2022年石英股份研究报告 国内高纯石英砂龙头生产商，产品布局全产业链

1. 高纯石英砂龙头企业，订单、业绩高速增长

1.1. 国内高纯石英砂龙头生产商，产品布局全产业链

国内高纯石英砂龙头企业，全面布局光源、半导体、光伏、光纤、光学等领 域。公司前身是 1999 年成立的江苏省连云港市东海县太平洋石英制品有限公司。 2009 年公司成功自主研发出高纯石英砂提纯技术，成为继尤尼明、挪威 TQC 之 后全球第三家掌握高纯石英砂量产技术的企业。2012 年光纤及半导体管棒研发成 功，公司正式进入电子级石英应用领域。2014 年公司股票成功挂牌上海证券交易 所上市交易。2019 年半导体领域用系列石英产品通过 TEL 扩散环节认证，全球 仅 6 家公司通过了 TEL 认证。2020 年公司自主研发的石英筒产品受到半导体市 场好评，并在下半年通过美国 Lam 的刻蚀石英认证。 2021 年公司又通过东京电 子（TEL）刻蚀环节的半导体认证。

高端石英制品行业龙头，产品布局全产业链。公司主要销售石英管、棒，占 2021 年主营业务收入的 66.2%。其他的主导产品有高纯石英砂、石英坩埚及其他 石英器件。主要应用在光源、半导体、光伏、光纤、光学等领域。公司在光源领域 主要推进红外加热、紫外固化、紫外线消毒、高品质分析等高端光源石英材料份 额；在半导体领域主要产品为石英管、棒、锭材料，用于晶圆制造的扩散环节和半 导体刻蚀领域；在光伏领域主要产品为高纯石英砂和石英坩埚，用于硅片和电池 片环节；光纤领域主要推进石英延长管、石英棒、石英套管，在 RIC 工艺预制棒 和光纤拉丝工艺中使用；在光学领域主营产品有石英镀膜材料、紫外合成石英材 料、红外石英材料，用于光学镜头等光学成像领域。

公司实际控制人陈士斌先生，合计持股达 51%。陈士斌先生直接持股比例为 28.19%，通过富腾发展持股比例 23.22%，合计持股比例达 51%。股权结构集中 利于公司高效决策和稳健发展。邵静女士与陈士斌先生为夫妻关系，系一致行动 人，持股比例 3.19%。陈培荣先生系南京大学地科系教授，持股比例达 1.91%。 外延投资完善产业布局，各子公司分工明晰。公司拥有 5 家全资子公司，1 家 参股公司，均围绕产业链横向及纵向布局，完善公司产业版图。5 家子公司分别为 连云港太平洋半导体材料、润辉光电科技、金浩石英制品、上海泛石新材料、金沙 石英，涵盖公司各个领域的产业链布局。其中连云港太平洋半导体材料主要从事 半导体石英制品、新能源石英制品的生产和研发；润辉光电科技主要研发半导体 及光通讯领域用石英产品及器件；金浩石英制品主要从事天然水晶粉及其石英制 品生产与销售；上海泛石新材料主要从事新材料技术推广服务；金沙石英涉及非 金属矿物制品制造与销售；参股公司浙江岐达科技股份有限公司（873296.NQ） 在新三板上市，主营业务是分布式光伏电站的投资、开发及运营管理业务，进一 步加强公司在光伏领域的布局。

核心团队技术实力雄厚。公司董事陈培荣历任南京大学地科系教授，主要研 究方向为：核能资源地质地球化学；岩石地球化学与板块构造；超纯矿物材料与 工程（以石英材料为主）。公司石英砂提纯技术突破正是源于陈培荣教授的重大 贡献，陈培荣教授和他的团队自主研发了一套独特的选矿工艺与装备，集破碎、筛分、磁选、浮选和脱水于一体的自动化生产线，研发历史超 5 年之久。公司在 职员工 1253 人，其中技术人员 201 人，占比 16%，具有较高的专业水准和丰富 的行业经验，研发实力强劲，同时通过股权激励持股，保证核心技术团队的稳定。

