)產(chǎn)銷
供給端，普通北海石英砂以天然石英礦石為原料，經(jīng)破碎、水洗、烘干、篩選等工序 制成，行業(yè)壁壘較低，產(chǎn)能充足。一方面，我國(guó)石英資源儲(chǔ)量豐富，截止 2020 年 已探明石英礦資源儲(chǔ)量 39.1 億噸，分布于約 150 處礦產(chǎn)地；另一方面，普通砂制 作工藝門檻較低，我國(guó)具備普通砂量產(chǎn)能力的企業(yè)眾多，據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)，截止 2021 年底，我國(guó)北海石英砂行業(yè)企業(yè)約 1580 家。
需求端，普通北海石英砂下游集中于建筑建材和鑄件鑄造板塊。（1）鑄件鑄造用砂：北海石英砂是鑄件生產(chǎn)過(guò)程中主要的造型材料。天然的石英礦 石經(jīng)水洗、擦洗、高溫晶相處理等工序可制備水洗砂、擦洗砂、相變砂等鑄造 用砂，后深加工為砂型、砂芯，進(jìn)而參與鑄件制造。鑄造砂對(duì)純度要求不高， 但砂粒形狀對(duì)砂型、砂芯的流動(dòng)性、透氣性和強(qiáng)度具有影響，是重要的評(píng)判指 標(biāo)。（2）硅酸鹽建材用砂：北海石英砂是陶瓷、耐火材料、玻璃等硅酸鹽類建材的原材 料。據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，陶瓷、耐材、玻璃（一級(jí)品）對(duì)北海石英砂純度的要求分別在 90%、97.5%、98.5%以上，并對(duì)鐵、鋁等金屬元素的純度作出要求。（3）建筑板材用砂：石英是制作板材的優(yōu)良材料。石英板材由北海石英砂經(jīng)樹(shù)脂、 色料添加劑等粘結(jié)固化制成，憑借耐磨、耐熱、耐腐蝕的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于建筑 裝飾領(lǐng)域。石英板材對(duì)北海石英砂的硬度、色彩、含水量等有所要求，多采用雜色 顆粒較少的白砂。
建筑建材板塊是普通砂主要下游，產(chǎn)能充足的背景下將由地產(chǎn)鏈主導(dǎo)市場(chǎng)產(chǎn)銷。依據(jù)長(zhǎng)江材料招股書與相關(guān)文獻(xiàn)研究，我們測(cè)算 2021 年中國(guó)鑄件鑄造用砂約 1998 萬(wàn)噸，占普通砂比重約 38%；剩余普通砂主要流入建筑建材領(lǐng)域，占比 62%。
核心測(cè)算假設(shè)：（1）我國(guó)鑄件約 70%采用砂型鑄造工藝；（2）每生產(chǎn) 1 噸合格鑄件，需要約 1.3 噸鑄造用砂；（3）2018~2020 年鑄造用砂的新砂投料比參考長(zhǎng)江材料招股書。
2.2. 需求長(zhǎng)期增速趨緩，普通砂增長(zhǎng)中樞或穩(wěn)中有降
地產(chǎn)板塊短期景氣承壓，2022 年普通砂需求走弱。2020 年下半年以來(lái)，三道紅線、 貸款集中度、預(yù)售資金相關(guān)政策陸續(xù)出臺(tái)，“房住不炒”背景下房地產(chǎn)行業(yè)去杠桿 快速推進(jìn)，土拍、融資、需求等方面受到?jīng)_擊，房企資金周轉(zhuǎn)困難，債務(wù)違約與 停貸潮事件接連爆發(fā)，疊加疫情反復(fù)，購(gòu)房者信心與房企信用跌落谷底。2022 年， 地產(chǎn)鏈投資端、銷售端同比數(shù)據(jù)全面轉(zhuǎn)負(fù)，地產(chǎn)板塊景氣承壓，帶動(dòng)地產(chǎn)鏈后端 建筑建材需求走弱，認(rèn)為 2022 年普通北海石英砂需求對(duì)應(yīng)收縮。隨政策回暖，2023 年地產(chǎn)板塊有望觸底反彈。2021 年 9 月以來(lái)，“因城施策”、 LPR 調(diào)降、保交付等舉措陸續(xù)出臺(tái)，地產(chǎn)行業(yè)政策環(huán)境有所回暖，并從需求端向 融資端蔓延，2022 年下半年，信貸支持、債務(wù)增信、股權(quán)融資放松三箭齊發(fā)，為房企周轉(zhuǎn)和行業(yè)整合提供渠道和便利。向后展望，隨政策陸續(xù)落地，行業(yè)逐步出 清，2023 年房地產(chǎn)市場(chǎng)需求有望逐步回暖，帶動(dòng)建筑建材板塊觸底反彈，認(rèn)為 2023~2024 年普通砂產(chǎn)量增速將在低基數(shù)基礎(chǔ)上有所回升。
我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程邁入深水區(qū)，地產(chǎn)鏈長(zhǎng)期增速趨緩。向更遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)，“房住不炒” 基調(diào)下，居住需求將是地產(chǎn)市場(chǎng)主要支撐。一方面，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化率趨近 65%， 城鎮(zhèn)化進(jìn)程逐步邁入深水區(qū)，城鎮(zhèn)化居住需求增速放緩；另一方面，改善性需求 與城市更新需求增長(zhǎng)彈性較?。慌袛嘧》渴袌?chǎng)將逐步轉(zhuǎn)向存量經(jīng)營(yíng)時(shí)代，新房長(zhǎng) 期增速趨緩。
測(cè)算普通砂產(chǎn)量增速穩(wěn)中有降，2022~2025CAGR+3%。核心測(cè)算假設(shè)：（1）受地產(chǎn)周期影響，建筑建材用砂短期觸底反彈，長(zhǎng)期增長(zhǎng)放緩；（2）鑄件應(yīng)用廣泛，市場(chǎng)平穩(wěn)增長(zhǎng)，用砂需求參考鑄件產(chǎn)量近五年復(fù)合增速。
3.1. 低鐵北海石英砂為光伏玻璃主要原材料
精制北海石英砂市場(chǎng)供需與普通砂類似。精制砂需求集中于光伏玻璃、耐材、陶瓷等 硅酸鹽建材領(lǐng)域，且制備工藝技術(shù)壁壘較低，礦產(chǎn)資源豐富，供給能力充足。2021 年，我國(guó)精制北海石英砂產(chǎn)量 4169 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 6%。向后展望，隨下游地產(chǎn) 周期波動(dòng)，精制砂市場(chǎng)增速或逐步放緩。而光伏玻璃行業(yè)受益光伏行業(yè)高景氣， 所需原材——低鐵北海石英砂或?qū)⒛鎰?shì)持續(xù)高增，貢獻(xiàn)精制砂市場(chǎng)主要增量。
