電力設備新能源行業(yè)光伏系列分析報告（68）：高純石英砂供應

證券研究報告

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行業(yè)深度報告電力設備新能源

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新能源光伏系列報告（68）：高純石英砂供應進一步吃緊報告日期：2023年1月9日投資建議1、行業(yè)簡介高純石英是較多高新技術產(chǎn)業(yè)不可缺少的重要功能材料，由高品位的天然石英礦物經(jīng)提純獲得。不同產(chǎn)業(yè)需要不同質(zhì)量的石英，因此高純石英質(zhì)量沒有統(tǒng)一標準，各企業(yè)的產(chǎn)品及標準要求也有一定差異。高純石英領域關系到國家新興產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展，各國政府一直將其列入高技術領域，制備技術和出口也受到嚴格保護和限制，目前我國高純石英主要依賴進口。2、光伏拉晶環(huán)節(jié)對石英砂要求較高光伏拉晶環(huán)節(jié)所用坩堝由高純石英砂制成，石英砂決定拉晶環(huán)節(jié)所用坩堝的品質(zhì)，坩堝是耗材，使用過后報廢。石英坩堝一般分為三層，內(nèi)層對石英砂的要求最高，SiO?純度大于99.998%是基本要求，雜質(zhì)含量更為重要：a）晶格雜質(zhì)元素，其中鍵能小可以分離，鍵能大幾乎無法去除；b）包裹體，幾乎很難分離，普遍含有大量包裹體的石英很難被加工為高純石英。石英砂的SiO?純度及雜質(zhì)情況取決于高純石英砂原料礦，后續(xù)加工較難改變礦的出身，目前美國、挪威進口的高純石英砂可用于坩堝內(nèi)層，國內(nèi)優(yōu)質(zhì)企業(yè)生產(chǎn)的高純石英砂也可以適量用于內(nèi)層。3、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術全球高純石英原料礦床分布于7個國家，資源儲量5000-6600萬噸，近年進口總量雖有增長，但價格相對較高的內(nèi)層砂供應量基本沒有增加，2021、2022年1-11月適用于內(nèi)層的進口量（目前規(guī)模開采的僅有美國北卡高純石英礦，由美國、挪威進口）分別為2.79萬噸、2.65萬噸，供給相對剛性，目前價格持續(xù)上漲。國內(nèi)優(yōu)質(zhì)企業(yè)進口印度高純石英砂后，經(jīng)過處理后可適量用于內(nèi)層，除江蘇之外的印度砂也偏賣方市場，價高者得，增量的省份成交價格高于縮量的省份。內(nèi)層砂需穩(wěn)定批量礦源+相應的提純技術，批量穩(wěn)定的礦源是基礎，不同礦源對應的提純方式與效果不同，涉及對礦源及提純過程的理解，有一定壁壘。目前內(nèi)層砂暫無替代品，合成石英無法應用于光伏坩堝內(nèi)層。4、多重因素帶動供需愈發(fā)趨緊供需愈發(fā)趨近主要有2個原因：a）內(nèi)層砂供應偏緊，用量占比下降會降低拉晶時間、增加坩堝用量；b）內(nèi)層砂用量占比下降會降低單爐產(chǎn)出（

1個坩堝拉晶400小時的單產(chǎn)，高于2個坩堝拉晶200小時），單GW硅片對應爐臺數(shù)增加；b）N型加速推進的背景下，同樣坩堝拉制N型時長較P型約少50小時。內(nèi)層砂供應緊張使相同硅片產(chǎn)出對應的石英砂用量大幅提升，中層與外層砂也會供應緊張。高純石英砂具備資源屬性，供給集中，而需求可能會超市場預期；投資建議投資建議：石英股份（有色）、歐晶科技、菲利華（通信）等。風險提示：

行業(yè)需求不及預期；競爭格局惡化。重點公司主要財務指標（截至2023年11月9日，部分參考Wind一致預期）股價21EPS0.801.291.1022EPS2.451.701.0323EPS

22PE

23PEPB18149評級石英股份歐晶科技菲利華139.12111.2951.335.723.061.45576550243635未有評級未有評級未有評級資料：Wind，一、行業(yè)簡介二、光伏拉晶環(huán)節(jié)對石英砂要求較高三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術四、多重因素帶動供需愈發(fā)趨緊一、行業(yè)簡介高純石英簡介：?

石英是最常見的礦物之一，此前廣泛應用于玻璃、建筑、裝飾等傳統(tǒng)行業(yè)。高純石英指SiO?純度極高、雜質(zhì)元素含量極低的石英及其產(chǎn)品，是半導體、光伏、光纖、精密光學、照明設備、新型玻璃等產(chǎn)業(yè)不可缺少的重要功能材料；?

20世紀60年代以來，計算機/新材料/新能源等技術對材料提出要求，誕生了高純石英概念；?

高純石英不是一種礦產(chǎn)，而是由水晶、脈石英、石英巖、花崗偉晶巖等礦石作為原料經(jīng)提純后的一種產(chǎn)品。能夠提純生產(chǎn)高純石英的礦床稱為高純石英原料礦；圖：高純石英砂

圖：普通石英砂資料：粉體網(wǎng)，-

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-一、行業(yè)簡介產(chǎn)業(yè)鏈：?

