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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(yue)、終端(duan)應用廣泛。石英制品(pin)行(xing)(xing)業的(de)周(zhou)期(qi)性(xing)與下游密不可分，涉及半(ban)導(dao)體(ti)、光(guang)伏、砷化(hua)鎵、化(hua)工(gong)、航空航天、軍工(gong)等眾(zhong)多領域，進而導(dao)致行(xing)(xing)業整(zheng)體(ti)周(zhou)期(qi)性(xing)特征并(bing)不明(ming)顯，發展(zhan)比較(jiao)穩定。石英制品(pin)的(de)種類多，是半(ban)導(dao)體(ti)制造工(gong)序(xu)的(de)重要材料，其(qi)應用幾乎貫穿半(ban)導(dao)體(ti)晶(jing)圓制造的(de)整(zheng)個過程。目前，半(ban)導(dao)體(ti)用石英材料國產化(hua)率低，市場幾乎被國外公司壟斷。

我(wo)國(guo)(guo)石(shi)(shi)(shi)英(ying)制(zhi)品(pin)(pin)工業(ye)起步(bu)較晚，基礎薄弱，產(chan)品(pin)(pin)主要作為工業(ye)用基礎性材(cai)(cai)料(liao)，隨(sui)著電子信(xin)息(xi)、半(ban)導(dao)體等高科技(ji)領(ling)域對材(cai)(cai)料(liao)性能(neng)要求的(de)提(ti)升(sheng)，石(shi)(shi)(shi)英(ying)材(cai)(cai)料(liao)及制(zhi)品(pin)(pin)行業(ye)迎來了(le)新的(de)發展空(kong)間和機遇。伴隨(sui)著國(guo)(guo)外(wai)先進設備的(de)引(yin)進以及核心技(ji)術的(de)自主研發，我(wo)國(guo)(guo)石(shi)(shi)(shi)英(ying)玻(bo)璃材(cai)(cai)料(liao)及制(zhi)品(pin)(pin)行業(ye)在石(shi)(shi)(shi)英(ying)制(zhi)品(pin)(pin)工藝、設備制(zhi)造方(fang)面均得到大(da)幅(fu)提(ti)升(sheng)，正逐(zhu)漸(jian)從(cong)能(neng)源和勞動密集(ji)型行業(ye)向技(ji)術密集(ji)型、資金密集(ji)型方(fang)向轉變(bian)。近年來，國(guo)(guo)家對石(shi)(shi)(shi)英(ying)制(zhi)品(pin)(pin)下(xia)游(you)行業(ye)的(de)重視程度持(chi)續(xu)增加，陸續(xu)出臺(tai)了(le)關(guan)于(yu)半(ban)導(dao)體、光(guang)(guang)伏(fu)產(chan)業(ye)升(sheng)級及配(pei)套優惠政策。受益于(yu)下(xia)游(you)半(ban)導(dao)體產(chan)能(neng)轉移(yi)、5G 光(guang)(guang)纖(xian)需求增長、光(guang)(guang)伏(fu)產(chan)業(ye)持(chi)續(xu)發展，石(shi)(shi)(shi)英(ying)材(cai)(cai)料(liao)行業(ye)有望加速(su)進口(kou)替(ti)代(dai)，進入(ru)快速(su)上行趨勢。

產業鏈上(shang)游(you)主要包括(kuo)石英砂(sha)、石英材(cai)料，中游(you)主要為各規格及型(xing)號不(bu)同的石英制品(pin)，行(xing)業下(xia)游(you)主要對接半導體、光伏、電光源、航空航天等(deng)應用(yong)領域(yu)。

在(zai)上(shang)游(you)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)砂產業中，高(gao)(gao)純(chun)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)砂生產與高(gao)(gao)品(pin)(pin)質(zhi)礦源密切相關，低(di)品(pin)(pin)質(zhi)礦源提(ti)純(chun)較為(wei)困難。工業上(shang)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)砂一般(ban)可(ke)分為(wei)普通石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)砂、精(jing)制石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)砂、高(gao)(gao)純(chun)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)砂、熔融石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)砂等，其中高(gao)(gao)純(chun)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)砂通常要(yao)求二氧化硅(gui)≥99.998%，鐵元素≤1ppm，且具有耐高(gao)(gao)溫、熱膨脹系數小、高(gao)(gao)度絕緣(yuan)、耐腐(fu)蝕以及獨特的(de)光學特性。從市場情況看(kan)，國內高(gao)(gao)純(chun)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)砂呈現高(gao)(gao)度壟斷的(de)態勢。石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)具備良好(hao)的(de)物理、化學性能，主要(yao)分為(wei)透(tou)明和不透(tou)明兩(liang)大類，其原材(cai)(cai)料大多取自純(chun)度在(zai) 99.5%以上(shang)的(de)精(jing)制石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)砂。石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)制品(pin)(pin)有各種規格，按照(zhao)產品(pin)(pin)形狀可(ke)分為(wei)管材(cai)(cai)、棒(bang)材(cai)(cai)、板材(cai)(cai)等。從特殊功能方面還有低(di)膨脹石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)、耐輻(fu)照(zhao)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)、透(tou)紫(zi)外(wai)線(xian)或紅(hong)外(wai)線(xian)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)、濾紫(zi)外(wai)線(xian)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)(ying)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)等。