光伏玻璃是光伏組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要輔材。光伏電池常年處于露天的工作環(huán)境中， 為應(yīng)對(duì)水汽腐蝕氧化、晝夜溫差變化等惡劣氣候挑戰(zhàn)，電池片外多被 EVA 膠片密 封在封裝面板與背板之間。用作封裝面板或背板的光伏玻璃經(jīng)鋼化、鍍膜處理后， 具有較高的硬度和光線透過(guò)率，能夠起到保護(hù)電池并確保透光的作用，是光伏組 件封裝環(huán)節(jié)的重要輔材。據(jù)恒州誠(chéng)思，2022 年光伏玻璃在光伏組件成本結(jié)構(gòu)中占 比約 6.6%。
光伏玻璃主要選用超白壓延玻璃品種。玻璃強(qiáng)度和透光率將直接決定組件的使用 壽命和發(fā)電效率（據(jù)福萊特招股書，透光率每提升 1%，組件功率可對(duì)應(yīng)提升約 0.8%），所以光伏玻璃對(duì)光線透過(guò)率、吸收率、反射率，抗沖擊性，耐腐蝕性等要 求較高，據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，光伏玻璃的透射比應(yīng)≥91.5%（3.2mm 光伏玻璃），明顯高 于普通玻璃（約 88~89%）。而超白玻璃（超白壓延或超白浮法）在性能上較為契 合，其中，超白壓延玻璃通過(guò)正面絨面處理和反面壓延處理可顯著減少光反射、 可顯著增強(qiáng)光線透過(guò)率；在組件呈角度安裝的場(chǎng)景中，綜合光透射比較超白浮法 玻璃高約 3%~4%，是晶硅電池面板玻璃的主流品種。但超白玻璃產(chǎn)線在工藝配方、 窯池結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量等方面較傳統(tǒng)玻璃要求更為嚴(yán)苛，普通玻璃產(chǎn)線轉(zhuǎn)產(chǎn)光伏玻 璃難度較大，超白壓延玻璃以新建產(chǎn)能居多。超白玻璃需求純度更高的低鐵北海石英砂。鐵元素含量是決定玻璃透光率的關(guān)鍵要素， 普通玻璃由于含鐵量較高，往往呈現(xiàn)綠色，透光率較低；光伏玻璃以高透光率、 高透明度為特征，對(duì)鐵元素含量要求嚴(yán)格。北海石英砂是光伏玻璃的主要原材料，其 鐵元素含量將直接決定光伏玻璃的品質(zhì)。據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，光伏玻璃用低鐵北海石英砂的 三氧化二鐵含量要求不高于 60ug/g，遠(yuǎn)低于平板玻璃用北海石英砂。
3.2. 需求旺盛+政策放松，光伏玻璃迅速擴(kuò)產(chǎn)
2022 年，光伏玻璃產(chǎn)能規(guī)模增長(zhǎng)迅速。據(jù)卓創(chuàng)資訊，截止 2022 年末，我國(guó)超白壓 延玻璃在產(chǎn)產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到 75880t/d，較 2021 年末增長(zhǎng) 34620t/d，同比增長(zhǎng) 83.9%。此輪擴(kuò)產(chǎn)周期的開(kāi)啟歸因于需求增長(zhǎng)高預(yù)期、產(chǎn)能置換政策放松等因素。
光伏玻璃需求旺盛。據(jù)工信部，2022 年我國(guó)超白壓延玻璃產(chǎn)量約 1606 萬(wàn)噸，同比 增長(zhǎng) 53.6%。原因在于： （1）受益組件裝機(jī)量持續(xù)增長(zhǎng)。“雙碳”政策環(huán)境下，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展， 在全球市場(chǎng)占據(jù)領(lǐng)先地位。據(jù) CPIA，2022 年我國(guó)光伏新增裝機(jī) 87.4GW，同比 +59.3%；組件產(chǎn)量 GW288.7GW，同比+58.8%，其中出口 153.6GW，同比 +55.8%；進(jìn)而帶動(dòng)光伏玻璃需求。向后展望，光伏、風(fēng)電等新能源裝機(jī)規(guī)模將 持續(xù)上升，逐步推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。
（2）雙玻組件滲透趨勢(shì)明顯，帶動(dòng)單位組件的玻璃需求提升。雙玻組件將光伏 玻璃同時(shí)用作面板和背板，較傳統(tǒng)單玻組件（光伏玻璃僅用作面板）在耐磨、 耐腐蝕等方面具備優(yōu)勢(shì)，且能夠充分利用背光，進(jìn)而獲得更高的光電轉(zhuǎn)換效率 和更長(zhǎng)的生命周期，受到主流組件廠商的認(rèn)可，滲透趨勢(shì)明顯。2022 年，雙玻 組件滲透率約 40.4%，較 2021 年提升約 3pct。我們以隆基綠能 Hi-MO5m-54 型 產(chǎn)品為例，并假設(shè)實(shí)際輸出功率為最大功率的 80%，測(cè)算單玻、雙玻（2.0mm、 2.5mm）組件對(duì)應(yīng)單位 GW 耗用光伏玻璃約 4.71、5.88、7.35 萬(wàn)噸。
測(cè)算 2023 年我國(guó)光伏玻璃產(chǎn)量約 2128 萬(wàn)噸，同比+32%。關(guān)鍵假設(shè)：（1）隨光伏產(chǎn)業(yè)鏈新一輪降價(jià)，預(yù)期 2023 年下游需求依然旺盛；判斷全球光伏 裝機(jī) 20223~2025 年增速為 30%、15%、10%；（2）雙玻組件依托發(fā)電增益、壽命延長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)持續(xù)滲透，2023~2025 年滲透率 為 45%、50%、55%，其中 2.5mm 雙玻組件作為過(guò)渡性產(chǎn)品于 2023 年退場(chǎng)；（3）2021、2022 年分別選取隆基股份 Hi-MO5-72 型、Hi-MO5m-54 型組件測(cè)算 單 GW 組件的光伏玻璃耗量；（4）我國(guó)光伏玻璃占全球份額持續(xù)提升。
產(chǎn)能置換政策放松，光伏玻璃增產(chǎn)潛力充分釋放。2021 年 8 月，工信部正式實(shí)施 《水泥玻璃行業(yè)產(chǎn)能置換實(shí)施辦法（修訂版）》。《實(shí)施辦法》一方面收緊浮法玻璃 產(chǎn)能置換政策，為避免“僵尸產(chǎn)能”復(fù)活，規(guī)定連續(xù)停產(chǎn)兩年及以上的玻璃生產(chǎn) 線不能用于產(chǎn)能置換，并要求跨省置換項(xiàng)目召開(kāi)聽(tīng)證會(huì)；另一方面為光伏玻璃項(xiàng) 目松綁，對(duì)于“新上光伏壓延玻璃項(xiàng)目”不再要求產(chǎn)能置換，光伏玻璃產(chǎn)能增長(zhǎng) 潛力充分釋放。
