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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(shi)(shi)英材(cai)(cai)料性能優越、終端應用(yong)廣泛。石(shi)(shi)英制品(pin)行(xing)業的(de)周(zhou)期性與下游密不可分，涉及半導(dao)體(ti)(ti)(ti)、光伏、砷(shen)化(hua)鎵、化(hua)工、航空航天、軍工等眾多(duo)領域，進(jin)而(er)導(dao)致行(xing)業整體(ti)(ti)(ti)周(zhou)期性特(te)征(zheng)并(bing)不明顯，發展比較穩定。石(shi)(shi)英制品(pin)的(de)種類多(duo)，是半導(dao)體(ti)(ti)(ti)制造工序(xu)的(de)重要材(cai)(cai)料，其(qi)應用(yong)幾乎貫穿(chuan)半導(dao)體(ti)(ti)(ti)晶圓制造的(de)整個過程(cheng)。目前，半導(dao)體(ti)(ti)(ti)用(yong)石(shi)(shi)英材(cai)(cai)料國產化(hua)率低，市場幾乎被國外公(gong)司(si)壟斷。

我(wo)國(guo)石(shi)(shi)英制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)(pin)工業(ye)起步較晚，基(ji)礎薄弱(ruo)，產品(pin)(pin)主要作(zuo)為(wei)工業(ye)用基(ji)礎性材(cai)(cai)料，隨著(zhu)電子信息、半(ban)導體等高(gao)科技(ji)領域對材(cai)(cai)料性能(neng)(neng)要求的(de)提升(sheng)，石(shi)(shi)英材(cai)(cai)料及(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)(pin)行(xing)業(ye)迎來了(le)新的(de)發(fa)(fa)展空間和機遇。伴隨著(zhu)國(guo)外先進(jin)(jin)設備的(de)引進(jin)(jin)以及(ji)核心技(ji)術(shu)的(de)自主研(yan)發(fa)(fa)，我(wo)國(guo)石(shi)(shi)英玻(bo)璃(li)材(cai)(cai)料及(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)(pin)行(xing)業(ye)在石(shi)(shi)英制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)(pin)工藝、設備制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)方面均得到(dao)大幅提升(sheng)，正逐漸從能(neng)(neng)源(yuan)和勞(lao)動密集型行(xing)業(ye)向(xiang)技(ji)術(shu)密集型、資金密集型方向(xiang)轉(zhuan)變。近年來，國(guo)家對石(shi)(shi)英制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)(pin)下游行(xing)業(ye)的(de)重(zhong)視程度持續增加，陸續出臺了(le)關于(yu)半(ban)導體、光(guang)伏產業(ye)升(sheng)級及(ji)配套優(you)惠政策。受(shou)益于(yu)下游半(ban)導體產能(neng)(neng)轉(zhuan)移、5G 光(guang)纖需(xu)求增長、光(guang)伏產業(ye)持續發(fa)(fa)展，石(shi)(shi)英材(cai)(cai)料行(xing)業(ye)有(you)望(wang)加速進(jin)(jin)口替代，進(jin)(jin)入快(kuai)速上行(xing)趨勢。

產業鏈上游主要(yao)包括(kuo)石(shi)英砂、石(shi)英材(cai)料，中游主要(yao)為(wei)各(ge)規格及型(xing)號不(bu)同的(de)石(shi)英制品，行業下游主要(yao)對接半(ban)導體、光伏、電光源、航(hang)空航(hang)天等應(ying)用領域。

在上游石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)砂(sha)產(chan)業(ye)中(zhong)，高(gao)(gao)(gao)(gao)純石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)砂(sha)生產(chan)與高(gao)(gao)(gao)(gao)品質(zhi)礦(kuang)源密(mi)切相關(guan)，低(di)品質(zhi)礦(kuang)源提(ti)純較為(wei)困(kun)難。工業(ye)上石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)砂(sha)一(yi)般可分為(wei)普通(tong)石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)砂(sha)、精制(zhi)石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)砂(sha)、高(gao)(gao)(gao)(gao)純石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)砂(sha)、熔(rong)融石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)砂(sha)等，其(qi)中(zhong)高(gao)(gao)(gao)(gao)純石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)砂(sha)通(tong)常要求(qiu)二氧化(hua)(hua)硅≥99.998%，鐵元素(su)≤1ppm，且具(ju)有(you)(you)耐高(gao)(gao)(gao)(gao)溫、熱膨脹(zhang)系數小、高(gao)(gao)(gao)(gao)度(du)絕緣、耐腐蝕以(yi)及獨特的(de)光(guang)學特性。從市場情(qing)況(kuang)看，國內高(gao)(gao)(gao)(gao)純石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)砂(sha)呈現(xian)高(gao)(gao)(gao)(gao)度(du)壟斷的(de)態(tai)勢。石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻璃具(ju)備良好的(de)物(wu)理、化(hua)(hua)學性能(neng)，主(zhu)要分為(wei)透明和不透明兩大類，其(qi)原材(cai)料大多(duo)取自純度(du)在 99.5%以(yi)上的(de)精制(zhi)石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)砂(sha)。石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻璃制(zhi)品有(you)(you)各(ge)種規格，按照(zhao)產(chan)品形狀可分為(wei)管材(cai)、棒(bang)材(cai)、板材(cai)等。從特殊功(gong)能(neng)方面(mian)還有(you)(you)低(di)膨脹(zhang)石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻璃、耐輻照(zhao)石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻璃、透紫外(wai)線或紅外(wai)線石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻璃、濾紫外(wai)線石(shi)(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻璃等。

