中國粉體網(wǎng)訊 受益于光伏行業(yè)高景氣發(fā)展，下游光伏硅片需求凸顯,。在單晶硅片生產(chǎn)流程中,，石英坩堝是光伏單晶爐的關(guān)鍵部件，是拉制大直徑單晶硅棒的消耗性器皿,，主要用于盛裝熔融硅并制成后續(xù)工序所需晶棒,。
基于單晶硅片純度的要求，石英坩堝一次或幾次加熱拉晶完成后即報(bào)廢,，需要購置新的石英坩堝用于下次拉晶,，因而在單晶硅產(chǎn)業(yè)鏈中具備較強(qiáng)的消耗品屬性特征。
1我國石英坩堝發(fā)展歷程
我國石英坩堝行業(yè)發(fā)展可分為幾個(gè)歷史時(shí)期：
1978-1988年,，我國的電弧法石英坩堝,、高純涂層坩堝同激光用石英玻璃、高純耐高溫石英玻璃管等石英制品已完成研制并實(shí)現(xiàn)規(guī)�,；a(chǎn),。
1989-2000年，此階段主要是在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)吸收消化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)國有化,。
2000年以后,，隨著技術(shù)的進(jìn)步，坩堝尺寸從12英寸一直發(fā)展到32英寸,，近年來我國拉晶生產(chǎn)的主流是28英寸坩堝,，新項(xiàng)目普遍采用28英寸-32英寸坩堝，少數(shù)企業(yè)如歐晶科技已完成40英寸太陽能級石英坩堝及32英寸半導(dǎo)體級石英坩堝的研發(fā)工作并具備量產(chǎn)能力,。
2我國石英坩堝發(fā)展現(xiàn)狀
近年來,，我國石英制品行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步較為明顯，尤其是石英坩堝技術(shù)水平與國外企業(yè)產(chǎn)品的差距逐步縮小,，在坩堝尺寸,、純度、拉晶時(shí)間和拉晶次數(shù)等方面均取得顯著進(jìn)步,。此外,，國內(nèi)石英坩堝具有一定的成本優(yōu)勢,，在質(zhì)量和性能等方面與進(jìn)口石英坩堝的差距正逐漸縮小。
參考來源：歐晶科技
我國石英坩堝產(chǎn)品國產(chǎn)化進(jìn)度加快,。目前在光伏石英坩堝領(lǐng)域,，憑借著價(jià)格優(yōu)勢，我國企業(yè)已占據(jù)絕大部分的市場份額,；在半導(dǎo)體石英坩堝領(lǐng)域,，伴隨著國外半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸轉(zhuǎn)移至國內(nèi)，作為其重要配套原輔料供應(yīng)行業(yè),，石英坩堝制造領(lǐng)域獲得了較快的發(fā)展,，產(chǎn)品正逐漸實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。
3拉晶工藝的提升對石英坩堝提出更高要求
在傳統(tǒng)的直拉法下,，石英坩堝只能用一次,，一次僅能產(chǎn)出一根晶棒，石英坩堝的一次性消耗和拆裝爐的耗時(shí)在成本費(fèi)用中占較高比重,。
為了提高直拉單晶硅的質(zhì)量和產(chǎn)量,，連續(xù)加料、多次加料等一爐多根直拉單晶硅生長技術(shù)被開發(fā)和應(yīng)用,。連續(xù)直拉法可以在拉晶過程中持續(xù)往石英坩堝內(nèi)加料,，并不斷產(chǎn)出多根新的晶棒，對石英坩堝的壽命提出了更高要求,。國內(nèi)企業(yè)開發(fā)的長壽命石英坩堝,，連續(xù)拉晶時(shí)間可以達(dá)到200小時(shí)以上。通過優(yōu)化多次加料的拉晶工藝,，設(shè)計(jì)出新型石英加料器,，配合長壽命石英坩堝，可最大程度實(shí)現(xiàn)石英坩堝利用率,，大幅提高了生產(chǎn)效率,。
