​价格大涨、原材料短缺 石英砂这一光伏“卡脖子”环节何解？

在晶体硅制备过程中，石英坩埚是拉制单晶硅棒的重要耗材，而高纯石英砂是石英坩埚的核心原材料。虽然在硅片的生产成本中石英砂占比极低，但其纯度、含铝量、抗析晶性等品质参数将直接影响硅的成晶率、整棒率、直接加工成本和质量。

有记者了解到，石英坩埚由外、中、内三层壁组成，分别需要用到三种不同的高纯石英砂，称为外层砂、中层砂、内层砂，其中石英坩埚内层对高纯石英砂的要求更加严苛。国泰君安证券此前的研报提出，尽管我国硅质资源丰富，但均以普通硅石矿为主，产物主要应用于建筑用砂、玻璃等领域，缺乏专门生产高纯石英原料的矿山，因此高纯石英原料矿床稀缺，需大量进口高纯石英原料矿石及石英制品，目前石英坩埚内层仍需采用进口原料石英坩埚短缺限制企业扩产，高纯石英砂价格提升。

据SMM光伏品目分析师郑天鸿介绍，从去年下半年开始，高纯石英砂价格进入上行周期，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，供应相对充足的外层砂均价在今年3月从年初的5万元/吨涨至9.5万元/吨后维持不变。

郑天鸿表示，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。

“价格飙涨最核心的原因还是在于供给端石英砂产出较少，且投产速度偏缓。”郑天鸿表示，石英砂生产受制于石英矿资源，目前全球已探明的石英矿资源量极少，原材料的紧缺限制了供应。每年国内内层砂的供应约为不到三万吨，今年预计尚存在三千吨左右的缺口。

此外，原矿石英砂须经提纯制成高纯石英砂后方可用于生产石英坩埚等，提纯这一工艺技术壁垒较高，导致行业进入门槛较高。

更为严峻的问题是，高纯石英砂产能建设周期约为18个月，这意味着光伏坩埚的短缺情况难以在短时间内得到明显改善。有券商已提出，这将是未来2-3年内光伏行业中供给最紧张的环节。

目前市面上已采用的一种解决办法是调整石英坩埚三层壁的用砂比例，此前制造坩埚所用内中外三层砂比例通常为4:3:3，但在内层砂紧缺的影响下，一些坩埚企业将内层砂比例降至30%，内中外三层砂比例调整为3:4:3，也有部分企业进一步调整至2:4:4，以减少内层砂的用量。这种方法虽然不影响生产出的硅棒质量，但会缩减石英坩埚的使用寿命。

此外，另一种思路是通过有机合成的高纯石英砂替代天然砂，但这一技术成本不菲且尚未成熟，同时合成的高纯石英砂硬度与耐高温等性能也与天然石英砂存在差距。

“石英砂价格或已进入‘重估’窗口期。”中泰证券在5月上旬的研报中提出，相较于硅料、碳酸锂，高纯石英砂在资源端与技术端均有较高壁垒，因此供给端约束更强。目前海外虽有扩产计划，但据判断整体增量相对有限且进度偏缓，合成石英砂尚需时间，行业景气周期有望拉长。