行业洞察丨石英材料推动我国高新技术产业快速发展

石英材料行业产业链由上游石英砂，中游石英材料及下游石英制品组成。上游为高纯石英砂的生产及供应，目前全球可以批量生产高纯石英砂的企业包括石英股份、尤尼明等，中游石英材料通常以棒、管、锭等形式保存，下游石英制品是以石英材料制成的一系列器件，如石英舟、钟罩、坩埚等，广泛应用于各行业领域。

根据制备工艺不同，石英砂可分为天然石英砂及合成石英砂。合成石英砂由于技术尚不完善并且能耗大、成本高，不适合大规模生产。天然石英砂又可根据二氧化硅含量不同，分为普通石英砂、高纯石英砂。高纯石英砂是制备半导体、光伏、光纤光学等高新技术领域石英材料的关键原材料，其产品纯度决定了其下游应用领域。

石英材料的制备工艺主要有电熔法、气炼法及化学合成法，其中，通过电熔法制成的石英材料羟基含量低，应用范围广，且技术成熟，成本相对较低，目前被广泛应用于石英材料的生产。

根据原材料不同，石英材料可分为天然石英材料、合成石英材料。其中，天然石英材料常用的制备方法可分为电熔法和气炼法。电熔法生产的石英材料羟基含量低，应用范围更广，且成本相对较低，目前被广泛应用于石英材料的生产；气炼法由于使用了氢氧焰加热，氢气会渗入石英材料，导致制成品羟基含量较高，应用范围受到限制。合成石英材料通常使用化学气相沉积法制备，其又可分为直接合成法、间接合成法及PCVD法，制成品纯度较高，但由于化学气相沉积法技术尚不成熟且制备成本较高，目前应用较少。

优质石英矿及高纯石英砂生产供应能力、产业链多环节布局、国际顶尖厂商技术认证等是中国石英材料行业企业的关键成功要素，能够帮助增强企业实力并提升行业地位。

首先，优质石英矿、高纯石英砂供应和生产资源是石英材料生产企业制胜法宝。我国高纯石英矿资源稀缺，高纯石英砂进口数量庞大，每年需要从他国进口大量高纯石英砂、原料矿石及高端石英制品等。我国石英矿资源真正能作为高纯石英材料原料的矿物储量少，规模小，而高纯石英砂是生产石英材料及石英制品的核心原材料，目前全球能批量生产高纯石英砂的企业数量较少。因此，丰富的石英矿石资源及高纯石英砂生产技术是行业内企业的关键成功要素之一。

其次，完善的产业链布局对石英材料生产企业至关重要。石英材料企业产业链较为复杂，产业链流程包括从原材料石英砂到石英材料，石英材料到石英制品，以及下游应用行业包括半导体、光伏、光纤、光学等不同领域。由于产业链较为复杂，大部分石英厂商业务仅能覆盖产业链部分流程，导致企业的议价能力较弱。行业内领先企业近年来不断发展，以石英股份为代表的国内领先企业，分别向产业链上下游拓展，以达到全产业链覆盖，提升公司的行业影响力。

半导体国际顶尖厂商技术的认证资源也对石英材料企业的发展起到重要作用。石英下游主要应用领域为半导体，而石英产品属于半导体工艺中的关键耗材，半导体设备厂商会对高纯石英砂、石英玻璃材料厂商和石英器件加工商进行资质认证，只有通过资质认证的供应商产品，才有资格进入对方供应链采购目录，所以石英厂商只有通过AMAT、LAM Research、TEL等全球领先的半导体设备厂商认证之后，才有可能进入主流半导体供应链系统。因此，半导体设备厂商的产品认证资质是石英产品在半导体行业应用的关键成功因素。

石英材料高纯度、耐高温、耐腐蚀、光谱透过宽等优良的物理和化学性能决定其能够适应半导体制造过程中对于温度、变形性能、透光性等方面的生产要求，满足日益发展的半导体产业的需要，成为半导体产业发展不可或缺的重要辅料。

