最近，受益于光伏和半导体行业的快速发展，一种叫做“石英”的石头出现供不应求的局面。石头是一种非常常见的矿物质，石英石也是一种矿物质石头，但是含石英纯度达到了90%以上。
近些年来，随着科学技术的发展，我国电子信息、光伏能源、航空航天、半导体等领域和行业飞速发展，以石英石为基础的硅材料，便成为这些领域和行业的关键原材料。过去石英石是分文不值的顽石，而现在是非常金贵的高科技工业原材料，价值非常高。现在农村每吨石英石价值500到1000元！
石英石便成了资源丰富区的当地居民的财富来源，然而，看似在地壳含量巨大的石英石在我国却面临着供不应求、日渐稀缺的问题，甚至有专家预言石英石将成为光伏产业链“卡脖子”的难题！这是为何？
石英是一种架状结构氧化物矿物，具有硬度高、化学性能稳定、隔热性好等优点，石英因其高折射率而被广泛应用于光纤传输和光伏领域，同时，石英具有透光性，可制成石英玻璃，被称为“玻璃材料之冠”。
目前，我国主产石英石是江苏省东海县，整个县域之内，到处都存在有石英石矿，农田耕地的土层下面，都蕴藏着大量的石英石。
因此，东海的农民，为了减少农田耕地里的，妨碍农业生产的石英石，刨挖出来，数量就非常惊人，可以卖给当地的石英石加工厂，每吨价格是500~1000元，每人一天能采挖0.5~1吨的石头，就能挣到250~500元/天，比外出打工还划算。
所以，在东海县每年都是非常多的农民，在农闲的时候，就在村子周围或自己承包的土地上，采挖石英石，便成为他们农业的主要经济来源。过去无用途的石头，现在却变成“金疙瘩”，能为他们带来财富，带来幸福生活。
不过，江苏东海县农民挖石英石持续过多年，当地为了保护资源和生态环境，目前东海县的开采量在减少，采出来的石英石也越来越少。随着下游需求愈加旺盛，企业加班加点多种措施保证供应。
在工厂门口，运输货车依次开上专用的称重台，货车司机表示，这些石英原石是收购上来的，近期市场需求明显增多，一天最多能拉4车。为了应对即将到来的石英石紧缺，他加紧从村民手里购买原料增加库存。
据介绍，国产石英石产量越来越少，进口的石英石越来越多，一些企业提前进口未来5年的石头原料。国产石英石每吨500到1000元，进口石英石价格比国内高2倍到3倍。
在江苏省东海县，当地把石英石加工成石英砂，按照二氧化硅的含量可以分为普通石英砂、精制石英砂和高纯石英砂。通常二氧化硅的含量大于99.8%的，被称为高纯石英砂，是高科技产品的原材料。
农民在土壤里刨挖出来的石英石，表面裹着一层黄色的泥土，是一种杂质，在提炼石英的时候，先要使用一种酸性物质，才能清楚干净这石英石表面黄色的泥土，变成洁白的石英石。这洁白的石英石，价格是刚刚采挖的黄色石英石价格的2~3倍，即1000~1500元/吨。
一般情况下，加工厂把通过酸液清洗的石英石，通过粉碎，再通过两次高温熔化提炼8~10个小时，模仿火山熔浆那样，来提炼高精度的二氧化硅和单晶硅，成为光伏能源和半导体所需要的原材料。
石英晶体纯度越高，用途越广泛，光伏硅片生产环节中的单晶石英坩埚，内层纯度至少要达99.99%以上，纯度相差0.001%，每吨价格或相差2到3万元。
据当地加工户介绍，他致力于提高石英纯度用作航空材料，最高纯度石英粉能卖到30万一吨。他从2012年筹集的50万元创业，到今年总资产已经达5亿元。
石英的优良性能及广泛应用使其在高科技发展的时代脱颖而出，石英资源既是光伏发电行业的关键基础性原材料之一，更是一种重要的战略性非金属矿资源。高纯度石英用于高科技领域，如生产半导体晶体硅，将其制成二氧化硅坩埚以容纳高温硅熔体。
太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应，而将光能直接转变为电能的一种技术，具有安全可靠、绿色清洁、可再生、适用地区广等优点，是新能源产业的重要发展方向，近年来发展迅速。
目前，光伏发电板主要结构组成为：层压件（由上至下钢化玻璃、EVA、电池片、背板）、铝合金架、接线盒、硅胶（粘结各部件）。其中，在制造过程中使用石英资源为基础原料的部件有钢化玻璃、电池片、硅胶以及铝合金，不同组件对石英砂要求各不相同，用量各不相同。
