为什么高纯石英砂不会成为下一个碳酸锂？- 大数跨境

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为什么高纯石英砂不会成为下一个碳酸锂？

石英石网

2023-02-21

近期，市场担心高纯石英砂会走成下一个碳酸锂，但我们认为两行业之间存在较大差异。

一方面，碳酸锂占下游电池成本达到50%左右，碳酸锂涨价对下游利润及需求会产生一定影响，而石英砂占下游硅片成本只有2%左右，虽然石英砂质量对下游硅片生产影响重大，但下游成本敏感度低。

另一方面，在碳酸锂涨价过程中，企业纷纷扩产，行业集中度以及生产壁垒均不高，但高纯砂矿源稀缺叠加提纯工艺，决定了其产品具备一定的壁垒，并且在涨价过程中，行业里能够真正扩产出来的高质量产能很少，竞争格局优异。

另外，高纯砂在光伏产业链中享受最高的利润分配也侧面印证了行业壁垒明显高于碳酸锂，而碳酸锂产业链享受高利润分配的环节在矿石端。

一、高品质石英砂质量将成为下游非硅成本差异的胜负手

硅片大型化趋势明确，尺寸加快升级。大尺寸趋势下，大尺寸石英坩埚对高纯砂的品质要求也将随之提高。

一方面，石英坩埚尺寸越大，意味着坩埚内表面与硅液接触面积越大，从而对坩埚内层砂品质稳定性、一致性等要求也更高，否则对硅的成晶（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）则会造成一定负面影响。

比如高纯石英砂的一致性决定了拉晶工艺路线的稳定，如果一个石英矿储量不是很大，或者矿体内的品质变化差异较大，则生产出的石英砂的纯度、气液包裹体等品质就较难形成一致，进而用于生产制成的石英坩埚的内表层某区域就可能率先发生析晶或引起坩埚破裂。因此，坩埚尺寸越大，内表面风险越高，从而对石英砂品质要求越高。

同样在使用大尺寸石英坩埚盛放熔融硅液拉晶环节中，单位时间内需要熔制的硅液越多，所需要的热场加热功率也就越大，从而对高纯砂的耐高温性提出更高要求。另外，温度越高的环境下，会加速杂质的析晶速度，进而影响拉晶效率。因此，大尺寸坩埚整体对石英砂的耐高温性、纯度、强度等品质也提出了更高的要求。

因此，大尺寸石英坩埚对高纯石英砂的纯度、气液包裹体、粒度分布、一致性等品质要求更高，高品质石英砂的稀缺性也将对下游各家硅片企业之间生产成本及品质产生一定的差异。

高品质石英砂的稀缺性或制约大尺寸石英坩埚的生产。在原材料高纯石英砂的产品品质方面，目前尤尼明/TQC为第一梯队，产品质量最优，高纯砂主要应用在坩埚内层为主；而石英股份受益于自身提纯技术进步及储备品质不错的矿源成为第二梯队，逐步成为内层砂和中层砂的国产替代首选；国内其他小企业为第三梯队，石英砂质量偏次且以外层为主、售价也偏低。

考虑到若海外尤尼明和TQC的扩产进度不及预期将导致2023年内层砂的缺口进一步放大，或在一定程度上制约2023年大尺寸石英坩埚的生产品质。高纯石英砂生产的大尺寸坩埚品质或通过多种方式影响硅片企业生产成本。

综合来看，高纯砂品质对硅片企业影响重大，下游企业或增加对高品质石英砂的争夺。

高纯砂对下游的次生成本及产品质量影响重大，下游企业为了保证自身的成本及质量领先优势，大概率会增加对高品质石英砂的争夺。

二、高纯石英砂产业链利润率较高环节，进入壁垒高

高纯砂行业集中度明显高于碳酸锂行业对于碳酸锂，全球锂供应来源主要分为澳洲锂精矿、南美盐湖卤水、中国盐湖卤水、中国锂云母等，其中澳矿和南美盐湖占全球供应比例接近80%。

不同于锂矿，高纯砂企业数量较少，行业维持较高集中度。石英股份基于自身提纯技术进步及储备品质不错的矿源，在需求持续增长的背景下也公告扩产计划，同时也成为石英坩埚中层和内层砂国产替代的首选，但行业中小企业受限于自身矿源不稳定且提纯技术落后，大幅扩产行为较少，且产品以壁垒较低的外层砂为主。

