高纯石英器件 头豹词条报告系列

高纯石英器件行业分类 按照从中低端到高端一般应用路径为光源行业（99.5%-99.99%）、高端光学器件、激光器件（99.99%以上）、到光纤通信、半导体、光伏、微电子等领域（99.995-99.9999%）。按照SiO2纯度的不同，高纯石英器 件产品可分为低端（3N）、中端（4N） 、高端（4N8）产品和极高端（5N）产品。本报告选取按照SiO2纯度 的不同来进行分类。 按SiO2纯度高低程度进行分类 以半导体产品为主导 半导体产品占据了高纯石英器件行业的半壁江山，应用规模最大。 高纯石英器件行业的产品种类比较丰富，产品形态较多，属于行业中游，上游主要从石英砂企业到石英材料供应商，下游应用主要涉及半导体、光伏、砷化镓、化工、航空航天、军工等众多领域，其中半导体用 占比最高，因为其耐高温、热膨胀系数低、化学稳定性好等特征，高纯石英制品在使用过程中可以直接与硅片在高温环境下进行接触。从数据上来看，半导体产品应用规模最大，占比高达50%。 行业壁垒较高 高纯石英器件行业壁垒较高，主要体现在技术壁垒、品牌壁垒和人才壁垒三个方面。 高纯石英器件行业的壁垒较高，此处以石英玻璃为例，主要体现在三个方面：（1）技术壁垒：石英玻璃制品属于技术密集型行业，企业需拥有自己的核心技术才能在行业内稳步发展。新进入企业在技术积累方面 并不具备相应条件，目前石英行业焊接技术、高温吹制技术以及数控技术都需要长时间的经验积累。通常石英制品加工企业根据客户的不同需求进行个性化的定制，产品多样化的需求要求企业本身要具备充足的 技术积累，缺乏相关技术经验积累将成为进入本行业的壁垒之一。（2）品牌壁垒：下游行业对产品的品质可靠性及稳定性要求较高，因而客户往往倾向于和成立时间较久、在行业内口碑较好的石英玻璃制品企业 合作，以保证产品质量的可靠性和技术要求的稳定性。因此，新进入该行业的企业在市场开拓和新客户开 发方面具有一定难度和阻碍，面临着明显的进入壁垒。（3）人才壁垒：石英玻璃加工对人员素质要求较高，行业内企业需构建较为成熟的管理、技术和营销方面的人才体系才能取得成功；目前该行业较为缺乏 具有丰富实践经验的高素质专业人才，行业新进入者无法迅速解决人才匮乏的问题。此外，一个成熟的生产技术人员的培训周期通常较长，新进入企业往往面临着持续生产经营的考验。 器件原材料对外依存度较高 高端石英器件行业市场海外依赖程度高。 一方面，虽然中国高纯石英原料矿具有较大的资源潜力，但由于缺少相应的原料评价标准，对潜在的高纯石英原料资源尚无法开发利用；另一方面，由于高纯石英生产加工门槛较高，中国企业制备工艺起步较 晚，受到制备工艺较低和原材料供给有限等多种因素影响，4N级别以上的高纯石英产品几乎全部依靠进 高纯石英器件发展历程 高纯石英器件行业是随着高纯石英砂开采行业的发展而伴生的中游产业。目前中国高纯石英器件行业已经经历了三个阶段：萌芽期、启动期和高速发展期。1960-2008年：高纯石英概念的萌发，催生了高纯石英器件行 业在中国高端产品市场上的兴起。2009-2017年：该时期中国高纯石英器件行业市场上出现了明显的头部企业石英股份，引领了行业发展，和中国本土著名高校联合研发的技术，更是推动了高端石英产品技术含量的提升。 另外，在政府政策的扶持下，高纯石英提纯技术和开采技术有所提升，有效促进了中国高纯石英器件行业规模的 扩大。2018-2023年：中国高纯石英器件行业部分实现了国产化替代，但是更高级别的高纯石英产品的对外依 存度依旧较高，尚需要本土相关企业和政府共同推动国产化进程的进一步深化。 萌芽期 1960~2008 20世纪60年代以来，计算机、新材料、新能源等新兴产业对石英原材料产品的纯度提出更高要求， 产生了高纯石英的概念。 高纯石英概念的萌发，催生了高纯石英器件行业在中国高端产品市场上的兴起。 