摘要:近年來,我國石英制品行業(yè)在技術(shù)層面取得了顯著突破,疊加國內(nèi)光伏裝機量持續(xù)增長,推動全國石英坩堝行業(yè)實現(xiàn)了快速發(fā)展。特別是半導(dǎo)體石英坩堝行業(yè),其市場規(guī)模增長態(tài)勢十分迅猛。據(jù)統(tǒng)計,2019年我國半導(dǎo)體石英坩堝市場規(guī)模約為1.2億元;至2023年,全國半導(dǎo)體石英坩堝市場規(guī)模已經(jīng)攀升至2.9億元。
一、定義及分類
石英坩堝是石英玻璃制品中的細分產(chǎn)品,由高純石英砂,通過模具定型,使用電弧法高溫制作而成,具有高純度、耐溫性強、尺寸大精度高、保溫性好、節(jié)約能源、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點,是單晶硅棒拉制過程中用于盛裝熔融硅液的關(guān)鍵一次性消耗品。按形狀分類,石英坩堝可分為圓柱形石英坩堝、平底石英坩堝和圓底石英坩堝三種;按容量分類,石英坩堝可分為小型石英坩堝、中型石英坩堝和大型石英坩堝三種;按用途分類,石英坩堝可分為高溫石英坩堝、低溫石英坩堝和高壓石英坩堝三種;按特殊要求分類,石英坩堝可分為純凈石英坩堝、防爆石英坩堝和精密石英坩堝三種。
二、行業(yè)政策
1、主管部門和監(jiān)管體制
石英坩堝產(chǎn)品行業(yè)主管部門是中華人民共和國工業(yè)和信息化部。工信部主要負責(zé)工業(yè)行業(yè)和信息化產(chǎn)業(yè)的監(jiān)督管理,其職責(zé)包括:制定并組織實施工業(yè)、通信業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、行業(yè)規(guī)劃、計劃和產(chǎn)業(yè)政策;監(jiān)測行業(yè)運行態(tài)勢;提出行業(yè)固定資產(chǎn)投資規(guī)模和方向;擬訂并組織實施行業(yè)能源節(jié)約和資源綜合利用、清潔生產(chǎn)促進政策、規(guī)劃;擬訂高技術(shù)產(chǎn)業(yè)中涉及新材料、信息產(chǎn)業(yè)等規(guī)劃、政策和標(biāo)準并組織實施,推動新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展等。
石英坩堝產(chǎn)品所在的行業(yè)協(xié)會為中國電子材料行業(yè)協(xié)會,協(xié)會主要任務(wù)為協(xié)助政府部門進行行業(yè)管理;做好信息咨詢服務(wù)工作;協(xié)助政府部門進行本行業(yè)的質(zhì)量管理和監(jiān)督;受國家發(fā)改委的委托開展行業(yè)統(tǒng)計、標(biāo)準化、行業(yè)調(diào)查等工作。另外,行業(yè)的標(biāo)準化組織主要包括全國工業(yè)玻璃和特種玻璃標(biāo)準化技術(shù)委員會和全國玻璃纖維標(biāo)準化委員會,主要負責(zé)在石英玻璃及石英纖維專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)從事全面性產(chǎn)品的標(biāo)準化工作,組織、編制行業(yè)技術(shù)標(biāo)準等。
2、行業(yè)相關(guān)政策
為了推動我國石英坩堝行業(yè)發(fā)展,促進國內(nèi)半導(dǎo)體工業(yè)結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化升級,我國政府出臺了一系列法律法規(guī)、行業(yè)政策及措施,明確了石英坩堝的術(shù)語和定義,并從行業(yè)從業(yè)人員、生產(chǎn)設(shè)備、主要原輔材料、生產(chǎn)工藝、作業(yè)環(huán)境、產(chǎn)品質(zhì)量管控等方面制定了詳細的規(guī)章制度,有效規(guī)范了行業(yè)發(fā)展;同時政策提出要加快推動符合市場需求的石英坩堝產(chǎn)品的研發(fā)及批量生產(chǎn),以進一步加強國家制造業(yè)基礎(chǔ)研究和體系建設(shè),為我國石英坩堝行業(yè)發(fā)展提供了良好的政策支持。
三、發(fā)展歷程