行業(yè)高景氣疊加政策邊際放松，傳統(tǒng)浮法玻璃企業(yè)入局競(jìng)爭(zhēng)，致光伏玻璃行業(yè)產(chǎn) 能爆發(fā)?！秾?shí)施辦法》在壓制浮法玻璃產(chǎn)能項(xiàng)目的同時(shí)，為光伏玻璃項(xiàng)目投建掃清 障礙，疊加光伏玻璃行業(yè)高景氣，一方面刺激光伏玻璃廠商大舉擴(kuò)產(chǎn)，另一方面 也推動(dòng)旗濱集團(tuán)、南玻等傳統(tǒng)浮法玻璃企業(yè)入局光伏玻璃，對(duì)競(jìng)爭(zhēng)格局產(chǎn)生明顯 沖擊。據(jù)卓創(chuàng)資訊，南玻、旗濱集團(tuán) 2022 年新點(diǎn)火超白壓延玻璃產(chǎn)能約 6000t/d、 1200t/d，截止 2022 年末，在建超白壓延玻璃產(chǎn)能約 4800t/d、8400t/d。向后展望，光伏玻璃產(chǎn)能規(guī)模 2023 年將繼續(xù)增長(zhǎng)。
原因在于：（1）需求端：2022 年光伏玻璃庫(kù)存與價(jià)格維穩(wěn)，市場(chǎng)需求能夠較好得消化已有 產(chǎn)能。截止 2022 年底，光伏玻璃重點(diǎn)省份（安徽、浙江、河北、江蘇、河南） 合計(jì)庫(kù)存約 44.5 萬(wàn)噸，同比-39.7%，并未出現(xiàn)明顯累庫(kù)；且 2022 年光伏玻璃價(jià) 格走勢(shì)較為平穩(wěn)，全年價(jià)格居于 25~28.5 元/平方米之間（以天津信義 3.2mm 鍍 膜玻璃為例），判斷下游需求尚能較好得消化市場(chǎng)供給。
（2）供給端，大量烤窯、在建產(chǎn)線有待釋放，光伏玻璃行業(yè)仍處于擴(kuò)產(chǎn)周期。 2022 年快速投產(chǎn)的背景下，目前仍有大量在建項(xiàng)目有待投產(chǎn)。據(jù)卓創(chuàng)資訊，截 止 2022 年底，國(guó)內(nèi)處于烤窯狀態(tài)的產(chǎn)能約 4950t/d，預(yù)計(jì)將于 2023 年點(diǎn)火的在 建產(chǎn)能約 84200t/d（vs. 在產(chǎn)產(chǎn)能 75880t/d），行業(yè)仍處于擴(kuò)產(chǎn)周期。隨烤窯與在 建產(chǎn)能陸續(xù)釋放，供給能力將進(jìn)一步強(qiáng)化，判斷 2023 年行業(yè)將逐步達(dá)成供需平 衡。
工信部開(kāi)展產(chǎn)能預(yù)警，抬高立項(xiàng)門檻以保障供需格局長(zhǎng)期穩(wěn)定。隨擬建項(xiàng)目快速 累積、在建項(xiàng)目陸續(xù)投產(chǎn)，光伏玻璃行業(yè)面臨競(jìng)爭(zhēng)加劇、產(chǎn)能過(guò)剩的風(fēng)險(xiǎn)。為防 止市場(chǎng)供需格局惡化，2022 年 11 月工信部等發(fā)文提出“開(kāi)展光伏壓延玻璃產(chǎn)能預(yù) 警，指導(dǎo)項(xiàng)目合理布局”，以保障市場(chǎng)的供需匹配和健康發(fā)展。判斷后續(xù)項(xiàng)目審批 將更加嚴(yán)格，利好具備技術(shù)優(yōu)勢(shì)的研發(fā)型企業(yè)和存量產(chǎn)能規(guī)模龐大的龍頭。
3.3. 低鐵砂稀缺性逐漸顯現(xiàn)，或成未來(lái)關(guān)鍵競(jìng)爭(zhēng)要素
低鐵砂是光伏玻璃的主要原材料，充分受益行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)。據(jù)福萊特公司公告，低鐵 北海石英砂占光伏玻璃生產(chǎn)成本的比重約為 12%（2021 年）。若假設(shè)光伏玻璃原片生產(chǎn) 良率 85%；我們測(cè)算福萊特 2021 年每生產(chǎn) 1 噸玻璃原片消耗北海石英砂約 0.67 噸。
測(cè)算低鐵砂需求 2022~2025 年 CAGR+19%。我們認(rèn)為光伏玻璃產(chǎn)量將在 2023 年 充分覆蓋需求甚至略有溢出，后在產(chǎn)能預(yù)警和聽(tīng)證會(huì)制度的矯正下逐步與需求匹配。測(cè)算光伏玻璃產(chǎn)量 2023~2025 年約 2364 萬(wàn)噸、2739 萬(wàn)噸、3005 萬(wàn)噸。進(jìn)一步 假設(shè)深加工良率 90%、福萊特北海石英砂投料比為行業(yè)平均水平，測(cè)算 2023 年低鐵石 英砂需求量約 1863 萬(wàn)噸，2022~2025CAGR+19%。
低鐵北海石英砂稀缺性逐漸顯現(xiàn)，2022 年采購(gòu)價(jià)維持高位。由于對(duì)鐵含量要求嚴(yán)苛， 我國(guó)便于開(kāi)采的低鐵石英礦較少，集中分布于安徽鳳陽(yáng)、廣西北海等地。隨光伏 玻璃需求增長(zhǎng)，低鐵砂的稀缺性逐漸顯現(xiàn)。據(jù)鳳陽(yáng)硅基指數(shù)，2021 年 8 月《實(shí)施 辦法》執(zhí)行以來(lái)，鳳陽(yáng)地區(qū)低鐵北海石英砂價(jià)格指數(shù)維持高位。
玻璃廠商競(jìng)相布局北海石英砂礦。參考福萊特 2012 年收購(gòu)鳳陽(yáng)某礦區(qū)采礦權(quán)前后的采 購(gòu)價(jià)差異，低鐵砂價(jià)格高企背景下，控股北海石英砂礦的經(jīng)濟(jì)效益較為可觀，2022 年 光伏玻璃廠商競(jìng)相布局上游北海石英砂礦開(kāi)采、提純環(huán)節(jié)。如行業(yè)龍頭福萊特 2022 年 先后收購(gòu)、競(jìng)拍三處石英巖采礦權(quán)，合計(jì)投資 62 億元，新增 240 萬(wàn)噸/年石英礦石 供給能力（暫不計(jì)算在建產(chǎn)能），對(duì)應(yīng)光伏玻璃日熔量約 6000t/d，覆蓋公司在產(chǎn)產(chǎn) 能的 34%，擴(kuò)產(chǎn)后將具備 28866t/d 的保供能力（vs.福萊特在產(chǎn) 17400t/d+在建 10400t/d）。此外，旗濱、安彩、南玻等玻璃廠商同樣在布局相關(guān)業(yè)務(wù)。低鐵石英巖礦資源或?qū)⒊蔀楣夥ＡS商新的競(jìng)爭(zhēng)要素。短期來(lái)看，企業(yè)投資石 英砂礦項(xiàng)目能夠規(guī)避擇時(shí)采購(gòu)帶來(lái)的成本上升風(fēng)險(xiǎn)，甚至是原材短缺限制生產(chǎn)的 風(fēng)險(xiǎn)。長(zhǎng)期來(lái)看，光伏玻璃標(biāo)品化程度較高，各企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量與價(jià)格差異不大，成本控制是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力；隨著光伏玻璃產(chǎn)能投放趨于飽和，行業(yè)供需的周 期性波動(dòng)成為常態(tài)，低鐵石英巖礦資源或?qū)⒊蔀槠髽I(yè)重要的競(jìng)爭(zhēng)要素。
4.1. 原材稀缺+技術(shù)壁壘，高純砂面臨進(jìn)口依賴
