石英坩埚结构、需求及竞争格局如何？

竞争格局相对分散，石英砂和客户资源为突围关键。

石英坩埚是单晶硅拉棒环节的消耗品，使用寿命 300-400 小时，属于高频易耗品。在 单晶硅片的生产过程中，因为石英材料具备耐高温、高纯度等特性，常用来制作成石英坩埚用以成为拉晶的器皿，主要用来盛装熔融硅并制作成晶棒。由于单晶硅拉晶环境要求容 器在 1500 摄氏度的高温下连续工作，且如果容器出现溶解会导致晶棒纯度受影响，因此石 英坩埚需要在使用 300-400 小时之后报废，以保证拉晶环节的顺利进行，因此石英坩埚属 于单晶硅棒环节的必须消耗品。

石英坩埚以石英砂为原材料通过定型工艺生产而成，其中石英砂占主要成本构成比 例。石英坩埚是由高纯石英砂通过模具定型，使用电弧法高温制作而成的一种容器。2021 年，欧晶科技石英坩埚成本中单位石英砂成本、单位制造成本、单位辅助材料成本、单位 人工成本占比分别为 62.0%、26.5%、5.8%、5.7%，石英砂成本为主要成本。

石英坩埚分为内外层结构，内层对石英砂的品质要求更高。石英坩埚一般分为内外两 层结构，外层是高密度区域，称为气泡复合层；内层是 3-5mm 的透明层，称为气泡空乏 层。内层，即气泡空乏层的存在使坩埚与溶液接触区的气泡密度降低，因此相较外层砂， 内层砂对硅的成晶状况和单晶硅的质量影响更为显著，对高纯、低铝、低碱、抗析晶等性 能的要求更高。加上高品质原矿资源稀缺、海外高纯石英砂行业扩产积极性不足，高品质 内层砂的供应或将面临更加严重的供给缺口。

N 型+大尺寸硅片加速渗透，有望进一步提高石英坩埚的需求量。1）N型化：由于 N 型硅片具有更高的少子寿命和转换效率高、双面率高、温度系数低等优点，光伏硅片呈现出从P 型向 N 型发展的趋势。生产 N 型硅片对纯度的要求更高，需要石英坩埚更加频繁地更换以减少杂质，从而缩短石英坩埚的寿命，增大对石英坩埚的消耗量，因此 N 型硅片渗透率的提升也将导致石英坩埚的需求量增长；2）大尺寸：随着光伏的平价上网推行，为了 降低终端成本，现阶段光伏龙头公司已经推出G12等大规格尺寸，而大尺寸的硅片需要大尺寸的坩埚，因此大尺寸的渗透率提升也将带来石英坩埚向大尺寸方向发展，提升单位产 品价值量。

光伏需求：2022 年石英坩埚需求量约 62.04 万个，对应市场空间 40.32 亿元。根据 CPIA 数据以及我们测算，预计 2022-2025 年全球新增装机需求分别为 250、330、400、 480GW，单晶硅片每 W 耗硅量 2.77、2.70、2.60、2.50g/W。考虑到拉晶能力与石英坩埚品 质提升，假设 2022-2025 年单个石英坩埚能够提拉硅料 180、190、200、210kg/日，单个石 英坩埚拉晶时间 320、340、360、360 小时。2022-2025 年对应石英坩埚需求量 62.04、 71.17、74.53、81.90 万个。根据欧晶科技披露石英坩埚单价，在石英砂供给紧缺的背景 下，预计未来 2 年内石英坩埚价格将成本支撑下维持高位，于 2024 年逐步回落，假设 2022-2025 年售价为 6500、7900、7500、7300 元/个，对应石英坩埚市场空间 40.32、 56.22、55.90、59.79 亿元。

半导体需求：半导体硅片出货量稳步增长。半导体级石英坩埚具有纯度高、质量稳 定、耐温性强、节约能源等优点，是半导体产业发展中的重要器具、半导体硅片生产中的 重要辅料。近年来，全球半导体硅片出货面积呈现出稳步增长的态势。根据 SEMI 数据， 2021 年，全球半导体硅片出货面积达到 142 亿平方英寸，同比增长 14.2%，预计 2022 年达 到 153 亿平方英寸，同比增长 7.9%。其中，2021 年中国半导体用石英坩埚全球需求金额为 1.78 亿元，占全球半导体用石英坩埚全球需求金额的 13%。

石英坩埚供给厂商多为非上市公司，绑定下游大客户的坩埚厂商拥有较大的规模。石 英坩埚领域公司规模较小，除 TCL 中环、隆基绿能的供应商（欧晶科技、江阴龙源、宁夏 晶隆）形成一定规模外，其他企业规模总体较小。且目前国内石英坩埚主要供应厂商多为 非上市股份有限公司及有限责任公司，呈现出市场分散的局面。

受益于下游硅片环节龙头集中趋势，石英坩埚竞争格局有望进一步集中。石英坩埚行 业竞争格局取决于下游客户对供应商的选择，下游的单晶硅片行业双寡头格局稳固，2021 年隆基绿能和 TCL 中环两大龙头 CR2 产能占行业总产能的 55%，比 2019 年 CR2 市占率高 出 16%。下游客户对供货质量要求高，对该类型服务有较强的个性化需求，需与供应商进 行密切的配合，根据生产情况不断调整和改善服务流程。因此在下游行业龙头集中的趋势 下，新入竞争者在客户开发方面存在较大阻碍，石英坩埚竞争格局有望进一步集中。

高纯石英砂价格快速上涨，2021 年均价达到 5350 元/吨，同比增长 25%。近年来下游 硅片的加速扩产推动了石英坩埚需求的大幅上升，进而导致作为石英坩埚主要原材料的石 英砂需求显著提升，但由于纯石英矿储量、品质分布不均，用于生产高纯石英砂的矿床资 源有限且禀赋不同，因此在近几年表现出供给紧缺，2016 年以来价格持续上涨，供不应 求，2019-2021 年我国高纯石英砂市场均价分别为 4200 元/吨、4280 元/吨、5350 元/吨，同 比增长 8%、2%、25%。

石英砂供给有限，拥有石英砂资源的公司拥有核心竞争力。由于高品质石英矿源的稀 缺，高纯石英砂行业呈高度垄断格局，全球仅有 3 家公司可量产高纯石英砂： 1）美国尤尼明：美国尤尼明公司通过掌握全球最佳石英矿源 Spruce Pine 地区矿产资 源，把控全球 90%的高纯石英砂市场； 2）挪威 TQC：挪威 TQC 公司依靠 Spruce Pine 地区矿源和挪威本地石英矿成为第二 大石英砂供应商。近年来，挪威高纯石英砂品质显著提升，并逐批投放中国市场，主要用 于生产应用于太阳能光伏行业的单晶硅拉制用石英玻璃坩埚； 3）石英股份：2009 年，公司成功攻克了高纯石英砂提纯技术难题。随着公司 2022 年 年中在建项目 2 万吨逐步投产以及老产能技改提产，公司于 2022 年底将拥有约 5 万吨高纯 石英砂产能，预计 2022-2023 年公司将分别形成 4 万吨、6 万吨高纯石英砂出货。