1.2. 深耕高纯石英砂提纯技术，第八代连熔法处于国内领先地位

石英特性稳定，高纯石英广泛应用于高新技术产业。石英是由硅原子和氧原 子组成的硅氧四面体在三维空间中有序排布形成的氧化物矿物。石英在自然界中 广泛存在于岩浆岩、沉积岩、变质岩和热液脉体中，其中岩浆岩中的石英总量占 岩石圈总量的 93.6%。石英的稳定特性使其成为工业主要用料，但随着科技发展， 传统的天然石英已不能满足半导体、精密光学、光伏等高新技术产业的生产需求。 高纯石英通过对天然纯净石英提纯加工得到，广泛应用于高新技术产业，同时也 是绿色环保战略资源，具有较高附加值。

高纯石英砂采用高品位的石英石（SiO2 含量大于 99.80%）经过预处理（一 般采用机械破碎、电动粉碎、光学分选、超声破碎、热冲击破碎）、物理处理（主 要包含磨矿、色选、磁选、浮选）和化学处理（主要包含酸洗、浸出和热氯化）三 个过程。

高纯石英下游应用领域广泛，对石英砂纯度要求较高。高纯度石英砂产品从 中低端到高端一般应用路径为光源行业（99.5%-99.99%）、高端光学器件、激光器 件（99.99%以上）、到光纤通信、半导体、光伏、微电子等领域（99.995-99.999 9%）。

公司采用连熔法、气熔法技术，在国内处于领先水平。石英熔制方式主要有 气熔法、电熔法和合成法。石英股份主要采用的方法有气熔法和电熔法的分支— —连熔法，其中连熔法的特性较为优异，且工艺相对自动化，石英股份的连熔法 技术目前已经发展到第八代技术，在国内处于领先水平。目前公司生产的主导产 品具备纯度高、低羟基、耐高温、微气泡少等特性。

1.3. 2022Q1 归母净利润同比增加 106%，业绩大幅增加超出市场预期

受益于光伏和半导体行业发展，公司21年营收增加3.1亿元，同比增长48.8%。 公司 2021 年营业收入 9.6 亿元，同比增长 48.8%；归属于上市公司股东的净利润 为 2.8 亿元，同比增长 49.4%。公司 2018 年受光伏“531 政策”的影响；2019 年受光纤、半导体景气向下影响。 2021 年，受益于下游光伏以及半导体需求旺 盛，高纯石英砂价格持续上涨，带动公司业绩实现高增长。

下游产业景气+价格弹性释放，公司 2022Q1 业绩大幅增加，超出市场预期。 2022Q1 营业收入 2.6 亿元，同比增长 25.2%；归母净利润 0.87 亿元，同比增长 106.1%，业绩大幅增加，超出市场预期。据公司公告，公司于 2022 年 3 月 11 日 起，受疫情影响部分停工停产，但公司 1 季度收入和归母净利润仍高速增长，超 出市场预期，主要因为光伏高纯石英砂价格大幅上涨，从而对冲了公司停工停产 所造成的影响。2022Q1 季度高纯石英砂量价齐升，我们认为随着下游需求的不断 提升，公司高纯石英砂量价齐升逻辑有望维持，带动公司业绩高速增长。

2015-2021 年公司毛利率均值 42.3%、净利率均值 24.5%。公司上市后高端 产品包括光伏半导体产品的占比提升，整体毛利率从 36%-37%的水平提升至 40% 以上，2021 年公司毛利率达 45.6%。2019-2020 年光纤及太阳能硅片用石英材料大幅降价影响产品毛利率，公司整体毛利率连续两年下降。2019-2020 年毛利率 下降，但净利率有所提升；2021 年公司毛利率有所好转。

光伏、半导体市场占比快速上涨，盈利能力持续提升。2021 年，光源类传统 产品的营业收入占比从高点的 70%以上下降至 34.4%，光伏、半导体类营收占比 提升至 65%，同比提升 9.61pp。其中，光源行业仍是营业收入占比最多的行业， 其产品收入平稳，主营收入较上年同期增加 4,306 万元，同比增长 15.3%；半导 体产品的收入占公司主营业务收入的 31.9%，主营收入较上年同期增加 9,531 万 元，同比增长 46.4%；光伏行业近几年的增速最快，其主营收入占公司主营业务 收入的 33.8%，较上年同期增加 16,579 万元，同比增长 108.5%。

