高纯石英广泛用于光纤通信、电光源、太阳能电池、半导体集成电路、精密光学仪器、医用器皿、航天航空等高科技行业，对国家的科技发展具有重要作用，是具有战略性意义的资源。近年来火热的高纯石英行业怎么样，未来走向何方，对石英从业者和投资者至关重要。

一、2024年高纯石英行业现状

1.世界能用于高纯石英的石英原矿稀缺，中国更缺

高纯石英不仅要求氧化硅含量高，而且杂质要求极低，是稀缺矿物，只有满足特定化学和物理参数地质条件下才能形成，世界只有为数不多的矿床能够为高纯石英的加工提供原材料，主要集中在美国和印度，美国分布在北卡罗来纳州Spruce Pine地区的花岗伟晶岩，是全球唯一受阿乐汉尼绿片岩运动影响高纯石英矿床；印度高纯石英分布于古吉拉特邦、拉贾斯坦邦、西孟拉邦、安德拉邦等地区；中国高纯石英原矿分布于新疆和湖北等地，只能做拉管石英，少有发现坩埚高纯石英用原矿，坩埚用高纯石英原矿基本靠进口。

2.高纯石英加工提纯技术研究热门，但基础还很薄弱

随前几年高纯石英紧缺和高昂利润驱使，无论企业还是个人、大学、科研院所等纷纷进行高纯石英加工提纯研究，但与美国相比时间短，基础研究薄弱，直接进入实用工艺，急功近利，缺乏从原料选择、提纯工艺、加工装备和质量检测等全流程既相互独立又相互联系和相互制约的系统技术积累，其中高纯石英原料的识别、评价与技术工艺流程最为关键。实践证明，高纯石英高端产品生产必须采用优质原料和适合工艺技术，中国4N8高纯石英高端产品未能国产根本原因是迄今为止还没有找到能够稳定满足工业生产需要的高纯石英优质原料以或更高技术使用国产石英原矿能生产高端高纯石英。

3.高纯石英价格急速下跌，但利润还是比较高

雪球投资资料，以坩埚用高纯石英砂为例，2023年5月，中国龙头企业外层砂价格12万～13万元/吨、中层砂19万～23万元/吨、内层砂34万～37万元/吨，价格较2022年同期涨幅超400％；2024年5月，受市场下行和供应增多影响，坩埚用高纯石英砂价格急速下跌，中国市场石英坩埚外层用2.4万～8万元/吨，同比下跌58.4%；石英坩埚中层用10万～13万元/吨，均价11.5万元/吨，同比下跌约45.24%；石英坩埚内层用17万～23万元/吨，均价20万元/吨，同比下跌约43.7%；2024年9月，国产坩埚用外层砂出厂价2万～3万，均价2.5万，比2024年5月下降51.92%；坩埚用中层砂5万～6万，均价5.5万，比2024年5月下降52.17%；坩埚用内层砂6万-8万，均价7万元，进口砂13万-15万，均价14万，比2024年5月下降30%。2024年12月，国产坩埚用外层砂出厂价2万～3万，均价2.5万，与2024年9月持平；坩埚用中层砂3万～4万，均价3.5万，比2024年9月下降36.36%；坩埚用内层砂6万-7万，均价6.5万元，进口砂10万-11万，均价10.5万，比2024年9月下降25%。

中国高纯石英龙头企业石英股份2024年半年度报告显示，上半年营业收入7.37亿，净利润2.57亿，净利润率34.87%，净利润率比较高。

4.高端高纯石英供应以国外为主，中低端逐步实现国产化替代

高端砂坩埚内层石英砂以美国矽比科和挪威TQC为主，进口石英砂价格是国内石英砂平均价格两倍以上，原因一是中国做不出坩埚内层砂，对国外坩埚内层砂有依赖，其次即使是坩埚外层和中层砂实现了国产替代，进口石英砂纯度和品质也高于国内。

5.高纯石英地位重要，供应必须实现自主把控

高纯石英不仅是高档石英制品的原料，而且高纯石英砂品质是石英坩埚性能决定性因素，高纯石英砂的供应安全关系到中国光伏、电子信息、光通讯和电光源和半导体等高新技术产业稳定健康发展，对维护中国经济、军事、科技、网络等领域国家安全具有极其重要战略意义。

中国是高纯石英消费大国，中低端产品自给逐步实现自给，高端产品仍然依赖进口严重，高纯石英进口量远大于出口量，对外依存度高，未来必须突破坩埚内层用石英砂技术瓶颈，不能被卡脖子。