高純石英砂由高品位的天然石英礦物經(jīng)提純獲得；?

下游為石英坩堝制造環(huán)節(jié)；?

應用于硅片拉晶環(huán)節(jié)；?

高純石英砂/坩堝對拉棒質(zhì)量影響很大；圖：產(chǎn)業(yè)鏈情況光伏主產(chǎn)業(yè)鏈硅料硅片池片組件高品位的天然石英礦物高純石英砂石英坩堝資料：-

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-一、行業(yè)簡介“高純”標準不同，各行業(yè)應用有差異：?

不同產(chǎn)業(yè)需要不同質(zhì)量的石英，因此高純石英質(zhì)量沒有統(tǒng)一標準；?

早期海外認為高純石英雜質(zhì)含量應小于50×10-6，即SiO?純度應大于99.995%，挪威地質(zhì)調(diào)查局在此前提下對Al、Ti、Na、K、Li、Ca、Fe、P、B進一步提出要求；?

各企業(yè)的產(chǎn)品及標準要求也有一定差異；圖：尤尼明高純石英標準AlKNaLi0.9CaMgFeBa-CrMnNiCuIOTA-STD

16.20.60.350.90.90.4

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0.230.6

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0.6<0.02

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0.5IOTA-4IOTA-6IOTA-88870.15-0.07

0.08

0.15-<0.04

0.03

<0.02

0.5

<0.02

<0.15-資料：高純石英的研究進展及發(fā)展趨勢，圖：石英股份產(chǎn)品參數(shù)Al17141212KNa1Li1CaMgFeBaCrMnNiCuPQSTPQSNPQSCPQSF0.90.30.20.20.80.60.50.50.20.4

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<0.050.3

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<0.05

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<0.050.90.90.70.90.90.90.050.050.05資料：石英股份官網(wǎng)，-

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-一、行業(yè)簡介“高純”標準不同，各行業(yè)應用有差異：?

我國學術界認為SiO?純度大于99.9%，F(xiàn)e含量小于10×10-6、Al含量小于25×10-6為高純石英，進一步可劃分為低端（3N）、中端（4N）、高端（4N8）產(chǎn)品

；?

各純度標準產(chǎn)品應用領域不同，4N級產(chǎn)品主要應用于高級照明、電子封裝工業(yè)等領域；4N8級產(chǎn)品主要用于光伏、通信工業(yè)領域；5N級產(chǎn)品則主要應用于半導體、芯片制造領域；圖：高純石英的產(chǎn)品分類和技術狀況分類按SiO,含量≥99.9%（3N）按雜質(zhì)元素總量

按粒度大小技術現(xiàn)狀國產(chǎn)化低端產(chǎn)品中端產(chǎn)品高端產(chǎn)品≤1000x10-640-80目、80-140目、80-200目、80-300目等≥99.99%（4N）≥99.998%（4N8）≤100×10-6≤20x10-6國產(chǎn)化從美國、挪威、日本等進口資料：高純石英的研究進展及發(fā)展趨勢，圖：不同純度的高純石英應用及產(chǎn)品純度（SiO2含量）應用行業(yè)主要產(chǎn)品高級照明電子封裝工業(yè)光學工業(yè)高溫燈管、熔融石英管、石英玻璃、硅微粉、光學裝置、特優(yōu)質(zhì)石英玻璃及制品、光導種石英光學玻璃>99.99%太陽能光伏通信工業(yè)半導體工業(yè)芯片制造單晶硅坩堝、多晶硅坩堝、優(yōu)質(zhì)石英玻璃及制品、光導纖維及附屬光電元件等CZ坩堝、半導體用高純石英玻璃、半導體用高端石英坩堝>99.998%>99.999%資料：地質(zhì)評論，-

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-一、行業(yè)簡介高純石英是戰(zhàn)略行業(yè)：?

高純石英領域關系到國家新興產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展：高純石英是新一代技術信息、新能源的基礎性關鍵材料，廣泛應用于半導體封裝、通訊、航空航天、精密光學、太陽能等高新技術產(chǎn)業(yè)領域，生產(chǎn)的產(chǎn)品具有高附加值；?

各國政府一直將其列入高技術領域，制備技術和出口也受到嚴格保護和限制：由于高純石英提純技術難且存量有限，各國逐步加強對其管控。歐盟、日本將其列為關鍵性礦產(chǎn)，俄羅斯已要求不再公開高純石英原料的開采量和使用量。?

