金刚砂行业深度报告

核心观点此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。2战略新兴产业关键基础材料，光伏级石英砂需求快速增长光伏级石英砂主要用于制造石英坩埚，直接影响硅的成晶（整棒率、成晶率、加热时间、直接加工成本等）以及单晶硅的质量（穿孔片、黑芯片等）

，对石英砂杂质、羟基、包裹体含量，以及粒度分布要求严苛。N型硅片对纯度要求更高，石英坩埚使用寿命会较P型减少50-100小时。受益N型趋势，坩埚用量将稳步增加。预计2022年石英砂需求6.64万吨，同比+44.27%，其中内层砂需求3.32万吨；预计2023年石英砂需求9.39万吨，同比+41.36%，其中内层砂需求3.75万吨。2021-2025年需求复合增速+34.59%。原矿品质决定提纯上限，提纯工艺具有针对性杂质含量及赋存状态决定成矿潜力，只有极少部分矿床具有商业价值。高纯石英矿床资源分布高度集中，美国斯普鲁斯派恩（Spruce

Pine）矿床，具有规模大、流体杂质少、品质稳定等优点，供给了全球90%以上的高纯石英砂。尤尼明和TQC原材料主要开采自此矿床。国内暂未发现高品质大规模的矿床，且原料评价与选择技术相对落后，只能被动通过元素检测和经验积累来进行矿石的的选择和试用。提纯技术一般具有局限性，对于确定的矿体，一般认为存在提纯上限。相比普通石英砂，高纯石英砂增加较多复杂工艺流程。由于不同厂商或同一厂商不同阶段的原料差异，需要针对性调整生产流程。此外，国内检测技术上仍有较大提升空间。核心观点此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。3国产化进程加快，供需总体紧张和结构性失衡整体上国产砂在关键指标上已经与进口砂接近。目前高端高纯石英砂仍依赖进口，但国产化进程显著加快。供需：总体偏紧：预计2022年石英砂需求约6.6万吨，供给约6.3万吨，总体供需紧张。结构失衡：内层主要采用进口砂，预计2022年内层砂需求约3.3万吨，进口供给约2.4万吨，存在缺口。季度供需：Q1进口砂供需偏紧，Q2开始逐渐开始紧缺，且供给缺口持续放大。价格持续性：情形一：减少进口砂用量和比例。假设2022-2024年进口砂比例降至35%、25%、20%，行业呈现供需偏紧，否则存在缺口。情形二：坩埚内层使用国产砂。在内层：外层=50：50或40：60的情形下，内层优先采用进口砂，剩余需求采用全国产砂坩埚，假设使用寿命减少50小时，则仍存在供给缺口。情形三：两巨头卖矿石或国内技术突破。结构性失衡的情况将不复出现，仅呈现供需偏紧的情况。价格弹性：石英坩埚占硅片成本较低。从非硅成本看，预计石英坩埚占比约10%；从生产成本看，预计石英坩埚占比约1.3%

。下游对涨价不敏感。高纯石英砂占坩埚成本的72%，高纯石英砂每上涨1万元/吨，（1）假设坩埚顺价，拉晶非硅成本增加0.28分/W

（2）假设坩埚不顺价，硅片厂石英坩埚成本增加0.20分/W。涨价弹性较大。国产砂坩埚影响成晶率，增加断线概率。拉晶成本每增加1元/kg，对应拉0.23分/W，则可支撑上涨1万元/吨。战略新兴产业关键基础材料，光伏级石英砂需求快速增长原矿品质决定提纯上限，提纯工艺具有针对性国产化进程加快，供需总体偏紧和结构性失衡010203相关标的04风险提示05第一部分此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。战略新兴产业关键基础材料高纯石英砂应用领域广泛高纯石英砂是由水晶、石英矿石等作为原料经提纯后的一种高品质石英砂产品。凭借独特的晶体结构和晶格变化规律，具有耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀等特点。高纯石英作为重要基础性材料，广泛应用于半导体、光伏、光纤通信、精密光学、航空航天等战略新兴产业。图表：高纯石英砂应用领域资料来源：石英股份公告此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。战略新兴产业关键基础材料高纯石英砂应用领域广泛从应用领域来看，2018年半导体和光伏为全球高纯石英砂需求最大的两个行业，分别占比36%和34%。从区域市场来看，2018年亚太、欧洲和北美为全球高纯石英砂市场，分别占比49%、30%、17%。图表：2018年高纯石英市场结构（应用领域）资料来源：MurrayLines,

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High

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demand，华创证券图表：2018年高纯石英市场结构（区域市场）资料来源：MurrayLines,

