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石英材料制品行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)及細(xì)分市場(chǎng)應(yīng)用情況

1,、石英材料制品行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)分析

石英材料性能優(yōu)越,、終端應(yīng)用廣泛。石英制品行業(yè)的周期性與下游密不可分,，涉及半導(dǎo)體,、光伏、砷化鎵,、化工,、航空航天、軍工等眾多領(lǐng)域,，進(jìn)而導(dǎo)致行業(yè)整體周期性特征并不明顯,，發(fā)展比較穩(wěn)定。石英制品的種類多,，是半導(dǎo)體制造工序的重要材料,，其應(yīng)用幾乎貫穿半導(dǎo)體晶圓制造的整個(gè)過(guò)程。目前,，半導(dǎo)體用石英材料國(guó)產(chǎn)化率低,，市場(chǎng)幾乎被國(guó)外公司壟斷。

我國(guó)石英制品工業(yè)起步較晚,，基礎(chǔ)薄弱,，產(chǎn)品主要作為工業(yè)用基礎(chǔ)性材料,，隨著電子信息、半導(dǎo)體等高科技領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅芤蟮奶嵘?，石英材料及制品行業(yè)迎來(lái)了新的發(fā)展空間和機(jī)遇,。伴隨著國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)以及核心技術(shù)的自主研發(fā)，我國(guó)石英玻璃材料及制品行業(yè)在石英制品工藝,、設(shè)備制造方面均得到大幅提升,，正逐漸從能源和勞動(dòng)密集型行業(yè)向技術(shù)密集型、資金密集型方向轉(zhuǎn)變,。近年來(lái),，國(guó)家對(duì)石英制品下游行業(yè)的重視程度持續(xù)增加，陸續(xù)出臺(tái)了關(guān)于半導(dǎo)體,、光伏產(chǎn)業(yè)升級(jí)及配套優(yōu)惠政策,。受益于下游半導(dǎo)體產(chǎn)能轉(zhuǎn)移、5G 光纖需求增長(zhǎng),、光伏產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展,，石英材料行業(yè)有望加速進(jìn)口替代，進(jìn)入快速上行趨勢(shì),。

產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括石英砂,、石英材料，中游主要為各規(guī)格及型號(hào)不同的石英制品,，行業(yè)下游主要對(duì)接半導(dǎo)體,、光伏、電光源,、航空航天等應(yīng)用領(lǐng)域,。

在上游石英砂產(chǎn)業(yè)中，高純石英砂生產(chǎn)與高品質(zhì)礦源密切相關(guān),，低品質(zhì)礦源提純較為困難,。工業(yè)上石英砂一般可分為普通石英砂、精制石英砂,、高純石英砂,、熔融石英砂等，其中高純石英砂通常要求二氧化硅≥99.998%,，鐵元素≤1ppm,，且具有耐高溫、熱膨脹系數(shù)小,、高度絕緣,、耐腐蝕以及獨(dú)特的光學(xué)特性。從市場(chǎng)情況看,，國(guó)內(nèi)高純石英砂呈現(xiàn)高度壟斷的態(tài)勢(shì),。石英玻璃具備良好的物理,、化學(xué)性能，主要分為透明和不透明兩大類,，其原材料大多取自純度在 99.5%以上的精制石英砂,。石英玻璃制品有各種規(guī)格，按照產(chǎn)品形狀可分為管材,、棒材,、板材等,。從特殊功能方面還有低膨脹石英玻璃,、耐輻照石英玻璃、透紫外線或紅外線石英玻璃,、濾紫外線石英玻璃等,。