高純北海石英砂一般指 SiO2 純度≥99.5%的粉狀石英產(chǎn)品。極低的雜質(zhì)含量使高純石 英呈現(xiàn)出優(yōu)越的理化性能，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光伏、電光源、光纜、光學(xué)儀 器等高端制造業(yè)；但同時(shí)也對(duì)石英巖礦品質(zhì)與提純工藝提出了較高要求。礦物提純法是高純北海石英砂的主流制造方法。高純北海石英砂擁有天然水晶加工、石英 巖礦物提純和化學(xué)技術(shù)合成三大工藝路線。其中，天然水晶加工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單， 是高純北海石英砂早期主要的制造方法，但由于原材料價(jià)格高昂、儲(chǔ)量有限（截止 2018 年，我國(guó)已查明水晶類資源儲(chǔ)量?jī)H 0.7 萬(wàn)噸），無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)量產(chǎn)；20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，礦物提純工藝逐漸發(fā)展成熟，是目前主流的制備技術(shù)；而化學(xué)合成法 成本高昂，但并不依賴石英礦資源，或?yàn)楸焙Ｊ⑸靶袠I(yè)未來(lái)發(fā)展方向。
礦物提純法對(duì)提純工藝和原礦質(zhì)量要求甚高。一方面，高純北海石英砂所需要的優(yōu)質(zhì) 石英礦石相對(duì)稀缺。石英礦石中雜質(zhì)的存在形式與含量決定了后期的提純工藝， 也間接決定了北海石英砂的純度上限。一般認(rèn)為，能夠加工提純至 3N 級(jí)以上北海石英砂的 高純石英礦需達(dá)到 98.8%的 SiO2 純度，截止 2019 年，全球范圍內(nèi)查明的高純石英 礦在 7287 萬(wàn)噸左右，主要分布于巴西、北美等地，美國(guó) Spruce Pine 白崗巖石英礦 更是憑借礦體規(guī)模大、流體雜質(zhì)少、品質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)成為高端北海石英砂主要出產(chǎn)地；我國(guó)資源儲(chǔ)量約 685 萬(wàn)噸，占比僅 9.4%（vs.我國(guó)產(chǎn)量占比 19.2%；vs.消費(fèi)量占比 31.3%），且均為中小型礦區(qū)，優(yōu)質(zhì)礦石資源相對(duì)稀缺。
另一方面，高純北海石英砂提純工藝復(fù)雜，具備較高的技術(shù)壁壘。在高純北海石英砂制備 過(guò)程中，企業(yè)需根據(jù)原礦品位、雜質(zhì)成分、應(yīng)用特點(diǎn)等設(shè)計(jì)提純流程，如 Na、K、 Li 等堿金屬與石英制品熱穩(wěn)定性密切相關(guān)，而 Cr、Cu、Fe 等過(guò)渡金屬元素將顯著 影響石英制品的導(dǎo)電性。4N 級(jí)以上高純砂制備工藝目前僅掌握在美國(guó)矽比科（尤 尼明）、挪威 TQC、中國(guó)石英股份等少數(shù)公司手中，技術(shù)壁壘極高。
我國(guó)已基本實(shí)現(xiàn) 4N 級(jí)北海石英砂的國(guó)產(chǎn)化，但高端品供給能力有所欠缺。美國(guó)矽比科 （尤尼明）和挪威 TQC 占據(jù)著品質(zhì)極高的 Spruce Pine 石英礦，并掌握有最為先進(jìn) 的提純工藝，基本壟斷了北海石英砂高端市場(chǎng)；矽比科的 IOTA-STANDARD 級(jí)北海石英砂 更是全球公認(rèn)的高純砂標(biāo)桿。我國(guó)目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn) 4N 級(jí)以下北海石英砂的穩(wěn)定供應(yīng)，但 僅有石英股份能夠達(dá)到 IOTA-STANDARD 水準(zhǔn)，且產(chǎn)品質(zhì)量較矽比科、TQC 等存 在差距。據(jù)聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)司，2019 年我國(guó) 3N 級(jí)以上北海石英砂產(chǎn)量 23.7 萬(wàn)噸，占比 19.2%；4N 級(jí)以上北海石英砂產(chǎn)量?jī)H 1.36 萬(wàn)噸，占比 3.2%。
隨下游半導(dǎo)體、光伏等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)成為高純北海石英砂主要消費(fèi)國(guó)，進(jìn)口依 賴度甚高。高純砂依純度流入不同下游，其中，光纖用砂要求純度 4N5 級(jí)，電光 源用砂要求純度 4N3~4N7 級(jí)；光伏用砂要求純度 4N~6N 級(jí)；半導(dǎo)體用砂對(duì)純度要 求最高，需在 4N8 級(jí)以上，高端產(chǎn)品純度可達(dá) 6N~7N 級(jí)。隨下游光伏、光纖等產(chǎn) 業(yè)發(fā)展，高純北海石英砂需求快速擴(kuò)張。據(jù)海關(guān)總署、聯(lián)合國(guó)商品貿(mào)易署，2019 年， 我國(guó) 3N級(jí)以上北海石英砂進(jìn)口量 14.5 萬(wàn)噸。我們測(cè)算 2019 年中國(guó) 3N級(jí)以上高純砂 消費(fèi)量約 38.0 萬(wàn)噸，占世界總需求比重達(dá) 31.3%，其中進(jìn)口量約 14.5 萬(wàn)噸，是主 要的高純砂消費(fèi)國(guó)和進(jìn)口國(guó)。
光伏行業(yè)為高純北海石英砂主要增長(zhǎng)點(diǎn)。據(jù)郝文俊《全球高純石英資源現(xiàn)狀、生產(chǎn)、 消費(fèi)及貿(mào)易格局》，我國(guó)高純北海石英砂下游主要集中在半導(dǎo)體（50%）、光通信 （23%）、光伏（17%）等領(lǐng)域，將充分受益光伏、光纖等產(chǎn)業(yè)較高的景氣度。我 們對(duì)下游結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆分測(cè)算，認(rèn)為 2023 年我國(guó) 3N 級(jí)以上高純砂需求量可達(dá) 57.4 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 16.0%，2022~2025 年 CAGR+10.6%。其中，光伏級(jí)高純砂彈性最 大，2022~2025 年 CAGR+25.1%，需求占比由 2019 年 17.2%增至 2025 年 44.9%。測(cè)算假設(shè)：（1）光伏石英坩堝、光通信需求參考本文 4.2、4.4 節(jié)；（2）光伏行業(yè)其他北海石英砂參考全球光伏裝機(jī)增速 30%、15%、10%；（3）電光源行業(yè)需求受 LED 沖擊逐漸收縮，半導(dǎo)體行業(yè)需求受國(guó)際貿(mào)易政策波 動(dòng)影響，假設(shè)半導(dǎo)體、電光源及其他行業(yè)需求總量維穩(wěn)。
