光伏石英砂：2023年产业链紧缺环节确认
【摘要】
受制于石英砂资源的紧缺（拉晶坩埚的核心原材料），预计2023年硅片将处光伏产业链中最紧缺环节之一。
随着硅料产能的释放，叠加硅料环节利润向下游转移，预计2023年硅片环节较高盈利将维系。
事件：根据近期消息，美国尤尼明当前决定不扩张石英砂产能。
点评：据此，从明年供应量来看，预计尤尼明增量主要来源于工艺提升带来的2000吨左右。此外，另一巨头挪威TQC目前也没有进一步扩产，预计不会有太多增加，2023年光伏紧缺环节确认。
光伏级石英砂主要用于制造石英坩埚，直接影响硅的成晶（整棒率、成晶率、加热时间、直接加工成本等）以及单晶硅的质量（穿孔片、黑芯片等），对石英砂杂质、羟基、包裹体含量，以及粒度分布要求严苛。
石英坩埚作为硅片生产环节的主要耗材，而在N型渗透率提升的趋势下，硅片对纯度要求更高，石英坩埚使用寿命会较P型减少50-100小时，用量将稳步增加，因此，稳定的供应是硅片长保障生产的基本条件。
接下来具体梳理下石英坩埚环节的基本情况。
石英坩埚产业链梳理
光伏石英坩埚是硅片生产中的重要耗材，对硅片产量和品质有重要影响。石英坩埚主要用于盛装熔融的硅液，是拉晶的关键耗材。石英坩埚为半透明状，有三层结构，即涂层、气泡空乏层、气泡复合层。
其中气泡空乏层一般指内层，是一层3-5mm的透明层，可改善单晶生长的成功率及晶棒品质；气泡复合层一般指外层，是高气泡密度的区域，受热均匀保温效果好。
生产原理是通过旋转模具，利用离心力将石英砂成坩埚形，然后将电极送电启弧，同时启动真空**，使其快速熔化成坩埚形状的熔融石英，经**后取出。对石英砂性能要求高纯度、低杂质、低羟基、低包裹体、粒度分布均匀等，以便做出高品质的石英坩埚。
- 随着全球光伏装机量的不断增加，光伏级石英砂的需求快速增长
预计2022年石英砂需求6.64万吨，同比+44.27%，其中内层砂需求3.32万吨；预计2023年石英砂需求9.39万吨，同比+41.36%，其中内层砂需求3.75万吨。2021-2025年需求复合增速+34.59%。
具体来看，按照2023年进口砂供应量27000吨，国产砂供应量60000吨、单GW石英砂耗量180-190吨/GW的假设，测算2023年全球石英砂支撑的硅片供应为420-450GW，考虑硅片库存需求，供应量对应终端装机约为317-335GW，相对于市场2023年全球装机预期偏低，存在部分供应缺口。且2023年供给增量大幅依靠石英股份产能释放，预计新产能爬坡前供需紧张情况或将加剧。
此背景下，进口砂维持上升趋势不变，国产石英砂**也持续上涨。根据最新的产业调研情况，石英股份国产石英砂**自9月1日大幅涨价50%后，10月、11月、12月**均有上涨，目前国产内层砂**为9万元/吨，优质细砂已超过9万元/吨，国产内层砂8万元/吨。我们预计，石英股份将成为未来石英砂主要增量，国产砂**或进一步上涨。
值得注意的是，高质量的石英制品仍依赖海外。目前，中低端石英产品已实现国产化，但国内半导体、光纤、光伏行业所需要的高质量的石英制品仍依赖从美国、欧洲、日本等市场高价进口。近年来，随着国内技术进步、工艺革新，我国石英企业正向高端市场迈进，高端石英材料的国产化进程加快。
- 竞争格局：资源禀赋为核心壁垒，美国尤尼明寡头垄断
高纯石英矿床资源分布高度集中，杂质含量及赋存状态决定成矿潜力，只有极少部分矿床具有商业价值。美国斯普鲁斯派恩（SprucePine）矿床，具有规模大、流体杂质少、品质稳定等优点，供给了全球90%以上的高纯石英砂。
国内暂未发现高品质大规模的矿床，且原料评价与选择技术相对落后，只能被动通过元素检测和经验积累来进行矿石的的选择和试用。
高纯石英砂没有统一划分标准，产业对标美国尤尼明产品。目前高纯石英没有统一的划分标准，国内一般认为标准为(SiO2)≥3-5N、(Fe2O3)＜10ppm；海外一般认为9种杂质元素Na、K、Li、Al、Ca、Fe、Ti、B、P的含量总和应＜50ppm，且每个杂质元素含量有上限。
供给端三家主要公司。美国尤尼明公司：成立于1970年，隶属于SibelcoGroup集团，全球高纯石英砂生产商龙头，市场份额具有垄断优势。原料来自SprucePine地区的花岗质伟晶岩。
挪威TQC公司：由挪威微晶公司(NorwegianCrystallitesAS)与斯普鲁斯派恩的KT长石公司(K-TFeldsparCorp.）、长石公司(TheFeldsparCorp.)于2011年合并而成。在挪威被许可生产3万吨/年，原料来自SprucePine和挪威当地的石英。
石英股份：国内首家实现高纯石英砂量产技术突破的企业，打破国际厂商对高纯石英砂的垄断，2021年产量约2.4万吨。
其他公司：无稳定矿源，产品批次稳定性和质量一致性较差，规模普遍较小在1000吨左右。
- 总体供需紧平衡
从目前披露的行业扩产规划看，供需偏紧状态有望维持三年。
供需结构性失衡：目前坩埚内层主要采用进口砂，预计2022年内层砂需求约3.3万吨，进口供给约2.4万吨，存在缺口。随着光伏产业快速发展，内层砂需求快速增长，如果海外无扩产规划或国产砂无法用于坩埚内层，供给将缺口持续放大。
石英砂环节估值盈利迎来双上修
紧缺确认下，**有望进一步上涨，带动石英砂环节企业盈利上修，重申三条主要逻辑如下：
１）在硅片产能相继投放以及光伏需求快速上涨的背景下，高纯石英砂的供给刚性导致供需缺口将持续存在，高纯石英砂**可能仍将继续上涨；
２）由于石英坩埚占硅片成本比例较低，下游对石英坩埚**更不敏感，同时具有供应链优势和技术优势的坩埚厂商更为稀缺，因此我们估计高纯石英砂**传导将较为顺畅，石英坩埚**或将继续坚挺；
３）石英坩埚面临量价齐升，具有供应链优势和技术优势的厂家将持续受益。
相关概念股：
石英砂核心标的：石英股份；
主要坩埚企业：欧晶科技、天宜上佳、晶盛机电；
石英砂保供能力较强的硅片与一体化企业：隆基绿能、TCL中环、晶澳科技、晶科能源。
参考资料：
20221014-华创证券-金刚砂行业深度报告：光伏级高纯石英砂供需偏紧，国产化进程提速
本报告由研究助理协助资料整理，由投资顾问撰写。投资顾问：于鑫（登记编号：A0740622030003）
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