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石英材料制品行業產業鏈結構及細分市場應用情況

1、石英材料制品行業產業鏈結構分析

石英材料性(xing)能優越、終端應(ying)用廣泛。石英制(zhi)品行業的(de)周期性(xing)與(yu)下(xia)游密不可分，涉及半(ban)導(dao)體(ti)(ti)、光(guang)伏(fu)、砷化(hua)(hua)鎵、化(hua)(hua)工(gong)(gong)、航空航天、軍工(gong)(gong)等(deng)眾多(duo)領域，進而導(dao)致行業整體(ti)(ti)周期性(xing)特征并不明(ming)顯，發(fa)展比較穩(wen)定(ding)。石英制(zhi)品的(de)種類多(duo)，是半(ban)導(dao)體(ti)(ti)制(zhi)造工(gong)(gong)序的(de)重要材料，其應(ying)用幾(ji)乎貫穿半(ban)導(dao)體(ti)(ti)晶圓制(zhi)造的(de)整個過程。目前，半(ban)導(dao)體(ti)(ti)用石英材料國(guo)產(chan)化(hua)(hua)率低，市(shi)場幾(ji)乎被國(guo)外公司壟斷。

我國石(shi)(shi)英制品工(gong)(gong)業起步較晚，基(ji)礎(chu)薄(bo)弱，產品主(zhu)要(yao)作為(wei)工(gong)(gong)業用基(ji)礎(chu)性(xing)材(cai)料，隨(sui)著電子(zi)信(xin)息、半導體(ti)(ti)等高(gao)科技(ji)領域對(dui)材(cai)料性(xing)能要(yao)求(qiu)的提升，石(shi)(shi)英材(cai)料及(ji)制品行(xing)(xing)業迎來了新的發展(zhan)空(kong)間(jian)和機遇。伴(ban)隨(sui)著國外先進(jin)設備的引進(jin)以(yi)及(ji)核(he)心技(ji)術(shu)的自主(zhu)研發，我國石(shi)(shi)英玻璃材(cai)料及(ji)制品行(xing)(xing)業在石(shi)(shi)英制品工(gong)(gong)藝、設備制造方面均得(de)到(dao)大幅提升，正逐漸從(cong)能源和勞動(dong)密(mi)集(ji)型行(xing)(xing)業向技(ji)術(shu)密(mi)集(ji)型、資(zi)金密(mi)集(ji)型方向轉變。近年(nian)來，國家對(dui)石(shi)(shi)英制品下(xia)游(you)行(xing)(xing)業的重視程(cheng)度(du)持(chi)續增加，陸(lu)續出臺了關(guan)于(yu)半導體(ti)(ti)、光(guang)(guang)伏產業升級及(ji)配套優惠政策。受益于(yu)下(xia)游(you)半導體(ti)(ti)產能轉移(yi)、5G 光(guang)(guang)纖(xian)需求(qiu)增長、光(guang)(guang)伏產業持(chi)續發展(zhan)，石(shi)(shi)英材(cai)料行(xing)(xing)業有望(wang)加速進(jin)口替(ti)代，進(jin)入快速上行(xing)(xing)趨勢(shi)。

產(chan)業(ye)(ye)鏈上游主要包括(kuo)石(shi)英(ying)砂、石(shi)英(ying)材(cai)料(liao)，中游主要為(wei)各規格及型(xing)號不(bu)同的石(shi)英(ying)制品，行業(ye)(ye)下游主要對接半導體、光(guang)伏、電光(guang)源(yuan)、航空航天等應(ying)用領域。

在上游石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)砂(sha)(sha)產(chan)業(ye)中(zhong)，高(gao)(gao)(gao)純(chun)(chun)(chun)石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)砂(sha)(sha)生(sheng)產(chan)與高(gao)(gao)(gao)品(pin)(pin)質(zhi)礦源密切相(xiang)關(guan)，低品(pin)(pin)質(zhi)礦源提純(chun)(chun)(chun)較(jiao)為(wei)困難。工業(ye)上石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)砂(sha)(sha)一般可分為(wei)普通(tong)石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)砂(sha)(sha)、精制石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)砂(sha)(sha)、高(gao)(gao)(gao)純(chun)(chun)(chun)石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)砂(sha)(sha)、熔融石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)砂(sha)(sha)等，其中(zhong)高(gao)(gao)(gao)純(chun)(chun)(chun)石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)砂(sha)(sha)通(tong)常(chang)要(yao)求二氧化硅≥99.998%，鐵(tie)元素≤1ppm，且具有(you)耐(nai)高(gao)(gao)(gao)溫、熱膨脹系數小、高(gao)(gao)(gao)度(du)絕緣(yuan)、耐(nai)腐蝕以(yi)及獨特(te)的(de)光(guang)學特(te)性(xing)。從市場情況看，國內高(gao)(gao)(gao)純(chun)(chun)(chun)石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)砂(sha)(sha)呈現(xian)高(gao)(gao)(gao)度(du)壟斷的(de)態(tai)勢。石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)玻(bo)璃(li)(li)具備良(liang)好(hao)的(de)物理、化學性(xing)能(neng)，主要(yao)分為(wei)透明和不(bu)透明兩(liang)大類，其原材(cai)料大多(duo)取自純(chun)(chun)(chun)度(du)在 99.5%以(yi)上的(de)精制石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)砂(sha)(sha)。石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)玻(bo)璃(li)(li)制品(pin)(pin)有(you)各種規格(ge)，按照產(chan)品(pin)(pin)形狀(zhuang)可分為(wei)管材(cai)、棒材(cai)、板材(cai)等。從特(te)殊功能(neng)方面還有(you)低膨脹石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)玻(bo)璃(li)(li)、耐(nai)輻照石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)玻(bo)璃(li)(li)、透紫外線(xian)(xian)或紅外線(xian)(xian)石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)玻(bo)璃(li)(li)、濾紫外線(xian)(xian)石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)玻(bo)璃(li)(li)等。