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&demand，华创证券此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。7战略新兴产业关键基础材料高纯石英砂应用领域广泛中低端石英产品已实现国产化，但国内半导体、光纤、光伏行业所需要的高质量的石英制品仍依赖从美国、欧洲、日本等市场高价进口。近年来，随着国内技术进步、工艺革新，我国石英企业正向高端市场迈进，高端石英材料的国产化进程加快。图表：不同领域高纯石英价格及Fe元素含量

资料来源：MurrayLines,

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&demand图表：高纯石英的产品分类及技术状况分类低端产品中端产品高端产品按SiO2纯度ω

(SiO2)≥99.9%(3N)ω

(SiO2)≥99.9%(4N)ω

(SiO2)≥99.998%(4N8)按杂质含量 ≤1000×10-6 ≤100×10-6 ≤20×10-6技术现状 国产 国产化 主要依靠进口资料来源：颜玲亚等《中国高纯石英资源开发利用现状及供需形势》，华创证券此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。战略新兴产业关键基础材料高纯石英砂没有统一划分标准，产业对标美国尤尼明产品目前高纯石英没有统一的划分标准，国内一般认为标准为𝑤(SiO2)≥3-5N、𝑤(Fe2O3)＜10ppm；海外一般认为9

种杂质元素Na、K、Li、Al、Ca、Fe、Ti、B、P

的含量总和应＜50ppm，且每个杂质元素含量有上限。图表：石英品质分类、价格范围和矿床最小开采量资料来源：杨晓勇等《高纯石英的研究进展及发展趋势》图表：高纯石英杂质元素含量上限资料来源：杨晓勇等《高纯石英的研究进展及发展趋势》此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。战略新兴产业关键基础材料高纯石英砂没有统一划分标准，产业对标美国尤尼明产品产业里以美国尤尼明生产的高纯石英砂标准为标杆。半导体组件晶圆：IOTA

4、IOTA

6、IOTA

6-SV、IOTA

8和IOTA

STD-SV等。光伏坩埚：IOTA

CG。光源：IOTA

STD、IOTA

CG。图表：尤尼明高纯石英砂产品标准资料来源：

Murray

Lines,

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demand，华创证券AlBCaCrCuFeKLiMgMnNaNiPTiZnITOA

48＜0.050.70.0070.0040.30.40.20.070.0131.00.0020.11.40.01ITOA

68＜0.050.70.0030.0010.20.10.20.070.008＜0.10.0020.11.40.01ITOA

6-SV8＜0.050.50.0020.0010.1＜0.10.20.020.004＜0.050.001＜0.051.30.01ITOA

88＜0.050.40.001＜0.001＜0.05＜0.05＜0.050.010.001＜0.05＜0.001＜0.051.30.01ITOA

STD14＜0.100.60.0060.0280.30.70.50.040.0391.00.0010.11.20.01ITOA

STD-SV14＜0.100.30.0040.0030.1＜0.10.50.010.007＜0.050.0010.11.10.01ITOA

CG14＜0.100.60.0070.0190.30.70.50.040.0291.00.0010.11.20.01光伏级石英砂质量要求严苛，需求快速增长高纯石英砂在光伏行业的应用在光伏产业，高纯石英砂主要用于制造石英坩埚，加料用石英管等用量约占1%。石英坩埚主要用于盛装熔融的硅液，是拉晶的关键耗材。生产原理是通过旋转模具，利用离心力将石英砂成坩埚形，然后将电极送电启弧，同时启动真空系统，使其快速熔化成坩埚形状的熔融石英，经冷却后取出。图表：石英坩埚工艺流程资料来源：欧晶科技官网原料旋转模具、倒砂、成型熔融、冷却喷砂、切割检测、清洗、成品此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。光伏级石英砂质量要求严苛，需求快速增长石英坩埚的结构石英坩埚为半透明状，有三层结构，即涂层、气泡空乏层、气泡复合层。气泡空乏层：一般指内层，是一层3~5mm的透明层，可改善单晶生长的成功率及晶棒品质。气泡复合层：一般指外层，是高气泡密度的区域，受热均匀保温效果好。图表：石英坩埚的结构资料来源：国家知识产权局（专利号CN109267147A），华创证券涂层此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。透明层气泡复合层光伏级石英砂质量要求严苛，需求快速增长光伏直拉单晶对石英砂的品质要求单晶发展方向：增加投料量，提升整棒率、成晶率，高晶棒品质（高少子寿命、低氧），低非硅成本。坩埚性能要求：长寿命、高强度、大尺寸、高纯度、内表层结构稳定性、品质一致性、低造价。石英砂性能要求：高纯度、低杂质、低羟基、低包裹体、粒度分布均匀等。图表：光伏直拉单晶对石英砂的品质要求杂质含量碱金属促使坩埚析晶，使坩埚失透和变形低含量AlAl-O键能高于Si-O键能，故适量的Al元素可以增强坩埚强度低含量FeFe会促进石英与石墨之间的反应低含量此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。石英砂品质指标对石英坩埚的影响要求羟基 羟基会降低坩埚强度，过高坩埚易鼓包 低含量包裹体 气液包裹体主要由结晶水和气组成，气的成分主要有CO2、H2O、H202、N2、CH4、CO 低含量粒度 理论上，石英砂粒度越小，杂质去除越容易;粒度分布越均匀，打埚时气泡越容易排除 均匀资料来源：隆基硅片事业部