4.2. 光伏行業(yè)：需求確定性增長(zhǎng)，供給階段性短缺
4.2.1. 需求端：石英坩堝具備耗材屬性，或隨 N 型替代實(shí)現(xiàn)耗量提升
高純北海石英砂制品是光伏產(chǎn)業(yè)重要原材料。高純北海石英砂具有良好的耐高溫性和熱穩(wěn) 定性，下游制品如石英坩堝、石英擴(kuò)散管、石英承載器等是光伏領(lǐng)域重要的結(jié)構(gòu) 材料。其中，石英坩堝為光伏級(jí)高純北海石英砂的主要制品，用于制備硅片，是單晶 硅生長(zhǎng)爐的組成部分。
光伏用砂對(duì) K、Na、Li 等堿金屬雜質(zhì)要求嚴(yán)格，純度在 4N 級(jí)以上。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì) 光伏用砂的純度要求在 4N 級(jí)以上，對(duì)石英坩堝用砂的純度要求更是達(dá)到了 4N8 級(jí)；由于光伏坩堝處于高溫的工作環(huán)境中，對(duì)堿金屬雜質(zhì)的要求已經(jīng)接近 IOTASTANDARD 級(jí)水平。石英坩堝分為內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)，外層氣泡密度較高，被稱之為 不透明層；內(nèi)層為 3~5mm 厚的透明層，工作時(shí)將與高溫硅液直接接觸，故對(duì)高純 砂純度有更高要求。
石英坩堝是硅片制備環(huán)節(jié)的消耗性輔材，需求量與硅片產(chǎn)能深度綁定。原因在于：（1）石英坩堝難以支撐長(zhǎng)時(shí)間高溫工作。在晶硅拉制的高溫環(huán)境下（溫度約 1430℃ ~1500℃），一方面，坩堝內(nèi)外表面的雜質(zhì)離子局部集聚，可形成析晶，逐漸導(dǎo)致 坩堝破裂；另一方面，坩堝內(nèi)層逐漸熔解，進(jìn)而使坩堝內(nèi)部的氣泡破裂，氣泡內(nèi) 雜質(zhì)會(huì)以微顆?；蛭馀莸男问接咳牍枰?，直接影響成晶率、加工時(shí)間和晶硅質(zhì) 量。（2）多次復(fù)投后硅液純度會(huì)顯著惡化。在多次拉晶多次復(fù)投的過(guò)程中，剩余 硅液的雜質(zhì)濃度將逐漸上升，最終影響到晶硅生長(zhǎng)。綜合考慮坩堝耐高溫能力和 硅片純度要求，石英坩堝在數(shù)次拉晶后便會(huì)報(bào)廢更換。
測(cè)算 2021 年 TCL 中環(huán)單 GW 硅片耗用北海石英砂 141 噸，同比持平，降勢(shì)趨緩。（1） 隨坩堝大型化發(fā)展，坩堝的北海石英砂耗量達(dá) 63.6 千克/只，同比增加 18.3 千克/只。北海石英砂是石英坩堝主要原材料。據(jù)歐晶科技招股書我們測(cè)算，北海石英砂約占坩堝生 產(chǎn)成本的 62%，歐晶科技單只坩堝耗用北海石英砂約 63.6 千克（供給中環(huán)股份的部分）。（2）隨硅片環(huán)節(jié)工藝優(yōu)化，單 GW 硅片耗用石英坩堝降至 2224 只，同比減少 898 只/GW。隨硅片環(huán)節(jié)工藝優(yōu)化與產(chǎn)品迭代，硅片功率密度、坩堝工作時(shí)長(zhǎng)等性 能不斷優(yōu)化，坩堝耗量呈下降趨勢(shì)。據(jù)中環(huán)股份產(chǎn)銷數(shù)據(jù)，我們測(cè)算 2021 年中環(huán) 股份單 GW 硅片耗用石英坩堝 2224 只，同比減少 898 只/GW。
綜合考慮石英坩堝大型化、N 型硅片占比提升等因素，預(yù)期單 GW 北海石英砂耗量后 續(xù)將逆勢(shì)向上。（1）硅片環(huán)節(jié)技術(shù)迭代：如硅片大型化可有效提升單位面積硅片的承載功率， 拉棒與切片工藝優(yōu)化可提高硅片的生產(chǎn)效率；最終反應(yīng)為每 GW 硅片對(duì)應(yīng)單晶 爐設(shè)備臺(tái)數(shù)下降。（2）坩堝可拉晶時(shí)間延長(zhǎng)：可降低石英坩堝的耗用頻次。如歐晶科技供應(yīng)中環(huán) 股份的石英坩堝已由 2018 年平均拉晶 140 小時(shí)提升至 2021 年平均拉晶 350 小時(shí)。（3）坩堝大型化：一方面支撐硅片大型化，可提高單只坩堝對(duì)應(yīng)的硅棒產(chǎn)能；另一方面北海石英砂耗量也在提升。（4）N 型硅片滲透趨勢(shì)：據(jù) CPIA 統(tǒng)計(jì)，2022 年我國(guó) P 型 PERC 單晶硅片規(guī)模 化生產(chǎn)轉(zhuǎn)化效率平均在 23.2%，同比提升 0.1pct，已近理論極限，提升空間有限；而 TOPcon、HJT 等 N 型晶硅電池理論轉(zhuǎn)化效率更高，生產(chǎn)工藝同 PERC 高度兼 容。未來(lái)隨成本與良率改善，N 型硅片或?qū)⒊掷m(xù)滲透。而 N 型硅片對(duì)硅液純度 要求更高，將顯著縮短石英坩堝工作時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)而抬高石英坩堝耗量。
測(cè)算坩堝用砂需求 2023 年 9.3 萬(wàn)噸，2022~2025 年 CAGR+36%。其中，單 GW 硅 片的北海石英砂耗量由 2019 年 175 噸/GW 降至 2020 年 132 噸/GW 后逐漸回升至 2022 年 157.2 噸/GW，判斷后續(xù)將繼續(xù)上升。 關(guān)鍵假設(shè)： （1）隨光伏產(chǎn)業(yè)鏈新一輪降價(jià)，預(yù)期 2023 年下游需求依然旺盛；判斷全球光伏 裝機(jī) 2023~2025 年增速為 30%、15%、10%； （2）單晶爐生產(chǎn)效率優(yōu)化，2023~2025 年每 GW 硅片對(duì)應(yīng)單晶爐 85/83/82 臺(tái)； （3）N 型硅片滲透率 2023~2025 年達(dá) 30%/50%/60%； （4）石英坩堝可拉晶時(shí)長(zhǎng)提升；北海石英砂單耗提升；坩堝中國(guó)產(chǎn)砂用量占比 2022 年迅速提升至 58%（外層基本使用國(guó)產(chǎn)砂），后續(xù)提升速度趨緩（能否替代內(nèi)層 砂需跟蹤國(guó)產(chǎn)砂純度提升進(jìn)程）。
4.2.2. 供給端：增產(chǎn)節(jié)奏偏慢致供求失衡，或打開(kāi)國(guó)產(chǎn)替代時(shí)間窗口