我们预计未来扩产增量主要以石英股份为主，行业中小企业存在小幅扩产行为，高纯砂行业CR3有望维持80%左右的高集中度。

另外，不同于碳酸锂行业市场规模达到上千亿，市场空间较大叠加高利润刺激下，势必会有很多大资本企业愿意进入去推升供给。但是高纯砂行业当前总需求仅10万吨左右，对应市场空间也不足百亿，叠加产品具备一定技术壁垒，导致了大资本企业进入意愿偏低，也就较难看到大规模的扩产。

对于高纯砂，美国尤尼明和挪威TQC具备高纯石英砂供给能力，主要源自其矿源，两家公司共同开采SprucePine石英矿，矿区原料中铝含量较高，能够增强坩埚的粘度，同时碱金属元素含量较低，微气泡含量比脉石英含量低。尤尼明和TQC两家公司具备优质矿源的开采权，自然开采及提纯的成本波动不大，可以享受石英砂涨价的超额利润。

但是对石英股份及其他中小企业而言，主要是从全球不同区域持续发掘脉石英矿，通过贸易模式持续采购矿源并提纯。在脉石英矿先天资源优势不明显的情况下，光伏高纯石英砂的生产取决于勘测、提纯、测试、稳定生产等能力，能同时积累各环节优势的能力并非一时之功。

一方面，全球各区域脉石英矿由于杂质含量存在差异，品质不一，这就需要各家企业具备针对不同矿源的测试及提纯能力，从而判断该矿源是否适用于光伏领域且具备经济性；另一方面，由于脉石英单体矿床规模小，各公司较难取得大型优质矿山的矿权，这就需要各企业具备能够持续勘测新矿源的能力；最后，除了杂质含量，光伏领域对石英砂的一致性和稳定性同样具备较高的要求，这就需要各企业能够将不同矿源的石英砂稳定地去除杂质和气泡，且品质均匀，尤其是对大尺寸坩埚，石英砂的稳定性要求更高，否则拿到合适的矿源也较难生产出满足下游需求的产品。

石英股份在石英砂的勘测、提纯、生产等方面积累了数年的能力及经验，比如早在2017年公司申请了“一种高纯石英砂动态高温酸洗装置”专利。

一般原矿为天然石英矿石，除了石英外，通常含有多种杂质矿物，以及流体杂质。通过浮选、磁选、重选等手段，虽然可以把其中的大部分杂质矿物去除掉，但很难做到把非矿物形式存在的元素杂质去除干净，影响石英砂的品质。

行业大都使用酸洗方法来去除非矿物形式存在的元素杂质，但是，此类装置大都功能单一，状态静止，且处于常温状态，使酸洗的化学反应不完全，去除杂质的效果较差。而且酸洗后，往往要把物料放出来进行水洗去除酸液，再进行脱水和烘干，工艺繁杂，还容易对产品带来二次污染。

该专利提供一种高纯石英砂动态高温酸洗装置，可使石英砂在较高的温度和运动状态下进行化学反应，集酸洗-水洗-脱水-烘干于一体，提高了化学反应速度和反应均匀性，并避免了对产品的二次污染。

整体而言，想要规模化生产出满足下游需求的高纯石英砂并非一时之功，即使在资金充裕的情况下，如果无法有效地确定某矿源合适及具备稳定生产能力，公司也不会盲目地去锁定矿源并扩大生产。而石英股份在勘测、提纯、测试、稳定生产等方面积累的领先优势有助于自身率先锁定合适的矿源并扩大生产，并且在锁定矿源的早期并不一定会面对很多其他竞争对手高价抢货的竞争，虽然矿源成本可能会有一定程度的上升，但不一定会超过产品端的涨幅，高纯石英砂单位盈利仍然存在一定的上升空间。

因此，我们认为石英砂行业的利润大部分流向了同时具备勘测、提纯、测试、稳定生产等方面优势的企业。截至2022年三季报，石英股份综合毛利率达到64.08%，相比于2021年底上升近20pcts，可见石英股份有效地控制了成本、享受到涨价带来的超额利润。

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