中(zhong)游石(shi)英(ying)(ying)制品(pin)產(chan)(chan)業(ye)，尤其是給半導體(ti)集成電路(lu)生(sheng)產(chan)(chan)線配(pei)套的石(shi)英(ying)(ying)制品(pin)產(chan)(chan)業(ye)門檻較高(gao)，石(shi)英(ying)(ying)制品(pin)供應商(shang)(shang)提供的不同規格(ge)的產(chan)(chan)品(pin)通常(chang)需(xu)要單獨通過(guo)半導體(ti)設備廠商(shang)(shang)或芯(xin)片制造廠商(shang)(shang)的測(ce)試(shi)，產(chan)(chan)品(pin)試(shi)驗(yan)合格(ge)才(cai)(cai)可以供貨。供應商(shang)(shang)通常(chang)需(xu)要通過(guo)客(ke)戶的現(xian)場(chang)檢(jian)驗(yan)等(deng)工(gong)(gong)作，才(cai)(cai)能順利進入供應商(shang)(shang)名(ming)單。行業(ye)內(nei)(nei)具備高(gao)純(chun)度、大尺(chi)寸石(shi)英(ying)(ying)制品(pin)供應能力(li)的企(qi)業(ye)較少。在石(shi)英(ying)(ying)玻璃制品(pin)的加(jia)工(gong)(gong)方面，國內(nei)(nei)的加(jia)工(gong)(gong)能力(li)相比(bi)國際領(ling)先(xian)水平還有一定(ding)(ding)的差距，主要表現(xian)為材料純(chun)度水平不高(gao)、產(chan)(chan)品(pin)質量不夠穩定(ding)(ding)、先(xian)進產(chan)(chan)品(pin)不具備自主生(sheng)產(chan)(chan)技術(shu)等(deng)。而行業(ye)的中(zhong)低端產(chan)(chan)品(pin)廠商(shang)(shang)基礎差別較小(xiao)，競(jing)爭激烈，毛(mao)利率也較低。

產業(ye)鏈(lian)下游(you)主要集(ji)中在(zai)半導體(ti)、光(guang)纖、光(guang)學、光(guang)伏(fu)(fu)和(he)(he)電(dian)光(guang)源等細分(fen)領域，在(zai)石英制品(pin)的(de)終端應用中，半導體(ti)、光(guang)纖、光(guang)學、光(guang)伏(fu)(fu)和(he)(he)電(dian)光(guang)源行業(ye)的(de)占比分(fen)別(bie)為 65%、14%、10%、7%和(he)(he) 4%，其中，光(guang)纖、光(guang)伏(fu)(fu)和(he)(he)半導體(ti)是增(zeng)長(chang)較快的(de)領域，將(jiang)成為石英制品(pin)行業(ye)發展的(de)助推器。

石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)制品在(zai)下游應用廣泛，產(chan)品貫穿集成電路產(chan)業的(de)(de)各(ge)個環(huan)節，以石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)砂到芯片(pian)的(de)(de)生產(chan)過(guo)程為(wei)例，生產(chan)過(guo)程將使用到石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)坩堝、石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)鐘罩、石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)擴散管、石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)舟、石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)玻璃(li)基片(pian)等不同類型的(de)(de)產(chan)品。

石(shi)英材料制品行業(ye)(ye)產業(ye)(ye)鏈結(jie)構(gou)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）半導體行業生產加(jia)工各環節(jie)所需的(de)主要石(shi)英制品類型(xing)及功能

