铺路石头变身“高精尖”材料，它有啥特别之处？漫谈业内种种

2022-09-01 15:45:30  信息编号：K223352  浏览次数：181

据央视财经报道，最近，受益于光伏和半导体行业的快速发展，一种叫做“石英”的石头出现供不应求的局面。

在石英资源丰富的江苏省东海县，今年的市场行情好，石英价格翻了近一倍。业内人士表示，八十年代的时候，东海县的石英主要用于铺农村道路，后来发现石英能做耐火材料，就用于工业。

石英从当初的5元每吨涨到后来50元每吨，到现在的500元每吨，这期间增值了100倍。石英晶体纯度越高，用途越广泛，光伏硅片生产环节中的单晶石英坩埚，内层纯度至少要达99.99%以上，纯度相差0.001%，每吨价格或相差2到3万元。

那么，石英凭啥可以增值100倍呢？石英、石英砂和高纯石英砂有什么联系和区别？行业的供需、现状和未来发展趋势如何？

石英、石英砂和高纯石英砂

石英是 α- 石英和β- 石英及其各种变体的总称，按纯度可分为 2N、3N、4N、4N8、5N、6N 等级，也可以按应用形式分为 SiO 2 化学成分、Si 元素、石英矿物晶体。

石英是一种受热或压力就容易变成液体状的矿物。也是相当常见的造岩矿物，在三大类岩石中皆有之。因为它在火成岩中结晶最晚，所以通常缺少完整晶面，多半填充在其他先结晶的造岩矿物中间。

石英是地球表面分布最广的矿物之一，石英有多种类型，日用陶瓷原料所用的有脉石英、石英砂、石英岩、砂岩、硅石、蛋白石、硅藻土等。跟普通砂子、水晶是“同出娘胎”的一种物质。当二氧化硅结晶完美时就是水晶，二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙，二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石。二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。

因为石英具有耐腐蚀、耐高温、高绝缘等特性，近年来，以石英为基础的硅材料，已发展成为电子信息、半导体、光伏能源、航空航天等领域不可或缺的关键材料。

石英砂是石英经粉碎、筛选、酸洗、水洗、煅烧等工序制成的石英颗粒。我国一般通过石英砂的二氧化硅及三氧化二铁含量的不同对其进行细分，主要分为普通石英砂，精制石英砂和高纯石英砂。

高纯石英砂就是利用 SiO 2 矿物晶体，高纯石英砂可用于生产光伏和半导体用单晶坩埚，也可用于生产半导体、光纤、光学、光源用石英耗材 。

供需分析

1.供给

全球高纯石英原料矿床分布于挪威、澳大利亚、中国等9个国家，美国斯普鲁斯派恩矿拥有独特的白岗岩型高纯石英原料矿，曾提供全球90%的高纯石英砂，尤尼明公司也占据了IOTA超纯石英的生产和销售市场。

国内石英股份原矿储备充足，根据石英股份近年石英石采购单价趋势，假设以2500元/吨单价计算，石英股份21年石英石库存约9.4万吨。按照每2吨原矿可生产1吨高纯石英砂进行估算，预计石英股份21年底石英石库存可满足近4.7万吨高纯石英砂的生产。

2.需求

石英砂需求与硅料投料量挂钩，22 年下半年多晶硅产能投放将加快，石英坩埚和高纯石英砂需求将逐季加快增长。根据硅业分会的数据，假设 22-24 年多晶硅的产能为 100、205、296 万吨，根据《中国光伏产业路线图 2021》的预测，22-24 年单次拉棒生产总投料量为 3200、3500、3800 千克，预计 22-24 年光伏领域石英坩埚对高纯石英砂的直接需求量为 3.9、7.5、10.2 万吨。

从终端需求角度，预计 22- 24 年光伏用石英坩埚需求5.6 、7.3 、9.2万吨， 包含光纤、半导体级石英砂等需求。24年高纯石英砂总需求可达22 万吨， 其中光伏领域相较于其他领域增长较快；预计22-24 年高纯石英砂总需求为 16.0、18.7、21.8 万吨。

行业现状

1. 高纯石英砂制备工艺目前主要采用矿物提纯法

高纯石英砂制备工艺有矿物提纯及化学合成法 ， 目前矿物提纯法成本更低因此成为当前主要采取的制备工艺；化学合成法技术路线包含气相合成法、液相合成法、氟硅酸法等，合成石英具有纯度更高（6N ）、光学性能更优等特性，正逐步成为 7 纳米以下的半导体产品生产中的替代材料。

2. 光伏坩埚对高纯石英砂要求较高

坩埚生产环节用高纯石英砂标准较光伏玻璃石英砂更严苛，光伏坩埚用石英砂纯度需达到99.998%，光伏生产环节用（如清洗环节）石英制品纯度要求为99.99%以上，均高于光伏玻璃石英砂98.55%的纯度要求，且对杂质含量要求标准也远高于光伏玻璃。坩埚环节为保证坩埚熔制效果 ， 严格控制各金属杂质含量，若高纯石英砂纯度不足：1）熔制过程造成坩埚本身形变，导致坩埚使用寿命降低；2）影响拉制单晶硅的纯度，从而导致硅棒良品率的降低。

发展趋势

近年来，在国家政策的支持下，以及电子、半导体、光伏等产业发展的驱动下，我国高纯石英砂的市场需求增长空间巨大。也正是因为下游日益旺盛的市场需求和海外企业的大比例市场份额，使得我国高纯度石英砂行业面临着巨大的机遇。预计未来会有越来越多的石英砂行业领先企业从资源、提纯技术、合成技术等不同角度切入高纯石英砂行业。

随着经济的发展，人们不仅仅是对物质生产的追求，更多的是日益增长的对美好环境的要求。近年来，国家越来越重视环境保护问题，环保政策也越来越严格，在严格的环保政策下，对于一些需要排放废气、废水的行业造成了比较严重的冲击，若石英砂企业不做好环保高压的应当措施，将面临着关闭整顿的风险。随着环保政策的日益严峻，生产工艺的不断进步，石英砂行业必将朝着绿色、环保发展。