美國、挪威、日本、俄羅斯、英國、德國等國家制備出5N級別高純石英產(chǎn)品：目前可規(guī)?；慨a(chǎn)的最高純度可以達到99.999%（5N）及以上，全球能規(guī)?；慨a(chǎn)5N級別的的國家有限。由于我國礦產(chǎn)資源短缺，目前我國高純石英主要依賴進口。圖：高純石英砂用途產(chǎn)品類別超高純石英砂高純石英砂高純石英砂高純石英砂精制石英砂普通石英砂純度（按二氧化硅含量）≥99.999%（5N）≥99.998%（4N8）≥99.99%（4N）≥99.9%（3N）≥99.6%主要用途技術現(xiàn)狀進口為主進口為主國產(chǎn)化半導體工業(yè)、芯片制造太陽能光伏、通信工業(yè)等高級照明、電子封裝等硅酸鉀、硅酸鈉等化工材料光學、儀器玻璃等國產(chǎn)化國產(chǎn)化>96%普通玻璃、耐火材料等國產(chǎn)化資料：知網(wǎng)，-

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-一、行業(yè)簡介二、光伏拉晶環(huán)節(jié)對石英砂要求較高三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術四、多重因素帶動供需愈發(fā)趨緊-

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-二、光伏拉晶環(huán)節(jié)對石英砂要求較高石英坩堝是耗材，無法重復使用：?

拉晶環(huán)節(jié)的坩堝由高純石英砂制成，坩堝是光伏單晶爐的關鍵部件，主要用于盛裝熔融硅并制成后續(xù)工序所需晶棒，石英砂決定坩堝品質(zhì)；?

石英坩堝在高溫下具有趨向變成二氧化硅的晶體（方石英），即再結晶，也稱“失透”或“析晶”；?

坩堝使用過后報廢，無法重復利用；圖：析晶過程圖：析晶示意圖（白色為析晶）形核失透/析晶（低溫型方石英）非晶態(tài)的坩堝晶體生長（高溫型方石英）雜質(zhì)自發(fā)生長高溫、長時間冷卻石英砂雜質(zhì)坩堝污染雜質(zhì)石墨中的雜質(zhì)外界污染資料：石英坩堝相關知識介紹，-

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-二、光伏拉晶環(huán)節(jié)對石英砂要求較高?

析晶原因：1）坩堝生產(chǎn)、清洗、包裝過程受到沾污；2）坩堝雜質(zhì)多；3）硅液雜質(zhì)多；4）熔料時溫度過高，會加重析晶；?

析晶的影響：1）內(nèi)層被破壞，外層顆粒氧化物進入硅液，使生長的硅晶體結構變異，無法正常長晶；2）坩堝厚度加速減薄，進而發(fā)生形變；圖：析晶過程拉晶前空燒10小時拉晶35小時后拉晶80小時后資料：石英坩堝相關知識介紹，-

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-二、光伏拉晶環(huán)節(jié)對石英砂要求較高內(nèi)層（透明層）對石英砂要求很高：圖：PQST/PQSN粒度分布?

石英坩堝一般分為三層，內(nèi)層（透明層、中層、外層，比例取決于坩堝制造企業(yè)，如5:3:2、4:3:3或3:4:3等；?

內(nèi)層/透明層對石英砂的要求最高；?

外觀來看，內(nèi)外層砂差別在于顆粒度：砂要細，且大小一致性要高，在坩堝制造時利于同時融化，抽真空效果更好。此外，更細的顆粒度意味著縫隙更小，微氣泡也更少，拉晶需更長時間微氣泡才會長大/拱破內(nèi)表面，更不容易產(chǎn)生異物顆粒進入硅液；圖：PQSC粒度分布圖：PQSF粒度分布資料：石英股份官網(wǎng)，-

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-二、光伏拉晶環(huán)節(jié)對石英砂要求較高礦的出身決定是否適用于內(nèi)層：?

SiO?純度大于99.998%是基本要求；?

雜質(zhì)（晶格雜質(zhì)元素、包裹體）對拉棒影響很大，也是是否適用于內(nèi)層的關鍵；?

純度及雜質(zhì)情況取決于高純石英砂原料礦，后續(xù)加工較難改變礦的出身；圖：不同成因類型石英特點和典型應用實例特點典型應用案例形成溫度700-1000℃，石英晶粒純凈，幾

美國的Processing&Classifying公司利用英國北海岸Foxdele地乎沒有氣液包裹體

區(qū)的花崗巖石英巖漿型變質(zhì)型花崗巖石英高溫變質(zhì)巖型石英變質(zhì)石英巖型石英形成溫度750-900℃，氣液包裹體含量少

美國石英技術公司利用這種石英原料生產(chǎn)出高質(zhì)量透明石英玻璃形成時間越老，經(jīng)歷熱事件越多、越強元古代石英巖氣液包裹體少，可考慮做石英玻璃原料烈，則石英越純凈、氣液包裹體越少形成溫度600-700℃，粒度一般2-6mm，透明，單晶純凈，氣液包裹體少偉晶巖早期形成的石英東海石英玻璃管廠原料偉晶巖中晚期形成的水晶

形成溫度500-600℃早期高純石英原料水熱生長型形成溫度400-500℃，透明－半透明，氣熱液氣成階段脈石英熱水溶液階段脈石英東海石英玻璃管廠常用原料，石英玻璃產(chǎn)品質(zhì)量不錯液包裹體含量較少形成溫度50-400℃，白色－乳白色，含有大量微小氣液包裹體氣液包裹體過多，生產(chǎn)的石英玻璃因氣泡缺陷太多而不能用資料：礦物保護與利用，圖：后續(xù)加工對部分雜質(zhì)的影響不大（美國尤尼明石英礦體）Al15.214.58CaMgKNaLi0.90.50.15Fe0.23<0.050.3Ti礦體10.50.30.60.5<0.050.60.91.31.21.41.2礦體1提純后的極限純度礦體2<0.05

<0.05

<0.05<0.05

0.35

0.9礦體2提純后的極限純度7<0.02

<0.04

<0.03

<0.02

<0.03資料：高純石英玻璃純度與粘度的關系，-

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-二、光伏拉晶環(huán)節(jié)對石英砂要求較高雜質(zhì)—晶格雜質(zhì)元素（鍵能小可以分離，鍵能大幾乎無法去除）：?