中游石(shi)英(ying)制(zhi)品(pin)(pin)產業，尤其是給半(ban)導體(ti)集成電路生(sheng)產線(xian)配(pei)套的(de)(de)(de)石(shi)英(ying)制(zhi)品(pin)(pin)產業門檻較(jiao)高(gao)(gao)，石(shi)英(ying)制(zhi)品(pin)(pin)供(gong)應(ying)商(shang)提供(gong)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同規(gui)格的(de)(de)(de)產品(pin)(pin)通常需要單(dan)獨通過半(ban)導體(ti)設(she)備廠(chang)商(shang)或(huo)芯片制(zhi)造廠(chang)商(shang)的(de)(de)(de)測(ce)試，產品(pin)(pin)試驗合(he)格才可(ke)以供(gong)貨。供(gong)應(ying)商(shang)通常需要通過客戶的(de)(de)(de)現(xian)場(chang)檢(jian)驗等(deng)(deng)工作，才能(neng)順利進入供(gong)應(ying)商(shang)名單(dan)。行業內具備高(gao)(gao)純(chun)(chun)度、大尺寸石(shi)英(ying)制(zhi)品(pin)(pin)供(gong)應(ying)能(neng)力的(de)(de)(de)企業較(jiao)少(shao)。在石(shi)英(ying)玻璃制(zhi)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)加工方面，國(guo)內的(de)(de)(de)加工能(neng)力相比(bi)國(guo)際領先水平還有一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)差距，主要表現(xian)為(wei)材料純(chun)(chun)度水平不(bu)(bu)(bu)高(gao)(gao)、產品(pin)(pin)質量(liang)不(bu)(bu)(bu)夠穩定(ding)、先進產品(pin)(pin)不(bu)(bu)(bu)具備自主生(sheng)產技術等(deng)(deng)。而(er)行業的(de)(de)(de)中低端產品(pin)(pin)廠(chang)商(shang)基礎差別(bie)較(jiao)小，競爭激烈，毛利率也(ye)較(jiao)低。

產(chan)業鏈下游主要集(ji)中(zhong)在半(ban)(ban)導體(ti)、光(guang)(guang)(guang)(guang)纖、光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)、光(guang)(guang)(guang)(guang)伏和(he)電(dian)光(guang)(guang)(guang)(guang)源等細分(fen)領(ling)域(yu)，在石英制品的終端(duan)應用中(zhong)，半(ban)(ban)導體(ti)、光(guang)(guang)(guang)(guang)纖、光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)、光(guang)(guang)(guang)(guang)伏和(he)電(dian)光(guang)(guang)(guang)(guang)源行業的占比分(fen)別為(wei) 65%、14%、10%、7%和(he) 4%，其中(zhong)，光(guang)(guang)(guang)(guang)纖、光(guang)(guang)(guang)(guang)伏和(he)半(ban)(ban)導體(ti)是增長(chang)較(jiao)快的領(ling)域(yu)，將成為(wei)石英制品行業發展的助推器。

石英制品(pin)在(zai)下游(you)應用(yong)廣(guang)泛，產品(pin)貫穿(chuan)集成電(dian)路產業的(de)各個環節，以石英砂到芯片(pian)的(de)生(sheng)產過程為例(li)，生(sheng)產過程將使(shi)用(yong)到石英坩堝(guo)、石英鐘罩、石英擴散(san)管、石英舟(zhou)、石英玻璃基片(pian)等不同類型的(de)產品(pin)。

石英材料制品行(xing)業(ye)產業(ye)鏈結構(gou)圖(tu)

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)行業生產加工各環節所需的主要(yao)石(shi)英制品(pin)類型及功能