《光伏行业发展对高纯石英砂及其制品的需求》，华创证券此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。光伏级石英砂质量要求严苛，需求快速增长光伏直拉单晶对石英砂的品质要求杂质的影响杂质含量高的石英坩埚高温强度低，易变形，可能发生坩埚上口内塌造成与导流筒碰撞而阻断正常拉晶的现象。杂质含量高的石英坩埚在本体上的析晶，可能造成内壁局部的析晶壳层过厚而极易脱落使单晶拉制无法继续，以及外壁析晶较厚，产生在底部或者弧度的鼓包，贯穿坩埚本体引起漏硅等现象。资料来源：欧晶科技官网，华创证券图表：石英坩埚析晶现象资料来源：欧晶科技官网图表：杂质的扩散现象离子扩散系数（cm2/s）渗透石英厚度0.5mm2mm5mmLi1.0*10-61.63min25.4min2.62hNa7.0*10-612.1s3.25min20.4minK1.0*10-82.61h42.0h11dayCa2.0*10-81.31h21.2h5.6dayAl1.0*10-13＞10yr＞10yr＞10yrB1.0*10-17基本不渗透基本不渗透基本不渗透P8.0*10-14＞10yr＞10yr＞10yr此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。光伏级石英砂质量要求严苛，需求快速增长光伏直拉单晶对石英砂的品质要求羟基的影响羟基（-OH）是影响坩埚强度的核心因素。羟基改变SiO2的键合结构，大幅降低坩埚的耐温性能。当羟基含量＞150ppm，坩埚在1050℃就会开始软化变形，无法正常使用。羟基含量影响因素：工艺路线、环境湿度、原料选取等。图表：石英中的流体包裹体资料来源：杨晓勇等《高纯石英的研究进展及发展趋势》图表：石英坩埚析晶现象资料来源：杨晓勇等《高纯石英的研究进展及发展趋势》此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。光伏级石英砂质量要求严苛，需求快速增长光伏直拉单晶对石英砂的品质要求包裹体的影响坩埚使用前内表面基本无气泡，使用中气泡在高温下逐渐长大和硅液对坩埚的侵蚀作用，气泡逐渐接近固-液内表面，随着使用时间增加，向硅液释放石英微颗粒以及微气泡，污染硅熔体。直接影响硅的成晶（整棒率、成晶率、加热时间、直接加工成本等）以及单晶硅的质量（穿孔片、黑芯片等）。图表：石英坩埚微气泡污染硅熔体机理资料来源：欧晶科技官网图表：石英坩埚使用前后气泡对比资料来源：欧晶科技官网此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。光伏级石英砂质量要求严苛，需求快速增长N型硅片纯度要求高，增加高纯石英砂需求P型电池已达效率瓶颈，未来HJT、TOPCon等N型电池有望引领电池技术升级。N型硅片对石英坩埚纯度要求更高，随着拉晶时间增加，杂质越来越多，使用寿命会较P型坩埚减少50-100小时，对应将会增加坩埚用量。图表：N型硅片渗透率趋势资料来源：CPIA此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。光伏级石英砂质量要求严苛，需求快速增长下游需求旺盛，预计2022年需求6.6万吨，同比+44%预计2022年石英砂需求6.64万吨，同比+44.27%，其中内层砂需求3.32万吨；预计2023年石英砂需求9.39万吨，同比+41.36%，其中内层砂需求3.75万吨。2021-2025年需求复合增速+34.59%。图表：光伏高纯石英砂需求测算20212022E2023E2024E2025E装机（GW）170250350450550硅片产量（GW）227325455585715其中：P型96%92%87%81%75%N型4%8%13%19%25%单GW需单晶炉（台）8080808080坩埚寿命（小时）367364361357353其中：P型370370370370370N型300300300300300单炉坩埚需求（个/年）2424242525其中：P型2424242424N型2929292929单个坩埚重量（kg）8585858585石英砂单耗（kg/kg）1.251.251.251.251.25单GW石英砂需求（吨）203204206209211石英砂总需求（万吨）4.606.649.3912.2115.10内层砂需求（万吨）2.303.323.754.886.04外层砂需求（万吨）2.303.325.637.339.06资料来源：CPIA，WIND，华创证券测算此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。光伏级石英砂质量要求严苛，需求快速增长下游需求旺盛，预计2022年需求超6.6万吨，同比+44%分季度来看，预计2022Q1-4石英砂需求为1.33、1.46、1.73、2.13万吨，其中内层砂占比约50%。图表：光伏高纯石英砂季度需求测算2022Q1E2022Q2E2022Q3E2022Q4E装机（GW）50556580硅片产量（GW）657285104单GW需单晶炉（台）80808080坩埚寿命（小时）364364364364单炉坩埚需求（个/年）24242424单个坩埚重量（kg）85858585石英砂单耗（kg/kg）1.251.251.251.25单GW石英砂需求（吨）204204204204光伏石英砂总需求（万吨）1.331.461.732.13内层砂需求（万吨）0.660.730.861.06外层砂需求（万吨）0.660.730.861.06资料来源：

