一、石英玻璃：各項性能突出，玻璃材料中的“皇冠”

　　石英是一種主要成分是二氧化硅的無機非金屬礦物，是透明或半透明的晶體，一般為無色或乳白色，質地堅硬，常含有少量雜質成分。當雜質較少時，石英呈現透明的晶體狀（即天然水晶），而當雜質較多時，透明度則會降低。石英是地球表面分布最廣的礦物之一，其物理性質和化學性質均十分穩定，是生產石英砂的原料，最常用的石英礦石通常稱為硅石。石英玻璃是由二氧化硅單一組分構成的特種工業技術玻璃，擁有優越的物理、化學性能，綜合性能屬于玻璃材料之最，被稱為“玻璃王”，被廣泛用于光源、電子、光通訊、光伏、儀表、激光、航天核技術和國防等領域。普通石英玻璃就是用天然水晶或硅石作原料經高溫熔制而成；而還有一種高純優質石英玻璃，則使用無機或有機含硅的液體化合物如四氯化硅經火焰水解合成工藝制成，稱為合成石英玻璃。

石英礦石-石英砂-石英制品產業鏈

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　　石英是地球表面分布最廣的礦物之一，主要成份為SiO2，常含有少量雜質元素，如Al2O3，CaO，MgO等，石英礦有多種類型，種類包括石英巖、石英砂巖、天然石英砂、脈石英、硅石等。中國石英礦資源豐富，已探明高品位的石英礦140億噸以上，主要分布于廣東、廣西、海南、福建、云南、四川、江蘇、黑龍江等地。從全國范圍來看，其中江蘇東海是高檔石英原料的主產區，其石英管、石英砂原料產量占全國的80%以上。我國用于生產高純石英玻璃的石英礦多產于變質巖地帶的偉晶巖，形成于巖漿熱液條件，雖然石英含量高，但具有石英中中流體雜質多、礦體規模小，礦石品質不穩定等缺點，受礦山特點限制，國內對于提純高純石英砂的設備和工藝更加復雜（美國尤尼明使用的石英礦石是白崗巖，礦體規模大、流體雜質少、品質穩定）。高純石英砂應用高端，提純技術復雜，壁壘較高石英是一種天然礦物，需要經粉碎、篩選、酸洗、水洗、煅燒等工序制成石英砂，作為石英玻璃原料通過熔煉工藝做成石英玻璃及其制品。工業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SiO2≥99.998%，Fe≤1ppm，因其具有耐高溫、熱膨脹系數小、高度絕緣、耐腐蝕以及獨特的光學特性，應用在半導體、光通訊、電光源、航空航天、IT、新能源等高端產業。高純石英砂提純技術十分復雜，需采用1-3級天然水晶石和優質天然石，經過復雜的精細加工而成。最早制成高純石英砂的原料是水晶，但水晶資源稀少，分布不均衡，且作為工藝品和工業材料相比價值差距大，后來通過技術革命，高純石英砂目前普遍用價格更為低廉、分布更為廣泛的硅石等石英礦石進行提取，但對于礦山的品質要求較高，提純技術更加復雜，目前全球只有美國尤尼明等極少數公司具規模量產高純石英砂的能力。美國尤尼明擁有優質的白崗巖礦產，礦體規模大、流體雜質少、品質穩定，其IOTA-STANDARD 等級石英砂，被全球公認為高純石英砂的標準產品，其產品純度指標被當作“國際標準純度”。國內石英礦石由于所含的雜質種類、含量波動較大，對于生產高純度的石英砂的技術工藝要求更高，國內目前只有石英股份具備規模化量產高純石英砂的技術能力。