石英晶格雜質(zhì)與石英晶體的點缺陷密切相關，點缺陷包括空位、置換原子和間隙原子3種，其中能引入雜質(zhì)元素的主要是后兩者；?

外來的離子（P5+、Ti6+、Ge4+、Al3+、Fe3+、B3+等）通過置換Si4+，占據(jù)Si4+的位置，形成置換雜質(zhì)元素；?

某些離子（Al3+、Fe3+等）在置換Si4+時，為了保持電價平衡，還會在原子間引入Na+、K

+等電價補償離子，為間隙雜質(zhì)元素；圖：石英晶體中典型的類質(zhì)同象替換資料：地學前緣，-

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-二、光伏拉晶環(huán)節(jié)對石英砂要求較高雜質(zhì)—包裹體（幾乎很難分離）：?

礦物包裹體：石英受成巖作用和變質(zhì)作用影響體現(xiàn)出嵌布差異，由毗鄰型轉(zhuǎn)變?yōu)榭p狀、甚至包裹型（最難解離），現(xiàn)有技術條件下不能被有效分離；?

流體包裹體：分為純氣體、純液體、氣液混合包裹體和三相包裹體，氣相及微小尺寸的流體包裹體很難分離；?

選擇流體包裹體含量極少或無流體包裹體的石英作為高純石英原料是加工高純石英的關鍵，普遍含有大量包裹體的石英很難被加工為高純石英。圖：流體包裹體圖：亞微米級包裹體（100nm-1μm）圖：納米級包裹體（<100nm）資料：地學前緣，-

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-二、光伏拉晶環(huán)節(jié)對石英砂要求較高并非所有高純砂都可用于光伏拉晶環(huán)節(jié)：?

坩堝對石英砂要求較高，僅次于半導體；?

坩堝通常分為內(nèi)/中/外層，內(nèi)層要求最高；?

美國、挪威進口的高純石英砂可用于坩堝內(nèi)層，國內(nèi)優(yōu)質(zhì)企業(yè)生產(chǎn)的高純石英砂也可以適量用于內(nèi)層；圖：坩堝內(nèi)層對石英品質(zhì)要求較高內(nèi)層不斷向硅液中熔解，其中的微氣泡不斷的長大，靠近最內(nèi)表面的氣泡破裂，向硅液釋放雜質(zhì)，直接影響到硅的成晶普通坩堝：使用前內(nèi)表面氣泡較多，使用中內(nèi)表面氣泡不斷破裂，直接污染硅熔體、影響單晶拉制，氣泡破裂現(xiàn)象隨著時間的增加愈加嚴重，無法滿足長時間拉晶的需要高品質(zhì)坩堝：使用前內(nèi)表面基本無氣泡，使用中內(nèi)表面氣泡破裂現(xiàn)象極少，為長時間拉晶（如多次復投料）提供保障資料：歐晶科技，-

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-一、行業(yè)簡介二、光伏拉晶環(huán)節(jié)對石英砂要求較高三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術四、多重因素帶動供需愈發(fā)趨緊-

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-三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術高純石英砂原料礦床分布：?

全球高純石英原料礦床分布于7個國家；?

分別為：美國、挪威、澳大利亞、俄羅斯、毛里塔尼亞、中國、加拿大；圖：全球高純石英原料礦床分布資料：自然資源部，-

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-三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術儲量大：?

全球共有14處礦床，其中在生產(chǎn)7處，尚未開采生產(chǎn)7處；?

全球高純石英砂資源量5000-6600萬噸；?

全球在生產(chǎn)的高純石英砂資源量2000-2500萬噸；圖：全球高純石英原料礦床的資源分布與開發(fā)現(xiàn)狀開發(fā)利用現(xiàn)狀國家/地區(qū)礦床類型礦業(yè)公司資源量/萬噸挪威石英股份公司（The

Quartz

Corp.）矽比科北美公司（Sibel

coNorthAmerica,Inc.）美國，北卡羅來納州斯普魯斯派恩白崗巖型>1000生產(chǎn)美國，愛達荷州挪威，諾爾蘭郡挪威，霍達蘭郡博維爾德拉格內(nèi)索登風化殘積型偉晶巖型艾礦產(chǎn)股份公司（I-Minerals,

