报告行业投资评级 - 非金属类建材行业投资评级为买入（维持） [6] 报告的核心观点 - 高纯石英砂行业迎“平权”曙光，合成石英砂或补足最后短板 近期中国发现多个4N8等级的高纯石英矿脉，石英企业矿源制约或将缓解，半导体及光伏行业的供应链安全风险有望解决 未来矿源切换，下游客户需重新验证，石英相关企业或进入“平权”阶段 头部企业具备制备经验及客户资源的先发优势，且切换国产矿源短期或可降低成本 合成石英砂价格较高且有更高的技术壁垒，已有国产中试产品取得不错的验证效果，或将补足产业链最后短板 [4] 根据相关目录分别进行总结 高纯石英砂的定义 - 高纯石英（砂）是由天然石英矿物经物理和化学提纯技术加工而成的关键基础材料，通常指粒度集中在0.10 - 0.45mm、SiO₂纯度极高的石英砂产品，一般认为SiO₂含量>99.995%（4N5），有害元素总含量不高于50µg/g，且对关键元素有限定 [14] - 高纯石英砂有纯度高、粒度范围40 - 150目（不同工艺有不同要求）、物相为晶相三个特征 [15] 供需格局：高纯石英砂依赖美国进口 需求：半导体和光伏场景较为重要 - 高纯石英砂产业链上游包括原料矿资源开发和提纯生产，中游是石英制品及材料产业，下游应用于光伏、半导体等多个行业 [19] - 半导体领域，每生产1亿美元电子信息产品，平均消耗价值50万美元石英玻璃材料，2022年中国半导体领域高纯石英市场规模约53亿；光纤通讯领域，2022年中国光纤领域对高纯石英市场需求为33亿；光伏产业生产1kg适合制造太阳能电池的硅需约15kg高纯石英；电光源方面，中国电光源以东海县为基地，年生产能力超3万t，占世界总量70%以上 [24] 供给：受制于美国，半导体级及光伏坩埚内层尤甚 - 中国是高纯石英砂消费和进口大国，2023年进口量约占全球进口总量的50%，中低端产品能自给部分出口，高端产品主要依赖进口，4N8级别以上原料矿全部依靠进口 [28] - 2015 - 2024年，中国进口≥4N高纯石英4.0 - 15.9万吨，贸易额8.2 - 26.5亿美元；出口0.12 - 4.0万吨，多数年份在1万吨以下 [28] 优质矿源是美国企业的优势来源 - 美国矽比科公司在高纯石英砂领域占绝对优势，4N8及以上产品几乎被其垄断，其IOTA商标是著名商标，纯度为“国际标准纯度” [35] - 矽比科IOTA系列产品用于半导体级熔融石英坩埚等高技术领域，其标准包括杂质元素含量或SiO₂纯度要求，达到该标准气液包裹体杂质含量少 [35] - 截止2019年，全球可加工3N级及以上高纯石英资源约7000万吨，4N5级及以上约2000万吨，约90%集中在美国，矽比科的高纯石英保有资源量可满足数十年矿山服务年限 [38] 我国矿源突破，期待不再“卡脖子” 高纯石英砂提纯制备环节相对成熟 - 高纯石英砂制备相对成熟，但需根据不同矿源适配调整优化迭代，优质且供应稳定的矿源是产品升级迭代的必要条件 [39] - 高纯石英材料中杂质有脉石矿物类、气液包裹体类、类质同象类杂质，杂质比重越小质量越高 [39] - 高纯石英材料深度提纯技术主要有酸处理技术（有氟浸出、无氟浸出、超声辅助浸出）和热处理技术（直接高温爆裂法、氯化焙烧法），典型提纯工艺为“破碎 - 筛分 - 磁选 - 擦洗 - 水洗 - 浮选 - 焙烧水淬 - 酸浸” [40][41] 矿源卡住了我国高纯石英产业链的“脖子” - 高纯石英砂供给是中国高纯石英产业链“卡脖子”瓶颈，缺乏稳定优质原料是4N8级高端产品未国产化的根本原因 [42] - 国内龙头石英股份近年来依靠进口解决原料短缺问题，2019年以来93%以上原料矿需进口，主要来自印度和巴西 [42] 我国高纯石英矿源有重大突破 - 中国已在河南、新疆等地发现多处高纯石英矿，指出了在花岗伟晶岩等产出区域寻找高纯石英原料矿的方向 [50] - 河南省东秦岭地区部分样品SiO₂纯度突破4N8以上级别，批量制备的4N8级高纯石英砂符合IOTA - CG和GB/T32649 - 2016标准，适用于光伏，具备半导体制程应用潜力，河南其他地区、新疆、湖南等地也发现可制备4N8等级石英矿体 [53] 合成石英砂或补足最后一块短板 - 高纯石英价格与纯度正相关，人工合成石英砂纯度最高，杂质更低，可在半导体单晶炉坩埚内涂层、高端光学玻璃等方向替代天然砂，是10nm制程以下半导体芯片刻蚀环节重要部件 [57] - 2023年测试显示，国产某型号合成石英砂已达到并优于三菱石英砂技术指标，但尚处小量中试，产品迭代优化及工业化量产在推进 [62] - 在半导体石英坩埚内层涂料场景，合成石英砂可降低单晶硅杂质引入，但更换后需探索合适生产工艺，具体使用寿命等问题需进一步验证；在高纯石英玻璃场景，合成砂可替代天然砂熔制石英玻璃，气泡方面有待提高，可作为部分高端玻璃产品原料 [66][67] 投资建议 - 建议关注石英股份、菲利华、凯德石英、中旗新材等头部企业，以及凯盛科技等在合成石英砂领域有进展的企业 [4][68] - 石英股份在多领域石英材料市场及技术居前列，半导体级高纯石英砂认证完成并有订单 [68] - 菲利华从事高性能石英玻璃等研发生产，产品通过多家国际半导体原厂设备商及国内企业认证 [69] - 凯德石英产品应用于多领域，是少数能为8、12英寸芯片生产线加工配套石英玻璃制品的企业之一，在中芯国际认证进展顺利并有订单 [69] - 中旗新材高纯石英砂项目2024年二季度投产并销售，产品应用于多个高科技领域 [70] - 凯盛科技合成法制备的高纯二氧化硅应用于多行业，年产5000吨半导体二氧化硅生产线项目已启动带料试生产，有望形成小批量订单 [70]