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发布研报称,近期,我国发现多个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减少相关成本。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。
前言:2025年4月10日,自然资源部公告“高纯石英矿成为中国第174号新矿种”。高纯石英矿对半导体、光伏等高新产业不可或缺,我国高度依赖进口。近年我国在河南、新疆等地发现多处高纯石英矿。
高纯石英砂生产制备很多材料和制品主要使用在于半导体(坩埚、石英砣、石英管和石英舟等)、光伏(坩埚、前端工艺器件)、及中低端的光纤和电光源领域。近年,我国高纯石英进口量约占全球进口总量的70%:中低端产品能够自给,部分出口;高端产品仍主要依赖进口。其中,高纯石英砂4N5级别主要进口,而4N8级别以上原料矿更是基本被美国矽比科所垄断。有突出贡献的公司石英股份也只能主要是依靠进口来解决原料短缺的问题。
高纯石英砂制备相对成熟,但应该要依据不同的矿源进行适配调整优化迭代;缺乏稳定满足工业生产需要的高纯石英优质原料是4N8级高纯石英高端产品未能国产化的最终的原因。近年,学界针对高纯石英矿成矿机理进行深度研究,并成功在我国多地发现4N等级及以上的优质矿源。其中河南省东秦岭地区部分矿源稳定且批量制备出4N8等级高纯石英砂,达到IOTA-CG标准,可适用于光伏用高纯石英砂的质量发展要求,具备符合IOTA-4标准及半导体制程用高纯石英砂的应用潜力。此外河南别的地方、新疆、湖南等多地均发现4N8等级矿脉。
人工合成石英砂的纯度最高,在半导体单晶炉坩埚内涂层、高端光学玻璃等方向可替代应用。随着半导体芯片线宽越来越窄,天然石英材料已经没办法满足高端生产的基本工艺的要求,合成石英将成为10nm制程以下的半导体芯片刻蚀环节中的重要部件。2023年,有研究团队对比国产某型号合成石英砂(彼时中试未量产)、三菱石英砂(合成石英砂)及矽比科高纯石英砂,结论:某国产砂指标已达三菱的水平,并且可在半导体坩埚内层涂料、石英玻璃等场景应用。