CPIA，WIND，华创证券测算战略新兴产业关键基础材料，光伏级石英砂需求快速增长原矿品质决定提纯上限，提纯工艺具有针对性国产化进程加快，供需总体偏紧和结构性失衡010203相关标的04风险提示05第二部分原矿品质决定提纯上限，高品质矿床资源极为稀缺以石英岩矿物为原料深度提纯是主流制备方法高纯石英制备方法一般分为提纯方法和合成方法。提纯方法：原料可分为天然水晶和石英岩矿物，由于天然水晶资源逐渐枯竭，因此以石英岩矿物为原料深度提纯是行业的主流生产工艺。合成方法：一般用于生产超高纯石英（杂质含量＜8ppm）和极高纯石英（杂质含量＜1ppm），制备方法可分为气相合成法、化学沉淀法、溶胶－凝胶法、四氯化硅液相水解法等

。图表：高纯石英砂应用领域资料来源：颜玲亚等《中国高纯石英资源开发利用现状及供需形势》，华创证券此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。制备原料原料成本制备工艺优点缺点天然水晶饰用水晶的需求量激增一、二级水晶的单价在30-40元/kg水晶原矿经过粉碎、水晶资源逐渐枯竭，目前观赏和装磁选、浮选、酸浸、干燥、焙烧后得到成品石英砂工艺简单资源逐渐枯竭，生产成本高杂质含量高，能耗高，粉料特性不稳定，制备效率低且粒径分布宽石英岩矿物粒度粗，易于单体解离，提纯效果较为理想酸浸、碱浸、络合处度提纯理、高温气氛焙烧深过程污染小花岗伟晶岩和脉石英中的石英结晶经过前期选矿后通过天然石英矿物价格低制备工艺复杂，容易有较多资源相对丰富，制备金属杂质和羟基，纯度低于化学合成的石英砂此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。原矿品质决定提纯上限，高品质矿床资源极为稀缺杂质含量及赋存状态决定成矿潜力，只有极少部分矿床具有商业价值石英晶体中杂质含量及赋存状态是决定能否制成高纯石英的关键因素。综合评价高纯石英成矿潜力时，应充分考虑石英的化学成分、嵌布粒度、共生的脉石矿物、包裹体和晶格杂质共5个因素。由于提纯技术具有局限性，只有极少部分矿床可用于制造高纯石英砂。不同地质成因岩石中化学纯度和杂质元素不尽相同，提纯工艺和难度差异很大，工业用途也大相径庭。一般光伏级石英砂首选为白岗岩石英和热液石英。资料来源：杨晓勇等《高纯石英的研究进展及发展趋势》，华创证券图表：高纯石英原料评价指标等级化学成分w(SiO2)/%平均嵌布粒度 脉石矿物种d(Qz)/mm 类包裹体特征晶格杂质a>99.9>50种气液相已破坏纯净b99.5~99.92~51种占主要稀疏分布星染状类质同象c99.0~99.50.2~22种部分密集分布杂质出溶现象d<99.0<0.2>3种固相矿物占主要部分明显石英环带结构岩浆/岩浆后成因白岗岩石英化学纯高纯石英材料、光学，高温灯管、半导体、太阳能级Si伟晶岩化学纯，晶体高度有序光学和压电石英热液石英石英合成、半导体、太阳能级

