在硅料經(jīng)過了兩年的暴漲，開始進入下行區(qū)間后，光伏行業(yè)另一個重要原材料——高純度白山石英砂價格又開始持續(xù)走高。
根據(jù)上海有色網(wǎng)最新消息，近期高純白山石英砂價格持續(xù)走高，龍頭企業(yè)價格價格調(diào)整頻率較去年加快，截至目前龍頭企業(yè)外層砂價格為12-13萬元/噸、中層砂價格為19-23萬元/噸、內(nèi)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，進口高純白山石英砂自2022年起，每季度價格環(huán)比上調(diào)15%。數(shù)據(jù)顯示，2023年3月8日，高純白山石英砂均價為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(nèi)層砂價格上漲至17萬/噸左右，目前國內(nèi)中內(nèi)層砂供應(yīng)量仍偏少，預(yù)計仍將再度進行調(diào)價。專家表示，2007至2008年進口高純白山石英砂最高價到過20萬元/噸，所以進口高純白山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(nèi)層砂13-14萬/噸，預(yù)計漲價到20萬-25萬；中層砂價格為9萬-10萬/噸，預(yù)計漲價到17萬-18萬。總體來看，高純白山石英砂價格呈持續(xù)上漲趨勢。
目前全球能夠批量生產(chǎn)高純度白山石英砂的企業(yè)僅有三家，分別是美國的矽比科（尤尼明），挪威的TQC以及國內(nèi)的石英股份。美國矽比科與挪威TQC占有礦產(chǎn)資源優(yōu)勢，高純石英原料儲量豐富、產(chǎn)品質(zhì)量高，長期主導(dǎo)全球高純白山石英砂供應(yīng)，但其產(chǎn)能主要面向電子級高端石英玻璃，光伏級擴產(chǎn)速度緩慢。
國內(nèi)高純白山石英砂受制于礦源限制，產(chǎn)能較小，難以滿足全國光伏和半導(dǎo)體石英坩堝用量需求。2009年底，石英股份攻克了高純白山石英砂提純技術(shù)難題，成功實現(xiàn)了高純白山石英砂的產(chǎn)業(yè)化，成為世界少數(shù)具有大規(guī)模生產(chǎn)高純白山石英砂能力的公司之一。
現(xiàn)階段我國中低端白山石英砂已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化，但適用于光伏、半導(dǎo)體純度等級的高純白山石英砂產(chǎn)能有限。石英坩堝內(nèi)層砂仍以國外進口為主。
受品質(zhì)等級、應(yīng)用領(lǐng)域等因素的影響，白山石英砂產(chǎn)品價格分化明顯，其中普通白山石英砂價格僅幾十上百元，而部分高純白山石英砂產(chǎn)品售價高達數(shù)萬元。
2022年，我國白山石英砂產(chǎn)量9407萬噸，年總產(chǎn)量雖大，但以普通石英與精制石英為主，二者合計產(chǎn)量占比達到92%以上，而高純石英產(chǎn)量占比不足8%。2022年全國用于光伏領(lǐng)域石英坩堝的高純白山石英砂的需求量約5.63萬噸，進口高純白山石英砂總量約4.72萬噸，國產(chǎn)高純白山石英砂僅有約1.5萬噸。
為何一“砂”難求？
近年來，光伏企業(yè)飛速擴產(chǎn)，光伏硅片環(huán)節(jié)擴產(chǎn)增加了對石英坩堝的需求，進而刺激了高純白山石英砂的需求。在光伏、半導(dǎo)體行業(yè)帶動之下，上游白山石英砂出現(xiàn)“一砂難求”的現(xiàn)象，價格持續(xù)走高。
光伏行業(yè)是高純白山石英砂主要增長點。據(jù)《全球高純石英資源現(xiàn)狀、生產(chǎn)、 消費及貿(mào)易格局》，我國高純白山石英砂下游主要集中在半導(dǎo)體（50%）、光通信（23%）、光伏（17%）等領(lǐng)域。預(yù)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(chǎn)礦山僅7座，其中坐落于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(yōu)質(zhì)，由矽比科（尤尼明）和TQC共同開采，其中，美國Spruce Pine白崗巖石英礦憑借礦體規(guī)模大、流體雜質(zhì)少、品質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點成為高端白山石英砂主要出產(chǎn)地。
而我國高純度石英資源儲量約685萬噸，僅占全球總儲量的9.4%，且均為中小型礦區(qū)，優(yōu)質(zhì)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(chǎn)品通常被用作石英坩堝的中外層。
由于全球石英礦雜質(zhì)存在差異，需要不同提純技術(shù)來應(yīng)對不同的礦源，雜質(zhì)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(zhì)良莠不齊是高純白山石英砂量少價高的重要因素。
除了資源量上的限制，技術(shù)差距也是造成高純度白山石英砂供給不足的重要原因。
礦物提純法是高純白山石英砂的主流制造方法。高純白山石英砂擁有天然水晶加工、石英巖礦物提純和化學(xué)技術(shù)合成三大工藝路線。礦物提純法對提純工藝和原礦質(zhì)量要求甚高。
