硅料之后,石英坩埚一年暴涨200%!

石英砂块

石英砂块

石英砂的理化要求(DB34/T1056-2009)

石英砂的理化要求(DB34/T1056-2009)

光伏用高纯石英砂的技术要求

光伏用高纯石英砂的技术要求

有专业人士表示,现在一个石英坩埚的价格大概1.2万元,已经是去年12月价格的3倍了。

1、身价暴涨的石英砂

八十年代的时候,我国石英资源最丰富的东海县,其生产的石英主要用于铺农村道路,后来发现石英能做耐火材料,就用于工业。石英从当初的5元每吨涨到后来50元每吨,到现在的500元每吨,这期间增值了100倍。

这暴涨的背后,是近年来光伏产业催升了市场对石英砂的需求。

石英矿在全球分布较为广泛,工业用的石英矿包括天然水晶、石英砂岩、脉石英、粉石英、天然石英砂和花岗岩等7种。石英砂是由石英砂岩、石英岩等加工而成的石英颗粒,主要矿物成分是SiO2 ,还含有其他少量Al2O3 、Fe2O3、MgO、CaO。石英砂有中低端和高端之分,中低端石英砂在照明、电子封装等领域已经实现国产化应用,高端石英砂主要应于光伏、半导体、通讯等领域。

2、石英砂在光伏领域应用

石英应用在光伏行业主要是两个细分:光伏玻璃和坩埚环节。

光伏玻璃对石英砂纯度要求较低,SiO2 ≥98.55%即可,主要需求的玻璃的高透光率。

坩埚环节用的石英砂则要严格的多。石英砂在单晶坩埚用的环节就是把多晶硅进行直拉法变成单晶硅棒再进行硅片的切割,属于消耗品,用在坩埚的石英砂对纯度要求更高。全球目前能批量生产高纯石英砂的企业只有三家,分别是美国尤尼明、挪威 TQC以及国内的石英股份。

光伏产业链主要包括多晶硅、硅片、电池片、组件和电站几大环节。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。然而,今年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。然而,真正制约产业链的并不是石英坩埚,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。

有分析甚至认为,2022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。

近年来,光伏硅片企业的扩产速度迅猛。2022年初,硅片环节产能规模约367GW,预计年底可达到536GW,增幅达到46%;预计2023年底可达到731GW,同比提升36%。

光伏硅片环节扩产增加了对石英坩埚的需求,进而刺激了高纯石英砂的需求。在处于高景气度的光伏、半导体行业带动之下,上游石英砂出现“一砂难求”的现象,其价格正接连走高。

3、石英砂的供求情况

有专业人士表示,现在一个石英坩埚的价格大概1.2万元,已经是去年12月价格的3倍了,涨幅比较大。不过,由于光伏硅片制备的拉晶环节,多晶硅原料占成本的90%左右,石英坩埚仅占约2%,因此高纯石英砂每上涨1万元/吨,对于硅片所用石英坩埚的成本增加仍不足1分钱。因此,市场对石英涨价并不敏感,大家最关注的是能不能买到的问题。

从市场需求方面来看,假设2022-2023年全球光伏装机容量为240GW和300GW,假设1GW硅片对应单晶炉约88/85台,按照坩埚更换周期12天测算,考虑坩埚大型化趋势下,单个坩埚平均重量约85kg和90kg。保守估计对应2022和2023年石英砂需求分别为6.3/8.8万吨。

而在市场供应方面,2022年国内石英砂龙头石英股份产能将达到2.5万吨,国内其他企业石英砂产能将达0.7万吨,包括挪威TQC在内的外国企业石英砂将达2.3万吨,2022年石英砂全球供给将达到5.5万吨。但是,对比今年全球光伏级石英砂需求量6.3万吨,供需缺口达0.81万吨。

目前,两市众多公司已经开始了抢砂大战。

不久前,光伏玻璃龙头企业福莱以最高报价人民币33.80亿元竞得“凤阳县灵山-木屐山矿区新13号段玻璃用石英岩矿”采矿权;随后,又一家光伏玻璃企业南玻集团以9.3亿元竞得“凤阳县灵山-木屐山矿区新16号段玻璃用石英岩矿”采矿权。此外,上市公司中旗新材拥有三张石英砂采矿证,其中罗城的脉石英矿为目前石英矿里等级最高品位纯度最好的矿体。

不同品质的石英砂

一般而言,石英砂最少要含有98.5%的二氧化硅才能称为石英砂,而含量在98.5%以下的,一般称为硅石。

安徽省地方标准DB34/T1056-2009《石英砂》,适用于以石英石为原料,经碾磨加工而成的工业用石英砂(不包括铸造硅砂)。其中对于石英砂理化要求如下:

石英砂的理化要求(DB34/T1056-2009)

经过多年发展,目前,工业上将石英砂常分为:普通石英砂,精制石英砂,高纯石英砂,熔融石英砂及硅微粉等。

高纯石英砂

高纯石英砂是采用高品位的石英石经过系列工艺加工而成。目前业内对高纯石英砂还没有建立统一的行业标准,其定义也不甚明确,但大致上说,高纯石英砂是指SiO2含量在99.95%以上或者更高,Fe2O3含量在0.0001%以下,Al2O3含量在0.01%以下的石英砂。

高纯石英砂广泛用于电光源、光纤通信、太阳能电池、半导体集成电路、精密光学仪器、医用器皿、航天航空等高科技行业。

光伏用高纯石英砂

高纯度石英砂在光伏行业中具有重要的应用。光伏行业用的石英器件包括太阳能硅晶铸锭用石英陶瓷坩埚,以及光伏制造工艺的扩散、氧化、PECVD工序中使用到的石英舟、石英炉管和舟托架等。其中石英坩埚分为生长多晶硅用的方形石英坩埚和生长单晶硅用的圆形石英坩埚,是硅晶锭生长过程中的耗材,是光伏产业需求量最大的石英器件。而石英坩埚的主要原材料正是高纯石英砂。

高纯石英砂企业

高纯石英砂更是近期受到热捧,现在被广泛应用于高端电光源、大规模及超大规模集成电路、太阳能电池、光纤、激光、航天、军工等领域。

由于生产原料的特殊性和技术保密等原因,目前,全球能批量化生产高纯石英砂的企业较少,又以下面三家具有代表性:尤尼明、挪威TQC和石英股份。

(1)尤尼明
尤尼明是全球最大的高纯石英砂厂商,其拥有优质的花岗质伟晶岩(白岗岩)矿产,矿床规模大、流体杂质少、品质稳定,具有较大的市场优势。

(2)挪威TQC
挪威TQC是一家由英格瓷SA和挪威的挪威矿业以50/50出资创办的企业,石英矿石来源有二,一是和尤尼明一样,来自北卡罗来纳州SprucePine地区的花岗质伟晶岩;二是挪威当地的石英。

(3)石英股份
石英股份是国内生产高纯石英砂龙头企业,所用的矿石基本来自国外采购,生产的高纯石英砂主要应用在自用的高端电光源石英管、光伏等领域。

(责任编辑:奚霞)

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