Inc.）探明：437.8；推斷：885.7勘探生產(chǎn)勘探挪威石英股份公司（The

Quartz

Corp.）26.7熱液脈石英型

挪威北歐石英股份公司（Nordic

Quartz

AS）

控制：189.9；推斷：89.3俄羅斯石英有限責任公司（RussiaQuartzLLC）俄羅斯，車里雅賓斯克州俄羅，斯?jié)h特曼西克什特姆薩蘭保爾白泉熱液脈石英型儲量：136生產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)熱液脈石英型

極地石英股份公司（JSC

Polar

Quartz）石墨烯與太陽能技術有限公司33熱液脈石英型推斷：150（Graphene&Solar

TechnologiesLtd）石墨烯與太陽能技術有限公司（Graphene&Solar

TechnologiesLtd）石英山糖袋山燈塔熱液脈石英型預測：1400勘探勘探生產(chǎn)澳大利，亞昆士蘭州熱液脈石英型

高純石英有限公司（Ultra

HPQ）亨特貝二氧化硅有限公司（Hunter

BaySilicaPty.Ltd.）探明+控制：120（<70m）探明+推斷：183.4；預測：500熱液脈石英型佩特拉礦產(chǎn)有限公司（Petra

MineralsPty.Ltd.）PAL公司（Placements

Appalache（1966）Ltee）毛里塔尼亞石英股份公司（Quartz

Inc.SAMauritania）毛里塔尼亞礦產(chǎn)公司（The

MauritanianMineralsCo.）地表推斷：100；地下預測：100？澳大利亞，維多利亞州加拿大，魁北克省克雷西克約翰比茲查米金礦尾礦型勘探勘探生產(chǎn)熱液脈石英型熱液脈石英型熱液脈石英型控制：225探明：72.5毛里塔尼亞，努瓦迪布灣省中國，湖北蘄春烏姆阿奎尼納靈虬山預測：500-1000-熱液脈石英型

湖北省蘄春縣靈虬山石英礦控制：391.5；推斷：11.4生產(chǎn)資料：中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所，-

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-三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術產(chǎn)量少：?

目前規(guī)模開采的僅有美國北卡高純石英礦；?

除北卡石英礦之外，目前在開采的石英礦規(guī)模相對較??；?

部分礦床不確定是否適合于光伏，部分尚處于勘探階段；圖：全球高純石英原料礦床的資源分布與開發(fā)現(xiàn)狀（續(xù)）是否適用

開發(fā)利于光伏

用現(xiàn)狀國家/地區(qū)礦床類型備注資源量/萬噸占全球90%以上高純石英砂供給；由TQC與矽比科北美公司（前身尤尼明）持有；美國，北卡羅來納州斯普魯斯派恩白崗巖型是生產(chǎn)>1000將埃洛石和高嶺石作為采礦重心；暫無開采鉀長石和高純石英的計劃；接近枯竭，量很少美國，愛達荷州挪威，諾爾蘭郡博維爾德拉格風化殘積型偉晶巖型不確定是勘探生產(chǎn)探明：437.8；推斷：885.726.7流體包裹體廣泛發(fā)育；挪威，霍達蘭郡內(nèi)索登熱液脈石英型不確定勘探固體包裹體也較為常見，如白云母、鉀長石、方解石等；K、Na、Mg、Li、B含量較高；預計2022年年產(chǎn)6000噸控制：189.9；推斷：89.3俄羅斯，車里雅賓斯克州俄羅，斯?jié)h特曼西克什特姆薩蘭保爾白泉熱液脈石英型熱液脈石英型熱液脈石英型熱液脈石英型熱液脈石英型熱液脈石英型金礦尾礦型是不確定是生產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)勘探勘探生產(chǎn)勘探勘探生產(chǎn)-儲量：13633純度99.99-99.995%，低于99.998%推斷：150石英山糖袋山燈塔是2017年做的可研，年產(chǎn)3萬噸可露天開采預測：1400澳大利，亞昆士蘭州是探明+控制：120（<70m）探明+推斷：183.4；預測：500地表推斷：100；地下預測：100？控制：225是澳大利亞，維多利亞州加拿大，魁北克省克雷西克約翰比茲查米是熱液脈石英型熱液脈石英型是2015年可研，后續(xù)無動作；部分礦石處理后達IOTA-4標準未生產(chǎn)光伏石英砂，原因不明不確定探明：72.5毛里塔尼亞，努瓦迪布灣省中國，湖北蘄春烏姆阿奎尼納

熱液脈石英型靈虬山

熱液脈石英型預測：500-1000生產(chǎn)控制：391.5；推斷：11.4資料：中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所，-

21

-三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術產(chǎn)量少：?

相較千萬噸級別的資源儲量，高純石英砂全球產(chǎn)量少；?

2019-2021，我國自挪威、美國、俄羅斯、澳大利亞、加拿大五國進口高純石英砂分別為2.23萬噸，1.94萬噸、2.78萬噸，2022年1-11月進口4.72萬噸；?

進口以美國、挪威為主；圖：主要國家高純石英砂進口量（噸）50000450004000035000285753000025000200001500010000500001574013617116647244174391186083742019年2020年2021年2022Q1-11挪威美國俄羅斯澳大利亞加拿大資料：海關總署，-

22

-三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術內(nèi)層砂供應尤為吃緊：?