公司的主营业务收入主要集中在石英管/棒的销售。石英管/棒主要应用于光伏、 半导体行业，其销售额占公司主营收入的 66.2%，同比增长 28.4%，毛利率 41.3%； 其次为高纯石英砂和石英坩埚，这两类产品主要应用于光伏行业，光伏行业的高 增长也带动了高纯石英砂的销售，2021 年高纯石英砂销售同比增长 111%，占公 司主营收入的 32%，同比提升了 9.6pp，高纯石英砂的毛利率也较高，达 56.7%， 同比提升 9.5pp；石英坩埚的营业收入同比增长 71.8%，占公司主营收入的 1.8%， 毛利率从前几年平均 15%左右上升至 27.2%。

受益于规模效应，2022Q1 公司三费率为 8.2%，较 2015 年下降 3.4%。公司 销售费用率近年来略有下降；管理费用率由 2016 年的高点 10.2%降至 2022Q1 的 7.4%，主要原因是受规模效应的影响；财务费用率稳定，主要原因是公司的短 期负债较少，利息收入稳定冲抵汇兑损失。2022 年 Q1 公司三费率进一步下降至 8.2%，其中销售/管理/财务费用率为 0.8%/7.4%/0.03%，费用管控能力不断提升。 良好的费用管控能力和精细化管理有望推动公司净利率持续提升。

2. 高壁垒限制高纯石英砂产能，光伏需求拉动石英砂量价起升

2.1. 高纯石英砂行业进入壁垒高，矿源壁垒+提纯技术打造核心竞争力

2.1.1. 高纯石英矿依赖进口，公司海外矿源稳定

高纯石英砂过去主要由水晶进行加工提纯，但考虑到水晶的稀缺性及价格昂 贵，上个世纪开始，全球包括我国开始用石英矿制备高纯石英砂并实现全面工业 化生产。对于石英矿的选择常常使用白岗岩（花岗岩类变种之一）、花岗伟晶岩和 热液脉石英。作为提取石英原料的源岩，它们主要由石英组成，杂质矿物相对较 少，便于分离和提纯。例如，美国尤尼明公司生产的 IOTA 型高纯石英加工自美国 北卡罗来纳州西部 Spruce Pine 的白岗岩，Spruce Pine 矿拥有独特的白岗岩型高纯石英原料矿，曾提供全球 90%的高纯石英砂，其他国家难以发现类似的矿床。 目前花岗岩石英和脉石英为生产高纯石英砂主要原料，其中花岗岩石英矿床规模 大，石英纯度高，但石英含量较低，花岗伟晶岩的矿物成为主要为微斜条纹长石、 钠长石、石英、白云母、以及少量的石榴子石；而脉石英矿床则分布广泛，但规模 相对较小。

我国高纯石英矿资源稀缺，高纯石英砂进口数量庞大。我国硅质资源丰富， 但大部分矿床被作为普通硅石矿，用于普通玻璃、石材、建筑用砂等。此外，由于 缺少可利用性评价，从严格意义上我国专门生产高纯石英砂的矿山较少，每年需 从他国进口大量高纯石英砂、原料矿石及高端石英制品。

东海县优秀的资源禀赋为石英股份高纯石英砂的技术积累奠定了基础。石英 制品最重要的原材料是石英矿石，而石英股份的所在地——东海县的资源禀赋很 突出，给石英股份高纯石英砂的提纯技术奠定了坚实的基础。东海县是国内高档 石英原材料的主产区，囊括了以高品质石英玻璃管、高等级石英玻璃原料、硅微 粉三大生产基地和优质压电石英晶体、多品种石英照明灯具两大中心为代表的硅 材料产业。其中东海硅微粉、石英玻璃管、石英玻璃原料的产量均占全国 80%以 上，石英照明灯具产量占全国 40%以上，这使得早些年的石英股份技术发展相对顺利，其原材料供应非常充足，成本也相对较低。 随着石英砂提纯技术进步，天然水晶已不再作为高纯石英砂的主要原料来源， 石英股份的高纯石英砂提纯技术已然成熟，已经可以达到国际标准。近年来，石 英股份不断在全球范围内寻找优质石英矿源，并具备相当数量的战略储备。 由于国内适用石英矿资源较少且环保要求驱严，公司石英石基本外购，2021 年海外采购石英石占比为 93.32%，主要采购于巴西、非洲、印度、美国等国家和 地区；主要供应商较为稳定，且签订长期框架协议。