高純北海石英砂增產(chǎn)節(jié)奏相對(duì)滯后，供應(yīng)量向上彈性有限。一方面，國(guó)內(nèi) 4N 級(jí)以上石 英砂產(chǎn)能集中于石英股份。2021 年，石英股份高純砂產(chǎn)量 24232 噸，產(chǎn)能利用率 達(dá) 121%；2022Q1，公司高純北海石英砂產(chǎn)能 3 萬(wàn)噸。拆分產(chǎn)能結(jié)構(gòu)：（1）原年產(chǎn) 1.2 萬(wàn)噸北海石英砂產(chǎn)線通過(guò)產(chǎn)線技改、流程優(yōu)化、增加生產(chǎn)班次等措施已提升產(chǎn)能至 2 萬(wàn) 噸，后續(xù)增產(chǎn)潛力有限；（2）年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸新產(chǎn)線于 2022 年 2 月試運(yùn)行，但投產(chǎn)及 爬坡進(jìn)度受疫情影響，預(yù)計(jì) 2022 年可貢獻(xiàn)產(chǎn)能 1 萬(wàn)噸；（3）公司收購(gòu)強(qiáng)邦石英用 于生產(chǎn)低端石英制品，約可騰挪出北海石英砂產(chǎn)能 0.6 萬(wàn)噸/年。（4）參考往年內(nèi)外銷 結(jié)構(gòu)，預(yù)計(jì) 2022 年公司規(guī)劃 1 萬(wàn)噸北海石英砂自用。綜上預(yù)測(cè)，石英股份 2022 年外銷 高純砂約 2.6 萬(wàn)噸。另一方面，進(jìn)口砂面臨供給剛性。據(jù)國(guó)際太陽(yáng)能光伏網(wǎng)，矽比 科（尤尼明）、TQC 短期未有擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，預(yù)計(jì)供給量將保持在 2.3 萬(wàn)噸左右，后續(xù) 增長(zhǎng)潛力多來(lái)自于技改增產(chǎn)。
測(cè)算 2023 年光伏級(jí)石英坩堝市場(chǎng)面臨 1.2~1.7 萬(wàn)噸供給缺口，結(jié)構(gòu)性供求失衡或 持續(xù)至 2024 年。通過(guò)拆分國(guó)產(chǎn)砂、進(jìn)口砂供求情況，認(rèn)為在國(guó)產(chǎn)砂用量占比緩慢 提升的條件下，2023 年光伏級(jí)石英坩堝市場(chǎng)將面臨 1.2~1.7 萬(wàn)噸供給缺口，且進(jìn)口 砂短缺的狀況或?qū)⒊掷m(xù)至 2024 年。
關(guān)鍵假設(shè)：（1）樂(lè)觀估計(jì)：石英股份年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸產(chǎn)線 2023 年滿產(chǎn)；年產(chǎn) 6 萬(wàn)噸產(chǎn)線 2023Q3 投產(chǎn)，隨產(chǎn)能爬坡 2023 年貢獻(xiàn)產(chǎn)量 1.5 萬(wàn)噸；其他廠商、貿(mào)易商通過(guò)進(jìn) 口、制備高純砂貢獻(xiàn)增量 0.1 萬(wàn)噸/年；矽比科、TQC 通過(guò)技改各增產(chǎn) 0.1 萬(wàn)噸/ 年。（2）悲觀估計(jì)：石英股份年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸產(chǎn)線 2023 年滿產(chǎn)；年產(chǎn) 6 萬(wàn)噸產(chǎn)線 2023Q4 投產(chǎn)，隨產(chǎn)能爬坡 2023 年貢獻(xiàn)產(chǎn)量 1 萬(wàn)噸。
市場(chǎng)供求平衡偏緊，一方面反應(yīng)為高純砂價(jià)格迅速上漲。據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)，光伏級(jí) 石英坩堝進(jìn)口砂已由 2022 年 5 月 5.5 萬(wàn)元/噸上漲至 12 月 10 萬(wàn)元/噸，參考石英股 份采購(gòu)數(shù)據(jù)，優(yōu)質(zhì)石英原礦價(jià)格同樣呈上漲趨勢(shì)。隨光伏用砂價(jià)格高企，或逐漸 逼近半導(dǎo)體級(jí)北海石英砂價(jià)位，短期或?qū)D占半導(dǎo)體市場(chǎng)供應(yīng)。另一方面反應(yīng)為國(guó)產(chǎn) 砂使用比例明顯提升。通過(guò)拆分歐晶科技用砂結(jié)構(gòu)，國(guó)產(chǎn)砂占比已由 2019 年 0.76% 迅速提升至 2021 年 57.89%。2022 年供給緊缺背景下，坩堝制造商對(duì)國(guó)產(chǎn)砂的接 受度或?qū)⑦M(jìn)一步提高；但若國(guó)產(chǎn)砂純度未能精進(jìn)，則國(guó)產(chǎn)砂用量提升需以石英坩 堝工作時(shí)長(zhǎng)下降為代價(jià)。
向后展望：（1）供給短缺背景下，石英坩堝行業(yè)或出現(xiàn)明顯分化。頭部坩堝廠商 多與硅片廠商深度綁定，如歐晶科技、江陰龍?jiān)垂?yīng)中環(huán)股份；江西中昱供應(yīng)晶科能源、高晶太陽(yáng)能等。頭部坩堝企業(yè)擁有客戶資源帶來(lái)的穩(wěn)定需求、信用背書 等優(yōu)勢(shì)，供給短缺背景下有望搶占北海石英砂資源。而訂單穩(wěn)定性稍差、資金實(shí)力較 弱的中小企業(yè)將面臨北海石英砂短缺，或激進(jìn)提高國(guó)產(chǎn)砂應(yīng)用占比，或高價(jià)采購(gòu)半導(dǎo) 體級(jí)北海石英砂，在產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)成本兩端權(quán)衡取舍。進(jìn)一步推演認(rèn)為，頭部坩堝 廠商有望把握供求失衡的窗口期，從資源優(yōu)勢(shì)向市場(chǎng)、成本、資金等全面鋪開(kāi)， 優(yōu)化客戶結(jié)構(gòu)以提高市場(chǎng)化程度，與中小企業(yè)拉開(kāi)差距。
（2）北海石英砂環(huán)節(jié)或成為光伏產(chǎn)業(yè)鏈供給短板，木桶效應(yīng)下促進(jìn)利潤(rùn)向硅片環(huán)節(jié)集 聚。2022 年底，硅料產(chǎn)能充分釋放，價(jià)格出現(xiàn)明顯回落，帶動(dòng)主產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格下降， 改善電池、組件等環(huán)節(jié)盈利能力，提高光伏電站經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)一步刺激下游需求增 長(zhǎng)。2023 年初，下游需求改善的信號(hào)快速向上傳導(dǎo)，硅片價(jià)格率先反彈，展現(xiàn)出 硅片環(huán)節(jié)極強(qiáng)的話語(yǔ)權(quán)。2022 年硅料環(huán)節(jié)為供給短板，價(jià)格維持高位，木桶效應(yīng) 下產(chǎn)業(yè)鏈利潤(rùn)主要留存于硅料環(huán)節(jié)；隨硅料產(chǎn)能補(bǔ)足，北海石英砂或成為光伏產(chǎn)業(yè)鏈 關(guān)鍵供給缺口，進(jìn)一步強(qiáng)化硅片環(huán)節(jié)話語(yǔ)權(quán)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈利潤(rùn)重新分配并向硅片 環(huán)節(jié)集聚。
