高纯石英砂行业供需紧张依旧期待合成石英砂缓解难题

  高纯石英砂是高端制造业关键原材料，在光伏应用场景使用量较大。高纯石英砂指二氧化硅含量高于99.98%的石英砂，是工业重要原料，大范围的应用于光伏、半导体等方面。

  其中，在光伏的主要应用是石英坩埚。石英坩埚是拉晶时盛放硅液的容器，需在1500℃左右环境下持续工作300-400小时，之后将之更换，属耗材。制备石英坩埚的高纯石英砂按照使用部位分内层砂和中/外层砂，单价差异明显。内层砂直接和熔融多晶硅料接触，性能（纯度/气焰包裹体/粒径分布/一致性）要求更高。一旦气泡过多或者杂质析出，将对拉晶产生较大负面影响，降低坩埚质量和使用寿命。

  高纯石英砂矿源稀少，且提纯技术门槛较高，国内除石英股份以外，并无其他大规模供给。高纯石英砂原料大多数来源于脉石英岩和花岗伟晶岩，其石英晶粒结晶粒度粗，易于单体解离，是加工为高纯石英砂的理想原料。但并非所有对应矿都能生产高纯石英砂。事实上，只有极少数花岗伟晶岩和脉石英岩能满足生产高纯石英砂的要求。这使得部分市场认识简单的把高纯石英砂理解为资源品。其实，除了较为稀少的矿产供给，较高难度的提纯技术是另一个高门槛。由于原材料的供给相对不够稳定，很少有企业长时间探索提纯工艺，改进提纯技术。第一步是要将原料破碎，然后分选矿物中的杂质（磁选和浮选），然后采用化学处理方法去除气焰包裹体和晶格体中的杂质。目前全球只有尤尼明，TQC和石英股份能批量供应质量稳定的高纯石英砂，此格局维持至今。

  合成高纯石英砂即使有突破，也会首先用于半导体级别。为缓解高纯石英砂供应紧张的问题，采用人工合成高纯石英砂被市场寄予厚望，通过气相沉积法将四氯化硅制成合成高纯石英砂。因为四氯化硅是生产多晶硅的副产物，原料供应理论上不会成为制约瓶颈。目前仅日本一家公司能够量产合成高纯石英砂，且价格较贵，售价是制约其推广大规模应用的原因。目前，凯盛科技合成高纯石英砂已经通过工艺验证并成功开展了小批量试产，年产5000吨高纯合成二氧化硅项目正按计划推进，产品可用来生产高端半导体器件、N型硅片坩埚内层砂等，预计于2024年开始量产。

  下游需求持续不断的增加，高纯石英砂单价逐年上涨，从2022年开始呈现加速态势。硅片尺寸和类型变化加速需求量开始上涨，供需矛盾短期暂时无法化解。拉晶时，大涡-晶直径比更利于氧的挥发，来提升产品质量，大尺寸单晶硅对应坩埚尺寸也更大，利于降本，基于此，市场上硅片逐渐向大尺寸发展，据CPIA预测，2025年182和210尺寸硅片会成为市场主流，对应石英坩埚尺寸和高纯石英砂用量也将增加；此外，N型硅片渗透率不断的提高，预计2030年市场占比接近50%，其他条件相同情况下，N型硅片对纯度要求更高，拉晶过程中比P型硅片消耗多1倍石英坩埚，同样会导致高纯石英砂的需求量增加。因此，坩埚用高纯石英砂的需求可能会不断的提高。返回搜狐，查看更加多