我(wo)國半導體(ti)工業(ye)發(fa)(fa)展(zhan)較晚(wan)，國內半導體(ti)市場 8-12 英(ying)(ying)(ying)寸生產線(xian)使用的(de)石(shi)英(ying)(ying)(ying)制品一直依賴(lai)進口，雖然(ran)國外石(shi)英(ying)(ying)(ying)加工技術(shu)領先，但對(dui)于(yu)國內同(tong)行(xing)業(ye)實行(xing)技術(shu)封鎖，國內企業(ye)只能(neng)依靠自主創新，占領中低(di)端石(shi)英(ying)(ying)(ying)制品市場。雖然(ran)，近幾年國家對(dui)集成(cheng)電路(lu)產業(ye)出(chu)臺了(le)若干鼓(gu)勵(li)政策，我(wo)國的(de)集成(cheng)電路(lu)產業(ye)有(you)了(le)突(tu)飛猛進的(de)發(fa)(fa)展(zhan)。但我(wo)國與發(fa)(fa)達國家石(shi)英(ying)(ying)(ying)制品的(de)生產規(gui)模、技術(shu)水(shui)平差距仍然(ran)很大。

半導(dao)(dao)體(ti)(ti)領域加工(gong)環節(jie)在(zai)(zai)芯片(pian)設計流程后(hou)，可(ke)分為三個階段：單晶(jing)(jing)硅片(pian)制(zhi)造、晶(jing)(jing)圓制(zhi)造和(he)(he)封裝(zhuang)測試(shi)。石(shi)(shi)英材(cai)料(liao)在(zai)(zai)半導(dao)(dao)體(ti)(ti)產業的應(ying)用主要在(zai)(zai)單晶(jing)(jing)硅片(pian)制(zhi)造和(he)(he)晶(jing)(jing)圓制(zhi)造兩(liang)個環節(jie)。石(shi)(shi)英舟、石(shi)(shi)英管、石(shi)(shi)英儀器是半導(dao)(dao)體(ti)(ti)芯片(pian)加工(gong)過程清洗、氧(yang)化(hua)、光刻(ke)、刻(ke)蝕、擴散(san)等環節(jie)中所(suo)需要的材(cai)料(liao)。

石(shi)英制品在各個階段的(de)應用

資料來源：普華有策

半導體(ti)工(gong)藝(yi)(yi)制程中，需要用(yong)到大(da)量的(de)石(shi)英制品，按(an)照(zhao)工(gong)作(zuo)環境溫(wen)度的(de)不同，分為高(gao)溫(wen)工(gong)藝(yi)(yi)和低(di)(di)溫(wen)工(gong)藝(yi)(yi)兩大(da)類，高(gao)溫(wen)工(gong)藝(yi)(yi)包括(kuo)擴(kuo)散、氧化等(deng)(deng)，低(di)(di)溫(wen)工(gong)藝(yi)(yi)包括(kuo)刻蝕(shi)、封(feng)裝、光刻、清洗等(deng)(deng)。

電子行(xing)業的快速(su)發(fa)展(zhan)使半導體(ti)行(xing)業對高性(xing)能(neng)石英玻璃制品需求增(zeng)加，直接帶動高性(xing)能(neng)石英玻璃制品行(xing)業的快速(su)發(fa)展(zhan)。

（2）光(guang)伏(fu)領(ling)域生(sheng)產加工(gong)各(ge)環節所需的(de)主要石英制品類型及功(gong)能

石(shi)英(ying)(ying)坩堝是(shi)(shi)硅(gui)棒/錠生產過(guo)程中，多晶硅(gui)鑄(zhu)錠爐的(de)關鍵元器(qi)件，用(yong)于(yu)盛裝熔融硅(gui)并制成后續所需硅(gui)錠的(de)一次性消耗品。石(shi)英(ying)(ying)舟(zhou)、管、瓶、清(qing)洗(xi)槽等器(qi)件，應用(yong)于(yu)電池(chi)片生產過(guo)程中擴(kuo)散、清(qing)洗(xi)等環節，主要(yao)是(shi)(shi)承載功(gong)能。光(guang)伏生產工藝(yi)屬于(yu)低(di)溫(wen)工藝(yi)，對(dui)石(shi)英(ying)(ying)制品性能的(de)要(yao)求主要(yao)是(shi)(shi)耐(nai)腐蝕、透光(guang)性好、雜(za)質含量低(di)，對(dui)羥基(ji)無要(yao)求。

3、石英材料制品行業發展趨勢

隨著半導體行業(ye)(ye)硅片(pian)尺(chi)寸(cun)的(de)不斷升級，并根(gen)據摩爾定(ding)律：約每隔 18 個月芯(xin)片(pian)的(de)制程就會發生一次變(bian)化(hua)，下(xia)游(you)行業(ye)(ye)對石英制品(pin)(pin)的(de)尺(chi)寸(cun)、純度(du)、精度(du)的(de)要(yao)求會越(yue)來越(yue)高(gao)，行業(ye)(ye)迫使產業(ye)(ye)鏈(lian)的(de)企業(ye)(ye)不斷提(ti)升研發大尺(chi)寸(cun)、高(gao)規格產品(pin)(pin)，以滿足下(xia)游(you)行業(ye)(ye)的(de)需(xu)要(yao)。