石英砂分類情況

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　　石英制品是主要由具備良好物理化學性能的石英玻璃做成的產品，石英玻璃分為透明和不透明兩大類，其原材料大多取自純度在99.5%以上的精致石英砂，石英玻璃制成品有各種規格，按照產品形狀可分為管材、棒材、板材、坩堝、鐘罩和燈工制成品以及石英玻璃纖維石英棉等。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。普通石英玻璃的熔制工藝分為：電熔工藝、氣煉工藝、電弧工藝三大類。國內方面采用連續熔化工藝制造電光源用石英玻璃管已經較為成熟，在半導體工業用石英制品方面，比如氣煉電熔二步法制造的管材、棒材、板材制品近年來也有較大發展。整體來看，石英玻璃制品性能優越、規格豐富，廣泛運用于光纖光通訊、半導體、光伏、化工、光學、航空航天等領域。

石英玻璃性能優越

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石英玻璃制品形態豐富，應用領域多元

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　　二、百億量級市場，高端領域需求高景氣

　　石英玻璃憑借其優越的性能，下游應用領域廣泛，包括光伏、電光源、半導體、光纖光通訊、航空航天、光學鍍膜等行業，作為特殊新材料，需求整體增長平穩，市場空間在百億量級。目前石英制品多應用于光源、半導體、光纖、光伏等領域，據石英行業協會報告，2015年全球石英玻璃市場規模超過200億元，半導體市場規模占整個石英市場60%，光纖行業占比約20%，太陽能占比約6%，光學、電光源分別占比約7%。

全球石英玻璃應用及市場規模

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　　1、電光源行業：從傳統光源向高端、特種光源升級

　　石英玻璃具備良好的光學性能，從紫外區到紅外區均有優良的光透性和耐熱性，因此成為主要的照明用泡殼材料，主要產品有石英管。用于電光源行業的主要為采用連續熔化工藝制造的小口徑透明或不透明石英玻璃管，工藝比較簡單且因連續生產成本低廉，由于普通電光源石英管技術壁壘不高，國內企業在滿足產品質量同時價格較低，國內傳統電光源是石英管主要應用領域，在全球市場已經占據主導地位。2009年、2010年全國電光源類石英產品需求量分別為3萬噸、3.46萬噸，總銷售額分別為8.7億元、10.24億元。2014年全球電光源需求390億美元，國內電光源需求82億美元，按石英管等石英材料在電光源中成本占比3%-5%計算，全球電光源石英材料市場空間為9-15億美元，國內市場為2-4億美元(考慮到LED對傳統電源的替代，實際市場規模會更小)。

　　2016年國內電光源產量為230.85億只，同比增長0.34%，2015年電光源實際出口數量達到12.02億只，同比增長87.58%，電光源市場需求整體保持增長態勢，帶動上游石英管同樣保持穩健發展。

　　2、未來汽車整燈、殺菌燈等高端、特種光源成為新的需求增長點。

　　近年由于LED燈的廣泛普及，對傳統光源產生了一定沖擊，但在特種光源領域，LED難以替代，國內電光源石英管行業也在從傳統光源向高端光源、特種光源轉變，如HID燈、農用植物生長燈、固化燈、環保UV殺菌燈等，而相比技術門檻低、競爭激烈的傳統光源領域，此類特種光源對石英制品的性能及質量要求也會更高。汽車燈方面，受益于國內汽車保有量持續增長，需求仍有穩定支撐，LED因為成本等原因主要用在尾燈，HID前大燈是發展趨勢，電光源石英管仍有較大發展空間，國內石英股份等企業電光源石英管過去主要應用于汽車燈維修市場，汽車燈整車市場仍被海外生產商壟斷，隨著海外企業逐步退出，國內企業正在逐步滲透至整車市場。

國內電光源產量整體上升

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　　3、光伏行業：石英坩堝競爭激烈，隨行業景氣波動

　　石英制品廣泛應用于太陽能光伏行業，主要產品石英坩堝，是用于提煉單/多晶硅過程中的消耗品，石英坩堝按形狀分為，方形坩堝和圓形坩堝，分別對應為多晶坩堝和單晶坩堝。石英坩堝用來裝載高純多晶硅料，經歷1500℃高溫連續作業50個小時以上，生產硅錠或拉制單晶，屬于光伏產業鏈上游的關鍵技術環節，為避免高純硅料被污染，需使用潔凈、同質、耐高溫且性質穩定的材料，對石英坩堝用的高純石英砂原料要求較高，用氣煉熔融法或電弧熔融法造成透明或半透明的高純度坩堝，SiO2含量通常需在99.99%以上。另外在太陽能電池片的生產過程中，各類石英玻璃材料及制品也是其主要的工藝耗材，如擴散爐管、法蘭等。

