逆襲、暴漲，高純石英砂爭奪打響
- 2023-05-12
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- 來源：能源雜誌
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在硅料經過了兩年的暴漲，開始進入下行區間后，光伏行業另一個重要原材料——高純度石英砂價格又開始持續走高。
根據上海有色網最新消息，近期高純石英砂價格持續走高，龍頭企業價格價格調整頻率較去年加快，截至目前龍頭企業外層砂價格為12-13萬元/噸、中層砂價格為19-23萬元/噸、內層砂價格為34-37萬元/噸，價格較同期上漲超400％。
“漲”字當頭
目前我國光伏石英坩堝大多依賴進口，進口高純石英砂自2022年起，每季度價格環比上調15%。數據显示，2023年3月8日，高純石英砂均價為7.5萬元/噸，較2月23日5萬元/噸的價格上漲2.5萬元/噸，兩周時間漲幅高達50%。
4月初，石英坩堝用中內層砂價格上漲至17萬/噸左右，目前國內中內層砂供應量仍偏少，預計仍將再度進行調價。專家表示，2007至2008年進口高純石英砂最高價到過20萬元/噸，所以進口高純石英砂仍然有較大的上漲空間，甚至有可能突破歷史最高價位。
在石英股份4月初報價中，內層砂13-14萬/噸，預計漲價到20萬-25萬；中層砂價格為9萬-10萬/噸，預計漲價到17萬-18萬。總體來看，高純石英砂價格呈持續上漲趨勢。
目前全球能夠批量生產高純度石英砂的企業僅有三家，分別是美國的矽比科（尤尼明），挪威的TQC以及國內的石英股份。美國矽比科與挪威TQC佔有礦產資源優勢，高純石英原料儲量豐富、產品質量高，長期主導全球高純石英砂供應，但其產能主要面向电子級高端石英玻璃，光伏級擴產速度緩慢。
國內高純石英砂受制於礦源限制，產能較小，難以滿足全國光伏和半導體石英坩堝用量需求。2009年底，石英股份攻克了高純石英砂提純技術難題，成功實現了高純石英砂的產業化，成為世界少數具有大規模生產高純石英砂能力的公司之一。
現階段我國中低端石英砂已經實現國產化，但適用於光伏、半導體純度等級的高純石英砂產能有限。石英坩堝內層砂仍以國外進口為主。
受品質等級、應用領域等因素的影響，石英砂產品價格分化明顯，其中普通石英砂價格僅幾十上百元，而部分高純石英砂產品售價高達數萬元。
2022年，我國石英砂產量9407萬噸，年總產量雖大，但以普通石英與精製石英為主，二者合計產量佔比達到92%以上，而高純石英產量佔比不足8%。2022年全國用於光伏領域石英坩堝的高純石英砂的需求量約5.63萬噸，進口高純石英砂總量約4.72萬噸，國產高純石英砂僅有約1.5萬噸。
為何一“砂”難求？
近年來，光伏企業飛速擴產，光伏硅片環節擴產增加了對石英坩堝的需求，進而刺激了高純石英砂的需求。在光伏、半導體行業帶動之下，上游石英砂出現“一砂難求”的現象，價格持續走高。
光伏行業是高純石英砂主要增長點。據《全球高純石英資源現狀、生產、 消費及貿易格局》，我國高純石英砂下游主要集中在半導體（50%）、光通信（23%）、光伏（17%）等領域。預計2023年我國3N級以上高純砂需求量可達57.4萬噸，同比增長16.0%。
目前全球高純石英原料共14處礦床，在產礦山僅7座，其中坐落於美國北卡羅來納州西部米切爾縣的斯普魯斯派恩礦床較為優質，由矽比科（尤尼明）和TQC共同開採，其中，美國Spruce Pine白崗岩石英礦憑藉礦體規模大、流體雜質少、品質穩定等優點成為高端石英砂主要出產地。
而我國高純度石英資源儲量約685萬噸，僅佔全球總儲量的9.4%，且均為中小型礦區，優質礦石資源相對稀缺。石英股份的礦源包括巴西、非洲、印度等地，其大部分產品通常被用作石英坩堝的中外層。
由於全球石英礦雜質存在差異，需要不同提純技術來應對不同的礦源，雜質含量高或種類多會增加提純難度和成本。因此，全球儲量稀缺、石英礦資源品質良莠不齊是高純石英砂量少價高的重要因素。
除了資源量上的限制，技術差距也是造成高純度石英砂供給不足的重要原因。