电池片是光伏发电的核心部件，主要有单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池以及多元化合物电池等，应用最为广泛的为单晶硅电池和多晶硅电池。
相较多晶硅电池，单晶硅电池具有光转化率高（15%~21%，大多在18%左右）、使用寿命长优点，但制作成本高，受材料物理性能限制，要达到30%以上的转化率的可能性较小；
相较单晶硅电池，多晶硅电池光转化效率低（12%~18.5%，大多在16%左右），与单晶硅电池相比，多晶硅电池光转化效率低，使用寿命短，目前正在逐渐被单晶硅电池替代；
非晶硅电池具有轻薄、质轻、柔性好等优势，应用范围非常广泛，尤其适合用在光伏建筑一体化之中，但其光转化效率偏低；
制作光伏单晶硅、多晶硅通常利用金属硅制作，受成本影响，制作多晶硅的金属硅对石英原料要求较高，通常用SiO2＞99.9%的石英砂经冶炼、提纯制成，制作多晶硅所用石英资源可从优质石英岩、石英砂岩、脉石英等资源中获取。
在生产多晶硅、单晶硅过程中用到的坩埚、扩散管等材料为光伏级高纯石英砂，通常要求石英砂SiO2≥99.99%杂质元素总含量应小于25ppm，其中K、Li、Na小于2.5ppm。而超高纯石英含量大于99.999%（Al<8 ppm，Fe<0.05 ppm，Ti<1.3 ppm等）。以美国Union Ming公司为例，其IOTA标准得到国际认可，其产品纯度达到99.9994%。
根据木桶理论，木桶容量取决于最短的板，反映在在产业链价值分析上，产业链上大部分利润会被最稀缺的环节拿走。就好比当10个人只有9瓶水时，一瓶水的价格会涨到直至有一个人买不起为止。
光伏产业链主要包括硅料→硅片→电池片→组件（当然也有其他环节如辅料、逆变器、设备等）。主链上的这几个环节几乎没有什么技术门槛，历来都是一个极其内卷的行业，拼的是规模与成本管控。
由于产品自身特点，硅料扩产是比较慢的一个环节，因此，过去几年，硅料一直都是产业链上的卡脖子环节，硅料吃掉了产业链7成的利润，占最终组件的成本80%以上。这也是如中环等硅片企业为什么一直在推进硅片的薄片化，做的越薄，越省钱啊！
最早在2022年初的几个月，一些二线的硅片企业，开始反映出缺少石英坩埚，可能面临停产的问题。最初，在行业内并没有得到太多的关注。
后来分析师们调研了几个一线硅片企业，发现大家真正缺的并不是石英坩埚，而是高纯度的石英砂，而全球只有美国、印度有可以稳定供应石英砂的矿。所以这个环节的关键，既不是石英砂的提纯技术，也不是坩埚的生产能力，而是石英矿本身。
随着分析师们进一步对这个环节进行深入调研，渐渐意识到光伏石英砂没有那么简单，与普通的建筑石英砂完全不同。虽然说是叫高纯石英砂，但实验室合成出来的石英砂也是有的能用，有的就不能用，似乎既需要较高的纯度，又需要某种杂质的含量刚刚好。
石英砂不同于硅料，硅料的成本占了组件成本的80%多，硅料涨价涨太多，会抑制电站运营方的需求，毕竟电站方不会亏钱去上新能源发电。而石英砂不同，石英砂在硅片生产过程中成本才占了1%左右，哪个硅片厂家会因为这点成本而错过在硅片上挣大钱的机会？
于是，石英砂企业开始惜售，而硅片厂家又大量的补库存，石英砂价格从此一天一变，而A股上市公司石英股份的股价也是一骑绝尘。
据估算，23年硅料支撑光伏装机500GW，石英砂330GW，IGBT360GW，EVA粒子410GW，可见，就在22年下半年，光伏产业链的卡脖子环节将由硅料转换到石英砂。
当这个时点来到后，光伏产业链格局将重塑，各环节价值将被重新评估。而石英砂的扩产能需要开矿，从这些年开锂矿的经验来看，开矿这个事也不是1年2年可以随便开出来的，因此，也许至少未来3年，石英砂都会是光伏产业链的“短板”。
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