中游石英(ying)(ying)(ying)制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)產(chan)(chan)業(ye)(ye)，尤其是給半導(dao)體(ti)(ti)集成電(dian)路生(sheng)產(chan)(chan)線配套的(de)(de)石英(ying)(ying)(ying)制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)產(chan)(chan)業(ye)(ye)門檻較(jiao)高(gao)(gao)(gao)，石英(ying)(ying)(ying)制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)供應(ying)(ying)商提供的(de)(de)不同(tong)規格的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)通(tong)常需(xu)要單(dan)獨(du)通(tong)過(guo)半導(dao)體(ti)(ti)設備(bei)廠商或芯(xin)片制(zhi)(zhi)造廠商的(de)(de)測試(shi)(shi)，產(chan)(chan)品(pin)(pin)試(shi)(shi)驗(yan)合格才(cai)(cai)可以供貨。供應(ying)(ying)商通(tong)常需(xu)要通(tong)過(guo)客戶的(de)(de)現(xian)場檢(jian)驗(yan)等工(gong)(gong)作，才(cai)(cai)能順利進入供應(ying)(ying)商名單(dan)。行業(ye)(ye)內具備(bei)高(gao)(gao)(gao)純(chun)度、大尺寸石英(ying)(ying)(ying)制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)供應(ying)(ying)能力(li)的(de)(de)企業(ye)(ye)較(jiao)少。在石英(ying)(ying)(ying)玻璃制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)方(fang)面，國內的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)能力(li)相比國際領先水平(ping)還有一定的(de)(de)差距(ju)，主要表現(xian)為材料(liao)純(chun)度水平(ping)不高(gao)(gao)(gao)、產(chan)(chan)品(pin)(pin)質(zhi)量不夠穩定、先進產(chan)(chan)品(pin)(pin)不具備(bei)自主生(sheng)產(chan)(chan)技術(shu)等。而行業(ye)(ye)的(de)(de)中低(di)端產(chan)(chan)品(pin)(pin)廠商基礎(chu)差別較(jiao)小，競爭(zheng)激烈，毛利率也(ye)較(jiao)低(di)。

產(chan)業鏈(lian)下游主(zhu)要集中(zhong)在半(ban)導(dao)體、光(guang)(guang)(guang)纖(xian)、光(guang)(guang)(guang)學、光(guang)(guang)(guang)伏(fu)(fu)和(he)電光(guang)(guang)(guang)源(yuan)等細分領域，在石英制(zhi)品的(de)終端應用中(zhong)，半(ban)導(dao)體、光(guang)(guang)(guang)纖(xian)、光(guang)(guang)(guang)學、光(guang)(guang)(guang)伏(fu)(fu)和(he)電光(guang)(guang)(guang)源(yuan)行業的(de)占(zhan)比分別(bie)為 65%、14%、10%、7%和(he) 4%，其中(zhong)，光(guang)(guang)(guang)纖(xian)、光(guang)(guang)(guang)伏(fu)(fu)和(he)半(ban)導(dao)體是增長較快(kuai)的(de)領域，將成(cheng)為石英制(zhi)品行業發(fa)展(zhan)的(de)助推器。

石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)制品在下游應(ying)用(yong)廣泛，產(chan)品貫穿集成電路產(chan)業的各個環節，以石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)砂到芯片的生產(chan)過程為例，生產(chan)過程將使用(yong)到石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)坩堝、石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)鐘罩、石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)擴散管、石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)舟、石(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)玻(bo)璃基(ji)片等不同類型的產(chan)品。