光伏產業鏈

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石英坩堝

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　　石英坩堝相對而言技術門檻不高，國內企業較多市場競爭激烈，利潤率不高，隨整個光伏行業景氣波動。2010年國內用于生產單晶石英坩堝的高純石英砂用量2.3萬噸，銷售額27.08億。考慮到2011年之后，高純石英砂價格下滑幅度較大（2011年外銷高純石英砂單價4.3萬噸下滑至2014年的2.1萬噸）,按2010年之后需求量復合增長15%，單價2萬元/噸計算，目前市場規模約在10億左右。2016年全球光伏安裝量整體持續增長，日本、法國、英國等發達國家有所下降，中國新增容量34.5億瓦，成為全球增長貢獻最大的國家。2017 年上半年，中國裝機容量增加24.4兆瓦，超過去年同期，此外，國家能源局出臺規劃指出未來4年（2017-2020）光伏發電指標為 86.5GW，光伏裝機容量持續增長，將拉動石英坩堝行業景氣回升。

歷年各國光伏發電裝機容量情況（兆瓦）

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中國光伏發電裝機容量快速增長

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　　4、光通訊行業：光纖重要生產材料，景氣向上、發展趨勢高端化

　　光纖光纜生產產業鏈分為：光纖原料的制備和提�。ü饫w預制棒）、預制棒熔煉光纖拉絲、光纖制成光纜制品。石英玻璃材料是生產光纖預制棒和光纖拉絲過程中主要的輔助配套材料。光纖預制棒生產技術主要包括MCVD、 PCVD、OVD、VAD等，制棒環節中預制棒主要成分為通過SiCl4、氧氣化學反應制備而成的高純度合成石英玻璃，高純石英玻璃沉積基管作為芯層；另外為提高預制棒單棒拉絲長度、提高產量、降低成本，在制棒技術上采用芯棒外加套管的方法，基管、套管對材料要求純度極高。同時光纖預制棒生產、光纖拉絲生產過程中還需使用多種石英玻璃輔材，主要包括 MCVD、 PCVD 工藝中的頭管、尾管，OVD、VAD 工藝中使用的把持棒、石英玻璃燒結管，預制棒拉絲過程使用的把手棒、把手管、石英罩杯等。其中用量最大的有：與沉積管（基管）匹配的頭管、有收集灰塵功能的尾管、OVD、VAD工藝中用的與芯棒匹配的把手棒、拉絲接棒用的大尺寸把手等。石英玻璃輔材相比基管、套管的材料純度要求有所降低。

光纖光纜生產工藝流程中預制棒制備、拉絲均要使用石英玻璃

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　　國內光纖用石英制品主要集中在石英輔助材料，產品相對偏中低端，價值量偏低，因此市場空間不大，大概2-3億市場規模；因2010年之前預制棒仍然大部分依賴進口，國內上游相關的基管、套管等高端石英產品發展也相對欠缺，目前仍主要通過進口滿足，2016年我國進口3506噸套管，折合市場規模約15億元左右，國內占全球光纜需求一半以上，對應全球市場規模在30億元左右。光纖行業景氣度持續向上，我國光纜線路累計長度呈現持續增長的趨勢，從2003年至今，光纜線路長度增長超過13.39倍，2017年6月國內光纜線路累計長度達3406.10萬千米，同比增長18.08%； 2015年我國光纖光纜消耗超過2億芯公里，按每芯公里售價60元，石英材料使用占比10%-15%測算,對應光纖石英材料整體市場規模12-18億。2016年全球光纜需求量達到4.25億芯公里，同比增長17％，對應光纖石英材料整體市場規模26-38億。。同時隨著國內光纖產業的快速發展、技術提升，光纖預制棒的國產化比例逐步提高，2015年商務部針對美、日進口光棒征收8%-41.7%的反傾銷稅，促使國內光棒產能進一步提升，目前國內光棒自給率已經接近80%，這也使得國內光通訊領域的石英玻璃原料、輔材的配套也在向高端化發展。