Si、Si合金、玻璃石英岩SiO2含量可达>98%难熔材料、Si材料、Si合金变质石英脉化学纯石英合成石英成因石英类型图表：不同成因石英原材料的性质和首选利用领域属性 首选应用领域变质成因沉积成因石英砂

化学纯玻璃和铸造工业、方石英、石英粉、Si玻璃、SiC石英砾石 化学纯 Si材料、Si合金、建筑工业沉积石英岩

化学纯，隐晶质SiO2

难熔材料原矿品质决定提纯上限，高品质矿床资源极为稀缺高纯石英矿床资源稀缺，且资源分布高度集中全球高纯石英原料矿床分布于美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、毛里塔尼亚、中国、加拿大等7个国家。尤尼明和TQC矿源来自美国斯普鲁斯派恩（Spruce

Pine）地区的花岗质伟晶岩，是全球唯一受到阿乐汉尼（alleghanian）绿片岩运动影响的高纯石英矿床，具有矿体规模大、石英中流体杂质少、矿石品质稳定等优点。根据《岩石矿物学》，该矿供给了全球90%以上的高纯石英砂，在相当长时间内甚至是唯一的来源地。图表：全球高纯石英砂矿床分布资料来源：MurrayLines,

et

al.,High

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demand此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。原矿品质决定提纯上限，高品质矿床资源极为稀缺高纯石英矿床资源稀缺，且资源分布高度集中美国斯普鲁斯派恩(Spruce

Pine)

矿的高纯石英原料资源规模最大，超过1

000万吨；资源量最小的是挪威德拉格(Drag)矿，仅有26.7万吨。图表：全球高纯石英原料矿床的资源分布与开发现状国家/地区矿床类型矿业公司资源量/万吨开发利用现状美国北卡罗来纳州斯普鲁斯派恩白岗岩型>

1000挪威石英股份公司（

The

Quartz

Corp

）矽比科北美公司（

SibeIco

North

America,

lnc.

）-生产生产美国爱达荷州博维尔风化残积型艾矿产股份公司（

I-MineraIs,

lnc.

）探明：437.8；推断：885.7勘探挪威诺尔兰郡德拉格伟晶岩型挪威石英股份公司（

The

Quartz

Corp

）26.7生产挪威霍达兰郡内索登热液脉石英型挪威北欧石英股份公司(Nordic

Quartz

AS

）控制：189.9；推断：89.3勘探俄罗斯车里雅宾斯克州克什特姆热液脉石英型俄罗斯石英有限责任公司（

Russia

Quartz

LLC

)储量：136生产俄罗斯汉特一曼西自治区萨兰保尔热液脉石英型极地石英股份公司（JSC

Polar

Quartz）33生产澳大利亚昆士兰州白泉热液脉石英型生产石英山糖袋山灯塔热液脉石英型热液脉石英型热液脉石英型石墨烯与太阳能技术有限公司（

Graphene

&

SoIar

TechnoIogies

Ltd）石墨烯与太阳能技术有限公司（

Graphene

&SoIar

TechnoIogies

Ltd

）高纯石英有限公司（

UltraHPQ

）亨特贝二氧化硅有限公司（

Hunter

Bay

Silica

Pty.

Ltd.

）推断：150预测：1400 勘探探明+控制：120（＜70m） 勘探探明+推断：183.4；预测：500

生产澳大利亚维多利亚州克雷西克金矿尾矿型佩特拉矿产有限公司（

Petra

Minerals

Pty.

Ltd

）地表推断：100；地下预测：100？ 勘探加拿大魁北克省约翰比兹热液脉石英型PAL

公司（

PIacements

Appalache(1966)

Ltée

）控制：225勘探毛里塔尼亚努瓦迪布湾省查米乌姆阿奎尼纳热液脉石英型热液脉石英型毛里塔尼亚石英股份公司（

Quartz

lnc.

SA

Mauritania

）毛里塔尼亚矿产公司（

The

Mauritanian

Minerals

CO.