石英(ying)材料制品(pin)行(xing)業(ye)產業(ye)鏈結構圖

資料來源：普華有策

2、下游細分市場應用分析及前景分析

（1）半(ban)導體(ti)行業生(sheng)產加工各(ge)環節所需(xu)的主要石(shi)英(ying)制品類型及功(gong)能(neng)

我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)半(ban)導(dao)體工業發(fa)展(zhan)較(jiao)晚，國(guo)(guo)(guo)內(nei)半(ban)導(dao)體市(shi)場 8-12 英(ying)寸(cun)生產(chan)線(xian)使用的(de)石英(ying)制(zhi)品一直依(yi)賴進口，雖然國(guo)(guo)(guo)外石英(ying)加工技(ji)(ji)術(shu)領先(xian)，但對(dui)于(yu)國(guo)(guo)(guo)內(nei)同(tong)行業實行技(ji)(ji)術(shu)封鎖，國(guo)(guo)(guo)內(nei)企業只能依(yi)靠自主創新(xin)，占(zhan)領中低端石英(ying)制(zhi)品市(shi)場。雖然，近幾年國(guo)(guo)(guo)家對(dui)集(ji)成電(dian)路(lu)產(chan)業出臺了(le)若干(gan)鼓勵政策，我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)的(de)集(ji)成電(dian)路(lu)產(chan)業有(you)了(le)突飛猛(meng)進的(de)發(fa)展(zhan)。但我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)與(yu)發(fa)達國(guo)(guo)(guo)家石英(ying)制(zhi)品的(de)生產(chan)規模(mo)、技(ji)(ji)術(shu)水平差距(ju)仍然很(hen)大。

半(ban)導(dao)體領域加(jia)工環節(jie)在(zai)芯(xin)片設計(ji)流程(cheng)后，可分為三個階段：單晶硅片制造、晶圓制造和(he)(he)封裝(zhuang)測試。石(shi)英(ying)(ying)材(cai)料在(zai)半(ban)導(dao)體產(chan)業的應用主要在(zai)單晶硅片制造和(he)(he)晶圓制造兩(liang)個環節(jie)。石(shi)英(ying)(ying)舟、石(shi)英(ying)(ying)管、石(shi)英(ying)(ying)儀器是半(ban)導(dao)體芯(xin)片加(jia)工過程(cheng)清洗、氧化、光刻、刻蝕、擴散等環節(jie)中所需要的材(cai)料。

石英制品在各個階(jie)段(duan)的(de)應用

資料來源：普華有策

半導體工(gong)藝制(zhi)程中，需要(yao)用到大(da)量的石英制(zhi)品，按(an)照工(gong)作(zuo)環境溫(wen)度的不同，分為高溫(wen)工(gong)藝和低溫(wen)工(gong)藝兩大(da)類，高溫(wen)工(gong)藝包括(kuo)(kuo)擴散(san)、氧化(hua)等，低溫(wen)工(gong)藝包括(kuo)(kuo)刻蝕(shi)、封裝、光刻、清(qing)洗等。

電子行(xing)業(ye)的快(kuai)速發展使半導(dao)體行(xing)業(ye)對高(gao)(gao)性能石(shi)英玻璃(li)制品需求增加，直接帶動高(gao)(gao)性能石(shi)英玻璃(li)制品行(xing)業(ye)的快(kuai)速發展。

（2）光伏領域生產加工各(ge)環節所(suo)需(xu)的主要石英制品類型及功(gong)能

石(shi)(shi)英坩堝(guo)是(shi)硅(gui)(gui)棒/錠生(sheng)(sheng)產(chan)過(guo)程中，多晶硅(gui)(gui)鑄錠爐的(de)關鍵元器件，用(yong)于盛裝熔融硅(gui)(gui)并制成后續所需硅(gui)(gui)錠的(de)一次性消耗品。石(shi)(shi)英舟、管、瓶、清洗槽等器件，應(ying)用(yong)于電(dian)池片生(sheng)(sheng)產(chan)過(guo)程中擴散、清洗等環節，主要(yao)(yao)(yao)是(shi)承載功能。光伏生(sheng)(sheng)產(chan)工(gong)藝屬于低溫工(gong)藝，對(dui)石(shi)(shi)英制品性能的(de)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)主要(yao)(yao)(yao)是(shi)耐(nai)腐蝕、透光性好、雜(za)質含量低，對(dui)羥基無要(yao)(yao)(yao)求(qiu)。

3、石英材料制品行業發展趨勢

隨(sui)著半導體行(xing)業硅片(pian)(pian)尺(chi)(chi)寸的不斷升級(ji)，并根據摩爾定律：約每隔 18 個月芯片(pian)(pian)的制程就會發生一次(ci)變(bian)化，下游行(xing)業對石英制品的尺(chi)(chi)寸、純度、精度的要求會越來(lai)越高，行(xing)業迫使產業鏈的企(qi)業不斷提升研發大尺(chi)(chi)寸、高規格產品，以滿足(zu)下游行(xing)業的需要。