中游石英制品產(chǎn)業(yè)，尤其是給半導(dǎo)體集成電路生產(chǎn)線配套的石英制品產(chǎn)業(yè)門檻較高,，石英制品供應(yīng)商提供的不同規(guī)格的產(chǎn)品通常需要單獨(dú)通過(guò)半導(dǎo)體設(shè)備廠商或芯片制造廠商的測(cè)試,，產(chǎn)品試驗(yàn)合格才可以供貨。供應(yīng)商通常需要通過(guò)客戶的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)等工作,，才能順利進(jìn)入供應(yīng)商名單,。行業(yè)內(nèi)具備高純度、大尺寸石英制品供應(yīng)能力的企業(yè)較少,。在石英玻璃制品的加工方面,，國(guó)內(nèi)的加工能力相比國(guó)際領(lǐng)先水平還有一定的差距，主要表現(xiàn)為材料純度水平不高,、產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定,、先進(jìn)產(chǎn)品不具備自主生產(chǎn)技術(shù)等。而行業(yè)的中低端產(chǎn)品廠商基礎(chǔ)差別較小,，競(jìng)爭(zhēng)激烈,，毛利率也較低。

產(chǎn)業(yè)鏈下游主要集中在半導(dǎo)體,、光纖,、光學(xué)、光伏和電光源等細(xì)分領(lǐng)域,，在石英制品的終端應(yīng)用中,，半導(dǎo)體、光纖,、光學(xué),、光伏和電光源行業(yè)的占比分別為 65%、14%,、10%,、7%和 4%,，其中，光纖,、光伏和半導(dǎo)體是增長(zhǎng)較快的領(lǐng)域,，將成為石英制品行業(yè)發(fā)展的助推器。

石英制品在下游應(yīng)用廣泛,，產(chǎn)品貫穿集成電路產(chǎn)業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié),，以石英砂到芯片的生產(chǎn)過(guò)程為例，生產(chǎn)過(guò)程將使用到石英坩堝,、石英鐘罩,、石英擴(kuò)散管、石英舟,、石英玻璃基片等不同類型的產(chǎn)品,。

石英材料制品行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)圖

資料來(lái)源：普華有策

2、下游細(xì)分市場(chǎng)應(yīng)用分析及前景分析

（1）半導(dǎo)體行業(yè)生產(chǎn)加工各環(huán)節(jié)所需的主要石英制品類型及功能

我國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展較晚,，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體市場(chǎng) 8-12 英寸生產(chǎn)線使用的石英制品一直依賴進(jìn)口,，雖然國(guó)外石英加工技術(shù)領(lǐng)先，但對(duì)于國(guó)內(nèi)同行業(yè)實(shí)行技術(shù)封鎖,，國(guó)內(nèi)企業(yè)只能依靠自主創(chuàng)新,，占領(lǐng)中低端石英制品市場(chǎng)。雖然,，近幾年國(guó)家對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)出臺(tái)了若干鼓勵(lì)政策,，我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。但我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家石英制品的生產(chǎn)規(guī)模,、技術(shù)水平差距仍然很大,。

半導(dǎo)體領(lǐng)域加工環(huán)節(jié)在芯片設(shè)計(jì)流程后，可分為三個(gè)階段：?jiǎn)尉Ч杵圃?、晶圓制造和封裝測(cè)試,。石英材料在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用主要在單晶硅片制造和晶圓制造兩個(gè)環(huán)節(jié)。石英舟,、石英管,、石英儀器是半導(dǎo)體芯片加工過(guò)程清洗、氧化,、光刻,、刻蝕、擴(kuò)散等環(huán)節(jié)中所需要的材料,。

石英制品在各個(gè)階段的應(yīng)用

資料來(lái)源：普華有策

半導(dǎo)體工藝制程中,，需要用到大量的石英制品，按照工作環(huán)境溫度的不同,，分為高溫工藝和低溫工藝兩大類,，高溫工藝包括擴(kuò)散,、氧化等，低溫工藝包括刻蝕,、封裝,、光刻、清洗等,。

電子行業(yè)的快速發(fā)展使半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)高性能石英玻璃制品需求增加,，直接帶動(dòng)高性能石英玻璃制品行業(yè)的快速發(fā)展。