國內光纜線路累計長度及增速（萬千米）

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　　5、半導體行業：快速增長的高端市場，技術壁壘高、認證周期長

　　高純度石英材料是半導體IC芯片生產過程中的關鍵性輔助耗材，在切片、拋光、氧化、外延、光刻、刻蝕、擴散、CVD和注入離子、磨平等對硅晶圓進行一系列處理的工藝環節中，石英玻璃憑借高純度、耐高溫、低的熱膨脹等優良性能而被大量采用主要產品有用于提煉、清洗容器以及制作晶圓IC載體的石英坩堝、用于擴散、氧化載體的擴散管和石英環、用于硅片外延工序的石英鐘罩，硅片酸洗和超聲波清洗工序使用的花籃、支架，硅片擴散工序使用的硅片承載器、石英玻璃舟等；此外生產平板顯示器件需要的關鍵材料光掩膜基板主要基礎材料也是石英玻璃（小尺寸、高分辨率用石英玻璃；大尺寸、分辨率要求低可用蘇打玻璃），其石英玻璃基片通常需要采用高純合成石英錠。

半導體制造過程

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半導體領域用石英玻璃材料

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　　全球半導體市場維持持續增長，2017上半年半導體全球市場銷售額已達到1905億美金，同比增長21%，其中中國銷售額達到了614億美元，同比增長24%，國內半導體行業雖起步較晚，但目前處于快速成長期，2014年6月發布的《國家集成電路產業發展推進綱要》將發展集成電路產業上升為國家戰略以來，大陸半導體產業迎來快速發展，2016 年全球和我國半導體消費額分別為3387億美元、1075 億美元，據每生產1億美元的電子信息產品，平均需要消耗價值50萬美元的石英玻璃材料測算，對應全球、國內半導體級石英材料空間分別已達到17億美元、5億美元。半導體用石英制品下游應用占比高，已成為石英制品行業需求最關鍵的增長點。且由于半導體產業鏈相對較為復雜，技術門檻高，對石英制品的純度及性能要求也高，因此半導體級石英制品行業的技術壁壘也相對較高。國際半導體設備制造商對石英玻璃材料供應商實施嚴格的資質認證，從而保證半導體使用材料的質量和性能，認證過程中從產品、技術到研發體系及經營管理制度對公司進行全方位持續考核，認證周期一般在3-5年。

中國半導體銷售額占比平穩上升（億美元）

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中國集成電路銷售額（億元）

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大陸半導體材料銷售額（十億美元）

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　　6、航空航天行業：行業進入門檻高，產品附加值高

　　由于航空航天領域的高精密度及高技術性，對使用的材料要求很高，高純石英耐高溫、耐腐蝕、耐輻射，介電常數和介電損耗小及膨脹系數小，是多種航空、航天飛行器關鍵部位的結構增強、透波、隔熱材料，其主要使用是石英纖維及其制品，包括石英棉、石英紗、石英布等。航空航天領域準入門檻高，毛利率高，需求規模不大相對穩定，且相對于民用領域毛利率高，但企業前期開拓有一定難度。

航空航天用石英制品具體種類及應用

　　三、海外巨頭具備技術優勢，高端市場占優

　　目前全球市場主要還是由賀利氏、邁圖、東曹、尤尼明、昆希等海外龍頭企業掌握，其均具備獨特的技術優勢，各自有其占領的領域和市場，且下游應用領域集中于半導體、光伏、航空航天等高端領域，產品附加值高，競爭力強。據IBISWorld統計，賀利氏、邁圖、東曹2013年的全球市場份額占比合計超過60%。

2013年全球石英市場格局

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海外龍頭企業對比情況

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