石英產(chǎn)業(yè)是以二氧化硅為主要原材料成分的材料及制品產(chǎn)業(yè)，廣泛應用于航空航天、光源、光學、光纖、半導體等行業(yè)，是高端裝備制造的重要原材料。石英材料產(chǎn)業(yè)鏈上下游多個環(huán)節(jié)存在國產(chǎn)化率較低的問題，上游原材料高純石英砂基本被尤尼明壟斷，中游石英玻璃產(chǎn)業(yè)中低端產(chǎn)品國內(nèi)產(chǎn)能較多，但是能夠應用于高端制造如半導體的產(chǎn)能有限，下游石英制品中中國獲得原廠TEL或KE認證的均為外資獨資或中外合資企業(yè)。
石英產(chǎn)業(yè)鏈上下游公司
尤尼明（石英原料）
主要產(chǎn)品：ITOA系列高純石英砂；
應用領域：半導體、光源、光伏等；
核心競爭力：在美國北卡羅來那州的優(yōu)質(zhì)花崗偉晶巖中提純高純石英砂，掌握全球90%的高純石英砂市場，占據(jù)行業(yè)壟斷地位。
挪威TQC（石英原料）
主要產(chǎn)品：高純石英砂；
應用領域：半導體、光學、光源、光伏等；
核心競爭力：在Spruce Pine和挪威西部兩地進行生產(chǎn)，在挪威的產(chǎn)量已達每年30000噸以上。
邁圖（石英材料）
主要產(chǎn)品：產(chǎn)品主要占據(jù)半導體和光纖市場；
應用領域：半導體、光纖等；
核心競爭力：獲得國際主要半導體設備制造商認證，掌握生產(chǎn)熔融石英和合成石英的氣煉法和電熔法，在熔融石英制品行業(yè)領先。
賀利氏（石英材料）
主要產(chǎn)品：光學石英玻璃、熔融石英等全系列產(chǎn)品；
應用領域：半導體、光纖、光學等；
核心競爭力：具備完整的熔融石英-預制棒-拉絲工藝光纖產(chǎn)業(yè)鏈，在光纖領域有獨特優(yōu)勢。
東曹（石英材料）
主要產(chǎn)品：熔融石英玻璃N、OP、S系列石英錠、光學石英玻璃ES、ED-H系列石英錠，不透明OP系列熔融石英玻璃；
應用領域：公司將近67%的石英產(chǎn)品用于半導體行業(yè)，此外還有光伏及光學等應用；
核心競爭力：掌握氫氧焰熔融、電熔法生產(chǎn)熔融石英玻璃，以及火焰水解生產(chǎn)合成石英玻璃，生產(chǎn)的石英材料制品純度高且氣泡含量低，在半導體領域具有獨特優(yōu)勢。
昆希（石英材料）
主要產(chǎn)品：熔融厚壁石英筒、石英管；
應用領域：半導體、光纖等；
核心競爭力：全球唯一一家掌握等離子技術的企業(yè)，是全球唯一使用一步法加熱等離子熔融工藝生產(chǎn)透明和不透明空心圓管的石英供應商，在半導體領域有獨特優(yōu)勢。
菲利華（石英材料）
主要產(chǎn)品：石英棒管、石英錠、石英筒、石英纖維及復合材料等；
應用領域：航空航天、半導體、光通訊；
核心競爭力：全球少數(shù)幾家具有石英纖維批量產(chǎn)能的制造商，半導體石英砣通過東京電子認證。
石英股份（石英材料）
主要產(chǎn)品：高純石英砂、石英棒、中高端石英管、石英錠、石英坩堝等；
應用領域：電光源、新型光源、光伏、光纖、半導體等；
核心競爭力：成功研發(fā)高純石英砂提純技術，是中國國內(nèi)唯一具備規(guī)?；a(chǎn)高純石英砂的企業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈長。
賀利氏信越（石英制品）
主要產(chǎn)品：石英舟、石英環(huán)、石英窗、CVD石英襯管、石英蝕刻元件、窗口片等；
應用領域：半導體、光纖、特種光源等；
核心競爭力：德國賀利氏子公司，獲得半導體設備廠商認證。
杭州大和熱磁電子（石英制品）
主要產(chǎn)品：石英窗、石英環(huán)、石英管、石英槽、石英舟等；
應用領域：半導體、光纖、光源、光伏等；
核心競爭力：日本Ferrotec子公司，獲得半導體設備廠商認證。
凱德石英（石英制品）
主要產(chǎn)品：石英保溫筒、石英籠舟、石英管、石英鐘罩、石英加熱器；
應用領域：半導體、光源、航空航天；
核心競爭力：公司逐漸拋棄低端產(chǎn)品，開始向中高端方向轉(zhuǎn)型，2018年航空航天用石英玻璃營收大幅增加。
上海石創(chuàng)（石英制品）
主要產(chǎn)品：石英環(huán)、石英載具、石英法蘭、石英舟、石英擴散管、石英平臺；
