（报告出品方/作者：申万宏源研究，刘靖）
1.石英玻璃—高新技术领域关键原材料
石英玻璃是应用日益广泛的高新技术材料。石英玻璃的成分为二氧化硅（SiO2），具 有透光性高，耐温性好，膨胀系数低等优越的物化性质，因此被广泛应用于半导体、光伏、 光学、光纤和军工等高新技术领域。石英玻璃已成为近代科学技术和现代工业不可或缺的 重要材料。新材料领域的专家们把石英玻璃称为“玻璃王”，无论从制造的高指标或工艺 的复杂性，还是应用场合的技术难度来看，石英玻璃堪称玻璃材料的“皇冠”。
1.1 石英玻璃材料及制品物化性质优越，应用领域广泛
石英玻璃的力学、热学、光学和化学性能优越，在半导体、光学、光纤、光伏、电光 源以及航空航天等领域应用广泛。石英玻璃是由二氧化硅单一组分构成的工业技术玻璃， 由于二氧化硅为原子晶体，Si-O 间是共价键，所以石英玻璃耐温性强且化学性质稳定；Si-O 间化学键能大且结构紧密，使得石英玻璃具有良好的机械性能，耐压力强；此外石英玻璃 具有较小的密度，再加上石英玻璃的微观结构是由二氧化硅四面结构体结构单元组成的单 纯网络，短程有序，长程无序，使得其光学性能优良且介电强度高。凭借优越的物化性质， 石英玻璃广泛应用于包括半导体、光纤、光学、光伏、电光源以及航空航天等诸多高新技 术领域。
1）半导体（占比约 65%）：石英制品是重要的半导体耗材，用于半导体加工全过程。 石英玻璃内二氧化硅纯度高，化学性质稳定，不与除氢氟酸和磷酸外的任何酸反应，充分 满足半导体制造过程中需要抗高温、变形性能强、不活泼的材料作为晶圆承载和清洗等容 器的要求，被广泛运用于半导体生产过程。此外，由于石英玻璃折射率低，耐温性强，能够满足掩膜版对于基版材料光学透过率高，热膨胀率低的要求，是高精度玻璃掩膜版的重 要材料。
2）光纤（占比约 14%）：石英玻璃材料是生产光纤预制棒和光纤拉丝过程中主要的 消耗材料。石英玻璃的折射率极低，吸光系数小并且透光波段范围宽，而光纤作为以全内 反射原理传输的光传导工具，对折射率有极高的要求，因此石英玻璃被大量应用于光纤制 造，主要产品有预制棒、炉芯管、石英管等。
3）光学（占比约 10%）：石英玻璃构成的部件是光学仪器中的关键性元件。透明石 英玻璃的光学性能好，折射率低，可以满足 185-3500mμ波段范围内任意透光波段，因此 既可以作为光学仪器的透紫外材料也可以作为透红外材料，主要产品为制造摄谱仪、红外 照相机、棱镜以及透镜。同时，石英玻璃具有很强的热稳定性，数值在 800~1000℃之间， 光学石英玻璃还广泛应用于高空高温照相，比如：高温作业窥视窗口、高精度测距仪以及 大型天文望远镜。
4）光伏（占比约 7%）：光伏领域生产加工环节中，石英玻璃制品为硬性耗材。石英 玻璃所制造的石英坩埚凭借洁净、同质和耐高温的性能，一般作为熔融多晶硅料的盛装器 具，用于后续拉制单晶硅棒/多晶硅锭的过程，是生产过程中的主要耗材。随着新能源产业 的强劲发展，中国光伏产业规模不断壮大，天然石英产品尤其是石英坩埚产品的市场需求 不断扩大。
5）电光源（占比约 4%）：在电光源领域，石英玻璃电光源产品在家居、医疗、交通、 娱乐等行业应用广泛。汽车照明用的氙灯，卫生消毒用的紫外线杀菌灯以及娱乐场所用的 金属卤化物灯，都采用石英玻璃作为照明器具。
6）军工：在航空航天领域，石英玻璃制品为宇宙飞船和航天飞机的核心元件。石英玻 璃的密度小，抗压能力强且光学性能好，满足太空窗口材料滤紫外耐辐射的要求，避免高 能射线照射下形成“色心”，被广泛应用于卫星及宇宙飞船，耐辐照的石英玻璃可以有效 控制航天器姿态，高强度抗辐照玻璃盖片能为宇宙飞船的太阳能电池能源系统提供有效保 护，此外，石英玻璃纤维隔热性能优良，介电性能好，被广泛用于机载天线罩用复合材料 中。
1.2 石英产业链集中度较高，海外企业占主导
完整的石英玻璃制品产业链包含从高纯石英砂原料到下游应用领域的全过程：高纯石 英砂—石英玻璃材料—石英玻璃制品—下游应用领域。石英产业是以二氧化硅为主要原材 料成分的材料及制品行业。产业链中，上游为高纯石英砂生产及供应。现阶段，由于高纯 石英砂的生产与高品质矿源密切相关，产业内主要被背靠高品质石英矿的海外企业垄断， 主要参与者包括尤尼明、挪威 TQC 等，国内石高纯英砂龙头生产厂家为石英股份。中游石 英玻璃材料一般会以锭、筒、棒、管等形态保存，目前产业内主要竞争者包括国外的迈图、 贺利氏、东曹、昆希、以及国内的菲利华、石英股份等；下游的石英制品是以石英玻璃为 材料制成的一系列器件，包括石英舟、钟罩、坩锅等，其对生产技术人员和生产设备要求 高，国内石英制品加工企业技术与外资企业仍有差距，贺利氏信越、杭州大和、沈阳汉科、 泰谷诺等外资企业占据主要市场份额，国内石英制品加工企业主要有凯德石英，菲利华石 创、东科石英以及强华股份等；石英制品下游客户主要包括半导体设备商和晶圆制造商、 光伏石英坩埚制造商、光伏硅片制造厂商、以及光学、光纤、军工和电光源领域相关生产 厂商，其中半导体市场为主要应用市场。
2. 上游：高纯石英砂资源属性强，呈寡头竞争格局
2.1 高纯石英砂是上游原材料，产品纯度决定其应用领域
高纯石英砂是石英玻璃制备关键原材料，产品纯度标准决定其应用领域。高纯石英砂 是指 Si 含量大于 99.9%，Fe2O3 含量小于 0.0001%、Al2O3 含量小于 0.01%的石英砂。 按照纯度指标高纯石英砂可分为 3N（低端）、4N（中端）、4N8（高端）、5N2（超纯）、 6N（高纯 SiCl4），纯度决定其应用领域。半导体：6N 的 SiCl4 用来制作光掩模基板，5N2 砂可制硅生长坩埚，4N 和 4N8 砂可制硅片氧化、扩散等用的石英材料；光纤：6N 的 SiCl4 用于制备芯棒，4N8 和 4N 砂可制沉积环节的种子棒与预制棒烧结的炉芯管；光伏：4N8 砂可制硅生长坩埚，4N 砂可制光伏电池扩散等用石英材料；光源：4N8 和 4N 砂可制特种、 汽车灯和红外光源用石英材料；军工与航空航天：6N 的 SiCl4 可制对精度要求极高的传感 器，4N 砂可以生产石英纤维；光学：6N 的 SiCl4 制玻璃可作光刻镜头，激光陀螺等高端 产品，4N、4N8 砂可用来制作镀膜锭等产品。
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