启动期 2009~2017 2009年，石英股份联手南京大学地科系陈培荣教授通过自主研发和创新，形成了一套具有国际先进 水平的高端石英砂生产工艺和装备，填补了中国技术空白；2017年，中国工信部发布《产业关键共性技术发展指南》,这一政策旨在提升高纯石英原料提纯技术以及优质石英矿产开发技术。 该时期中国高纯石英器件行业市场上出现了明显的头部企业石英股份，引领了行业发展，和中国本土著名高校联合研发的技术，更是推动了高端石英产品技术含量的提升。另外，在政府政策的扶持下， 高纯石英提纯技术和开采技术有所提升，有效促进了中国高纯石英器件行业规模的扩大。 高速发展期 2018~2023 自2018年开始的中国与世界上其他高纯石英砂供应国家出现了贸易摩擦之后，国产替代趋势逐渐在 中国高纯石英器件行业原材料有所兴起，行业规模迅速扩大。但是值得注意的是，受到制备工艺较低 高纯石英器件产业链分析 高纯石英器件行业的产业链由三部分组成，上游是高纯石英原材料开采和提纯企业，代表企业有美国尤尼明、合盛矿业和挪威TQC等企业；中游是高纯石英器件生产商，代表厂商有石英股份、菲利华石英玻璃、长电科 技和嘉兴斯达半导体等企业；下游是高纯石英器件的应用终端行业，代表行业有航空航天和光伏光纤等具有较高 科学技术含量的国家性基础和战略产业。 上游原材料的原石质量对高纯石英提纯有直接影响，进而会影响到高纯石英器件的应用效果。目前中国本土 暂时尚未勘探到高品质且大规模的石英矿，存在高纯石英资源上的匮乏情况。根据粉体技术网所披露的数据，中国的高纯石英原料矿床主要分布在湖北蕲春（SiO2含量为99.35％）、江苏东海（SiO2含量为99.19％）、安徽 旌德（SiO2含量为99.01％）和太湖等地区，另外在安徽凤阳、江苏新沂、新疆阿勒泰地区也有分布。中游的高纯石英器件生产商中，目前中国本土只有石英股份一家企业在国际市场上有较大的话语权，具备优于同行的全产 业链优势。下游应用领域广泛，涵盖了航空航天、芯片制造和光伏光纤等多个行业，其需求增长旺盛，带动高纯 石英器件市场规模持续扩大。 上 产业链上游 生产制造端 高纯石英原材料开采和提纯企业 上游厂商 美国尤尼明 挪威TQC 江苏太平洋石英股份有限公司 查看全部 产业链上游说明 高纯石英器件产业链上游为高纯石英原材料开采和提纯企业，主要包括石英矿采集、石英砂生产和石 英料加工三个环节。其中以石英矿采集为首要环节，关乎到原材料资源的获取和供应情况。目前全球 高纯石英原料矿床集中在美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、毛里塔尼亚和加拿大等7个国家，共14处矿床，在产矿山仅7座，全球高纯石英砂资源量在5000-6600万吨，在产资源量在2000-2500万吨。 产业链中游 品牌端 高纯石英器件生产商 中游厂商 江苏太平洋石英股份有限公司 德國賀利氏集團（香港）有限公司 湖北菲利华石英玻璃股份有限公司 查看全部 产业链中游说明 高纯石英器件产业链中游为高纯石英器件生产商。随着半导体芯片、太阳能光伏、光纤通信器件、航 空航天器件、精密光学器行业件和特种玻璃等具有高新技术性的快速发展，中国石英器件厂商倾向于开发具有高附加值，技术含量较高的高纯石英器件，例如石英坩埚、石英舟、石英管、石英瓶和石英 清洗槽等器件等。 目前，石英器件厂商给半导体集成电路生产线配套的石英制品产业门槛较高，行业内具备高纯度、大 尺寸石英制品供应能力的企业较少。在石英玻璃制品的加工方面，中国的加工能力相比国际领先水平还有一定的差距，主要表现为材料纯度水平不高、产品质量不够稳定、先进产品不具备自主生产技术 等。但值得一提的是，石英股份在中国高纯石英器件厂商中表现较为亮眼，2022年，公司营收同比增长109%，主要是石英产品收入实现增长，其中半导体类产品收入同比增长86%；光伏类产品收入同 比增长306%，同时在已有产能的基础上还有所扩张，2022年报石英股份产能投入1.42亿元，与期初 经营性资产规模相比，扩张性资本支出比例7.79%。