應用領域：半導體、光纖、光伏等；
核心競爭力：菲利華子公司
久智光電（石英制品）
主要產(chǎn)品：光纖預制棒襯、套管及把棒，石英制品等；
應用領域：光纖、半導體、光電系統(tǒng)等；
核心競爭力：國內(nèi)唯一采用等離子外噴技術生產(chǎn)光纖套管，成本較低。
1、石英砂產(chǎn)業(yè)
石英砂產(chǎn)業(yè)中，高純石英砂被尤尼明（Unimin）壟斷，在全球市場占有率達到90%以上，目前我國企業(yè)僅有一家可以量產(chǎn)高純石英砂。東海太平洋石英股份公司是國內(nèi)唯一可量產(chǎn)高純石英砂的企業(yè)，成品已達到總體雜質(zhì)含量在22ppm以下，單類堿金屬（鉀、鈉、鋰）含量均小于1ppm的標準。菲利華在2018年報中稱已經(jīng)通過對石英砂廠家及石英礦的考察，確定了石英砂的氯化提純工藝、廠房選址與實驗設備安裝與調(diào)試，高純石英砂國產(chǎn)化未來可期。
2、石英玻璃產(chǎn)業(yè)
石英玻璃產(chǎn)業(yè)中，光伏用、電光源用石英玻璃制造技術已經(jīng)比較成熟，但滿足半導體、光纖等尖端領域需要的高純度、低羥基的高端石英玻璃材料只有少數(shù)企業(yè)能提供。在半導體等行業(yè)中，石英玻璃企業(yè)需要通過半導體設備原廠如東京電子技術認證（TEL）、日立國際電氣認證（KE）等認證才能進入這一產(chǎn)業(yè)，目前全球一共5家企業(yè)獲得國際主要半導體設備制造商認證，分別是美國邁圖、德國賀利氏、德國昆希、日本東曹、中國菲利華，菲利華市場份額是10%左右。菲利華現(xiàn)有天然石英產(chǎn)能2400噸、合成石英錠約200噸的產(chǎn)能，且2019年定增項目將新增120噸合成石英錠、650噸電熔石英錠的產(chǎn)能。這些新項目將填補我國國內(nèi)高性能石英玻璃的空白。
3、石英制品產(chǎn)業(yè)
石英制品產(chǎn)業(yè)中，小規(guī)模民營企業(yè)主要從事太陽能和電光源行業(yè)的石英器件生產(chǎn)。半導體行業(yè)銷售額在石英制品中占比已經(jīng)超過60%，但目前中國已獲得原廠TEL或KE認證的均為外資獨資或中外合資企業(yè)，例如Ferrotec獨資的杭州大和熱磁電子有限公司，賀利氏和日本信越石英合資的賀利氏信越石英，YE陶瓷投資的漢科半導體以及湖州東科電子。內(nèi)資石英制品企業(yè)中僅有凱德石英和久智光電正在推進TEL認證，強華股份雖未得到原廠認證，但在2017年成為杭州士蘭、中芯國際的8英寸半導體用石英玻璃制品合格供應商。
4、半導體產(chǎn)業(yè)
對比巨大的國內(nèi)市場需求，目前半導體行業(yè)的國產(chǎn)化率普遍不到20%，遠沒有達到國家2020年國產(chǎn)化率35%的目標。以中芯國際為例，截止2017年，北京廠國產(chǎn)化工藝占比15.6%，國產(chǎn)材料領域采購比例11.3%，國產(chǎn)零部件領域采購比例16.2%。石英玻璃是中芯國際12寸芯片為數(shù)不多的沒有實現(xiàn)國產(chǎn)化的材料之一。專用設備大量依賴進口不僅嚴重影響我國半導體的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，也對我國電子信息安全造成重大隱患，半導體設備進口替代勢在必行。
半導體行業(yè)自給率低，一方面是大規(guī)格芯片配套設備還沒有國產(chǎn)化，例如只有極少數(shù)內(nèi)資企業(yè)能夠為8英寸以上的半導體集成電路芯片生產(chǎn)線提供配套石英玻璃制品。杭州大和熱磁電子、賀利氏信越等外資企業(yè)已經(jīng)具備且主要生產(chǎn)8英寸、12英寸半導體集成電路芯片生產(chǎn)線加工配套石英玻璃制品，且已經(jīng)接近國際水平。但內(nèi)資企業(yè)中僅有凱德石英、上海石創(chuàng)具備生產(chǎn)8英寸以上能力，且前凱德石英銷售的產(chǎn)品主要集中在4、6英寸的中低端市場，2017年公司來自8、12英寸高端產(chǎn)品的收入僅在1000萬左右。
5、光掩?；瀹a(chǎn)業(yè)
