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高纯石英是指SiO2质量分数高于99.9%的石英，其主要由天然水晶、石英砂岩、脉石英等经过加工提纯，或者化学合成而制得。高纯石英独特的晶体结构和晶格特征使其具有优异的光学特性、耐腐蚀性、耐高温性、高绝缘性，广泛应用于半导体、光伏、光纤等行业。
用于半导体、光伏的4N5以上产品国产化仍在路上。高纯石英砂从中低端到高端一般应用路径为光源行业(2N~4N)、高端光学器件、激光器件(4N以上)到半导体、光伏、光纤通信、微电子等领域(4N5~6N)。我国在3N~4N中低端产品上已完成国产化，而4N5以上产品受制于矿石原料品级以及提纯技术，仅个别头部厂商具备生产能力。国内厂商在光伏用高纯石英砂上已实现突破，国产化率逐步提升，而应用于半导体的产品技术壁垒更高，且受限于长周期的验证工作，仍基本从国外进口。
稀缺的优质原矿资源是根本。高纯石英技术包括原料选择、提纯工艺、加工装备和质量检测等四个方面，是既相互独立又相互联系和制约的技术整体，其中以高纯石英原料的识别、评价与选择最为关键。全球优质矿源稀缺，海外厂商尤尼明、TQC的矿源均主要来自美国斯普鲁斯派恩矿，该矿床规模最大且品级最为优质。而我国 4N8 高纯石英高端产品未能国产化的根本原因，即迄今还没有找到能够稳定满足工业生产需要的优质原矿。
弥补“先天不足”的提纯工艺复杂，壁垒极高。矿源品质不足，则对厂商提纯工艺要求更高。不同行业对高纯石英有着不同的质量要求，高纯石英的质量与杂质含量并不是简单的线性关系，而是取决于其杂质的工艺矿物学特征，提纯工艺需适配杂质特征。多年的商业化实践证明，提纯工艺的突破并非易事，国内至今仅石英股份能够生产符合光伏内层砂要求的4N8产品，高度集中的行业格局短期难以撼动。
面对提纯法高纯石英砂供应所面临的种种瓶颈，已有部分企业开启对合成高纯石英砂的探索。合成高纯石英的技术路线多样，与其他合成二氧化硅粉体常见的合成工艺原理类似，但如何在规模化生产中实现对纯度的极致要求，同时保证合理的成本区间，可能仍然存在较多技术难点需要攻克。合成高纯石英的制备实际仍主要处于实验室阶段，由研发、小试、中试、小批量试生产到商业化量产的过程仍有较大不确定性，其产业化进展有待后续的持续跟踪。
供需展望
高纯石英砂2024年预计延续紧缺态势。我们估算海外龙头尤尼明及TQC对于中国出口高纯砂规模22-23年保持2.4-2.5万吨基本不变，2024年可能会新增产能1.2万吨（目前看大概率实现不了这个体量）。而国内供给除了石英股份外，基本没有确定性的增量。据CPIA数据，判断2023年光伏装机规模达到330-360GW，同比可能继续保持30%以上的增长。
以此估算高纯石英砂市场供需缺口可能将从2022年的1.1万吨扩大至2023年的1.7万吨，至2024年仍然紧缺，但缺口或有所收窄。高纯石英砂的短缺将直接导致石英坩埚的产量受限，进而影响下游的拉晶数量，高纯石英砂及石英坩埚可能将成为产业链卡脖子环节。
