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  • 国内普通石英矿过剩,高纯石英原矿依然被“卡脖子”,怎么破解?
      • 国内普通石英矿过剩,高纯石英原矿依然被“卡脖子”,怎么破解?
        • 2023-12-08 06:44:46
        • 石英石网
      • ▍石英砂概况及分类

        石英砂按照二氧化硅纯度可分为普通石英砂、精制石英砂和高纯石英砂,高纯石英砂比普通石英砂和精制石英砂SiO2含量更高,具有极好的化学稳定性、高绝缘耐压能力和极低的体膨胀系数,是电子核心器件、光导通讯材料、太阳能电池等高新技术产业不可缺少的重要原材料,是生产石英坩埚、制造单晶硅棒容器、芯片的基础原料。

        高纯石英砂是指由天然石英矿物经过一系列物理和化学提纯技术生产的SiO2纯度高于99.9%(3N)的具有某种粒度规格的高纯非金属矿物原料。、

        ▍中国石英矿总产量及进口量

        1.中国石英矿产丰富

        中国石英矿产资源极为丰富,主要有石英岩、石英砂岩、脉石英和天然石英砂这几种矿床类型,但存在资源分散、以中小型为主、品味低等特点。江苏新沂、连云港,安徽凤阳,湖北黄冈是石英原料的主产区,占全国石英市场的80%。据资料介绍,仅安徽省凤阳县就探明石英矿资源量50亿吨、远景资源量有100亿吨。

        2.中国石英砂产量及进口量

        中国石英砂行业产量从2014年的7167万吨增长到2022年的9407万吨。普通石英砂下游主要为冶金和玻璃等行业,随着国内下游玻璃等需求持续增长,普通石英砂需求有望持续增长。

        尽管中国石英产量大,但仍不能完全满足需求,每年仍需进口一部分石英砂,但进口量占总量相对较小。2021年,中国进口石英砂345.47万吨,约占当年中国需求量的3.65%。

        石英砂进口来源相对集中,数据显示,2021年我国石英砂主要来源于印度尼西亚、澳大利亚和马来西亚,分别占比38.5%、37.6%和20.3%,综合占比占国内石英砂总进口的96.39%。

        3.中国石英砂市场竞争激烈

        近年随着新兴产业兴起和对石英砂的需求量增加,我国石英砂相关企业数量不断增长。数据显示,2016年我国石英砂相关企业只有848家,到2021年相关企业数量到了1580家,增长了86.32%。中国普通石英砂市场参与者众多,竞争激烈。

        ▍中国普通、精制石英砂产量及增速

        1.中国普通石英砂产量及增速

        普通石英砂下游集中于建筑建材和铸件铸造板块。1)铸件铸造用砂:石英砂是铸件生产过程中主要的造型材料。2)硅酸盐建材用砂:石英砂是陶瓷、耐火材料、玻璃等硅酸盐类建材的原材 料。3)建筑板材用砂:石英是制作板材的优良材料。
        建筑建材板块是普通砂主要下游,产能充足的背景下将由地产链主导市场产销。依据长江材料【代码001296.SZ】招股书与相关文献研究,(东北证券)测算 2021 年中国铸件铸造用砂约 1998 万吨,占普通砂比重约 38%;剩余普通砂主要流入建筑建材领域,占比 62%。

        2.中国精制石英砂产量及增速

        精制石英砂市场供需与普通砂类似。精制砂需求集中于光伏玻璃、耐材、陶瓷等硅酸盐建材领域,且制备工艺技术壁垒较低,矿产资源丰富,供给能力充足。2021 年,中国精制石英砂产量 4169 万吨,同比增长 6%。向后展望,随下游地产 周期波动,精制砂市场增速或逐步放缓。而光伏玻璃行业受益光伏行业高景气, 所需原材——低铁石英砂或将逆势持续高增,贡献精制砂市场主要增量。