6.产业和技术变革加速，高纯石英发展前景广阔

近年来，高纯石英在光伏、光纤、 光源、薄膜材料、大规模集成电路、国防等领域下游领域应用越来越广，尤其是光伏产业，中国光伏装机量增幅较大，其他多个国家也把光伏发电作为绿色可再生能源之一，预计未来全球光伏产业规模将继续维持高增长态势，对高纯石英砂需求激增；此外提升组件功率、降低物流成本和电站安装成本的大尺寸硅片占比不断提升，大尺寸硅片对石英坩埚尺寸提出更高要求，大尺寸坩埚对高纯石英砂消耗量更高，硅片大尺寸化将增加对高纯石英砂的需求；单晶硅片从P型转向N型，N型单晶硅片对石英坩埚原材料高纯石英砂纯度及品质要求更高，且所用石英坩埚平均使用寿命比P型单晶硅片低50～100小时，N 型单晶硅片对石英坩埚消耗速度更快，未来晶硅电池技术向N型单晶电池转变将进一步增加对高纯石英砂需求。

7.高纯石英上市公司增多，大企业开始纷纷布局新项目

中国高纯石英生产企业主要集中在江苏连云港、湖北荆州、安徽蚌埠、湖南冷水江、福建漳州等地区，中国天然石英提纯高纯石英砂代表企业有上市或间接上市公司石英股份、黎辉新材（被上市公司岱乐新材收购70%股权）和中科博胜（被上市公司汇绿生态收购30%股权），人工合成高纯石英砂代表企业有上市公司江瀚新材、壹石通，同时布局天然石英提纯和人工合成石英代表企业有菲利华、凯盛科技和中旗新材等。近几年，中国高纯石英砂产能加速增长。数据显示，截至2023年底，行业总产能达到13万吨以上，较2022年同比增长127.3%，行业已经进入产能建设加速期，2024年国内规划/新建/扩产高纯石英砂产能合计约已达60万吨以上。

二、高纯石英行业发展趋势

1.注重基础研究，理工结合，突破高纯石英提纯技术

中国科学技术大学杨晓勇等研究表明，高纯石英是重要的资源和工业生产原料，由于国内对石英的基础矿物学、地球化学和高纯石英原料研究相对较少，石英原料的提纯加工工艺也亟待改进，使得大量较纯、高纯石英依靠进口。为了更好地利用和开发石英资源，一方面理科角度，加强对石英矿物学基础研究，查明不同含石英岩石中石英的特征，提纯加工成高纯石英的潜力，完善高纯石英原料的综合评价机制，探讨何种内动力和外动力地质作用有益于石英的“纯净”，将成为后续的加工提纯出高纯石英的基石；另一方面从工科角度，改进从石英原料加工提纯出高纯石英的工艺流程，优化提纯方案，研究石英提纯的新技术路线，将有利于高纯石英的可持续供给，满足高新技术领域日益增长的需求。理论研究与实际加工生产相结合，将使石英原料焕发出全新活力。

2.加大找矿力度，寻找中国自己的高纯石英原矿

晶格杂质、亚微米级包裹体和显微包裹体是石英内部杂质元素主要的赋存状态，它们对石英纯度有重要影响。对生产高纯石英的石英矿物原料进行评价时，不仅要考虑石英原料的化学纯度和内部杂质，还要考查石英矿物的嵌布特征、共存的脉石矿物和种类等，根据工艺指标和商业价值等进行综合评价。对于用于提纯高纯石英的石英原料而言，岩浆岩中的伟晶岩和热液脉、变质岩中的石英岩和变质脉体是相对较好的选择。

中国存在具备高纯石英提纯潜力的花岗伟晶岩矿脉，张海啟等针对新疆阿尔泰地区伟晶岩型高纯石英矿床采用适当的提纯工艺流程，成功制备了4N8级高端高纯石英砂；赵金洲等在秦岭东部发现了矿物学属性类似美国北卡罗来纳州斯普鲁斯番地区优质的花岗质伟晶岩，并通过煅烧水淬-破碎磨矿-磁选-超声清洗-浮选-酸浸的工艺流程，获得了4N级的高纯石英砂。此外，张海啟等将河南卢氏龙泉坪伟晶岩型高纯石英矿床与美国斯普鲁斯番伟晶岩型高纯石英矿床进行对比研究，发现两者具有相似的成矿地质背景和地球化学特征，具有较高的提纯潜力；李育彪等以北秦岭伟晶岩石英为原料，采用破碎、筛分浮选、高温焙烧、水淬和热压酸浸等方法，制备出4N高纯石英砂；王安书等以河南某地花岗伟晶岩为原料，采用粗碎、煅烧水淬、细碎磁选、浮选和酸浸等方法，制备出4N5高纯石英砂。