內(nèi)層砂以美國、挪威進口為主，總量雖有增長，但價格相對較高的內(nèi)層砂供應量基本沒有增加，

2021、2022年1-11月分別為2.79萬噸、2.65萬噸；?

挪威：2022年1-11月進口1.74萬噸（+47%），2021、2022年1-11月，價格相對較高的內(nèi)層砂供給分別為1.17萬噸、0.88萬噸；?

美國：2022年1-11月進口3.23萬噸（+20%

），2021、2022年1-11月，價格相對較高的內(nèi)層砂供給1.62萬噸、1.7萬噸；?

在價格普遍上漲的背景下，3萬噸可能比較貼近進口內(nèi)層砂年供給上限；圖：主要國家高純石英砂進口量（噸）（內(nèi)層）30,000圖：江蘇進口挪威石英砂價格（萬元/噸）6.025,0005.04.03.02.01.00.020,00015,00010,0005,000-16,24617,03411,10812,11711,7318,3748,8237,2442019年2020年2021年2022年1-11月挪威

美國資料：海關總署，-23

-三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術內(nèi)層砂供應尤為吃緊：圖：印度高純石英砂進口情況2019年2020年2021年2022年

1-11月?

2019-2022年1-11月，印度進口高純石英砂分別為4.73萬噸、5.08萬噸、5.29萬噸、5.63萬噸；安徽北京福建廣東河南湖北湖南江蘇江西遼寧寧夏青海山東山西陜西上海四川天津云南浙江河北合計0787510847810945101702565991730?

印度高純石英砂與美國差別較大，國內(nèi)1742535315優(yōu)質(zhì)企業(yè)經(jīng)過處理后可適量用于內(nèi)層；3982904541824408766650?

除江蘇之外的砂也偏賣方市場，價高者得，增量的省份成交價格高于縮量的省份：262812234829?

增量省份均價：北京（2471）、上海（3009）

、浙江（2465）；55238240261637390739?

縮量省份均價：山東（1087）、廣東（2350）、福建（1787）

；50941178109482233952547,314

50,816

52,88056,265資料：海關總署，-

24

-三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術需穩(wěn)定批量礦源+相應的提純技術：?

不同礦源對應的提純方式效果不同，批量穩(wěn)定的礦源是基礎；?

將石英礦加工為高純石英就是盡可能分離出各種雜質(zhì)，石英原料礦石需要經(jīng)過研磨、分級、重選、磁選、浮選、酸浸、高溫氯化焙燒等工序；?

首先粉碎分級使石英礦物與脈石礦物單體解離并得到相應粒級的石英顆粒，之后再根據(jù)石英中雜質(zhì)元素賦存狀態(tài)選擇有針對性的加工技術，盡量使獨立礦物雜質(zhì)、包裹體雜質(zhì)和晶格雜質(zhì)與石英有效分離；圖：石英中共伴生獨立礦物分選技術分選方式色選原理選別出的主要雜質(zhì)特點礦物光學特性深色雜質(zhì)礦物、乳白

色石英等粗粒級效果顯著擦洗礦物可立減相互摩擦

石英顆粒表面黏附的

細泥和氧化物薄膜等

機械擦洗、加藥擦洗、超聲波擦洗重選礦物密度云母、鋯石、金紅石等赤鐵礦、磁鐵礦、電氣

石、云母等磁性礦物

多段強磁選云母、長石、磷灰石等

反浮選、多次精選精礦損失較大磁選礦物磁性浮選礦物表面性質(zhì)資料

：高純石英原料礦物學特征與加工技術進展，-

25

-三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術需穩(wěn)定批量礦源+相應的提純技術：?

相應的提純技術是難點，取決于各企業(yè)對原材料及提純過程的理解，有一定壁壘；?

總體看，每個步驟都有多重方式可供選擇，各方式之間的流程控制也會影響結果；?

預處理+物理分選難點：磨礦介質(zhì)、顆粒形貌、多段磁選方式，擦洗機的結構特點和配置形式、擦洗時間、擦洗固體濃度、浮選流程設計、浮選捕收劑選擇、磁載體的選擇、磁場強度控制；?

通過預處理+物理分選后，石英中絕大部分獨立礦物雜質(zhì)已被分離，SiO?含量一般可以達到99.9%左右，預處理+物理分選對包裹體和晶格雜質(zhì)幾乎沒有作用；圖：僅浮選這一環(huán)節(jié)就有多種流程資料：礦物綜合利用，-

26

-三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術需穩(wěn)定批量礦源+相應的提純技術：?

酸洗：進一步提純，石英不溶于酸（HF除外）

，其他雜質(zhì)礦物能被酸液溶解；?

酸洗難點：酸洗不同礦石酸液的選擇、濃度、溫度（冷酸or熱酸）、時間、洗滌過程、是否使用微波、是否使用微生物浸出等；?

酸洗可以進一步降低雜質(zhì)，但依然無法完全去除包裹體；?