反观行业内的中低端产品厂商，其基础差别较小，竞争激烈，毛利率也较低。 从发展趋势来看，高纯石英器件作为下游终端电子产品核心原材料，发展方向仍将是以高表面品质、 产业链下游 渠道端及终端客户 应用终端 渠道端 中国航空工业集团有限公司 上海航天设备制造总厂有限公司 航天工业发展股份有限公司 高纯石英器件行业规模 中国高纯石英器件行业目前正在处于发展红利期，根据统计数据，2017-2022年中国高纯石英器件行业的市 场规模保持着稳定增长的良好增长态势。2017年中国高纯石英器件行业的市场规模为4,496.41亿元，2022年的市场规模增长至5,432.54亿元，期间的年复合增长率为3.85%。在未来，中国高纯石英器件行业规模的增长潜力 会得到进一步释放，从2023年的7,309.24亿元增长到2027年的25,212.56亿元。 在过去六年里，中国高纯石英器件行业规模稳定增长。中国石英制品工业起步较晚，基础薄弱，产品主要作 为工业用基础性材料，随着电子信息、航空航天和半导体等高科技领域对材料性能要求的提升，石英器件行业迎来了新的发展空间和机遇，进而出现了高纯石英器件相关产品的发展热潮。伴随着国外先进设备的引进以及核心 技术的自主研发，中国高纯石英器件行业在石英制品工艺、设备制造方面均得到大幅提升，行业规模也从刚起步的1亿元左右的规模发展到2022年的5,000亿元规模，目前正逐渐从能源和劳动密集型行业向技术密集型、资金 密集型方向转变。另外，下游需求规模的旺盛也是驱动行业规模扩大的重要因素。以光伏行业为例，随着光伏行业各环节产能逐步释放，光伏新增装机量带动了高纯石英器件市场规模的继续扩大。根据国家能源局发布的全国 电力工业统计数据显示，2022年光伏新增装机规模为87.4GW，同比增长60.3%，增长迅速。受光伏新增装机规 模扩大的积极影响，作为高纯石英器件重要组成部分之一的石英坩埚的需求也大大提高。 在未来，中国高纯石英器件行业将会进入高速增长阶段，在2027年到达行业规模峰值-25,212.56亿元， 2023-2027年的行业规模期间年复合增长率为5.00%。2021年中国政府将高纯石英列为国家级战略性矿产资源。随着国内战略新兴产业的兴起和快速发展，高纯石英材料需求端增长强劲，逐渐受到高科技产业和资本关 注。因此，随着优质矿源叠加定向提纯技术带来的行业红利，预计高纯石英占比会在未来保持稳定增长态势，以满足高新技术行业的生产需要，这也将推动中国高纯石英器件行业规模的高速增长态势。另外，基于电子信息技 术的升级和相关基础元器件的产业转移的进一步深入，将对高纯石英器件市场发展形成有力的支撑。 中国高纯石英器件行业规模 高纯石英器件行业规模 [6] 高纯石英器件政策梳理 政策名称 颁布主体 生效日期 影响 《关于加快推进新型基础设施建设 国家发改委等多部门 2020-04 的指导意见》 该政策旨在加快推进新型基础设施建设，提升国家发展战略能力和经济社会发展水平，支持高质量发展和 政策内容 供给侧结构性改革，促进数字经济和实体经济深度融合。 这一政策旨在推动中国新型基础设施建设，作为基础设施建设中重要组成部分之一的高纯石英器件行业， 政策解读 也在此政策的驱动下得以迅速升温。 政策性质 指导性政策 政策名称 颁布主体 生效日期 影响 《深圳市培育发展半导体与集成电 路产业集群行动计划（2022- 深圳市发改委 2022-06 2025年）》 到2025年，建成具有影响力的半导体与集成电路产业集群，产业规模大幅增长，制造、封测等关键环节达 政策内容 到国内领先水平，产业链联动协同进一步加强，自主创新能力进一步提升，在重点产品和技术上形成突出 的比较优势，突破一批关键核心技术，形成一批骨干企业和创新平台、 这一政策能够打造若干专业集