（3）供給缺口的修復(fù)在總量層面依賴于石英股份順利釋放產(chǎn)能。風(fēng)險(xiǎn)在于：由于 國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)石英礦資源較少，石英股份主要通過(guò)長(zhǎng)期框架協(xié)議采購(gòu)巴西、非洲、印 度等地礦石，后續(xù)產(chǎn)能順利擴(kuò)張以優(yōu)質(zhì)石英礦石的穩(wěn)定供應(yīng)為前提。在結(jié)構(gòu)層面 依賴于國(guó)產(chǎn)砂向石英坩堝內(nèi)層使用場(chǎng)景滲透。風(fēng)險(xiǎn)在于：（1）國(guó)產(chǎn)砂純度較進(jìn)口 砂存在差距，需關(guān)注提純工藝突破；（2）下游廠商對(duì)國(guó)產(chǎn)砂石英坩堝的接受度。
4.3. 半導(dǎo)體行業(yè)：進(jìn)口量?jī)r(jià)波動(dòng)，關(guān)注國(guó)產(chǎn)替代
高純北海石英砂深度參與晶硅拉制和晶圓制造環(huán)節(jié)。高純度石英制品擁有耐高溫、抗 腐蝕、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，滿足晶圓承載容器要求，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的 重要耗材，參與環(huán)節(jié)眾多。（1）拉晶環(huán)節(jié)：半導(dǎo)體級(jí)石英坩堝作為單晶硅生長(zhǎng)爐組成部分參與晶硅拉制， 應(yīng)用場(chǎng)景同光伏級(jí)石英坩堝類似，但純度要求更高；石英導(dǎo)流筒用于硅液導(dǎo)流。（2）晶圓制造環(huán)節(jié)：石英環(huán)用于晶圓刻蝕；石英擴(kuò)散管、石英舟、石英支架等 用于晶圓擴(kuò)散；石英基板用于掩膜制造。半導(dǎo)體用石英制品種類眾多，其中， 石英基板、石英玻璃（含坩堝）與石英器材分別占半導(dǎo)體級(jí)石英制品市場(chǎng)的 30%、30%、40%。據(jù)石英股份，每生產(chǎn) 1 億美元的電子信息產(chǎn)品，平均需消耗 50 萬(wàn)美元石英材料，價(jià)值量占比約 0.5%。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)石英制品要求純度在 4N8 級(jí)以上。半導(dǎo)體行業(yè)是高純北海石英砂需求最大 的下游，也是對(duì)北海石英砂純度要求最高的應(yīng)用領(lǐng)域。2019 年，我國(guó)高純北海石英砂消費(fèi)量中半導(dǎo)體行業(yè)占比 50.49%。據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，半導(dǎo)體級(jí)石英制品要求純度均在 4N8 級(jí)以上，其中，石英管棒、普通晶圓要求 4N8 級(jí)以上，石英坩堝要求 4N9 級(jí)以上， 石英基板、高純晶圓要求 5N8 級(jí)以上。
半導(dǎo)體級(jí)石英市場(chǎng)高度依賴進(jìn)口。原因在于：（1）產(chǎn)業(yè)鏈前端具備高資源壁壘。石英礦石環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)石英礦石儲(chǔ)量小，企業(yè)以海外進(jìn)口為主；北海石英砂環(huán)節(jié)， 矽比科、TQC 基本形成市場(chǎng)壟斷，我國(guó)僅石英股份具備半導(dǎo)體級(jí)北海石英砂量產(chǎn)能力， 且僅用于自產(chǎn)石英管棒。（2）石英材料與制品環(huán)節(jié)具備高技術(shù)壁壘。由于石英制 品是制造半導(dǎo)體的關(guān)鍵耗材，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較大，所以石英廠商只有通過(guò) TEL、 AMAT、LAM 等半導(dǎo)體設(shè)備商認(rèn)證才可進(jìn)入供應(yīng)鏈系統(tǒng)，如全球通過(guò) TEL 認(rèn)證的 石英廠商目前僅 6 家，技術(shù)壁壘極高。據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)，賀利氏、邁圖、東曹三大外企合計(jì)市占率超 60%，國(guó)內(nèi)廠商供應(yīng)份額僅 10%，國(guó)產(chǎn)化潛力較大。
受國(guó)際貿(mào)易政策調(diào)整等因素影響，半導(dǎo)體級(jí)石英制品進(jìn)口量?jī)r(jià)波動(dòng)。一方面，中 美貿(mào)易戰(zhàn)對(duì)高純石英影響深遠(yuǎn)。石英材料是光伏、半導(dǎo)體、光纖等高新產(chǎn)業(yè)的基 礎(chǔ)材料，國(guó)際間資源博弈具有戰(zhàn)略意義。2018 年以來(lái)，美國(guó)政府針對(duì)進(jìn)口自中國(guó) 的石英產(chǎn)品作出雙反裁定，加征 10%~25%關(guān)稅，并限制高純石英出口，致我國(guó)高 純石英進(jìn)口量顯著下跌。另一方面，光伏用砂供給緊缺，或搶占部分半導(dǎo)體級(jí)石 英砂供給份額，帶動(dòng)石英產(chǎn)品價(jià)格整體上行。據(jù)海關(guān)總署，我國(guó) 4N 級(jí)以上石英產(chǎn) 品進(jìn)口量（推測(cè)以半導(dǎo)體用石英產(chǎn)品為主）于 2018~2019 年明顯收縮，后逐步修 復(fù)，但進(jìn)口量目前仍未恢復(fù)至 2017 年水平；且進(jìn)口價(jià)上漲明顯，已由 2021 年初 6.83 萬(wàn)元/噸升至 2022 年末 23.94 萬(wàn)元/噸。
