半导体与光伏双轮驱动石英制品需求上升本土企业加速崛起但高端领域仍受制于人

2024-09-01 09:23

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一、下游半导体与光伏行业双轮驱动，石英制品需求持续上升

观研报告网发布的《中国石英制品行业现状深度调研与未来前景研究报告（2024-2031年）》显示，石英玻璃制品主要是指众多以石英玻璃材料做成的产品,主要包括石英玻璃管、石英玻璃棒、石英玻璃片、石英玻璃砣、熔凝石英玻璃管（炉芯管）、熔凝石英玻璃棒、石英玻璃舟、石英玻璃坩埚等等

石英玻璃制品是现代信息产业、光学、光伏、半导体等国家战略性新兴产业和航空航天等国防领域发展中不可或缺的重要基础性材料。其中半导体方向对技术要求较高、占比最大，光伏方向增速快，带来增量空间。近年来，下游半导体与光伏行业市场双轮驱动，石英制品需求持续上升。

数据来源：观研天下数据中心整理

1.半导体

2020-2023年全球半导体市场的销售额从4404亿美元增长至5269亿美元，复合增速为6%；2024年、2025年全球半导体市场销售额有望分别达6112和6874亿美元，同比分别增长16%、12%。

数据来源：观研天下数据中心整理

石英材料在半导体产业的应用主要在单晶硅片制造和晶圆制造两个环节。石英舟、石英管、石英仪器是半导体芯片加工过程清洗、氧化、光刻、刻蚀、扩散等环节中所需要的材料。

全球石英玻璃制品终端市场应用中，半导体市场石英制品规模约145亿元，占比65%，其中石英制品规模与半导体销售规模的比例约为6.6:1000。因此，我们预计2020-2025年全球石英制品行业规模有望从29亿美元增长至45亿美元，其中半导体石英制品规模有望从19亿美元增长至29亿美元。

数据来源：观研天下数据中心整理

2.光伏

石英制品在光伏产业链中主要应用在硅棒/锭和单/多晶硅电池片生产过程。在硅棒/锭的生产过程中，石英坩埚是多晶硅铸锭炉的关键元器件，用于盛装熔融硅并制成后续所需硅锭的一次性消耗品。在单/多晶硅电池片生产过程中，石英舟、管、瓶、清洗槽等器件被用于扩散、清洗等环节，主要是承载功能。光伏生产工艺属于低温工艺，对石英制品性能的要求主要是耐腐蚀、透光性好、杂质含量低，对羟基无要求，属于中低端石英产品。

根据数据，光伏领域占石英制品市场规模的7%，因此，我们预计2020-2025年全球光伏石英制品规模有望从2.03亿美元增长至3.18亿美元。

数据来源：观研天下数据中心整理

二、国内部分石英制品企业加速崛起，但高端产品领域仍受制于人

石英制品企业需要单独通过半导体设备厂商或芯片制造厂商的测试，产品试验合格后方可供货。而高纯石英砂生产与高品质矿源密切相关，在上游石英砂产业中，低品质矿源提纯较为困难，一般只会生产市场主流的相对固定尺寸的石英材料，难以满足下游需求。国内石英制品行业呈现高端产品外资垄断、低端产品趋同性较强的局面。

国内部分企业在石英玻璃制品的加工方面已达较高水平，但与国际上先进的石英玻璃生产厂家相比还存有一定差距。相比于国内企业，国外企业在生产大功率灯管、半导体生产用石英炉管，大尺寸光学镜头、液晶显示用合成石英玻璃，光纤套管和光纤预制棒，特种石英玻璃及高附加值石英玻璃等产品上的技术水平较为成熟。国内方面，在发展新材料产业的相关政策推动下，国内行业骨干企业正加快技术创新步伐，采用新材料、新工艺、优化性能参数等办法努力缩小与国外竞争对手之间的技术差距。