從(cong)技術路(lu)線上看，未(wei)(wei)來(lai)電熔法(fa)和(he)合(he)(he)成(cheng)石(shi)英(ying)玻璃需求(qiu)量較大。相比于(yu)傳統的(de)氣煉法(fa)，電熔法(fa)成(cheng)本更高(gao)，成(cheng)品羥基含量更低，更符合(he)(he)未(wei)(wei)來(lai)高(gao)端石(shi)英(ying)玻璃材料的(de)需要(yao)。光掩(yan)膜基板、芯(xin)棒等(deng)的(de)制造(zao)主要(yao)是合(he)(he)成(cheng)石(shi)英(ying)玻璃，隨著物聯網和(he) 5G 的(de)快速(su)發(fa)展，高(gao)性能合(he)(he)成(cheng)石(shi)英(ying)玻璃需求(qiu)將(jiang)會(hui)越來(lai)越大。越來(lai)越多的(de)石(shi)英(ying)玻璃材料高(gao)端制造(zao)廠家均已布局合(he)(he)成(cheng)石(shi)英(ying)玻璃生(sheng)產。

從材(cai)料(liao)本身性能(neng)(neng)來看，制造廠家已不滿足于單純提高石英玻(bo)璃(li)(li)純度和減(jian)少雜質(zhi)，還(huan)通(tong)過添加其他(ta)化學(xue)元素增(zeng)強石英材(cai)料(liao)性能(neng)(neng)，滿足產品的(de)個性化需要。目前已經研制出具有(you)超(chao)低膨脹系(xi)數(shu)（零膨脹）的(de)含(han)二氧化銻石英玻(bo)璃(li)(li)、耐輻射石英玻(bo)璃(li)(li)、摻(chan)稀土或過渡金(jin)屬元素的(de)發光(guang)(guang)和濾光(guang)(guang)石英玻(bo)璃(li)(li)、摻(chan)鋨石英玻(bo)璃(li)(li)光(guang)(guang)纖(xian)放大器(qi)（EDFA）、光(guang)(guang)纖(xian)陀螺儀（FOG）、光(guang)(guang)線光(guang)(guang)柵濾波(bo)(bo)器(qi)、光(guang)(guang)柵光(guang)(guang)纖(xian)激光(guang)(guang)器(qi)、平面光(guang)(guang)波(bo)(bo)導(dao)、智能(neng)(neng)光(guang)(guang)學(xue)傳感器(qi)等。

從下游應(ying)用領域的(de)(de)(de)擴展來看，移動智能終(zhong)端及芯片呈爆發式(shi)增(zeng)長(chang)(chang)(chang)，云計(ji)算(suan)、物聯網、大數據等新業態快速(su)發展，石(shi)英(ying)(ying)材(cai)料作(zuo)為高端制造的(de)(de)(de)重要輔材(cai)的(de)(de)(de)石(shi)英(ying)(ying)產業也將持續(xu)增(zeng)長(chang)(chang)(chang)。5G 基站(zhan)的(de)(de)(de)建設推動光纖需求增(zeng)長(chang)(chang)(chang)，為光纖領域提供配套產品(pin)的(de)(de)(de)石(shi)英(ying)(ying)企(qi)業或迎來新的(de)(de)(de)增(zeng)長(chang)(chang)(chang)點。此外，石(shi)英(ying)(ying)纖維在光纖、汽車、醫學等非軍(jun)工領域應(ying)用良好。

石英玻璃產(chan)品(pin)(pin)(pin)正逐漸向“純(chun)、精、凈(jing)、大(da)、專(zhuan)(zhuan)”方向發(fa)展，基礎材料的純(chun)度更(geng)高(gao)(gao)，器件產(chan)品(pin)(pin)(pin)的加(jia)工(gong)精度更(geng)高(gao)(gao)，產(chan)品(pin)(pin)(pin)生(sheng)產(chan)和(he)應(ying)用環境潔(jie)凈(jing)度更(geng)高(gao)(gao)，產(chan)品(pin)(pin)(pin)器型尺寸更(geng)大(da)，產(chan)品(pin)(pin)(pin)對各(ge)種專(zhuan)(zhuan)門應(ying)用場合的適應(ying)性更(geng)強。未來石英產(chan)業可(ke)以更(geng)好服務于半(ban)導體、光(guang)纖、航(hang)空(kong)航(hang)天等尖(jian)端領域，向高(gao)(gao)性能、高(gao)(gao)技(ji)術含量(liang)、高(gao)(gao)附加(jia)值(zhi)發(fa)展。

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