        3.中游公司竞相布局上游石英矿砂

        光伏玻璃行业受益光伏行业高景气, 所需原材——低铁石英砂或将逆势持续高增,贡献精制砂市场主要增量。但2022 年 光伏玻璃厂商竞相布局上游石英砂矿开采、提纯环节。如行业龙头福莱特 2022 年 先后收购、竞拍三处石英岩采矿权,合计投资 62 亿元,新增 240 万吨/年石英矿石供给能力(不计算在建产能),对应光伏玻璃日熔量约 6000t/d,覆盖公司在产产 能的 34%。此外,旗滨、安彩、南玻等玻璃厂商同样在布局相关业务。
        低铁石英岩矿资源或将成为光伏玻璃厂商新的竞争要素。短期来看,企业投资石英砂矿项目能够规避择时采购带来的成本上升风险,甚至是原材短缺限制生产的风险。长期看,光伏玻璃标品化程度较高,各企业产品质量与价格差异不大,成本控制是企业的核心竞争力;随着光伏玻璃产能投放趋于饱和,行业供需的周期性波动成为常态,低铁石英岩矿资源或将成为企业重要的竞争要素。
        广东中旗新材料招股书也显示,其生产使用石英砂和石英粉的数量较大,石英砂和石英粉的价格相对较低,价低而量大的特点决定了人造石英石行业的生产基地多靠近石英砂产地,以 降低运输成本(侧面反映出为何我国进口的石英砂主要来自印尼、马来西亚和澳洲)。

        ▍全球高纯石英砂行业集中,中国公司积极突围

        1.全球高纯石英矿分布

        石英矿在全球分布十分广泛,但优质的石英矿资源日趋紧张。一般来说,石英砂岩和天然石英砂资源量最多,石英岩资源量次之,脉石英资源量更少。虽然全球石英矿产资源丰富,但能够提纯生产高纯石英的原料矿床仍极为稀缺。
        全球高纯石英原料矿床主要分布于巴西、美国、加拿大、挪威、澳大利亚、俄罗斯、中国等。除中国外,共有14处矿床,有生产矿山的7处,尚未开采生产的7处。
        据美国地质调查局统计数据,截至2019年底,全球高纯石英原料矿产资源约7300万t,其中,巴西是全球第一大资源量国,资源量为2111万t,矿石类型主要为天然水晶;美国是第二大资源量国,资源量为1822万t,矿石类型主要为花岗伟晶岩型石英。加拿大位列全球第三,资源量为1000万t,矿石类型主要为脉石英。
        国际上公认的是美国的花岗伟晶岩型石英矿床,以储量大、品质好最为著名。

        2.全球第一大高纯石英原料矿

        美国斯普鲁斯派恩矿床是国际上公认的储量最大、品质好的高纯石英原料矿,坐落于美国北卡罗来纳州西部米切尔县的斯普鲁斯派恩镇,规模超过1000万吨。
        该矿石英的杂质元素含量极低,经机械和化学提纯后,制得的高纯和超纯石英主要用于半导体晶体、精密光学玻璃以及光伏、照明等产业。该矿供给了全球90%以上的高纯石英砂需求量,在相当长时间内甚至是唯一的来源地。采矿区有超过100年的悠久采矿历史。截至2020年8月,矿床矿业权由挪威的石英股份公司和比利时的硅比科全资子公司砂比科北美公司持有。

        3.中国高纯石英矿相对不足

        中国高纯石英原料矿相对较少。中国高纯石英原料矿资源量共计为685万t,以脉石英和水晶为主,其中水晶资源量仅为0.69万t。
        中国的高纯石英原料矿床主要分布在湖北蕲春(灵虬山脉石英矿SiO2含量为99.35%)、江苏东海(SiO2含量为99.19%)、安徽旌德(版书乡龙川脉石英矿SiO2含量为99.01%)和太湖等地区,其中以江苏东海的水晶品质最为优越,但保有资源量已接近枯竭。另外在安徽凤阳、江苏新沂、新疆阿勒泰地区也有分布。我国4N5级(SiO2含量>99.995%)及以上的高纯石英原料矿基本依赖进口。

        4.高纯石英砂下游应用

        目前高纯石英砂被广泛应用在集成电路、太阳能电池、光纤、激光、航天、军事等行业中。其中半导体、光伏、光通讯、电光源等领域对高纯石英砂的需求较大。其中,半导体领域消费占比最大,达到了65.30%;其次为光通讯领域,占比为 14.80%。