我國(guo)(guo)(guo)半(ban)導體工(gong)業(ye)(ye)發展較晚，國(guo)(guo)(guo)內(nei)半(ban)導體市場 8-12 英寸生(sheng)產(chan)線(xian)使用(yong)的石(shi)英制品一直依賴進(jin)口(kou)，雖然(ran)國(guo)(guo)(guo)外石(shi)英加(jia)工(gong)技術(shu)領先，但對于(yu)國(guo)(guo)(guo)內(nei)同行業(ye)(ye)實行技術(shu)封(feng)鎖，國(guo)(guo)(guo)內(nei)企業(ye)(ye)只能依靠(kao)自主創新，占(zhan)領中(zhong)低(di)端石(shi)英制品市場。雖然(ran)，近幾年國(guo)(guo)(guo)家(jia)對集(ji)成電(dian)路產(chan)業(ye)(ye)出臺了若(ruo)干鼓勵政(zheng)策，我國(guo)(guo)(guo)的集(ji)成電(dian)路產(chan)業(ye)(ye)有(you)了突飛(fei)猛(meng)進(jin)的發展。但我國(guo)(guo)(guo)與發達國(guo)(guo)(guo)家(jia)石(shi)英制品的生(sheng)產(chan)規模、技術(shu)水平(ping)差(cha)距(ju)仍(reng)然(ran)很(hen)大。

半(ban)(ban)導體(ti)領域加工環(huan)節在芯片(pian)設計流程后，可分(fen)為三個(ge)階(jie)段：單(dan)(dan)晶硅片(pian)制(zhi)造、晶圓制(zhi)造和封裝測試。石(shi)(shi)英(ying)(ying)材料(liao)在半(ban)(ban)導體(ti)產業的應(ying)用主要在單(dan)(dan)晶硅片(pian)制(zhi)造和晶圓制(zhi)造兩個(ge)環(huan)節。石(shi)(shi)英(ying)(ying)舟、石(shi)(shi)英(ying)(ying)管、石(shi)(shi)英(ying)(ying)儀器是半(ban)(ban)導體(ti)芯片(pian)加工過程清(qing)洗、氧化、光刻(ke)、刻(ke)蝕(shi)、擴散等環(huan)節中所需要的材料(liao)。

石英(ying)制品在各(ge)個階段的(de)應用

資料來源：普華有策

半導(dao)體工(gong)(gong)藝(yi)制程中，需要用(yong)到大量(liang)的石英(ying)制品，按照工(gong)(gong)作(zuo)環境溫(wen)度的不同，分為高(gao)溫(wen)工(gong)(gong)藝(yi)和低(di)溫(wen)工(gong)(gong)藝(yi)兩大類(lei)，高(gao)溫(wen)工(gong)(gong)藝(yi)包(bao)括擴散、氧化(hua)等，低(di)溫(wen)工(gong)(gong)藝(yi)包(bao)括刻蝕、封裝(zhuang)、光(guang)刻、清(qing)洗(xi)等。

電子行業(ye)的(de)快速(su)發(fa)展使(shi)半導體行業(ye)對(dui)高性能石(shi)英玻璃(li)制品需求增加，直接帶(dai)動高性能石(shi)英玻璃(li)制品行業(ye)的(de)快速(su)發(fa)展。

（2）光伏(fu)領(ling)域生(sheng)產加工(gong)各(ge)環節所需(xu)的主要石英制品類型及(ji)功(gong)能

石英(ying)坩堝是(shi)(shi)硅(gui)棒/錠(ding)生產過(guo)程中，多晶硅(gui)鑄錠(ding)爐的關鍵元(yuan)器(qi)件，用于(yu)盛裝熔融(rong)硅(gui)并(bing)制成后續所需(xu)硅(gui)錠(ding)的一(yi)次性消(xiao)耗(hao)品(pin)。石英(ying)舟(zhou)、管、瓶、清(qing)洗槽(cao)等(deng)器(qi)件，應(ying)用于(yu)電池片生產過(guo)程中擴散、清(qing)洗等(deng)環節，主要(yao)是(shi)(shi)承(cheng)載功能。光伏生產工(gong)藝屬(shu)于(yu)低溫工(gong)藝，對石英(ying)制品(pin)性能的要(yao)求(qiu)主要(yao)是(shi)(shi)耐腐蝕、透(tou)光性好、雜質含量低，對羥基無要(yao)求(qiu)。

3、石英材料制品行業發展趨勢

隨著半導(dao)體行(xing)業(ye)硅片(pian)尺(chi)寸(cun)的不斷升級，并(bing)根據摩爾定律：約每隔 18 個(ge)月芯片(pian)的制程就會發(fa)生一次變化，下(xia)游行(xing)業(ye)對石(shi)英(ying)制品的尺(chi)寸(cun)、純(chun)度、精度的要求會越(yue)來越(yue)高(gao)，行(xing)業(ye)迫使產業(ye)鏈的企業(ye)不斷提升研發(fa)大尺(chi)寸(cun)、高(gao)規格產品，以滿足(zu)下(xia)游行(xing)業(ye)的需(xu)要。

