
目前,國內(nèi)高端石英玻璃材料及制品行業(yè)在不斷追趕國際同行。隨著國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的成長,國產(chǎn)石英材料行業(yè)有望持續(xù)獲得政策和下游應(yīng)用廠商的支持。在邁向高端應(yīng)用領(lǐng)域,國內(nèi)企業(yè)具有三大優(yōu)勢。
1.本土生產(chǎn),地理優(yōu)勢不可忽視
石英礦是生產(chǎn)石英材料的重要原材料,其品質(zhì)直接影響到石英材料的純度。根據(jù)石英原料中雜質(zhì)元素含量高低,結(jié)合相應(yīng)礦床的規(guī)模大小和市場價格,可將石英原料分為極高(hyper)、超高(ultrahigh)、高(high)、中等(inter-medially)、普通(medium)、低(low)6個等級。
優(yōu)質(zhì)石英砂的礦床規(guī)模小,當(dāng)雜質(zhì)元素含量高于50μg/g后,石英原料的儲量規(guī)模劇增,而石英砂的價值卻迅速下降。隨著工業(yè)需求的日益旺盛,高等級的石英原料儲量必將越來越少,而占據(jù)優(yōu)質(zhì)石英礦的企業(yè)將擁有日趨明顯的地理優(yōu)勢。

▲石英礦價值曲線
中國石英資源豐富,石英巖礦多分布于青海及遼寧、陜西等地;石英礦巖多分布于四川、湖南、江蘇、浙江及山東等地;石英砂礦巖主要分布于福建、廣東、廣西的南部和海南西北部及山東北部這些沿海地帶,還有西遼河?xùn)|部、黃河中游及潘陽湖、駱馬湖畔;脈石英礦則散布于四川、黑龍江、湖北等地的變質(zhì)巖區(qū)。

▲我國石英礦地區(qū)分布
從石英生產(chǎn)情況來看:廣東河源、江蘇新沂、江蘇東海、安徽鳳陽、河南洛陽、河北靈壽是石英原料的主產(chǎn)區(qū),占據(jù)全國石英市場的80%。其中華南地區(qū)石英砂主要由廣東河源供應(yīng),華東地區(qū)70%的玻璃原料由安徽鳳陽供應(yīng),全國80%的高檔石英原料由江蘇東海供應(yīng)。
2.技術(shù)追趕,競爭內(nèi)力準(zhǔn)備充分
高純石英玻璃原料純度高低是由原料中雜質(zhì)元素(堿金屬元素、過渡金屬元素、銷、硼、磷元素等)含量決定的。石英玻璃中的雜質(zhì)元素超標(biāo),會危及其使用性能,堿金屬雜質(zhì)還會降低其熔點(diǎn)及軟化點(diǎn),嚴(yán)重惡化其使用性能。在所有的元素雜質(zhì)中,其中一價或兩價金屬離子(Li+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+)能使石英玻璃析晶,對其熱學(xué)性能、光學(xué)性能、電學(xué)性能影響很大。過渡金屬元素如Co、Cr、Cu、Ti、Fe、Mn、Ni等這些著色元素,使石英玻璃產(chǎn)生色斑,使透過率下降,嚴(yán)重影響其光學(xué)性能。Al、B、P元素會置換Si原子而存在晶格中,嚴(yán)重影響半導(dǎo)體晶圓性能,在光纖中微量的Al元素都會石英玻璃的光傳導(dǎo)效率降低很多。
從技術(shù)角度看,近年來我國在高純石英加工技術(shù)研究方面開展較多工作,并取得了重大突破。主要標(biāo)志是以石英股份為代表的國產(chǎn)企業(yè)初步具有4N高純石英中端產(chǎn)品的批量生產(chǎn)能力。從高純石英砂產(chǎn)品的性能指標(biāo)對比來看,石英股份的高純砂在部分產(chǎn)品性能優(yōu)于Unimin公司。高純度品一旦突破,意味著國產(chǎn)石英產(chǎn)品有機(jī)會加快進(jìn)入半導(dǎo)體等高端領(lǐng)域。
高純石英砂、加工造型工藝過程以及最后的石英制品都要求純度、造型完成度以及相應(yīng)地物理化學(xué)強(qiáng)度,而石英材料的性能是其中最關(guān)鍵的一環(huán)。高純工藝的技術(shù)突破有望帶動石英材料生產(chǎn)企業(yè)整體價值提升。其中能掌握全套“高純石英砂提純-石英材料生產(chǎn)”工藝的企業(yè),有望整合全產(chǎn)業(yè)鏈資源,快速提升產(chǎn)品性能,加大與同行的差距,未來也有潛力往下游石英器件加工環(huán)節(jié)延伸。
3.中國半導(dǎo)體市場需求再啟動,貿(mào)易摩擦加速國產(chǎn)化進(jìn)程
我國在石英制品高端應(yīng)用領(lǐng)域,特別是半導(dǎo)體領(lǐng)域具有相當(dāng)大的市場規(guī)模。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2017年底,我國大陸正在運(yùn)營的晶圓生產(chǎn)線有100多條,其中12寸晶圓生產(chǎn)線共11條,8寸晶圓生產(chǎn)線共21條,6寸晶圓生產(chǎn)線共約50多條。
預(yù)計(jì)2020年我國大陸8、12寸晶圓生產(chǎn)線的合計(jì)產(chǎn)能約為405萬片/月,占同期全球晶圓總產(chǎn)能的19%。根據(jù)目前在建產(chǎn)線的建設(shè)進(jìn)度預(yù)測,半導(dǎo)體材料需求將在2019年和2020年迎來高增長。
▼我國晶圓生產(chǎn)線在建項(xiàng)目匯總

石英市場是典型的壟斷市場,全球CR5約為70%。在技術(shù)取得突破的情況下,我國高端石英材料企業(yè)有望展現(xiàn)明顯本土化優(yōu)勢,進(jìn)口取代可期。同時中美貿(mào)易摩擦有望加快國產(chǎn)取代進(jìn)程。目前與石英材料相關(guān)的一批進(jìn)口產(chǎn)品進(jìn)入我國加征關(guān)稅名單,加征關(guān)稅的產(chǎn)品覆蓋上游礦石到下游制品,關(guān)稅提升5%-10%不等。加征關(guān)稅提升下游客戶采購成本,國產(chǎn)石英材料本土化優(yōu)勢進(jìn)一步擴(kuò)大,取代壁壘進(jìn)一步降低。
▼我國對美加征關(guān)稅的部分石英類產(chǎn)品清單

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2019年3月23-25日 | 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
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石英礦工藝礦物學(xué)
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石英礦物種類識別
石英產(chǎn)品及其應(yīng)用指標(biāo)
石英常規(guī)選礦技術(shù)與設(shè)備
高純石英精細(xì)提純與加工技術(shù)
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石英砂生產(chǎn)線設(shè)計(jì)
高純石英礦物粉體材料的制備技術(shù)與應(yīng)用
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