）探明：72.5预测：500-1000生产停产？中国湖北蕲春 灵虬山 热液脉石英型资料来源：王九一《全球高纯石英原料矿的资源分布与开发现状》，华创证券湖北省蕲春县灵虬山石英砂厂控制：391.5；推断：11.4生产原矿品质决定提纯上限，高品质矿床资源极为稀缺此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。国内暂未发现高品质大规模的矿床，且原料评价与选择技术相对落后国内制备高纯石英原料主要为天然水晶和脉石英。截至2017年底，天然水晶资源储量为0.69万吨，目前已几近枯竭。脉石英方面，我国尚未发现纯度高、杂质少、规模大、质量稳定的具有工业价值的矿床，品位相对较高的代表性脉石英矿床分布在湖北省蓟春县、江苏省东海县、安徽旌德县等地。国内高纯石英原料评价与选择技术相对落后，无法对高纯石英砂用原料进行预判，只能被动地通过元素检测和经验积累来进行矿石的的选择和试用，不仅耗费大量的金钱，同时拉长项目周期。提纯工艺较为复杂且有针对性，检测技术仍有进步空间高纯石英砂核心工艺流程包括破碎、分选、磁选、酸泡、浮选、氯化等破碎：将石英原料破碎到有利于杂质释放与后续处理的所需的粒度。与传统破碎相比，

电动破碎在处理杂质方面更有效，

而且不会引入大量的铁污染。分选：利用色选机根据矿物的光学特性，排除深色或浅色的杂质矿物。磁选：利用不均匀磁场中除去磁性杂质矿物，如褐铁矿、

赤铁矿、黑云母、

钛铁矿、磁铁矿等。酸洗、浸出：剔除包裹体杂质。酸洗使用盐酸或硫酸等溶解力较低的酸，浸出使用高温的氢氟酸。图表：高纯石英砂工艺流程资料来源：石英股份、菲利华项目环评书，华创证券氯化磁选浮选磁选酸洗粗制石英砂破碎分选此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。提纯工艺较为复杂，检测技术仍有较大进步空间高纯石英砂核心工艺流程包括破碎、分选、磁选、酸泡、浮选、氯化等浮选：在酸性环境下采用相应的浮选药剂，剔除云母类、长石类矿物。氯化：剔除石英晶格杂质。在1000-1200℃高温下，碱金属、碱土金属和残余的包裹体等杂质与氯或氯化氢气体反应生产气态氯化物挥发排除。图表：提纯工艺后石英砂纯度对比资料来源：MurrayLines,

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High

purity

quartz

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&demand，华创证券AlFeNaKLiTiZrCaMg初始41.312.912150.51.3＜0.13.21.3预处理23.510.38.88.21.20.90.12.91.1磁选21.34.96.47.60.40.5＜0.12.50.2浮选12.33.86.93.30.40.4＜0.11.40.2浸出10.40.181.210.450.250.38＜0.010.650.12氯化9.20.070.060.120.20.36＜0.010.620.11ITOA-STD10.40.181.210.450.250.38＜0.010.650.12ITOA-68.000.150.080.070.151.40＜0.010.60＜0.05此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。提纯工艺较为复杂，检测技术仍有较大进步空间提纯具有局限性，一般具有提纯后极限纯度天然石英内部的杂质，特别是以类质同象状态存在的杂质，如Al、Ti、Li、B、P等杂质元素较难剔除。对于某一种确定的矿体，尤尼明认为一般会存在提纯上限。图表：美国尤尼明石英矿体杂质含量（平均值ppm）资料来源：杨军《美国尤尼明高纯石英砂产品介绍》，华创证券AlCaMgKNaLiFeTi矿体一15.20.5<0.050.60.90.90.231.3矿体一提纯后极限纯度14.50.3<0.05<0.05<0.050.5<0.051.2矿体二80.6<0.050.350.90.150.31.4矿体二提纯后极限纯度70.5<0.02<0.04<0.03<0.02<0.031.2合成石英玻璃0.2<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.02此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。提纯工艺较为复杂，检测技术仍有较大进步空间高纯石英砂相比普通石英砂工艺更为复杂，且需要对不同矿石针对性调整相比普通石英砂，高纯石英砂增加较多复杂工艺流程，且具有试剂纯度高、试剂腐蚀强、材料标准严、环境要求严苛、安全要求高的特点。由于高纯石英作为战略性新兴产业中的特殊材料，海外对国内进行技术封锁。提纯工艺与原矿有针对性的特点。不同厂商、甚至是同一个厂商在不同时期，用的原料不尽相同，需要针对性地调整生产流程，并找到精细化生产和规模化作业之间的平衡点。图表：石英砂工艺流程及设备资料来源：MurrayLines,