我國石英坩堝行業(yè)發(fā)展可分為幾個歷史時期:1978至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現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn);1989至2000年,此階段主要是在引進國外先進技術(shù)吸收消化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)國有化;2000年以后,隨著技術(shù)的進步,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,新項目普遍采用28英寸至32英寸坩堝,少數(shù)企業(yè)研發(fā)的石英坩堝已達到40英寸。
四、行業(yè)壁壘
1、品牌壁壘
石英坩堝主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、光伏等領(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)過采購意向達成、檢測標(biāo)準溝通一致之后,仍需通過送樣測試等多重程序,并要求提供相關(guān)產(chǎn)品的測試報告、認證證書等,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)對新進入者形成了較高的市場壁壘。
2、技術(shù)壁壘
半導(dǎo)體、光伏行業(yè)由于產(chǎn)品精密程度高、技術(shù)發(fā)展快,對石英坩堝的純度、精度要求日益嚴格。我國的石英制品行業(yè)起步較晚,只有少數(shù)規(guī)模化企業(yè)的石英坩堝技術(shù)方面達到先進水平。在供貨質(zhì)量方面,一方面,新進者往往需要經(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,石英坩堝在實際使用時要求質(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,極易造成拉晶失敗、投料報廢的情況。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)需與時俱進,及時開發(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。綜合分析,石英坩堝行業(yè)存在較高技術(shù)壁壘。
3、規(guī)模壁壘
硅片制造行業(yè)集中度高,生產(chǎn)規(guī)模大,重要功能性耗材如石英坩堝等產(chǎn)品用量較大,大型硅片制造企業(yè)往往傾向于選擇具備一定生產(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)濟的約束,難以達到大型硅片制造企業(yè)日常生產(chǎn)規(guī)模需求。另一方面,下游單晶硅片生產(chǎn)商基于加快降低單晶硅片度電成本的需求仍將處于持續(xù)擴產(chǎn)的狀態(tài),上下游的協(xié)同要求也客觀需要本行業(yè)企業(yè)具備相當(dāng)?shù)囊?guī)模優(yōu)勢和一定程度持續(xù)規(guī)?;哪芰?。因此,該行業(yè)對于企業(yè)規(guī)模要求極高。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
石英坩堝行業(yè)上游主要包括高純石英砂、坩堝設(shè)備制造、石墨電極、石英板等行業(yè),其中高純石英砂是石英坩堝的關(guān)鍵原材料,其質(zhì)量和供應(yīng)穩(wěn)定性對石英坩堝的質(zhì)量和產(chǎn)量具有重要影響。由于高純石英砂資源的稀缺性和市場供需關(guān)系的影響,其價格可能會有所波動,從而影響到石英坩堝的生產(chǎn)成本和市場價格。行業(yè)中游為石英坩堝生產(chǎn)制造商。行業(yè)下游主要為單晶硅材料制造行業(yè),包括光伏和半導(dǎo)體領(lǐng)域。近年來,光伏和半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展,對石英坩堝的需求也在不斷增加。
2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)內(nèi)蒙古歐晶科技股份有限公司
內(nèi)蒙古歐晶科技股份有限公司成立于2011年4月,2022年8月在深圳證券交易所主板掛牌上市,股票簡稱“歐晶科技”。歐晶科技立足于單晶硅材料產(chǎn)業(yè)鏈,主要為太陽能級單晶硅棒硅片的生產(chǎn)和輔助材料資源回收循環(huán)利用,提供配套產(chǎn)品及服務(wù),具體包括石英坩堝產(chǎn)品、硅材料清洗服務(wù)、切削液處理服務(wù)。2023年前三季度,歐晶科技營業(yè)總收入為23.26 億元,同比增長147.76%。