石英坩堝作為裝放多晶硅原料的消耗型石英器件，是唯一與硅材料直接接觸的材料,，故其質(zhì)量對下游硅片廠商拉制單晶硅棒的品質(zhì)會產(chǎn)生影響,，因而下游硅片企業(yè)對石英坩堝的純度,、潔凈度,、精度具有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)大硅片的演進(jìn)也對坩堝產(chǎn)品提出更高的要求,，石英坩堝工藝技術(shù)一直向“高純度,、大尺寸、低成本,、長壽命”方向發(fā)展,。
4石英坩堝制備技術(shù)
目前，電弧法是制備石英坩堝的主流制備技術(shù)。石英坩堝分為內(nèi)層透明層,、中層氣泡復(fù)合層和外層薄氣泡層,，各層質(zhì)量占比分別為25%-70%、20%-40%和5%-30%,，通常比例為4:3:4或者3:4:3,。其中內(nèi)層砂必需的4N8高純石英高端產(chǎn)品仍需要高價(jià)從美國、挪威等進(jìn)口,，而質(zhì)量要求略低的石英坩堝中外層砂,，其礦石原料也需要從印度等國進(jìn)口解決。
如上圖所示,，將高純的石英砂原料倒入坩堝模具內(nèi),，通過成型裝置將石英砂原料均勻的成型在模具的內(nèi)表面以成型坩堝坯，然后將坩堝模具整體移入電弧熔制爐內(nèi),，通過石墨電極釋放高溫電弧使石英砂熔化,，最后快速冷卻形成石英坩堝毛坯。
5進(jìn)入石英坩堝領(lǐng)域的主要壁壘
5.1技術(shù)壁壘
我國的石英制品行業(yè)起步較晚,，只有少數(shù)規(guī)�,；髽I(yè)的石英坩堝技術(shù)方面達(dá)到先進(jìn)水平。
在供貨質(zhì)量方面,，一方面,，新進(jìn)者往往需要經(jīng)過長期反復(fù)的測試、持續(xù)的產(chǎn)品升級才能研發(fā)出符合下游客戶實(shí)際需求的石英坩堝,，產(chǎn)品研發(fā)需要消耗較大的成本,。另一方面，基于單晶硅片高純度的要求且單次拉晶成本較高,，石英坩堝在實(shí)際使用時(shí)要求質(zhì)量保持穩(wěn)定,，雜質(zhì)、氣泡等若在生產(chǎn)過程中如未能有效控制,，極易在供應(yīng)過程中造成拉晶失敗,、投料報(bào)廢的情況，實(shí)踐中可能會面臨索賠風(fēng)險(xiǎn),。
在技術(shù)更迭方面,，隨著下游行業(yè)技術(shù)不斷迭代，石英坩堝制造企業(yè)需與時(shí)俱進(jìn),，及時(shí)開發(fā)生產(chǎn)出滿足下游領(lǐng)域需求的產(chǎn)品,，滿足下游客戶降本增效的要求，才能保持競爭優(yōu)勢,。
5.2市場及客戶壁壘
石英坩堝主要應(yīng)用于半導(dǎo)體,、太陽能等領(lǐng)域,，單晶硅生產(chǎn)企業(yè)一方面對石英坩堝及相關(guān)配套產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性有較高的要求，企業(yè)往往在經(jīng)過采購意向達(dá)成,、檢測標(biāo)準(zhǔn)溝通一致之后,，仍需通過送樣測試等多重程序，并要求提供相關(guān)產(chǎn)品的測試報(bào)告,、認(rèn)證證書等,，以證明其產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性以及廠商售后服務(wù)能力,，才能成為合格供應(yīng)商,。單晶硅生產(chǎn)企業(yè)傾向于選擇行業(yè)內(nèi)口碑較好的供應(yīng)商，并與其保持長期穩(wěn)定的合作關(guān)系,。因此,，行業(yè)對新進(jìn)入者形成了較高的市場壁壘。
5.3規(guī)模壁壘
硅片制造行業(yè)集中度高,，生產(chǎn)規(guī)模大,，重要功能性耗材石英坩堝、多晶硅原料和切削液用量較大,，大型硅片制造企業(yè)往往傾向于具備一定生產(chǎn)規(guī)模的企業(yè)為自身提供耗材及輔料回收再利用服務(wù),。行業(yè)規(guī)模較小的企業(yè)受規(guī)模經(jīng)濟(jì)的約束，難以達(dá)到適合大型硅片制造企業(yè)日常生產(chǎn)規(guī)模要求,。
5.4資金壁壘