另一方面，即使在適配小規(guī)格芯片的石英制品中，仍有部分產(chǎn)品及生產(chǎn)環(huán)節(jié)沒有完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，例如光掩?；?。目前我國的光掩膜板行業(yè)僅能夠滿足國內(nèi)中低檔產(chǎn)品市場的需求，高檔光掩膜板則由國外公司直接提供。菲利華公司具備批量生產(chǎn)光掩膜基板8.5代能力，現(xiàn)階段主要產(chǎn)品還是6.5代。由于國內(nèi)光掩模基板產(chǎn)業(yè)鏈沒有打通，菲利華主要銷往日韓做精磨、鍍膜等工藝加工，再銷回國內(nèi)如清溢光電的掩膜版廠商做光刻或者直接在國外進行光刻。集成電路制造工藝繁多復雜，其中光刻、刻蝕和薄膜沉積是半導體制造三大核心工藝，而石英玻璃制造的光掩膜基板是光刻的原材料。在中國涂膠顯影設備市場中，TEL市占率超過90%，而DNS、沈陽芯源等的市占率合計不到10%。沈陽芯源是國內(nèi)涂膠顯影設備唯一供應商，公司現(xiàn)在已經(jīng)可以生產(chǎn)6英寸及以下，8、12英寸單晶圓涂膠/顯影機。隨著半導體制造工藝的進步，晶圓制造必須多次重復刻蝕工序以實現(xiàn)更小的線寬，中微、北方華創(chuàng)均已經(jīng)掌握能生產(chǎn)電容性等離子、電感性等離子體刻蝕設備的核心技術，打破了國外壟斷。
6、光纖預制棒產(chǎn)業(yè)
光纖預制棒生產(chǎn)中的關鍵環(huán)節(jié)仍然依賴進口。光棒的核心部件是芯棒和石英套管，其中芯棒的純度要求最高，需要四氯化硅水解的合成石英砂。高純天然石英砂可用于制作光纖預制棒的套管、以及純度相對要求較低的輔助材料靶棒、尾棒等。2013年以前，光纖預制棒生產(chǎn)技術一直被國外壟斷。自國家開始對進口于歐美和日本的光纖預制棒發(fā)起反傾銷后，國外企業(yè)紛紛尋求與國內(nèi)企業(yè)合作的方式以繼續(xù)開拓中國市場。到目前為止，我國的光纖光纜企業(yè)已經(jīng)初步掌握了光纖預制棒“PVCD+RIC/ODD”生產(chǎn)技術，尤其是長飛公司在光纖預制棒的制造工藝上已經(jīng)達到了國際領先水平。2017年我國光纖預制棒產(chǎn)量1096.37噸，但芯棒全部依賴進口，套管90%依賴進口。久智科技可以小批量供貨石英套管，石英股份正在進行相關研發(fā)，國產(chǎn)替代需求強烈。從技術的完整度上來看，我國離完全掌握光纖預制棒生產(chǎn)技術還有一段距離。
7、石英纖維及復合材料產(chǎn)業(yè)
石英纖維及復合材料廣泛應用于國防軍工領域，國內(nèi)僅有菲利華具備量產(chǎn)能力。石英纖維是軟化石英棒拉絲后制得的一種高性能無機纖維，具有強度高、化學穩(wěn)定性好、介電常數(shù)和介電損耗小、耐高溫、膨脹系數(shù)小、耐腐蝕、光譜透過寬、可設計性能好等特點。石英纖維在高頻和700攝氏度以下工作區(qū)域內(nèi)，保持最低而穩(wěn)定的介電常數(shù)和介電損耗，能抵抗航天飛行器在飛行過程中因溫度陡然變化對材料介電性能產(chǎn)生突變性的影響，是航天飛行器的理想透波材料。由于相比于S-玻璃纖維，E-玻璃纖維，石英纖維的價格明顯更為昂貴，現(xiàn)在多用于宇宙飛船的燒蝕及隔熱材料，飛行器耐高溫、增強透波部件用編織材料。
石英纖維在光纖、汽車、醫(yī)學等領域也有應用。石英纖維可作為光纖拉絲爐、汽車玻璃鋼化爐隔熱材料及爐口密封填充材料，高溫酸性液體與氣體介質(zhì)的過濾材料和反應堆的保溫材料；石英套管可作為汽車玻璃鋼化設備配件，航天電子器件導線編織和核工業(yè)組件的耐溫耐輻照絕緣護套；石英纖維在正畸以及牙齒修復上的良好效果已經(jīng)得到臨床驗證，這些領域不需要具備軍工資質(zhì)即可進入，未來可能會吸引更多企業(yè)。
高純度石英材料是電光源及激光光電、光伏、光通訊、半導體、光學鍍膜等產(chǎn)業(yè)不可或缺的重要基礎性材料。隨著上述領域的市場高速增長，我國正在成為石英材料的主要生產(chǎn)基地和重要的應用市場，高純度石英材料的應用技術和市場前景十分廣闊。
參考資料：中信建設《景氣持續(xù)把握確定機會，強者恒強聚焦行業(yè)龍頭》，作者：黎韜揚、鮑學博等
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