2025年4月10日，自然資源部發(fā)布公告稱，高純石英礦成為我國第174號新礦種。高純石英是半導(dǎo)體、光伏等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)必不可缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，在國家高科技競爭中起著至關(guān)重要的作用，當(dāng)前我國高度依賴進(jìn)口。隨著國內(nèi)多個高等級礦脈的發(fā)現(xiàn)，石英企業(yè)礦源制約或?qū)⒕徑?，在培育和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、提升我國產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的韌性和安全方面都將產(chǎn)生積極的影響。

高端產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口

高純石英（砂）是一種由天然石英礦物經(jīng)過物理和化學(xué)提純技術(shù)加工而成的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，通常指二氧化硅含量gt;99.995%（4N5）的石英產(chǎn)品，同時石英中有害元素總含量不應(yīng)高于50？g/g，且對關(guān)鍵元素鋁、鈦、鈉、鉀、鈣、鐵和磷等均有限定。高純石英具有耐高溫、耐腐蝕、低熱膨脹性、高絕緣性和透光性等特性，是半導(dǎo)體、光伏等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)不可缺少的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。

從產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成來看，高純石英砂行業(yè)上游主要包括高純石英原料礦的資源開發(fā)、提純生產(chǎn)等領(lǐng)域；中游產(chǎn)業(yè)主要包括各種高純石英制品及材料相關(guān)產(chǎn)業(yè)，具體包括利用高純石英砂生產(chǎn)制備各種石英材料和石英制品；下游產(chǎn)業(yè)則聚集大量高純石英制品的應(yīng)用行業(yè)，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體（石英坩堝、石英砣、石英管和石英舟等）、光伏（石英坩堝、前端工藝器件）、及中低端的光纖和電光源領(lǐng)域。

截止2019年，全球可加工生產(chǎn)3N級及以上高純石英資源約7000萬噸，主要分布在巴西（2111萬噸）、美國（1822萬噸）、加拿大（1000萬噸）等國家。其中，可以加工4N5級及以上質(zhì)量的高端高純石英資源量約2000萬噸，約90%集中在美國（1822萬噸）。美國矽比科（控股尤尼明）公司在高純石英砂領(lǐng)域占據(jù)絕對優(yōu)勢（見圖一），4N8（含量為99.998%）及以上的高純石英產(chǎn)品幾乎被其壟斷，其“IOTA”商標(biāo)被世界石英玻璃制造企業(yè)公認(rèn)為是最為著名的商標(biāo)，其純度也被作為國際標(biāo)準(zhǔn)純度。

圖一：全球主要地區(qū)（企業(yè)）高純石英供應(yīng)比例（2019）

中國是高純石英砂消費(fèi)大國，也是全球第一大高純石英砂進(jìn)口國。據(jù)光大證券，2023年，中國高純石英進(jìn)口量約占全球進(jìn)口總量的50%。2015-2024年，中國從國外進(jìn)口≥4N高純石英4.0-15.9萬噸，貿(mào)易額為8.2-26.5億美元；同期，中國出口≥4N高純石英0.12-4.0萬噸，除2021、2022及2024年外均在1萬噸以下。（見圖二、三）

圖二：中國的≥4N高純石英進(jìn)出口量情況（萬噸）

圖三：中國的≥4N高純石英進(jìn)出口貿(mào)易額情況（億美元）

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我國在高純石英加工技術(shù)研究方面開展工作較多，但受礦石品質(zhì)和高純石英精深加工技術(shù)的限制，與國際先進(jìn)水平仍有一定差距。整體而言，中低端產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)自給以及部分出口，高端產(chǎn)品仍主要依賴進(jìn)口。

礦源突破有望解決瓶頸

光大證券指出，高純石英砂的供給是中國高純石英產(chǎn)業(yè)鏈“卡脖子”的瓶頸，缺乏穩(wěn)定滿足工業(yè)生產(chǎn)需要的高純石英優(yōu)質(zhì)原料是4N8級高純石英高端產(chǎn)品未能國產(chǎn)化的根本原因。

對于高純石英砂企業(yè)而言，優(yōu)質(zhì)且供應(yīng)穩(wěn)定的礦源是其產(chǎn)品升級迭代的必要條件。國內(nèi)龍頭石英股份近年來依靠進(jìn)口解決原料短缺的問題，特別是2019年以來石英股份高純石英原料礦93%以上需要進(jìn)口，主要為印度和巴西等國家。