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demand此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。提纯工艺较为复杂，检测技术仍有较大进步空间国内高纯石英砂检测技术上仍有较大提升空间高纯石英砂纯度极高、杂质含量极低、且测试的元素种类较多，常用的分析化学法和Ｘ射线荧光光谱法（XRF）受自身特点限制，难以满足检测要求。电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES），对金属元素具有良好的检出限，并具有灵敏度高、精确度好、检测时间短等优点，已成为一种高纯物料微量化学成分检测的常用方法。高纯石英质量ICP检测技术的关键在于试样消解和溶矿条件的严格控制。由于起步较晚、技术保密等原因，国内高纯石英砂检测技术上仍有较大提升空间。图表：国内ICP检测技术与美国尤尼明IOTA-STD高纯石英产品质量的ICP-OES检测结果对比样品AlBLiNaKCaMgWB/10-6Ti FeMnCuCrNiΣw(Si)/%a 10.79 0 0.23 1.225 0 0 0 0.635 0 0 0.005 0 0.01 12.895 99.9987b 16.2 0.08 0.9 0.9 0.6 0.5 <0.5 — 0.23 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 19.66 99.998资料来源：贾德龙等《高纯石英全球资源现状与我国发展建议》，华创证券注：a-国内ICP检测技术实测结果；b-美国尤尼明公布的IOTA

-STD产品检测结果的平均数值。战略新兴产业关键基础材料，光伏级石英砂需求快速增长原矿品质决定提纯上限，提纯工艺具有针对性国产化进程加快，供需总体偏紧和结构性失衡010203相关标的04风险提示05第三部分此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分高纯石英砂依赖进口，国产化进程显著加快资料来源：MurrayLines,

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&

demand，华创证券挪威TQC竞争格局：尤尼明寡头垄断美国尤尼明公司：成立于1970年，隶属于Sibelco

Group集团，全球高纯石英砂生产商龙头，市场份额具有垄断优势。原料来自Spruce

Pine地区的花岗质伟晶岩。挪威TQC公司：由挪威微晶公司(Norwegian

Crystallites

AS)

与斯普鲁斯派恩的KT长石公司(K-T

Feldspar

Corp.）、长石公司(The

Feldspar

Corp.)

于2011年合并而成。在挪威被许可生产3万吨/年，原料来自Spruce

Pine和挪威当地的石英。石英股份：国内首家实现高纯石英砂量产技术突破的企业，打破国际厂商对高纯石英砂的垄断，2021年产量约2.4万吨。其他公司：无稳定矿源，产品批次稳定性和质量一致性较差，规模普遍较小在1000吨左右。图表：2018全球高纯石英砂供应格局 图表：国内高纯石英砂竞争格局公司 矿床 类型 资源量 深加工美国尤尼明 美国斯普鲁斯派恩 白岗岩 满足数十年开发 美国美国斯普鲁斯派恩 白岗岩 大于1000万吨 挪威挪威德拉格 伟晶岩 26.7万吨 挪威石英股份无矿床，有稳定矿源 - 满足3年以上需求 中国其他公司 无矿床，无稳定矿源 - 不稳定资料来源。：王九一《全球高纯石英原料矿的资源分布与开发现状》，华创证券中国质量一致性较差高纯石英砂依赖进口，国产化进程显著加快国内高纯石英砂高度依赖进口美国：近几年进口量及价格均逐年小幅增加2021年进口石英2.70万吨，同比+20.35%；进口均价2.08万元/吨，同比+19.44%。2022年1-8月进口石英2.08万吨，同比+26.01%；进口均价2.53万吨，同比+15.62%。其中，8月进口石英4175吨，同比+221.86%，环比+10.62%。图表：美国石英月度进口量（吨）图表：美国石英进口均价（万元/吨）此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。资料来源：海关总署，华创证券资料来源：海关总署，华创证券高纯石英砂依赖进口，国产化进程显著加快国内高纯石英砂高度依赖进口挪威：2021年进口量大幅增加，进口均价持续上涨2021年进口石英1.19万吨，同比+63.73%；进口均价2.47万元/吨，同比+19.72%。2022年1-8月进口石英8146吨，同比+9.58%；进口均价3.69万吨，同比+69.44%。其中，8月进口石英1954吨，同比+61.31%，环比+107.86%。图表：挪威石英月度进口量（吨）图表：挪威石英进口均价（万元/吨）此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。资料来源：海关总署，华创证券资料来源：海关总署，华创证券高纯石英砂依赖进口，国产化进程显著加快高纯石英砂国产化进程显著加快2009年，石英股份实现高纯石英砂提纯技术突破，实现规模化生产，打破海外垄断。根据第三方披露的数据，整体上国产砂在关键指标上已经与进口砂接近，但仍然需要进一步提升品质。之前行业石英坩埚内外层砂均采用进口砂，目前一般内层砂采用进口砂，外层砂采用国产砂。根据各厂商工艺不同，内层砂比例一般为40%-60%。图表：国产砂与尤尼明砂对比资料来源：隆基硅片事业部