石英坩堝方面,，從采購研發(fā)到生產(chǎn)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要大量資金來保障公司正常運(yùn)營,。特別是高純石英砂的采購,、高潔凈度的生產(chǎn)車間和自動化的生產(chǎn)廠房的建設(shè)占用大額啟動資金。在企業(yè)發(fā)展初期,，資金方面的缺失和融資渠道的限制將使新進(jìn)企業(yè)面臨著一定阻礙,。
6影響石英坩堝行業(yè)發(fā)展的因素
（1）下游硅片價(jià)格下行
石英坩堝是光伏產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的容器，用于高溫條件下連續(xù)拉晶,，提煉高純度的單晶硅,。然而，近期由于石英原礦稀缺,、進(jìn)口砂供應(yīng)緊張,、國內(nèi)外坩堝廠商擴(kuò)產(chǎn)困難等因素，導(dǎo)致石英坩堝市場供需失衡,，價(jià)格持續(xù)上漲,，部分硅片廠家甚至出現(xiàn)停產(chǎn)情況。
隨著下游硅材料生產(chǎn)技術(shù)的革新和生產(chǎn)效率的提升,，生產(chǎn)成本明顯下降,， 同時(shí)下游競爭激烈也導(dǎo)致硅片價(jià)格也隨之下跌。
（2）高純石英砂供應(yīng)不穩(wěn)定
據(jù)了解,，目前全球范圍內(nèi)高純石英砂的主要生產(chǎn)廠商有美國矽比科,、挪威TQC以及國內(nèi)的太平洋石英等，其中美國和挪威兩家占有礦產(chǎn)資源優(yōu)勢,，產(chǎn)品質(zhì)量高,，長期主導(dǎo)全球高純石英砂供應(yīng)。但由于其產(chǎn)能主要面向電子級高端石英玻璃,，光伏級擴(kuò)產(chǎn)速度緩慢,。而國內(nèi)高純石英砂龍頭太平洋石英的主要礦源來自印度拉賈斯坦邦和古吉拉特邦地區(qū)，受制于礦源限制和印度政策變化,，產(chǎn)能較小,，難以滿足光伏和半導(dǎo)體石英坩堝用量需求。
（3）石英坩堝需求旺盛
2022 年硅片產(chǎn)量 357GW,，同比增長 57.5%,，預(yù)計(jì) 2023 年全國硅片產(chǎn)量將超過 535.5GW。這意味著對石英坩堝的需求也將大幅增加,。據(jù)統(tǒng)計(jì),，2021年全球光伏用石英坩堝需求量約6-7萬噸，而供給量僅有5-6萬噸,，缺口約0.4萬噸,。而目前國內(nèi)外坩堝廠商的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃都受到原料、設(shè)備,、技術(shù)等多方面的制約,，難以在短期內(nèi)有效緩解供需緊張的局面。
業(yè)內(nèi)人士表示,，目前國內(nèi)外坩堝廠商都在積極尋求突破和創(chuàng)新,，包括提高國產(chǎn)砂的品質(zhì)和比例、開發(fā)合成砂和回收利用等途徑,。但這些措施都需要一定的時(shí)間和成本投入,，且效果有待驗(yàn)證。因此,，在未來一段時(shí)間內(nèi),，光伏行業(yè)可能會面臨更加嚴(yán)峻的石英坩堝供應(yīng)挑戰(zhàn)。
7石英坩堝產(chǎn)品行業(yè)主要法規(guī)及產(chǎn)業(yè)政策
表：石英坩堝產(chǎn)品行業(yè)主要法規(guī)及產(chǎn)業(yè)政策（來源：歐晶科技招股說明書）
參考來源：
【1】金融界《光伏產(chǎn)業(yè)或?qū)⒚媾R石英坩堝短缺危機(jī),，石英股份逼近漲�,！�
【2】界面新聞《歐晶科技：具備40英寸太陽能級石英坩堝及32英寸半導(dǎo)體級石英坩堝量產(chǎn)能力》
【3】《歐晶科技2022年年度報(bào)告》
【4】《歐晶科技招股說明書》
【5】中國非金屬礦信息平臺《石英坩堝行業(yè)格局及市場供需》
【6】汪靈《光伏石英坩堝用高純石英砂及其制造關(guān)鍵技術(shù)》
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
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