高溫氯化焙燒：可去除多數(shù)流體包裹體，但依然無法完全去除所有包裹體；圖：新疆阿勒泰某變質(zhì)巖中CH4包裹體均一為液相(l)和氣相(g)時等容式溫度－壓力關系p/barp/barp/barT/℃T/℃T/℃lglglg100200300400500598.71571133.7331615.9342067.7672500.66975.1502599.33907123.1865146.781170.13396007002920.631

193.47483331.79

216..65763736.461

239.76574136.263

262.8161110012001300140015004925.429308.7895316.184

331.72725705.023

354.64086092.286

377.53396478.235

400.409780090010004532.318285.821資料：高純石英原料礦物學特征與加工技術進展，-

27

-三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術暫無替代品，合成石英目前無法應用于光伏坩堝：?

合成石英優(yōu)點：純度高，合成純度可以達到6-9個9，純度高于光伏坩堝99.998%要求；?

合成石英缺點：1）成本高，平均售價為50萬元/噸，內(nèi)層砂7萬元/噸左右；2）使用壽命短：純度高也會有缺陷，相應的金屬含量低（如Al），會降低使用時間；3）國產(chǎn)進度慢；?

合成石英砂主要用于半導體領域，雖純度高，但從價格和物理特征上不適合用作光伏坩堝原料；表：高純石英制備技術特征一覽合成路線反應原理技術階段進展1.需要高溫環(huán)境，能耗大；2.生成的HCl會嚴重腐蝕設備，故對生產(chǎn)設備的材質(zhì)、加熱形式等要求比較嚴格。高溫水解?氣象合成法SiCl

+

2H

+

O?SiO?

+

?HCl4?Na

SiO

+

HCl

→

H

SiO

+

NaCl1.存在Fe3?,

Al3?,

Ca??等雜質(zhì)，產(chǎn)成品易團聚；2.反應體系濃度低、沉淀速度快、沉淀過程不易控制；3.廢酸、廢水破壞環(huán)境。?3?NaSiO

+

HCl

→

H

SO

+

NaCl3化學沉淀法3?3高溫H?SiO3

?

SiO

+

H

O??溶膠-凝膠法醇+無機鹽+金屬醇鹽+酸/堿→

SiO?成本較高，生產(chǎn)周期長，工業(yè)化價值不大。SiCl

+

nH

O

→

SiO

?

(n

?

2)H

O

+

?HCl?規(guī)模化生產(chǎn)過程中，四氯化硅與水發(fā)生的水解和縮聚反應劇烈，中間過程難以管控，粉體易團聚，形成的石英粉致密度較低。四氯化硅液相水解法4??SiO

?

(n

?

2)H

O??→

SiO

+

(?

?

2)H

O(?)SiCl??資料：知網(wǎng)，-28

-一、行業(yè)簡介二、光伏拉晶環(huán)節(jié)對石英砂要求較高三、供給端：儲量大、產(chǎn)量少、需礦源+提純技術四、多重因素帶動供需愈發(fā)趨緊-

29

-四、多重因素帶動供需愈發(fā)趨緊內(nèi)層供給相對剛性：?

尤尼明+TQC內(nèi)層砂預計2022年3萬噸，中性預計2023-2025年3.2萬噸、4萬噸、4.5萬噸；?

石英股份可部分用于內(nèi)層，參考擴產(chǎn)計劃，中性預計2023-2025年4.5萬噸、7萬噸、9萬噸；?

其他中性預計2023-2025年1.5萬噸、2萬噸、2.5萬噸；?

中性預計2023-2025年合計9.2萬噸、13萬噸、16萬噸，樂觀預計11.3萬噸、15.8萬噸、20.8萬噸；?

海外內(nèi)層砂增量比較少，相對剛性，石英股份產(chǎn)品用于內(nèi)層可能是趨勢；圖：光伏石英砂供給表全球尤尼明+TQC石英股份其他20212.822022E2023E3.55.52.311.33.24.51.59.22024E2025E5.5114.320.84.593314.583.315.847213樂觀假設1合計5.82.8215.87尤尼明+TQC石英股份其他32.71中性假設2.516合計6.7資料：CPIA，-

30

-四、多重因素帶動供需愈發(fā)趨緊需求很可能超預期（內(nèi)層砂緊張導致拉棒時間縮短、單產(chǎn)減少，N型滲透率也在提升）：?

內(nèi)層砂用量50%的拉晶時間約為400小時（單個爐臺坩堝月用量1.8個），降低內(nèi)層砂用量后，拉棒時間縮短，單位爐臺單月坩堝用量增加；?

1個坩堝拉晶400小時的單產(chǎn)，高于2個坩堝拉晶200小時，單產(chǎn)下降后，單GW硅片對應爐臺數(shù)增加；?

相同品質(zhì)的坩堝，拉制N型時長較P型約少50小時，系N型少子壽命要求高；?