2.1.2. 高纯石英砂提纯技术研发壁垒高，公司打造国内首创设备

石英中的杂质矿物主要包裹在石英砂颗粒表面或填充在缝隙中，如云母、长 石等，这类矿物较易去除，将其单体解离，通过选矿技术即可去除。硅质原料在结 晶时，由于成矿时的各种因素，导致结晶时产生空穴，构造发生缺陷，他类矿物的 溶液注入其中，生长过程中被石英包围便形成了包裹体。气液包裹体主要是由 H2O、CO2 、CH4三种体系组成。 石英中晶体结构杂质分为晶格杂质和非晶格杂质。晶格杂质主要以他类原子 以类质同象的方式取代硅氧四面体中的硅原子，主要杂质元素有 Al3 +、Ti4 +等。外 来的离子（如 P5 +、Ti4 +、Al3 +、Fe3 +等）通过置换 Si4 +，占据 Si4 +的位置，形成置 换杂质元素；同时，某些离子（如 Al3 +、Fe3 +等）在置换 Si4 +时，为了保持电价平 衡，还会在原子间引入 Na+、K +等电价补偿离子，为间隙杂质元素。

工序是指除去石英原矿中伴生脉石、包裹体杂质及晶体结构杂质的作业过程，通常包括煅烧、水淬、磨矿、分级、水洗脱泥、擦洗、电选、磁选、浮选、酸浸、 碱浸、高温焙烧等工序。根据加工目的不同将其分为选前准备作业、预先选别作 业、矿物分选作业及深度提纯作业 4 个阶段。

1. 选前准备。对入磨前的石英进行 1000℃左右的煅烧并水淬高温煅烧，石 英与脉石发生晶型转变。杂质与石英的膨胀率不同，在水淬的作用下温 度急剧下降，颗粒内部产生大量裂纹。破碎磨矿后包裹体杂质易暴露在 石英矿粒表面，强化石英与脉石矿物单体解离的效果。 2. 预先选别。石英原矿磨矿过程中部分易泥化矿物形成微细粒的矿泥，会 对后续选别造成不利影响。通过预先水洗、脱泥能够有效脱除黏土性矿 物，且除杂效果显著。擦洗是借助机械力和砂粒间的磨剥力来除去石英 砂表面的薄膜铁、粘结物及泥性杂质矿物和进一步擦碎未成单体的矿物 集合体、主要有机械擦洗、棒磨擦洗和超声波擦洗等方法。 3. 矿物分选。磁选和浮选是分离石英砂与伴生脉石最常用的工序。通过多 段弱磁—强磁选去除赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、钛铁矿、黑云母等磁性 杂质矿物，也可除去带有磁性矿物的包裹体和连生体。浮选能有效除去 石英砂中的长石、云母等非磁性伴生杂质矿物，是石英常规选矿中最重 要的工艺,也是最难把控的一道工序。 4. 深度提纯。通过添加氯气、HCI，在 800~1600℃条件下高温焙烧，包裹 体受热急剧膨胀、破裂，使其中的杂质暴露至表面。在此过程中，杂质 伴随石英晶体结构转变过程迁移至石英表面；或者在高温的作用下，与 晶格中的杂质发生反应，使得杂质转移至石英表面，最后通过化学浸出 使杂质脱除。

石英股份联手南京大学地科系教授陈培荣先生共同研发了石英砂提纯技术， 截至 2019 年 6 月 30 日，石英股份获得国家授权发明专利 7 项和实用新型专利 26 项。陈培荣教授和他的团队研发了一套独特的选矿工艺与装备，集破碎、筛分、 磁选、浮选和脱水于一体的自动化生产线，设计研发的化学和物理—化学提纯设 备填补了国内空白，在国内石英行业属于首创。