国内领先的半导体级石英材料厂商已研发制造多种半导体级石英产品，实现对下游客户多元化需求的广泛覆盖和精确匹配，拥有广阔的成长空间。在国家鼓励半导体材料及半导体设备国产化、芯片制程工艺不断进步的背景下，国内领先的半导体级石英材料及制品厂商推出丰富的产品矩阵，以满足下游客户的各类应用场景，把握国家半导体产业快速发展的历史机遇。

石英材料的应用已广泛覆盖半导体制造过程中的多个关键流程，其质量、加工精度直接影响半导体产品的成品率。目前，在半导体生产过程中，石英材料典型的应用包括：石英坩埚、石英导流管用于硅单晶制造流程；石英管制作的石英舟和石英支架用于IC外延、沉积及扩散等环节；石英掩膜基板用于光刻工程；石英环用于蚀刻环节；石英清洗槽、石英花篮用于研磨和清洗流程等。

半导体石英行业技术壁垒较高，石英厂商需要通过全球领先的半导体设备厂商认证之后，才有可能进入主流半导体供应链系统。近年来，我国石英材料厂商不断自主研发技术，已具备量产高质量半导体用石英制品的能力，极大提升了产品的竞争力和在半导体用石英制品供应链中的地位。

未来，半导体下游应用领域的不断拓展以及半导体产业整体国产化率的提升，为石英材料在半导体领域的应用带来巨大发展机遇。同时，芯片制程工艺的进步推动半导体领域对石英材料纯度和性能要求不断提高，技术领先的石英材料龙头企业具备显著竞争优势。

首先，以半导体为代表的石英下游应用领域将加速发展。随着移动互联网技术成熟，物联网、人工智能等新技术兴起，智能化成为社会生活各个领域的主流趋势，传统产业面临转型升级。半导体是产业智能化进程中必不可少的关键电子元件，是新产品智能化功能实现的基础平台，新技术应用的核心载体。新技术应用场景加速落地，原有技术持续升级，将拉动下游对半导体产品的需求，促进半导体产业与新技术融合。而近年来，消费电子、信息通讯、汽车电子等集成电路下游应用领域快速发展，市场对集成电路需求增长迅速，带动对上游石英材料的需求大幅增长。

其次，半导体材料及设备国产化率的提升将带来为石英行业带来发展新机遇。2020年半导体行业关于上游材料依赖性高的短板逐渐暴露出来，这导致国内出现多行业“缺芯”，随后国内半导体行业关键短板技术攻关引导性政策明显增多。目前，中国大陆集成电路企业全球市场份额较美国、韩国等国仍有差距，集成电路国产化还有很大进步空间。中国积极投建各尺寸类型晶圆生产线，以加速中国半导体材料国产化进程。此外，目前中国晶圆制造设备仍高度依赖进口设备。半导体设备国产替代率提升是中国完善半导体产业、打造完整半导体产业链的必然趋势。因此，作为半导体产业上游关键材料的石英材料预计将在半导体材料及半导体设备国产化率提升的作用下迎来新的发展机遇。

除此之外，芯片制程工艺进步也将提升对上游石英材料的要求。石英材料作为半导体生产过程中的重要材料，其杂质含量、原材料匹配性、表面颗粒质量、应力质量等都会对半导体产品的成品率造成影响。目前，我国仅有极少数获得国际主要半导体设备原厂认证的石英材料提供商。因此，已获国际半导体设备厂商认证、深耕行业和半导体细分赛道、注重研发、技术及产品质量领先的国内石英材料龙头企业预计将保持显著的竞争优势。

综上所述，石英材料具有优越的物理性能，能广泛应用于半导体等产业。而随着石英材料产业链布局的优化、市场需求的扩张以及相关国家政策的鼓励，未来我国石英材料行业的发展前景可期。石英材料也将继续作为 “金疙瘩”，推动我国高新技术产业的快速发展。