另一方面，國內(nèi)高純石英砂制備技術(shù)相對成熟，但需要根據(jù)不同的礦源進(jìn)行適配調(diào)整優(yōu)化迭代，主要由于不同的礦源其雜質(zhì)分布、包裹體等情況不同，提純工藝會有一定差異。

因此，在國內(nèi)尋找到能夠穩(wěn)定供應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)用的高純石英原料，并且掌握配套的產(chǎn)業(yè)化提純技術(shù)，是解決高純石英“卡脖子”問題的關(guān)鍵。

近年來，自然資源部積極推進(jìn)實(shí)施新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動，中國地質(zhì)調(diào)查局同河南省相關(guān)單位在河南東秦嶺、新疆阿勒泰等地區(qū)發(fā)現(xiàn)與美國高純石英礦床類型相似的高純石英礦產(chǎn)資源，以及多處可以制備高純石英砂的礦區(qū)，并在高純石英礦調(diào)查評價與勘查、深度提純、定向除雜技術(shù)等方面取得重要突破，在利用本土資源開展高純石英提純的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)化道路上邁出國產(chǎn)化替代的關(guān)鍵一步。

其中，東秦嶺地區(qū)花崗偉晶巖中的石英雜質(zhì)總含量整體低于100μg/g，其中40余條花崗偉晶巖脈中二氧化硅純度達(dá)到4N以上，部分樣品純度突破4N8以上級別，并達(dá)到全球范圍內(nèi)高純石英砂高端產(chǎn)品指標(biāo)。從河南省東秦嶺地區(qū)批量制備出的4N8級高純石英砂，二氧化硅純度在99.998%以上，各項(xiàng)理化指標(biāo)符合國際公認(rèn)的IOTA-CG標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)GB/T32649-2016標(biāo)準(zhǔn)，可適用于光伏用高純石英砂的質(zhì)量要求，并具備符合IOTA-4標(biāo)準(zhǔn)以及半導(dǎo)體制程用高純石英砂的應(yīng)用潛力。

合成石英砂或補(bǔ)足最后短板

高純石英的價格與其純度正相關(guān)，目前從檢測參數(shù)上看，人工合成石英砂有雜質(zhì)更低的優(yōu)勢。在天然砂純度不滿足要求的情況下，例如半導(dǎo)體單晶爐坩堝內(nèi)涂層、高端光學(xué)玻璃應(yīng)用等方向，可以考慮用合成砂進(jìn)行替代。此外，半導(dǎo)體制程對石英制品高純、無污染、耐高溫的要求，尤其是隨著半導(dǎo)體芯片線寬越來越窄，普通的天然石英材料已經(jīng)無法滿足高端生產(chǎn)工藝的要求，合成石英成為10nm制程以下的半導(dǎo)體芯片刻蝕環(huán)節(jié)中的重要部件。

2023年，洛陽中硅高科技有限公司及中國恩菲工程有限公司的研究團(tuán)隊(duì)，對國產(chǎn)某型號合成石英砂、三菱石英砂（合成石英砂）及矽比科高純石英砂進(jìn)行相關(guān)測試。從純度角度來看，國產(chǎn)合成石英砂已經(jīng)達(dá)到并優(yōu)于三菱石英砂的技術(shù)指標(biāo)。不過，彼時國產(chǎn)合成砂尚處于小量中試，產(chǎn)品迭代優(yōu)化及工業(yè)化量產(chǎn)還在推進(jìn)。未來結(jié)合合成砂的生產(chǎn)成本，以及合成砂純度較高的優(yōu)勢，可在半導(dǎo)體坩堝內(nèi)層涂料、石英玻璃等場景應(yīng)用。

光大證券指出，石英行業(yè)頭部企業(yè)具備制備經(jīng)驗(yàn)及客戶資源的先發(fā)優(yōu)勢，且切換國產(chǎn)礦源短期或可降低成本；合成石英砂價格較高且有更高的技術(shù)壁壘，已有國產(chǎn)中試產(chǎn)品取得不錯的驗(yàn)證效果，或?qū)⒀a(bǔ)足產(chǎn)業(yè)鏈最后短板?？申P(guān)注石英股份、菲利華、凱德石英、中旗新材、凱盛科技等重點(diǎn)標(biāo)的。