3.提升和普及检测技术势在必行

检测技术是制备高纯石英砂基础和前提，高纯石英砂对SiO2纯度和杂质元素含量要求极高。由于化学分析法和X射线荧光光谱法（XRF）自身特点的限制，难以满足高纯石英质量的检测要求。电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）利用光照射到某个检测单元后，产生一定量的电荷，并且储存在检测单元内，然后采用电荷转移的方式将其读出，对金属元素具有良好的检出限，并具有检测时间短、灵敏度高、精确度好等优点，使之成为一种高纯物料微量化学成分检测的常用方法。但由于技术保密等因素，高纯石英的ICP检测分析方法未得到普及。目前，与国际先进水平（美国尤尼明）相比，中国高纯石英的ICP检测效果存在明显差距，提升和普及检测技术势在必行。

4.高纯石英项目仍是热点，备受企业投资关注

近年来，在国家政策支持以及光纤、电子、半导体、光伏等产业发展驱动下，中国高纯石英应用领域和需求不断扩展，再加上中高端高纯石英砂仍然受制于人，具有巨大的国产替代空间，高纯石英项目仍然是热点，备受企业投资关注，纷纷新上高纯石英项目。数据显示，2023年中国高纯石英砂市场规模为53.23亿元，同比增长45.64%，预计2024年中国高纯石英砂市场规模将达到74.69亿元，同比增长约40%。

5.合成高纯石英砂崭露头角

随全球范围内天然水晶和高品质脉石英逐渐枯竭，化学合成生产高纯石英得到重视。此外，合成石英材料因为其纯度更高、光学性能更良等特性，除了在高端光学领域得到广泛应用以外，也符合半导体制程对石英制品高纯、无污染、耐高温的要求，尤其是随着半导体芯片线宽越来越窄，普通的天然石英材料已经无法满足高端生产工艺的要求，合成石英成为10nm 制程以下的半导体芯片刻蚀环节中的重要部件。光掩模版需求旺盛，也带动合成石英材料的需求，目前全球高纯合成石英材料主要生产企业包括美国康宁公司、德国贺利氏、日本东曹株式会社、日本信越石英株式会社以及国内的菲利华。

6.石英坩埚向大尺寸化发展，加大高纯石英需求量

石英坩埚尺寸大小（或容积大小）取决于晶体生长的直径和长度，同时还要考虑拉晶工艺中对埚、晶直径比的要求，一般埚-晶直径比以 3:1为佳。主要原因是石英坩埚与熔液直接接触，熔硅与石英坩埚的SiO2反应生成SiO2后，它同时向熔体内部扩散和向熔体表面挥发，有一部分到达固-液界面附近，混入到正在生长的晶体中，从而使单晶体中的氧含量增高。采取较大的涡-晶直径比，将有利于氧的大量挥发，提升晶棒的质量。此外，大尺寸的石英坩埚装料量较大，有助于摊薄拉晶厂商的生产成本。目前，硅片逐渐向大尺寸化发展，M10（182）硅片成为主流，M10硅片需要拉制出10英寸的硅棒，对应于石英坩埚尺寸为 30英寸及以上，G12（210）硅片则需要12英寸硅棒，对应需要的石英坩埚尺寸达到36英寸。石英坩埚向大尺寸发展，加大了高纯石英需求量。

7.连续多次投料等拉晶发展方向对石英砂纯度提出更高要求

拉棒单炉投料量是指一只坩埚用于多次拉棒生产的总投料量，其中坩埚使用时间为关键因素之一。根据CPIA数据，2021年，拉棒单炉投料量约为 2800kg，较2020年的1900kg大幅提升，主要得益于热场尺寸增加以及所拉棒数增加。在连续投料和RCZ复投技术的应用下，拉晶对石英坩埚的寿命、强度和尺寸提出了更高的要求，对应到坩埚的具体性能来看，石英砂的低气泡含量成为至关重要的指标。此外，拉晶厂对不断提升成晶率和硅棒品质需求也对石英坩埚核心性能——内表层气泡含量提出更高要求。