2.2. 光伏、半导体、光纤等需求拉动高纯石英砂需求快速增长

2.2.1. 2025 年光伏石英砂用量为 2022 年 2.7 倍，价格有望持续上行

石英在光伏行业主要用于制作石英坩埚，用于提拉单晶/多晶硅，属于高频易 耗品。石英坩埚是太阳能电池用单晶/多晶硅铸锭炉的关键部件，这种坩埚以其热 稳定性好、耐熔体（硅、铝、铜等）侵蚀性和对所加工的制品无污染等特性，被广 泛应用于单晶/多晶硅生产，是光伏工业中盛装融熔硅并制成后续工序所需硅锭的 一种容器，是拉制大直径单晶硅和多晶硅的消耗性器皿，工作温度在 1500 度以 上，并且每生产一炉硅产品就可能会用掉一只坩埚，属于易耗品。 高纯石英砂是制作石英坩埚的主要原材料。隆基股份技术人员在 2020 年全 国石英大会上所做报告提及，高纯石英砂在石英坩埚成本中占比 72%左右。光伏 石英坩埚的尺寸需要和单晶炉尺寸配套，也与硅片尺寸大小配套。由于硅片尺寸 的大型化，单晶炉和石英坩埚的尺寸也相应变大。

光伏行业快速扩产，N 型电池渗透加速。根据国家能源局公布，2021 年我国 光伏发电新增并网容量 54.88GW，同比增加 13.9%。截至 2021 年底，我国光伏 发电累计并网容量 308GW，同比增加 21.74%。根据中国光伏行业协会数据，2021 年单晶硅片市场占比约 94.5%，且单晶硅中以 P 型单晶硅片为主，占比约为 90.4%。 未来随着下游对单晶硅产品需求增长，预计单晶硅市场占比有望进一步扩大，结 合中国光伏行业协会预测结果，预计 2025 年单晶硅片的市场份额有望达 98%。 且由于 N 型电池少子寿命长，转化效率高等优势，未来市场也会逐渐提高 N 型硅片的市场份额。为满足 N 型硅片对纯度的更高要求，对于耗材石英坩埚的需求也 会相应扩大，N 型硅片的拉制对于石英坩埚的更换频率要求更高，更换频率的提 升也推动了石英坩埚用高纯石英砂的需求提升。

我们预计 2022 年全国用于光伏领域石英坩埚的高纯石英砂的需求量达 5.63 万吨。 假设 1： 假设 1GW 硅片产能需要约 80 台单晶炉。 假设 2： 从使用寿命上看，石英坩埚使用寿命理想状态在 400 小时以上，较 差情况为 300 小时左右，其中 N 型硅片对应的石英坩埚平均使用寿命要比 P 型硅 片低 50-100 小时，则一台单晶炉平均一个月使用 2 个石英坩埚，平均一年使用 24 个石英坩埚。假设随着 N 型硅片渗透率提升，2023-2025 年石英坩埚消耗量为 26、28、29 个/年/GW。 假设 3： 单个 32 英寸石英坩埚重量 100KG，单个 36 英寸的石英坩埚重量 130-140KG， 保守估计单个石英坩埚需要消耗的高纯石英砂为 120KG，假设随 着大尺寸存量拉晶炉渗透率提升，2023-2025 年，单个石英坩埚消耗石英砂重量 为 130、135、140kg。 假设 4： 2021 年中国硅片产量约为 227GW，根据 2022 年 2 月中国光伏行 业协会最新发布的《中国光伏产业发展路线图（2021 年版）》，预计 2022 年度全 国硅片产量将超过293GW，假设2023-2025年，硅片产量增速分别为30%、25%、 20%。 假设 5： 光伏石英坩埚分为内层、中层、外层，大部分厂商内层砂一般使用 尤尼明/TQC 等进口石英砂，中层使用石英股份生产的高纯石英砂，外层则使用国 内小厂商生产的石英砂，内层、中层、外层的石英砂占比大致为 3:3:4。

2025 年高纯石英砂需求量有望达 2022 年 2.7 倍，CAGR 达 40%。根据上文 测算，预计 22 年国内的光伏用高纯石英砂市场需求量为 6.75 万吨，其中内层砂 需求量 2.03 万吨（主要由海外厂商供应），中层砂需求量 2.03 万吨（主要由石英 股份供应），外层砂需求量 2.7 万吨（主要由国内小厂商供应）。受益于下游硅片 产量需求持续提升及 N 型硅片、大尺寸硅片渗透率提升，2025 年高纯石英砂需求 量有望达 2022 年 2.7 倍，CAGR 达 40%。同时考虑高纯石英砂矿源稀缺、提纯 工艺壁垒高、扩产周期较长等因素，光伏石英坩埚中层和内层石英砂供给相对紧 张，价格维持高位，且随着需求拉升，价格有望不断上涨，推动光伏用石英砂市场 规模不断提升。