国内石英行业发展历程

阶段	时间	发展概况
起步阶段	1957-1961年	以基础研究为主，企业尝试引进和掌握制造方法
形成产业阶段	1962-1966年	石英玻璃制品企业在此期间有部分产品出现，产品的产量和质量开始提升，并初步形成一定规模
改革创新阶段	1978-1988年	向高新技术用石英玻璃方向发展，如：大规模集成电路用高纯耐高温石英玻璃管、高纯涂层坩埚、电弧法坩埚、光通信用石英玻璃、激光用石英玻璃等都是这一时期研究并大量生产的
技术创新阶段	1989-2000年	引进国外先进技术、实行技术创新、增加品种等发展，最为突出的是东海县发展成为电光源用石英玻璃生产基地，产业内的企业产品质量提高明显，生产成本下降较快，技术装备显著改进
产业升级阶段	2000年至今	随着科学技术的不断发展及工业化的稳步推进，国内的主要石英厂商均投入大量资金进行设备改造升级，石英玻璃材料及制品的生产加工已由传统劳动力密集型逐步向技术密集型、资金密集型的方向转变，石英行业技术的发展呈现出―高效能、低能耗的特点

资料来源：观研天下整理

由于国外对国内石英行业进行技术封锁，国内高端石英制品制造技术仍受制于人。在偏向电子级高端石英制品领域，全球市场主要由海外厂商引领，包括美国应用材料、德国贺利氏、日本信越、中国台湾崇越、韩国金刚、韩国Wonik、日本泰谷诺等，国内具备生成8、12英寸产品的企业多为外资企业包括杭州大和热磁电子、贺利氏信越、沈阳汉科等，占据着国外8、12英寸集成电路用石英市场的主要份额，并且不直接与4、6英寸集成电路石英制品行业竞争。

石英制品电子领域应用

尺寸	制程	下游应用
12 英寸先进制程	5nm	高端智能手机主处理器（苹果 A14、麒麟 9000、9000E 等）
	7nm	高端智能手机主处理器（苹果 A12、骁龙 855 等）；高性能计算（个人电脑、服务器CPOU、矿机）。
	10nm	高端智能手机主处理器（苹果 All、骁龙 845、麒麟 970 等）；高性能计算（个人电脑、服务器CPOU、矿机）。
	16/14nm	高端显卡（NVDIA Volta、AMD Voga20 等）；智能手机处理器（骁龙660、骁龙821、联发科P22 等）；个人电脑 CPU（Intel Coffee Lake）；服务器处理器；矿机芯片；FPGA芯片等。
	20-22nm	存储（三星 DRAM、NAND Flash）；低端智能手机处理器；个人电脑CPU；FPGA芯片；矿机芯片；数字电视、机顶盒处理器；移动端影像处理器等。
	28-32nm	WiFi 蓝牙芯片（博通、高通 802.1lax 芯片）；音效处理芯片；存储芯片；FPGA 芯片（Xilinx7系）；ASIC 芯片；数字电视、机顶盒：低电压、低功耗物联网芯片等。
12 英寸成熟制程	45-65nm	DSP 处理器（德州仪器）；影像传感器（索尼移动端堆栈式 CIS）；射频芯片；WiFi、蓝牙、GPS、NFC、Zigbee 等芯片；传感器中枢（sensor hub）；非易失性存储。
	90nm-0.13μm	物联网 MCU 芯片；汽车 MCU 芯片；射频芯片；基站通讯设备DSP、FPGA等。
8 英寸	0.13μm-0.15μm	指纹识别芯片（如汇顶科技（603160））；影像传感器；MCU；电源管理芯片；液晶驱动IC；传感器芯片。
	0.18μm-0.25μm	影像传感器（如索尼相机 CIS）；eNVM 嵌入式非易失性存储芯片（银行卡、S1M卡、身份证等）。
6 英寸	0.35μm -0.5μm	MOSFET 功率器件、汽车用 IGBT 等
	0.5μm-1.2μm	0.5-1.2μm MOSEFT 功率器件、IGBT、模拟 RF、MEMS、二极管、三极管等