(2)江蘇太平洋石英股份有限公司
江蘇太平洋石英股份有限公司始建于1992年,于2014年在上海證券交易所A股主板掛牌上市。石英股份是一家集科研、生產(chǎn)、銷售為一體的高端石英材料深加工企業(yè),在光源、光伏、光纖、光學(xué)及半導(dǎo)體等領(lǐng)域用的石英材料市場及技術(shù)位居行業(yè)前列,公司主營產(chǎn)品有高純石英砂、高純石英管(棒、板、錠、筒)、石英坩堝及其他石英材料等。2023年前三季度,石英股份營業(yè)總收入達59.99億元,同比增長378.27%。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
近年來,我國石英制品行業(yè)在技術(shù)層面取得了顯著突破,疊加國內(nèi)光伏裝機量持續(xù)增長,推動全國石英坩堝行業(yè)實現(xiàn)了快速發(fā)展。特別是半導(dǎo)體石英坩堝行業(yè),其市場規(guī)模增長態(tài)勢十分迅猛。據(jù)統(tǒng)計,2019年我國半導(dǎo)體石英坩堝市場規(guī)模約為1.2億元;至2023年,全國半導(dǎo)體石英坩堝市場規(guī)模已經(jīng)攀升至2.9億元。細分領(lǐng)域市場的高速發(fā)展,為石英坩堝行業(yè)發(fā)展帶來新動力,使得產(chǎn)業(yè)發(fā)展顯示出強勁增長勢頭。
七、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)產(chǎn)業(yè)政策的大力支持
材料工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),新材料是材料工業(yè)發(fā)展的先導(dǎo),是重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。早在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中,新材料技術(shù)被歸為前沿技術(shù),隨后《中國制造2025》將新材料產(chǎn)業(yè)作為重點領(lǐng)域突破發(fā)展,以特種無機非金屬材料等為重點,加快新材料制備關(guān)鍵技術(shù)和裝備,加強基礎(chǔ)研究和體系建設(shè),突破產(chǎn)業(yè)化制備瓶頸。高純石英制品屬于新材料產(chǎn)業(yè)先進無機非金屬材料的一個分支,國家早已將“高品質(zhì)石英玻璃制品”(含半導(dǎo)體用石英坩堝)、“太陽能硅多晶鑄錠用石英坩堝”列入國家新材料產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展產(chǎn)品目錄。在此背景下,石英坩堝行業(yè)擁有良好的政策環(huán)境。
(2)下游行業(yè)高增長帶動行業(yè)需求
近年來,我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在下游人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等新興應(yīng)用領(lǐng)域的推動下快速成長。根據(jù)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》,到2030年我國集成電路產(chǎn)業(yè)總體達到國際先進水平,實現(xiàn)跨越發(fā)展。在政策強力推動下,我國集成電路行業(yè)與國際先進水平的差距逐步縮小,進口替代正當(dāng)其時。未來,我國將緊抓全球半導(dǎo)體第三次轉(zhuǎn)移的機遇,不斷加大研發(fā)投入,加快技術(shù)突破。在此背景下,石英坩堝行業(yè)作為光伏和半導(dǎo)體行業(yè)的重要原輔料和配套服務(wù),也將催生更大的市場需求。
(3)下游技術(shù)革新為行業(yè)提供新機遇
無論是半導(dǎo)體還是光伏領(lǐng)域,大尺寸是硅片未來的發(fā)展方向,在光伏領(lǐng)域,通過增加電池有效受光面積來增加組件效率和功率,節(jié)約土地、施工等成本,并且有效提升硅片企業(yè)產(chǎn)能,進而降低成本,最終實現(xiàn)平準化度電成本最優(yōu)。值得注意的是,拉制大直徑單晶硅棒需要更大尺寸的石英坩堝。這意味著,隨著下游產(chǎn)業(yè)技術(shù)革新,未來石英坩堝行業(yè)將迎來更多發(fā)展機遇。