從技(ji)術路線上(shang)看，未(wei)來電(dian)熔(rong)法和(he)合(he)成(cheng)石(shi)英(ying)玻(bo)璃需求量較大。相比于傳統的(de)氣煉法，電(dian)熔(rong)法成(cheng)本更(geng)高(gao)(gao)，成(cheng)品(pin)羥(qian)基含量更(geng)低(di)，更(geng)符合(he)未(wei)來高(gao)(gao)端石(shi)英(ying)玻(bo)璃材(cai)料的(de)需要(yao)。光掩膜基板、芯棒等的(de)制造主要(yao)是合(he)成(cheng)石(shi)英(ying)玻(bo)璃，隨著物聯網和(he) 5G 的(de)快速(su)發(fa)展，高(gao)(gao)性能合(he)成(cheng)石(shi)英(ying)玻(bo)璃需求將會(hui)越(yue)來越(yue)大。越(yue)來越(yue)多的(de)石(shi)英(ying)玻(bo)璃材(cai)料高(gao)(gao)端制造廠家(jia)均已布(bu)局(ju)合(he)成(cheng)石(shi)英(ying)玻(bo)璃生產。

從(cong)材(cai)料(liao)本身性(xing)能來看，制(zhi)造廠家(jia)已不(bu)滿(man)足(zu)于單純(chun)提高石英(ying)(ying)(ying)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃純(chun)度(du)和減少雜(za)質，還通過添(tian)加(jia)其他(ta)化(hua)學元素增強石英(ying)(ying)(ying)材(cai)料(liao)性(xing)能，滿(man)足(zu)產品的個性(xing)化(hua)需(xu)要。目前已經研(yan)制(zhi)出具有超低膨脹系數（零膨脹）的含二氧化(hua)銻石英(ying)(ying)(ying)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃、耐輻射石英(ying)(ying)(ying)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃、摻稀土(tu)或過渡金屬元素的發(fa)光和濾(lv)光石英(ying)(ying)(ying)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃、摻鋨石英(ying)(ying)(ying)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃光纖放大器（EDFA）、光纖陀螺(luo)儀（FOG）、光線光柵濾(lv)波器、光柵光纖激(ji)光器、平面(mian)光波導、智(zhi)能光學傳感器等(deng)。

從(cong)下游應(ying)用領域(yu)的(de)(de)擴(kuo)展來看(kan)，移動(dong)智(zhi)能(neng)終端及芯(xin)片呈爆發(fa)式增長(chang)(chang)，云計算(suan)、物聯網、大數據等(deng)新(xin)(xin)業態快速發(fa)展，石(shi)英(ying)材(cai)料作為(wei)高(gao)端制造的(de)(de)重要輔材(cai)的(de)(de)石(shi)英(ying)產業也將持續(xu)增長(chang)(chang)。5G 基站的(de)(de)建設推(tui)動(dong)光(guang)纖需求增長(chang)(chang)，為(wei)光(guang)纖領域(yu)提供配(pei)套產品的(de)(de)石(shi)英(ying)企業或迎(ying)來新(xin)(xin)的(de)(de)增長(chang)(chang)點。此(ci)外，石(shi)英(ying)纖維(wei)在光(guang)纖、汽車、醫學(xue)等(deng)非軍工(gong)領域(yu)應(ying)用良(liang)好。

石(shi)英(ying)玻璃產(chan)品(pin)正逐漸向“純(chun)、精、凈、大、專(zhuan)”方向發(fa)展(zhan)，基礎(chu)材料的純(chun)度(du)(du)更(geng)(geng)高(gao)(gao)，器(qi)件(jian)產(chan)品(pin)的加工精度(du)(du)更(geng)(geng)高(gao)(gao)，產(chan)品(pin)生(sheng)產(chan)和應(ying)用環境潔凈度(du)(du)更(geng)(geng)高(gao)(gao)，產(chan)品(pin)器(qi)型尺(chi)寸更(geng)(geng)大，產(chan)品(pin)對各種專(zhuan)門應(ying)用場合的適應(ying)性(xing)更(geng)(geng)強。未來(lai)石(shi)英(ying)產(chan)業(ye)可(ke)以(yi)更(geng)(geng)好服務于半(ban)導(dao)體、光纖、航(hang)空航(hang)天(tian)等(deng)尖端領域(yu)，向高(gao)(gao)性(xing)能、高(gao)(gao)技(ji)術含量、高(gao)(gao)附加值發(fa)展(zhan)。

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