高纯石英砂是指由天然石英矿物经过一系列物理和化学提纯技术生产的具有某种粒度规格的高纯非金属矿物原料，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。高纯石英砂纯度高、品质好，生产的石英制品具有耐高温、耐腐蚀、低热膨胀性、高度绝缘性和透光性等优异的物理化学属性，被广泛用于光伏、电子、高端电光源、薄膜材料、国防科技等领域，是高端制造行业不可替代的原辅材料。

高纯石英砂主要应用于半导体、光伏、光通讯和电光源领域。光伏领域受益于硅片产能加速扩张、 N 型硅片渗透率提高，半导体领域受益于国产替代的缘故，需求不断增长，基于相关产业快速发展带来的红利，高纯石英砂需求也有望快速增长。

近年来我国高纯石英砂市场规模呈现增长趋势。数据显示，2021年我国高纯石英砂市场规模为53.23亿元，同比增长45.64%；2022年我国高纯石英砂市场规模为68.37亿元。预计2023年我国高纯石英砂市场规模将达到74.69亿元。

自2015年来，随着我国企业在高纯石英砂的制造上不断钻研，相关专利逐年增长。数据显示，2021年，我国高纯石英砂相关专利申请量从2015年的32个增长到了80个。2022年上半年，我国高纯石英砂相关专利申请量为60个。

目前高纯石英砂被广泛应用在大规模集成电路、太阳能电池、光纤、激光、航天、军事等行业中。其中半导体、光伏、光通讯、电光源等领域对高纯石英砂的需求较大。而在这其中用于半导体领域消费占比最大，达到了65.30%；其次为光通讯领域，占比为 14.80%。

从去年下半年开始，高纯石英砂价格进入疯狂的上行周期，最为短缺的内层砂均价从今年1月的7.5万元/吨一路上涨至当前的35.5万元/吨，涨幅接近400%。中层砂则从6万元/吨涨至21万元/吨。高纯石英砂在国内属于卖方市场，预计今年内层砂可能上涨至均价每吨50万元至60万元的区间，比普通沙土贵了几百倍。

受益于石英砂价格持续上涨，A股石英砂龙头石英股份（603688）、石英坩埚龙头欧晶科技（001269）一季度业绩增长均十分明显，归母净利润分别录得8.21亿元和1.72亿元，同比分别增长839.62%和292.13%。

光伏行业的短板和负担

一般的，我们把用于电子半导体、光伏单晶坩埚的石英砂都叫“高纯石英砂”，纯度大于99.99%。如钻石一样，高纯石英砂也有三六九等。光伏行业更在意的是纯度达到99.998%的“超高纯石英砂”，这是单晶坩埚内层的必用材料，是直接接触硅棒的材料。内层石英砂因为直接接触晶液，如果纯度不足，则会出现杂质析出至晶体影响晶体纯度情况，外层石英砂的性能要求可以相对放宽。

单晶坩埚是典型的耗材。而用于光伏单晶硅棒生产的单晶坩埚，高温条件下外层杂质会随时间延长逐渐迁移到坩埚的内层、内表面，直至与高温硅溶体接触，影响晶体硅的质量。因此，石英坩埚每用每200 -500小时便需更换坩埚，换下来的坩埚就只能报废，因此“超高纯石英砂”、单晶坩埚都是与单晶硅棒产量成正比的易耗品。

2022年全球新增光伏装机约235GW，同比增长42%；2023年预期新增装机有望达到330 -400GW，同比增长40 -70%，石英砂的需求也望水涨船高，石英砂价格的上涨也就不奇怪了。

石英砂也越来越成为了硅料厂商的“不可承受之重”。根据2022年5月中银证券的一篇研报，石英坩埚在拉晶成本中占比 2%，高纯石英砂每上涨 1 万 元/吨，硅片厂石英坩埚成本增加 0.004 元/W，这个结论在彼时可能是对的。不过，当前硅料价格比去年同期跌了近七成，石英砂价格又已经上涨了400%。在这种“剪刀差”之下，石英坩埚的成本可能会占到拉晶成本的10-20%，相关企业苦不堪言。

石头也有壁垒

根据常识，如果一个产品极度赚钱，则各家厂商一定会选择争相扩大产能，并最终过剩。不过，这种情况似乎不太适合高纯石英砂。5月10日，石英股份董事长陈士斌在业绩说明会上表示，光伏领域用高纯石英砂至少在5年内不会过剩。

当前，科技和社会的发展是日新月异的，很少有企业敢于以5年为周期进行预测。那么，石英砂为什么不会过剩呢？

首先，目前全球能够批量生产高纯度石英砂的企业仅有三家，分别是美国的矽比科（尤尼明），挪威的TQC以及国内的石英股份。美国矽比科与挪威TQC占有矿产资源优势，高纯石英原料储量丰富、产品质量高，长期主导全球高纯石英砂供应，但其产能主要面向电子级高端石英玻璃，光伏级扩产速度缓慢，新增产能主要集中在石英股份。在寡头垄断格局下，疯狂扩产只会自毁长城，这是显而易见的道理。

其次，高纯石英砂的产能扩张极为缓慢，且提纯工艺具有一定的技术壁垒。高纯石英砂的建设周期约为18个月，有券商已经提出，未来2-3年是光伏行业高纯石英砂供给最紧张的时期。另外，石英砂提纯工艺相对复杂，有很高的Knowhow壁垒，行业进入门槛较高。石英砂的提纯过程也需要酸洗等化学处理，海外尤其美国对环保要求趋紧，致使其产能扩张受限。

最致命的是，石英砂的原材料也极为稀缺。虽然石头遍地都是，但只有极少地区的石头满足生产高纯石英砂的条件。美国Spruce Pine是国际上公认的储量最大、品质好的高纯石英原料矿，垄断了全球90%以上的坩埚内层用“超高纯石英砂”供给量。由于不同矿源杂质包裹体的成本和含量完全不同，其对应的提纯工艺和设备差别较大，寻找到新矿源并匹配合适的提纯技术需要半年以上时间，且纯度很难与Spruce Pine的品质保持一致。海外巨头们躺在“安乐窝”当中，并没有太强的拓展新矿区的动力。

供不应求，但也不会疯涨

过去两年，我们见证了硅料由于短缺而疯涨的历史情景。我们不禁要问，高纯石英砂未来几年大概率也会处于供不应求的紧平衡当中，而且供给厂商更少，会不会也会如硅料般疯涨呢？

笔者认为大概率不会。过去两年硅料的短缺是绕不过去的“硬短缺”，没有就是没有，没有就会停产。然而，高纯石英砂的短缺则相对较“软”，中外层石英砂不缺，目前短缺的主要是内层超高纯石英砂。

但当内层超高纯石英砂供应持续紧张或无法获得时，下游的需求或将倒逼硅片企业降低坩埚品质，使用内层砂占比较低的低品质砂锅，或者购买便宜的内层石英砂。例如，石英坩埚内壁用尤尼明石英砂，寿命可达450小时以上，如果用从印度进口的石英砂做内壁，坩埚使用寿命只能达到200小时左右。

国金证券的调研报告指出，此举付出的代价是，降低单只坩埚使用时长，从而导致坩埚成本、拉晶电耗、单位折旧等非硅成本上升。如果不降低坩埚品质，那么还可以考虑延长坩埚的报废周期，此举可能将影响单晶硅片的质量，但至少可以维持开工率，并保证正常的出货节奏。