一方面，高純白山石英砂所需要的優(yōu)質(zhì)石英礦石相對稀缺。石英礦石中雜質(zhì)的存在形式與含量決定了后期的提純工藝，也間接決定了白山石英砂的純度上限。另一方面，高純白山石英砂提純工藝復(fù)雜，具備較高的技術(shù)壁壘。
4N級以上高純砂制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(shù)公司手中，技術(shù)壁壘極高。
我國已基本實現(xiàn)4N級白山石英砂的國產(chǎn)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占據(jù)著品質(zhì)極高的Spruce Pine石英礦，并掌握有最為先進的提純工藝，基本壟斷了白山石英砂高端市場。我國目前已經(jīng)實現(xiàn)4N級以下白山石英砂的穩(wěn)定供應(yīng)，僅有石英股份具有高水平提純工藝，但產(chǎn)品質(zhì)量較矽比科、TQC等存在差距。
光伏迎來新難題
在光伏領(lǐng)域，由于高純白山石英砂的耐高溫性及熱穩(wěn)定性良好，被主要用于制造拉制單晶硅用的石英坩堝。后者用于支持高溫條件下連續(xù)拉晶，裝放多晶硅的消耗型石英器皿。
受益于光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，高純白山石英砂和石英坩堝成為重要的“搶手資源”，并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(chǎn)業(yè)鏈中的位置并不重要。在光伏硅片制備的拉晶環(huán)節(jié)中，多晶硅原料占成本的90%左右，石英坩堝僅占約2%，因此高純白山石英砂每上漲1萬元/噸，對于硅片所用石英坩堝的成本增加仍不足1分錢。
但是以高純白山石英砂為原材料的石英坩堝，是光伏硅片制備環(huán)節(jié)的消耗性輔材，其產(chǎn)量與硅片產(chǎn)能深度綁定。
高純白山石英砂是石英坩堝核心原材料，成本占比高達72%。隨著高純白山石英砂漲價，石英坩堝在硅片成本中占比攀升。據(jù)統(tǒng)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(zhì)石英坩堝最新價已經(jīng)上漲到2萬元/只左右，環(huán)比上漲25%，較2022年初價格大漲約4倍。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計后期隨著進口砂與國產(chǎn)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(huán)境下，外表析晶和內(nèi)層熔解都會導(dǎo)致坩堝破裂，直接影響成晶率、加工時間和晶硅質(zhì)量，所以石英坩堝會在數(shù)次拉晶后報廢更換。
坩堝品質(zhì)的下降，對拉晶的影響很大。正常使用進口高純白山石英砂制成坩堝斷線率在20%，國產(chǎn)砂的斷線率則高達40%。且品質(zhì)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(chǎn)。
作為消耗品的石英坩堝，一旦產(chǎn)量不足，就會導(dǎo)致光伏硅片產(chǎn)能不穩(wěn)定。
未來走勢
2023年4月21日尤尼明在官網(wǎng)公布其擴產(chǎn)計劃，因近年全球半導(dǎo)體和光伏市場對高純白山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(chǎn)能擴至2022年的2倍（產(chǎn)能1.3萬噸提升至2.6萬噸）。
根據(jù)業(yè)內(nèi)消息，TQC已經(jīng)放棄6,000噸高純白山石英砂擴產(chǎn)計劃，尤尼明項目擴產(chǎn)預(yù)計在2024年上半年，因此2023高純白山石英砂主要增量來自石英股份。
從石英股份擴產(chǎn)進程來看，其有6萬噸高純白山石英砂項目處于建設(shè)中，預(yù)計2023年項目可以建成投產(chǎn)。根據(jù)年報，截止2022年，石英股份已經(jīng)實現(xiàn)20,000噸/年高純白山石英砂量產(chǎn)。
由于國內(nèi)優(yōu)質(zhì)石英礦資源較少，石英股份主要通過長期框架協(xié)議采購巴西、非洲、印度等地礦石，后續(xù)產(chǎn)能順利擴張以優(yōu)質(zhì)石英礦石的穩(wěn)定供應(yīng)為前提。受國際貿(mào)易政策調(diào)整等因素影響，關(guān)稅問題或?qū)⒊蔀閷?dǎo)致進口高純石英漲價的一重要因素。
據(jù)相關(guān)機構(gòu)測算，坩堝用高純白山石英砂2023年需求約為9.3萬噸，缺口約有1.2-1.7萬噸。隨著光伏需求持續(xù)上升，光伏坩堝高純白山石英砂會明顯呈現(xiàn)出供應(yīng)不足的趨勢，近年來價格飛速上漲已經(jīng)佐證了這一點。
尤尼明和TQC生產(chǎn)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(chǎn)坩堝中外層用高純白山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?qū)⒊掷m(xù)上漲。
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