2.2.2. 受益于半导体行业链国产化加速，石英砂国产替代空间广阔

半导体制造最为核心的环节就是芯片制造环节，这也是半导体产业中价值含 量最高的领域。芯片制造主要由单晶生长、晶圆加工制造、集成电路晶圆的生产 以及后期封装四个部分组成。单晶生长需要用到石英坩埚和石英器件。晶圆加工 部分刻蚀、扩散、氧化、退火等步骤中需要用到大量的辅材石英玻璃，如石英片、 石英环、石英舟等高纯度石英制品。石英坩埚的缺陷将极大影响最终产品的质量， 主要缺陷分为间隙氧缺陷与杂质缺陷。在追求更高的硅片性能时，辅材质量与要 求也将随之提高，如扩大石英坩埚的半径、提高其纯度、降低结构缺陷等。 半导体国产替代需求强劲，促进上游石英行业发展。过去，全球的半导体设 备市场高度集中，海外龙头长期处于垄断地位，我国半导体行业被动接受国际垄 断企业定价，核心设备依赖进口。然而，2018 年中美贸易摩擦暴露出了我国在半 导体制造方面的技术差距较大，同时也加速了国产设备的研发进展，从而促使我 国半导体行业逐步进行产业优化，进入国产化替代阶段。产业链下游厂商倾向于 采购国产原材料，也为上游原材料供应商提供了更多的发展机遇。据 SEMI 发布 报告称，2021 年全球半导体制造设备销售额激增，相比 2020 年的 712 亿美元 增长了 44%，达到 1026 亿美元的历史新高。其中，中国大陆地区的销售额增长 58%，达到 296 亿美元，市场份额占比达到 35%。

半导体石英行业壁垒更高，石英厂商需通过认证方可进入供应链。由于半导 体用石英材料对耐火度、纯净度和质量稳定性能要求非常高，因此，过去我国半导体用石英产品依赖进口，国产电子级石英制品市场渗透率较低。且由于石英产 品属于半导体制作工艺中的关键耗材，对产品质量影响较大，所以石英厂商只有 通过 TEL、AMAT、LAM 等半导体设备商的认证之后，才有可能进入半导体供应 链系统。但近年来，我国以石英股份为代表的石英材料厂商不断自主研发技术， 已具备量产高质量半导体用石英制品的实力。石英股份经过多年的努力，在 2019 年其半导体领域用系列石英产品通过 TEL 扩产环节认证；2020 年公司通过美国 Lam 的刻蚀石英认证； 2021 年公司又通过 TEL 刻蚀环节的半导体认证；同时公 司在美国应用材料 AMAT 认证也陆续取得阶段性成果，成为国内首家完成 TEL 高 温扩散领域认证的企业，极大提升了公司产品的竞争力和公司在半导体用石英制 品供应链中的地位。

2.2.3. 光纤市场平稳增长，5G 加速高纯石英砂需求增加

高纯石英砂在光通讯领域主要用于制造光纤预制棒和辅材，石英光纤广泛用 于通信领域、微电子和光电子器件领域，与电缆线或者铜线作为传输媒介相比， 石英光纤具有更强的抗电磁波干扰能力、抗腐蚀能力、更优异的频带宽和容量、 资源损耗更少的特点。光纤预制棒是光纤拉制工艺中的重要材料，由芯棒和外包 层套管组合而成，这两个部件主要原料为高纯石英砂。除了光纤预制棒外，石英 还可以用于预制棒拉丝过程中作为靶棒、尾棒、烧结管等辅材。 大芯径多模石英光纤是对圆柱形光纤预制棒进行高温加热软化熔缩、套管、 拉制、涂覆、套塑、测试和包装一系列流程制成的。光纤预制棒的制备是获得高性 能光纤的关键所在，常见的大芯径多模石英光纤预制棒制备工艺有改进化学气相 沉积（MCVD）、等离子体化学气相沉积（PCVD）和轴向化学沉积（VAD）。