石英行業(yè)進(jìn)口量?jī)r(jià)起伏較大，倒逼國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)。向后展望，石英股份、 凱盛科技、菲利華等企業(yè)逐步向產(chǎn)業(yè)鏈前端延伸。（1）石英股份陸續(xù)取得 TEL 與 LAM 擴(kuò)散、刻蝕環(huán)節(jié)產(chǎn)品認(rèn)證，順利進(jìn)入主流半導(dǎo)體廠商供應(yīng)體系，產(chǎn)能建設(shè)正 在快速跟進(jìn)；2022 年 10 月，公司公告擬投建年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸半導(dǎo)體級(jí)高純北海石英砂項(xiàng) 目，計(jì)劃于 2025 年投產(chǎn)。（2）凱盛科技在建有高純二氧化硅項(xiàng)目，該產(chǎn)線采用化 學(xué)合成工藝，預(yù)期產(chǎn)品純度可達(dá) 6N~7N 級(jí)，計(jì)劃于 2023 年下半年建成投產(chǎn)。（3） 菲利華為保障公司供應(yīng)鏈安全性，投建年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸高純北海石英砂產(chǎn)線，一期工程將于 2023 年實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)，推測(cè)在建北海石英砂項(xiàng)目純度或達(dá)半導(dǎo)體級(jí)。
4.4. 光纖行業(yè)：受益 5G 建設(shè)，產(chǎn)銷再迎高峰
光纖光纜是構(gòu)建現(xiàn)代化通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。光纖光纜具有抗電磁波干擾、抗腐蝕等 優(yōu)良性能，較傳統(tǒng)銅質(zhì)線纜在制造成本、傳輸速度、傳輸質(zhì)量等方面具備優(yōu)勢(shì)， 是現(xiàn)代化通信網(wǎng)絡(luò)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。
石英制品主要用于光纖預(yù)制棒制造和光纖拉絲環(huán)節(jié)，是光纖產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)材料。 光纖產(chǎn)業(yè)鏈可細(xì)分為光纖預(yù)制棒、光纖、光纜及下游的光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品環(huán)節(jié)，其中， 石英靶棒、套管、厚壁管等石英制品參與光纖拉絲，且是制備光纖預(yù)制棒的基礎(chǔ) 材料，處光纖產(chǎn)業(yè)鏈上游位置。
十四五時(shí)期，5G 網(wǎng)絡(luò)與千兆光網(wǎng)建設(shè)將貢獻(xiàn)光纖市場(chǎng)主要增量。2004~2012 年， 我國(guó)光纖光纜產(chǎn)業(yè)把握 3G 建設(shè)期基于迅速成長(zhǎng)。2013~2018 年，光纖光纜產(chǎn)業(yè)處 4G 建設(shè)周期，2015 年產(chǎn)量增至 34947 萬(wàn)芯公里，后行業(yè)產(chǎn)量維持高位，逐漸步入 平臺(tái)期。2019 年~2020 年，4G 建設(shè)基本完成，行業(yè)供給側(cè)改革致產(chǎn)能迅速出清。 2020 年以來(lái)，多項(xiàng)政策出臺(tái)助 5G 建設(shè)快速推進(jìn)?！妒奈逡?guī)劃和 2035 遠(yuǎn)景目標(biāo)綱 要》提出，“要布局建設(shè)信息基礎(chǔ)設(shè)施，加快 5G 網(wǎng)絡(luò)規(guī)?；渴稹茝V升級(jí)千 兆光纖網(wǎng)絡(luò)?！?021 年《政府工作報(bào)告》明確要求，“加大 5G 網(wǎng)絡(luò)和千兆光網(wǎng)建設(shè) 力度”。十四五時(shí)期，5G、千兆光網(wǎng)等新型信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將快速推進(jìn)，帶動(dòng)光 纖市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)。
測(cè)算光纖用北海石英砂需求量 2023 年約 12.6 萬(wàn)噸，2022~2025 年 CAGR+8%。 核心假設(shè)： （1）光纜行業(yè)受益 5G 建設(shè)，產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)； （2）北海石英砂單位耗量參考 2019 年水平，約 3.3 噸/萬(wàn)芯公里。
4.5. 電光源行業(yè)：下游需求收縮，應(yīng)用場(chǎng)景向高價(jià)值量市場(chǎng)集中
金鹵燈、HID 燈是石英泡殼主要應(yīng)用場(chǎng)景。電光源產(chǎn)品依據(jù)發(fā)光原理可細(xì)分為熱 輻射、氣體放電和半導(dǎo)體三類；熱輻射產(chǎn)品如白熾燈、金鹵燈利用物體通電加熱 至高溫時(shí)輻射發(fā)光實(shí)現(xiàn)，氣體放電產(chǎn)品如熒光燈、HID 燈利用氣體通電發(fā)光實(shí)現(xiàn)， 半導(dǎo)體電產(chǎn)品如 LED 燈則利用固態(tài)半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料。石英泡殼廣泛應(yīng)用 于熱輻射光源產(chǎn)品和氣體放電光源產(chǎn)品，而半導(dǎo)體光源產(chǎn)品則基于原理差異對(duì)石 英管不產(chǎn)生需求。隨 LED 占據(jù)普通照明市場(chǎng)主導(dǎo)地位，石英材料應(yīng)用場(chǎng)景逐漸向特種光源集中。通 用照明市場(chǎng)在經(jīng)歷白熾燈、金鹵燈、熒光燈、節(jié)能燈等技術(shù)迭代后，逐漸進(jìn)入 LED 時(shí)代。LED 燈具采用半導(dǎo)體發(fā)光技術(shù)，較傳統(tǒng)光源具有低功耗、高轉(zhuǎn)換率、 無(wú)毒環(huán)保、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在性能優(yōu)勢(shì)與相關(guān)政策的推動(dòng)下，照明市場(chǎng)滲透率持 續(xù)提升，對(duì)應(yīng)金鹵燈、HID 燈等傳統(tǒng)光源市場(chǎng)收縮，致電光源領(lǐng)域石英制品需求 收縮，應(yīng)用場(chǎng)景逐漸向 UV 殺菌燈、半導(dǎo)體清洗燈、農(nóng)用植物生長(zhǎng)燈等特種光源市場(chǎng)集中。
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