內(nèi)層砂供應緊張的結果是相同硅片產(chǎn)出對應的石英砂用量大幅提升，中層與外層砂也會供應緊張；圖：光伏石英砂供給表全球20181092019135202020212272022E3722023E5182024E6482025E809硅片產(chǎn)量（GW）P型占比N型占比16198%2%99%1%99%1%98%2%7592%8%7569%31%8345%55%8818%82%94單GW對應爐臺數(shù)P型拉晶時間N型拉晶時間P+N拉晶時間單位爐臺使用坩堝數(shù)（個/年）換坩堝時間（小時）單產(chǎn)減少量石英砂用量（kg/個）單GW石英砂用量（噸）合計石英砂需求（萬噸）內(nèi)層30%4003503991.883803303761.983422923272.2810%11024012.43.733.734.973.53082582802.5815%11029519.15.735.737.644.52772272363.0820%11037030.08.998.9911.995.51101784.01101887.01.211.211.612.102.102.80中層30%外層40%樂觀假設尤尼明+TQC內(nèi)層砂供應（萬噸）資料：CPIA，-

31

-四、多重因素帶動供需愈發(fā)趨緊?

高純石英砂是資源品，純度是基本要求，晶格雜質(zhì)與包裹體含量很重要，礦的出身基本決定了高純石英砂是否適用于坩堝內(nèi)層；?

供給方面：目前高純石英砂價格上漲，挪威+美國內(nèi)層砂進口量增長很小，同時印度砂也偏賣方市場，具備一定剛性；?

需求方面：內(nèi)層砂供給不足，行業(yè)內(nèi)層砂用量下降，會增加單位爐臺單月坩堝用量，同時單產(chǎn)也會下降（1個坩堝拉晶400小時的單產(chǎn)，高于2個坩堝拉晶200小時），單GW硅片對應爐臺數(shù)增加。此外，隨著N型快速推廣，拉棒時間會進一步縮短，用量也將提升；?

內(nèi)層砂供給不足將提升行業(yè)高純石英砂用量，預計高純石英砂供需吃緊會持續(xù)較長時間；-

32

-投資建議高純石英砂是資源品，純度是基本要求，晶格雜質(zhì)與包裹體含量很重要，礦的出身基本決定了高純石英砂是否適用于坩堝內(nèi)層。目前高純石英砂價格上漲，挪威+美國內(nèi)層砂進口量增長很小，同時印度砂也偏賣方市場，供給方面具備一定剛性，而需求方面，內(nèi)層砂供給不足將提升行業(yè)高純石英砂用量，預計高純石英砂供需吃緊會持續(xù)較長時間；投資建議：石英股份（有色）、歐晶科技、菲利華（通信）等。重點公司主要財務指標（截至2023年1月9日，部分參考Wind一致預期）股價21EPS0.801.291.1022EPS2.451.701.0323EPS

22PE

23PEPB18149評級石英股份歐晶科技菲利華139.12111.2951.335.723.061.45576550243635未有評級未有評級未有評級資料：Wind，-

33

-風險提示?

行業(yè)需求不及預期：2021-2022年硅料價格持續(xù)上漲并未影響行業(yè)景氣，下游對價格的容忍度很高，2023年如果行業(yè)需求不及預期，可能會影響石英供需；?

競爭格局惡化：新玩家進入會對行業(yè)格局產(chǎn)生影響，相關企業(yè)盈利能力可能也會受到影響。-

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-相關報告：光伏系列報告之（六十七）：鈣鈦礦的產(chǎn)業(yè)探索加速，幾大核心問題仍有待突破—光伏系列報告

2023-01-05光伏系列報告之（六十六）：光伏背板差異化發(fā)展，PET基膜用量與價值得到提升—光伏系列報告

2023-01-03光伏系列報告之（六十五）：硅料降價帶動制造業(yè)價格大調(diào)整，板塊迎來布局契機—光伏系列報告

2022-12-25光伏系列報告之（六十四）：TOPCon加速推廣，漿料龍頭顯著受益

2022-12-15光伏系列報告之（六十三）：三季度主產(chǎn)業(yè)鏈收入與業(yè)績雙增，輔材環(huán)節(jié)盈利有待改善—光伏系列報告

2022-12-06光伏系列報告之（六十二）：N型發(fā)展推動POE膠膜應用，POE產(chǎn)業(yè)鏈進入紅利期—光伏系列報告

2022-11-23光伏系列報告之（六十一）：歐盟光伏審批有望簡化，集中式項目大規(guī)模放量在即2022-11-17光伏系列報告之（六十）：電池片盈利行業(yè)性修復，新技術逐步進入紅利期

2022-10-15光伏系列報告之（五十九）：受天然氣供應變化與極端天氣影響，歐洲電價波動較大2022-10-15光伏系列報告之（五十八）：TOPCon產(chǎn)業(yè)化推動POE膠膜滲透率加速提升

2022-09-26光伏系列報告之（五十七）：歐盟電價限制影響有限，發(fā)展新能源決心堅定

2022-09-19光伏系列報告之（五十六）：TOPCon正在進入新技術推廣的紅利期

2022-09-08-

35

-相關報告：光伏系列報告之（五十五）：逆變器需求強勁，IGBT供給寬松后出貨增長或超預期2022-07-13光伏系列報告之（五十四）：PECVD有望規(guī)模應用，相關供應商可能會顯著受益2022-07-08光伏系列報告之（五十三）：硅料供需仍然緊