1. MCVD。采用 MCVD 制备光纤预制棒的过程中，将设备处于封闭的超纯 态下，常用原料为 SiCl4、CF2Cl2、SF6 和 C2F4，运载气体通常为 O2 或 Ar。运载气体通入反应原料蒸发瓶后，携带沉积反应原料进入衬底管中， 在加热条件下进行沉积反应，在衬底管内形成一定厚度、成分为 SiO2-SiF4 的包层。包层沉积完成后先沉积纤芯，待纤芯沉积完成后再进行熔融和缩 棒工艺，至此完成预制棒的制造过程。MCVD 制备光纤预制棒的优势是设 备投资较低、操作运行较容易、工艺控制性好、易于实现复杂折射率光纤 预制棒的制备。缺点在于 MCVD 方法属于间歇性沉积工艺，存在材料均 匀性较差

2. PCVD。PCVD 方法为管内法的化学气相沉积工艺，即在低压下，采用微 波腔体加热，使谐振腔内的两极板间电压增高，促使管内反应气体的残余 正离子在电场中加速，使其部分电离、活化，生成一种非等温等离子气体。 这些非等温等离子气体重新组合释放热能，释放出的能量能促进原料气体 发生反应，反应生成的粒子扩散到衬底管内壁上形成沉积，反应机理与 MCVD 类似。PCVD 通常用来制备光纤预制棒的芯棒部分，与套管工艺 配合制成光纤预制棒。PCVD 方法制备光纤预制棒的过程是先沉积包层， 再沉积纤芯。PCVD 制备光纤预制棒的优势是生产设备投资较低、可操控 性强、属于低温氧化、易于实现复杂折射率光纤预制棒的制备、可以获得 折射率分布接近理想状态的光纤预制棒；缺点在于沉积速率低、要求原料 纯度高、属于间歇性沉积工艺。

3. VAD。VAD 法制备光纤预制棒的工艺过程有沉积芯棒、脱水、烧结、初检、 延伸、末检和外包。与 MCVD 和 PCVD 法相比，VAD 法是先沉积芯棒， 后沉积包层。提纯的原料试剂以气态形式被送入反应室发生水解反应，反 映产物在基棒下端沉积，形成多孔型粉尘预制棒，芯棒较疏松。为了保证 沉积产物的均匀性，芯棒以一定速度做旋转运动；为了保证光纤预制棒的 密实性，需对其进行烧结处理，熔缩成透明的光纤预制棒。VAD 法制备光 纤预制棒的优势在于多喷灯同时沉积，沉积速率快，减少了光纤吸收损耗， 避免了管内沉积导致水峰含量降低的问题，适合批量生产；缺点在于 VAD 法对沉积环境要求较高、很难实现精确的折射率分布，且工艺程序多、操 作复杂。

根据 CRU 预计，2022 年中国市场的光纤光缆需求达到 2.61 亿芯公里，同比 增长 6.5%。同时，在 5G 和千兆光网络建设规划下，2021 年~2026 年，中国的 光缆需求量将保持 2.9%的年复合增长率。

3. 海外企业高度垄断市场，石英股份快速扩产加速国产替代

3.1. 海外企业主导供应格局，石英股份产品纯度达到国外标准

高纯石英砂市场长期被海外企业高度垄断，全球范围内高纯石英砂的主要生 产厂商有美国尤尼明、挪威 TQC 以及石英股份。其中，美国尤尼明拥有美国北卡 罗莱纳州 Sprunce Pine 地区的矿拥有独特的白岗岩型高纯石英原料矿，曾提供全 球 90%的高纯石英砂，处于长期垄断地位。我国石英股份公司 2009 年取得重大 技术突破，成为全球第三家，国内唯一一家能够规模量产高纯石英砂的企业。石 英股份深度绑定上游矿源，帮助企业持续生产高品质高纯石英砂，保证产品产量 和持续供应能力，快速崛起。