《光伏行业发展对高纯石英砂及其制品的需求》此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。高纯石英砂依赖进口，国产化进程显著加快高纯石英砂国产化进程显著加快国产砂销量快速提升：2021年外销1.41万吨，同比+93%。2018-2021复合增速+74%。国产砂与进口砂价差收窄：2021年石英股份外销均价2.15万元/吨，同比+9%。近几年销售价格持续上涨，与进口砂价格价差收窄。图表：石英股份高纯石英外销量（吨）资料来源：公司公告，华创证券图表：国产进口高纯石英价格差异（万元/吨）资料来源：公司公告，华创证券供需：总体紧张+结构性失衡供需总体紧张，呈现结构性失衡总体供需紧平衡：预计2022年石英砂需求约6.6万吨，供给约6.3万吨，总体供需紧张。从目前披露的行业扩产规划看，供需偏紧状态有望维持三年。供需结构性失衡：目前坩埚内层主要采用进口砂，预计2022年内层砂需求约3.3万吨，进口供给约2.4万吨，存在缺口。随着光伏产业快速发展，内层砂需求快速增长，如果海外无扩产规划或国产砂无法用于坩埚内层，供给将缺口持续放大。图表：高纯石英砂供需平衡表（万吨）2021 2022E此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。2023E2024E进口砂美国尤尼明挪威TQC合计内层砂需求1.31.12.42.31.31.12.43.31.31.12.43.81.31.12.44.9国产砂1.53.0石英股份菲利华其他合计外层砂需求0.82.32.30.93.93.35.50.61.07.15.65.71.51.28.47.39.510.8合计 4.7 6.3需求 4.6 6.6资料来源：公司公告，华创证券测算（注：俄罗斯石英砂一般不用于光伏）9.412.2供需：总体紧张+结构性失衡季度进口砂供给缺口持续放大需求：预计2022Q1-4坩埚内层砂需求分别为0.66、0.73、0.86、1.06万吨。供给：假设进口砂数量按季度平均分布，每季度进口量约为0.60万吨。供需：总体上，Q1供需偏紧，Q2开始石英砂逐渐开始紧缺，且供给缺口持续放大。此外，业内部分硅片大厂提前锁量进口砂，导致市场可供销售的高纯石英砂更加紧缺。图表：季度供需平衡表2022Q1E2022Q2E2022Q3E2022Q4E装机（GW） 50556580硅片产量（GW） 657285104单GW石英砂需求（吨） 204204204204光伏石英砂总需求（万吨） 1.331.461.732.13内层砂需求（万吨） 0.660.730.861.06进口砂供给（万吨） 0.600.600.600.60资料来源：

CPIA，WIND，华创证券测算此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。价格持续性受多因素影响情形一：降低进口砂用量和比例坩埚内层仍采用进口砂，在一定范围内，降低进口砂用量和比例对拉晶的影响相对不大，处于可接受范围内。目前行业使用进口砂比例约为50%，假设2022年行业进口砂比例可降至35%，2023年行业内层砂比例降至25%，2024年行业内层砂比例降至20%，则行业呈现供需偏紧，否则行业存在供给缺口。图表：情形一供需平衡表20212022E2023E2024E装机（GW）170250350450硅片产量（GW）227325455585单GW石英砂需求（吨）203204206209石英砂总需求（万吨）4.606.649.3912.21进口砂比例50%35%25%20%进口砂需求（万吨）2.302.322.352.44进口砂供给（万吨）2.402.402.402.40资料来源：

CPIA，WIND，华创证券测算此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。此页包含机密资料，其全部或任何部分不可被复制或再发送。本页不构成对任何产品的要约出售/购买、招揽或建议。关于免责声明全文，详见本PPT最后部分。

39价格持续性受多因素影响图表：情形二供需平衡表2022E2023E2024E装机（GW）250350450硅片产量（GW）325455585单GW需单晶炉（台）808080坩埚寿命（小时）314311307单炉坩埚需求（个/年）282829单个坩埚重量（kg）858585石英砂单耗（kg/kg）1.251.251.25单GW石英砂需求（吨）237239243情形1：内层:外层

=

50:50进口砂可支撑硅片产量（GW）235233230剩余国产砂总需求（万吨）2.135.338.62剩余国产砂总供给（万吨）1.504.706.00情形2：内层:外层

=

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