（2）光伏領(lǐng)域生產(chǎn)加工各環(huán)節(jié)所需的主要石英制品類型及功能

石英坩堝是硅棒/錠生產(chǎn)過(guò)程中,，多晶硅鑄錠爐的關(guān)鍵元器件,，用于盛裝熔融硅并制成后續(xù)所需硅錠的一次性消耗品。石英舟,、管,、瓶、清洗槽等器件,，應(yīng)用于電池片生產(chǎn)過(guò)程中擴(kuò)散、清洗等環(huán)節(jié),，主要是承載功能,。光伏生產(chǎn)工藝屬于低溫工藝，對(duì)石英制品性能的要求主要是耐腐蝕,、透光性好,、雜質(zhì)含量低，對(duì)羥基無(wú)要求,。

3,、石英材料制品行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

隨著半導(dǎo)體行業(yè)硅片尺寸的不斷升級(jí)，并根據(jù)摩爾定律：約每隔 18 個(gè)月芯片的制程就會(huì)發(fā)生一次變化,，下游行業(yè)對(duì)石英制品的尺寸,、純度、精度的要求會(huì)越來(lái)越高,，行業(yè)迫使產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)不斷提升研發(fā)大尺寸,、高規(guī)格產(chǎn)品，以滿足下游行業(yè)的需要,。

從技術(shù)路線上看,，未來(lái)電熔法和合成石英玻璃需求量較大。相比于傳統(tǒng)的氣煉法,，電熔法成本更高,，成品羥基含量更低，更符合未來(lái)高端石英玻璃材料的需要,。光掩膜基板,、芯棒等的制造主要是合成石英玻璃,，隨著物聯(lián)網(wǎng)和 5G 的快速發(fā)展，高性能合成石英玻璃需求將會(huì)越來(lái)越大,。越來(lái)越多的石英玻璃材料高端制造廠家均已布局合成石英玻璃生產(chǎn),。

從材料本身性能來(lái)看，制造廠家已不滿足于單純提高石英玻璃純度和減少雜質(zhì),，還通過(guò)添加其他化學(xué)元素增強(qiáng)石英材料性能,，滿足產(chǎn)品的個(gè)性化需要。目前已經(jīng)研制出具有超低膨脹系數(shù)（零膨脹）的含二氧化銻石英玻璃,、耐輻射石英玻璃,、摻稀土或過(guò)渡金屬元素的發(fā)光和濾光石英玻璃、摻鋨石英玻璃光纖放大器（EDFA）,、光纖陀螺儀（FOG）,、光線光柵濾波器、光柵光纖激光器,、平面光波導(dǎo),、智能光學(xué)傳感器等。

從下游應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展來(lái)看,，移動(dòng)智能終端及芯片呈爆發(fā)式增長(zhǎng),，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)等新業(yè)態(tài)快速發(fā)展,，石英材料作為高端制造的重要輔材的石英產(chǎn)業(yè)也將持續(xù)增長(zhǎng)。5G 基站的建設(shè)推動(dòng)光纖需求增長(zhǎng),，為光纖領(lǐng)域提供配套產(chǎn)品的石英企業(yè)或迎來(lái)新的增長(zhǎng)點(diǎn),。此外，石英纖維在光纖,、汽車,、醫(yī)學(xué)等非軍工領(lǐng)域應(yīng)用良好。

石英玻璃產(chǎn)品正逐漸向“純,、精,、凈、大,、專”方向發(fā)展,，基礎(chǔ)材料的純度更高，器件產(chǎn)品的加工精度更高,，產(chǎn)品生產(chǎn)和應(yīng)用環(huán)境潔凈度更高,，產(chǎn)品器型尺寸更大，產(chǎn)品對(duì)各種專門應(yīng)用場(chǎng)合的適應(yīng)性更強(qiáng)。未來(lái)石英產(chǎn)業(yè)可以更好服務(wù)于半導(dǎo)體,、光纖,、航空航天等尖端領(lǐng)域，向高性能,、高技術(shù)含量,、高附加值發(fā)展。

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