1.美国尤尼明公司。成立于 1970 年，隶属于 Sibelco Group 集团，总部位于 康涅狄格州，主要生产和销售石英、长石、正长岩、橄榄石、碳酸钙、黏土、高岭 土、石灰和石灰石产品。尤尼明的高纯石英砂原矿为北卡罗来纳州 Spruce Pine 地 区的白岗岩型高纯石英原料矿，是全球唯一受到阿乐汉尼绿片岩运动影响的高纯 石英矿床，具有矿体规模大、石英中流体杂质少、矿石品质稳定等优点。尤尼明公 司生产石英砂占据全球高纯石英砂市场份额具有绝对性垄断优势。

2.挪威 TQC 公司。TQC 在挪威每年被许可生产 30000t 高纯石英，其加工产 品的原料来自 Spruce Pine 和挪威当地的石英。公司在 Spruce Pine 的产品主要 用来满足半导体和太阳能产业的标准需求，而挪威的产品则为光学和照明工业提 供量身定做。公司产量约在 3 万吨左右。

3.石英股份。石英股份生产的高纯石英砂分为 PQS 太阳能级高纯石英砂和 PQE 半导体级高纯石英砂。其中太阳能级高纯石英砂具有超低碱金属含量和可以 实现不同铝含量的化学品质，纯度高，无色点，具有独特的抗析晶能力和优良的 耐高温性能；半导体级高纯石英砂以低铁含量和低碱金属含量为其显著特征，石 英砂粒度分布集中，羟基含量低，用该类石英砂生产的石英玻璃中气泡、气线、色 线等缺陷极少。石英股份的 PQSN/PQSC/PQSF 等产品的杂质含量已经显著低于 美国尤尼明的 IOTA-STANDARD 标准。

海外企业高纯石英砂供应量稳定在 2-3 万吨，石英股份扩产抢占市场份额。 公司 2021 年高纯石英砂销量为 2.36 万吨，其中外销 1.41 吨，自用 0.95 吨。此 外公司有稳定的矿源供应。年报披露，2022 年，公司将进一步加快半导体产品的 产能扩张，争取完成 6000 吨/年半导体石英制品项目达产、20000 吨/年高纯石英 砂项目达产及 15000 吨/年高纯石英砂项目建设工作。

3.2. 石英股份拟投资 10.5 亿元建设年产 6 万吨高纯石英砂项目

石英股份拥有从高纯石英砂到电子级石英管棒类材料及下游石英器件全产业 链布局；截至 2022 年 3 月末，公司拥有 10,500 吨/年石英管棒产能、30,000 吨 /年高纯石英砂产能及 40,000 吨/年石英坩埚产能。 表 15：截至 2022 年 3 月末，公司拥有 10,500 吨/年石英管棒产能、30,000 吨/年高纯石英砂产能及 40,000 吨/年

石英股份生产的高纯石英砂部分用于其他石英制品的生产，部分外销给以光 伏企业为主的下游客户。近年来公司积极拓展国内外市场，目前已与隆基绿能科 技股份有限公司、晶澳太阳能科技股份有限公司等企业建立了战略合作伙伴关系。 受益于光伏市场需求旺盛及自身产能扩张以及生产班次的增加，2021 年公司高纯 石英砂产量同比增长 55.80%；销量同比增长 48.10%，其中外销量同比增长 93.44%，外销占比升至 60%。同时，由于产品供不应求，2021 年高纯石英砂平 均销售价格同比增长 9.05%，量价齐升带动该板块收入同比增长 110.95%。2022 年一季度，公司高纯石英砂产量及对外销量同比进一步增长，外销价格亦进一步上调。

公司在建项目主要为年产 6,000 吨电子级石英产品项目，项目设计建设 18 条生产线，截至 2022 年末 3 月末已有 8 条生产线投入试运行，整体项目计划将 于 2022 年 10 月建成投产。20,000 吨高纯石英砂项目已于 2022 年 2 月末试运 行，预计将于 2022 年 6 月达产。此外，公司拟投资 10.5 亿元建设年产 60,000 吨电子半导体石英材料项目。 收购连云港强邦石英，进一步强化生产规模。2022 年 1 月 5 日公司发布关于 对外投资公告，公司拟以 5100 万元的价格受让段井强和段井邦先生持有的连云 港强邦石英制品有限公司 51%的股权（目前已完成受让）。本次交易目的是为进一 步扩大公司高纯石英砂生产规模，满足下游高纯石英砂的需求，提升公司在高纯 石英砂生产中的竞争优势。

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