2、不利因素
(1)高純石英砂供應(yīng)存在不穩(wěn)定性
石英坩堝的原材料主要為高純石英砂、輔材料為石墨電極、石英板,目前,全球能夠批量供應(yīng)半導(dǎo)體用高純石英砂的工廠較少,美國西比科公司在行業(yè)中占據(jù)大部分市場份額,挪威、俄羅斯、德國、日本等企業(yè)雖然具有高純砂的提純技術(shù),但產(chǎn)量有限,且產(chǎn)品未能達到美國西比科產(chǎn)品純度水平。因此,若出現(xiàn)原料供應(yīng)緊張或產(chǎn)能不足的情況,將影響石英坩堝的生產(chǎn),原材料供應(yīng)存在不穩(wěn)定性,不利于行業(yè)平穩(wěn)健康發(fā)展。
(2)下游硅片價格下行
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,同時下游競爭激烈也導(dǎo)致硅片價格隨之下跌,倒逼石英坩堝產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈加強成本管理,通過工藝改進、強化管理等手段優(yōu)化生產(chǎn)成本。疊加資金、技術(shù)、設(shè)備、人員等因素制約,石英坩堝行業(yè)中生產(chǎn)規(guī)模較小的企業(yè),產(chǎn)能較低,技術(shù)實力整體薄弱,且將面臨新一輪行業(yè)清洗,行業(yè)內(nèi)企業(yè)的利潤短期也會受到一定程度的沖擊。
(3)國際政治局勢復(fù)雜
石英坩堝市場發(fā)展受到全球政治、經(jīng)濟、貿(mào)易、政策、技術(shù)等多方面因素的影響。一旦國際貿(mào)易環(huán)境發(fā)生不利變化,如貿(mào)易保護主義抬頭、匯率波動等,便極易導(dǎo)致光伏、半導(dǎo)體、礦物分析、粉末燒結(jié)、石墨和金屬材料的燒結(jié)、實驗室分析、生化制品制造等石英坩堝下游行業(yè)出現(xiàn)需求下降的風(fēng)險,更易對全球石英坩堝行業(yè)出口貿(mào)易產(chǎn)生不良影響。近年來,全球政治局勢變化日益復(fù)雜,將對石英坩堝行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展產(chǎn)生影響。
八、競爭格局
通常下游硅材料生產(chǎn)企業(yè)出于生產(chǎn)安全的考慮,會同時選取兩到三家石英坩堝供應(yīng)商為其配套供貨。從國內(nèi)市場看,石英坩堝的下游硅片行業(yè)雙寡頭企業(yè)占據(jù)著絕大部分市場份額,并且近年來為了搶占更多的市場份額,隆基股份及中環(huán)股份兩家公司憑借著巨大的資金優(yōu)勢仍在進行逆周期產(chǎn)能擴張。在此背景下,我國石英坩堝行業(yè)僅有少數(shù)幾家企業(yè)享受到下游行業(yè)產(chǎn)能擴充的紅利,其余的大量中小企業(yè)將只能激烈地爭奪剩余的市場份額。
九、發(fā)展趨勢
近年來,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。直拉單晶硅中,石英坩堝的一次性消耗和拆裝爐的耗時在成本費用中占較高比重。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。而連續(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)拉晶時間可以達到200小時以上。通過優(yōu)化多次加料的拉晶工藝,設(shè)計出新型石英加料器,配合長壽命石英坩堝,可最大程度實現(xiàn)石英坩堝利用率,大幅提高了生產(chǎn)效率。
另外,近幾年來,我國石英制品行業(yè)的技術(shù)進步較為明顯,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、拉晶時間和拉晶次數(shù)等方面均取得顯著進步。疊加國內(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口石英坩堝的差距正逐漸縮小。這些都為國產(chǎn)化創(chuàng)造了條件。目前在光伏石英坩堝領(lǐng)域,憑借著價格優(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)品正逐漸實現(xiàn)進口替代。
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