礦物提純法是高純石英砂的主流製造方法。高純石英砂擁有天然水晶加工、石英岩礦物提純和化學技術合成三大工藝路線。礦物提純法對提純工藝和原礦質量要求甚高。
一方面，高純石英砂所需要的優質石英礦石相對稀缺。石英礦石中雜質的存在形式與含量決定了後期的提純工藝，也間接決定了石英砂的純度上限。另一方面，高純石英砂提純工藝複雜，具備較高的技術壁壘。
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4N級以上高純砂製備工藝目前僅掌握在美國矽比科（尤尼明）、挪威 TQC、中國石英股份等少數公司手中，技術壁壘極高。
我國已基本實現4N級石英砂的國產化，但高端品供給能力有所欠缺。美國矽比科（尤尼明）和挪威TQC佔據着品質極高的Spruce Pine石英礦，並掌握有最為先進的提純工藝，基本垄斷了石英砂高端市場。我國目前已經實現4N級以下石英砂的穩定供應，僅有石英股份具有高水平提純工藝，但產品質量較矽比科、TQC等存在差距。
光伏迎來新難題
在光伏領域，由於高純石英砂的耐高溫性及熱穩定性良好，被主要用於製造拉制單晶硅用的石英坩堝。後者用於支持高溫條件下連續拉晶，裝放多晶硅的消耗型石英器皿。
受益於光伏產業的快速發展，高純石英砂和石英坩堝成為重要的“搶手資源”，並迎來了量價齊升的市場行情。
從價格和成本的角度來看，石英坩堝在光伏全產業鏈中的位置並不重要。在光伏硅片製備的拉晶環節中，多晶硅原料占成本的90%左右，石英坩堝僅占約2%，因此高純石英砂每上漲1萬元/噸，對於硅片所用石英坩堝的成本增加仍不足1分錢。
但是以高純石英砂為原材料的石英坩堝，是光伏硅片製備環節的消耗性輔材，其產量與硅片產能深度綁定。
高純石英砂是石英坩堝核心原材料，成本佔比高達72%。隨着高純石英砂漲價，石英坩堝在硅片成本中佔比攀升。據統計，2021年12月，一個石英坩堝約為4000元；2022年10月，一個石英坩堝的價格大概1.2萬元；目前，光伏用36英寸高品質石英坩堝最新價已經上漲到2萬元/只左右，環比上漲25%，較2022年初價格大漲約4倍。據行業數據显示，預計後期隨着進口砂與國產砂上漲帶動，二季度將上漲到2.2萬元/只左右，全年最高價將有可能超過2.8萬元/只。
石英坩堝難以支撐長時間高溫工作，在晶硅拉制的高溫環境下，外表析晶和內層熔解都會導致坩堝破裂，直接影響成晶率、加工時間和晶硅質量，所以石英坩堝會在數次拉晶后報廢更換。
坩堝品質的下降，對拉晶的影響很大。正常使用進口高純石英砂製成坩堝斷線率在20%，國產砂的斷線率則高達40%。且品質最好的坩堝可使用400-500小時，次一級300小時，不合格的只有200小時，無法維持正常生產。
作為消耗品的石英坩堝，一旦產量不足，就會導致光伏硅片產能不穩定。
未來走勢
2023年4月21日尤尼明在官網公布其擴產計劃，因近年全球半導體和光伏市場對高純石英砂需求的快速增長，其宣布將投資2億美元，在2023-2025年將產能擴至2022年的2倍（產能1.3萬噸提升至2.6萬噸）。
根據業內消息，TQC已經放棄6,000噸高純石英砂擴產計劃，尤尼明項目擴產預計在2024年上半年，因此2023高純石英砂主要增量來自石英股份。
從石英股份擴產進程來看，其有6萬噸高純石英砂項目處於建設中，預計2023年項目可以建成投產。根據年報，截止2022年，石英股份已經實現20,000噸/年高純石英砂量產。
由於國內優質石英礦資源較少，石英股份主要通過長期框架協議採購巴西、非洲、印度等地礦石，後續產能順利擴張以優質石英礦石的穩定供應為前提。受國際貿易政策調整等因素影響，關稅問題或將成為導致進口高純石英漲價的一重要因素。
據相關機構測算，坩堝用高純石英砂2023年需求約為9.3萬噸，缺口約有1.2-1.7萬噸。隨着光伏需求持續上升，光伏坩堝高純石英砂會明顯呈現出供應不足的趨勢，近年來價格飛速上漲已經佐證了這一點。
尤尼明和TQC生產的海外進口砂價格已由年初的11-12萬元/噸上漲至35-40萬元/噸，國產坩堝中外層用高純石英砂價格已由年初的4-8萬元/噸上漲至7-17萬元/噸，接下來或將持續上漲。
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