        5.中国高纯石英砂市场规模

        中国高纯石英砂市场规模由2018年的24.65亿增长至2022年的68.37亿,预计2023年进一步增长至74.69亿。呈现出高速增长趋势。

        6.全球高纯石英砂高度垄断

        2010年以前,中国高纯石英一直依赖进口,国内高纯石英砂市场基本为美国尤尼明(现矽比科)公司所垄断。2010年,江苏石英股份的高纯石英项目投产,填补了中国高纯石英砂生产的空白。目前江苏石英股份是全球第三家、中国唯一一家实现规模化量产高纯石英砂的企业。
        目前,石英股份高纯石英原料主要来源于印度、挪威、俄罗斯和美国的进口石英砂,以及部分高质量国产石英矿。

        7.国内主要高纯石英砂公司

        石英股份:国内高纯石英龙头
        公司是国内首家实现高纯石英砂量产技术突破的企业,打破了国际厂商对高纯石英砂的垄断,公司22年拥有高纯石英砂产能5万吨/年,石英坩 埚产能4万吨/年,并且已于23年1月底启动三期项目(6万吨高纯石英砂、15万吨半导体级高纯石英砂、5800吨半导体石英制品)的建设。
        凯盛科技:国内首家批量生产合成法高纯石英
        凯盛应用材料拟建年产5000吨半导体用二氧化硅生产线项目(投资1.87亿元),预计2023年底可建成。项目建成后,将形成电子级硅溶胶、半导体用合成二氧化硅、光伏用合成二氧化硅等产品生产能力。
        江瀚新材:IPO募资扩产6N级合成石英砂
        公司主营为功能性硅烷(偶联剂领域),为国内功能性硅烷行业产品最为丰富、产业链最长的生产厂商之一。在新能源、 半导体、航空航天等各领域均有应用。
        公司向产业链下游延申,在超高纯6N级合成石英砂技术研发领域另辟蹊径,采用原料四氯化硅SiCl4和硅酸乙酯及粒径适 度的石英砂进行合成,合成的超高纯6N级石英砂的金属离子总量<0.1ppm,羟基含量<60ppm(光伏坩埚标准为< 150ppm),能够满足高端石英应用领域的指标。
        菲利华:石英玻璃/纤维领军企业
        公司为国内外规模较大的石英材料及石英纤维制造企业,全球少数几家具有石英纤维批量生产能力的制造商,主营产 品为石英玻璃材料和石英玻璃制品,广泛用于半导体、航空航天、光通讯等领域。在材料端,公司掌握电熔法、气熔 法以及合成法三条工艺路线,以上海石创为平台实现加工材料一体化,并且进入了中微产业链。
        仕净科技
        2023年5月,仕净科技披露其子公司与“无锡惟忻”成立一家控股51%的项目公司,专注研究6N级别高纯度石英砂,产品应用范围包括但不限于芯片的抛光材料、光伏坩锅材料、半导体用封装材料和医药制作材料。

        ▍结论


        1.中国普通石英砂储量非常丰富,行业参与者众多。同时每年(普通)石英砂仍会少量进口(占比不到5%),进口来源主要是印尼、马来西亚和澳大利亚;

        2.高纯石英砂行业应用广泛,而高纯石英矿目前主要来自美国斯普鲁斯派恩矿床(供应全球约90%)。中国高纯石英矿储量相对较少。中国高纯石英矿主要来自进口;

        3.高纯石英砂行业行业参与者高度集中,主要是矽比科、挪威IQC和石英股份。当前国内有更多参与者在进入高纯度天然/合成石英砂行业,如凯盛科技和仕净科技。

        ▍如何破解“卡脖子”

        1.全国加强找矿力度

        中国有没有媲美美国斯普鲁斯派恩矿床的石英资源?如同薛定谔的猫一样,答案是唯一的,也许有,也许没有。面对大自然,人力有穷尽,力所不能及,在地质勘探方面我们国家还需多下力气,趁着高纯石英砂火热的这几年,加快节奏寻找高纯石英矿源。

        2.高纯石英砂合成技术

        高纯石英砂紧缺问题已经被市场充分认知,但由于现实条件,行业没有快速解决短缺的方案,许多人将目光转向合成石英砂。

        国内江瀚新材、菲利华、仕净科技、三福化工都在做高纯石英砂合成,但目前进度最快的还是凯盛科技。

        合成砂不如天然砂的硬度好,价格也比高纯石英砂贵,这是合成石英砂走向市场的最大拦路虎。这个问题或将在长时间内存在,随着硅化合物合成技术的发展和突破,或许有一天,高纯石英砂的紧缺将不复存在。

        文章部分内容来源艾德研究部文中涉及信仅供参,如有侵请告知删除

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