從技術(shu)路線上看，未來電熔法(fa)(fa)和(he)合(he)(he)成(cheng)(cheng)石英(ying)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)需求(qiu)量(liang)較大。相比于傳統的(de)氣(qi)煉法(fa)(fa)，電熔法(fa)(fa)成(cheng)(cheng)本(ben)更(geng)高(gao)(gao)，成(cheng)(cheng)品羥基含量(liang)更(geng)低，更(geng)符(fu)合(he)(he)未來高(gao)(gao)端(duan)石英(ying)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)材料(liao)的(de)需要。光掩膜基板、芯(xin)棒(bang)等的(de)制(zhi)造主(zhu)要是合(he)(he)成(cheng)(cheng)石英(ying)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)，隨著物聯網和(he) 5G 的(de)快(kuai)速發(fa)展，高(gao)(gao)性能合(he)(he)成(cheng)(cheng)石英(ying)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)需求(qiu)將(jiang)會越來越大。越來越多的(de)石英(ying)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)材料(liao)高(gao)(gao)端(duan)制(zhi)造廠家均已布局合(he)(he)成(cheng)(cheng)石英(ying)玻(bo)(bo)(bo)璃(li)生(sheng)產。

從材料本身性(xing)(xing)能(neng)(neng)來看，制造廠家已不滿(man)足(zu)(zu)于單純提(ti)高石(shi)英(ying)玻(bo)璃(li)(li)(li)純度和減少雜質，還(huan)通過添加其(qi)他化學元素增強石(shi)英(ying)材料性(xing)(xing)能(neng)(neng)，滿(man)足(zu)(zu)產品的(de)個性(xing)(xing)化需(xu)要。目前(qian)已經研制出具(ju)有超低(di)膨(peng)(peng)脹系數（零膨(peng)(peng)脹）的(de)含二(er)氧化銻石(shi)英(ying)玻(bo)璃(li)(li)(li)、耐輻射石(shi)英(ying)玻(bo)璃(li)(li)(li)、摻稀土或過渡金(jin)屬元素的(de)發光(guang)(guang)(guang)和濾光(guang)(guang)(guang)石(shi)英(ying)玻(bo)璃(li)(li)(li)、摻鋨石(shi)英(ying)玻(bo)璃(li)(li)(li)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)放大器（EDFA）、光(guang)(guang)(guang)纖(xian)陀螺儀(yi)（FOG）、光(guang)(guang)(guang)線光(guang)(guang)(guang)柵濾波器、光(guang)(guang)(guang)柵光(guang)(guang)(guang)纖(xian)激光(guang)(guang)(guang)器、平面光(guang)(guang)(guang)波導(dao)、智能(neng)(neng)光(guang)(guang)(guang)學傳感器等。

從下(xia)游應用領(ling)域的擴(kuo)展(zhan)來看，移動(dong)智(zhi)能終端及芯片(pian)呈爆發式增(zeng)長(chang)，云計算、物聯網(wang)、大(da)數據等新業態(tai)快(kuai)速發展(zhan)，石(shi)(shi)英材(cai)(cai)料作為高端制造(zao)的重要輔材(cai)(cai)的石(shi)(shi)英產業也(ye)將持續增(zeng)長(chang)。5G 基站的建設(she)推動(dong)光(guang)纖(xian)需求增(zeng)長(chang)，為光(guang)纖(xian)領(ling)域提(ti)供配套產品的石(shi)(shi)英企業或迎來新的增(zeng)長(chang)點。此外，石(shi)(shi)英纖(xian)維在光(guang)纖(xian)、汽車(che)、醫學(xue)等非軍工領(ling)域應用良好(hao)。

石(shi)英(ying)玻璃產(chan)品(pin)正逐漸向“純、精、凈(jing)、大、專(zhuan)”方向發展(zhan)，基礎材料的(de)(de)純度更(geng)(geng)(geng)高(gao)，器件產(chan)品(pin)的(de)(de)加工精度更(geng)(geng)(geng)高(gao)，產(chan)品(pin)生產(chan)和應(ying)用環境潔凈(jing)度更(geng)(geng)(geng)高(gao)，產(chan)品(pin)器型(xing)尺(chi)寸更(geng)(geng)(geng)大，產(chan)品(pin)對各(ge)種專(zhuan)門應(ying)用場合的(de)(de)適應(ying)性(xing)更(geng)(geng)(geng)強。未來石(shi)英(ying)產(chan)業可以更(geng)(geng)(geng)好服務于半導(dao)體、光纖、航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天等(deng)尖端(duan)領域(yu)，向高(gao)性(xing)能、高(gao)技術含(han)量(liang)、高(gao)附(fu)加值發展(zhan)。

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