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高純石英砂是生產(chǎn)石英坩堝的主要原料。石英坩堝作為拉晶器皿來盛裝熔融硅并制成晶棒，是硅片生產(chǎn)中不可替代的關(guān)鍵耗材。石英坩堝用的高純石英砂純度要求高，受礦源、提純技術(shù)等壁壘影響，目前供應(yīng)集中在美國(guó)尤尼明、挪威TQC、中國(guó)石英股份三家公司手上。

建投新能源團(tuán)隊(duì)最早在2022年10月判斷，2023年高純石英砂可能繼續(xù)維持緊平衡的狀態(tài)。就近期最新報(bào)價(jià)來看，高純石英砂的漲勢(shì)正在不斷超預(yù)期。

就影響來看，我們認(rèn)為高純石英砂緊缺及快速上漲，會(huì)直接對(duì)硅片成本和產(chǎn)出造成擾動(dòng)，同時(shí)可能會(huì)增加多晶硅料消耗，下游方面對(duì)電池片存在較強(qiáng)的價(jià)格支撐。

海外廠商擴(kuò)產(chǎn)意愿較差，國(guó)內(nèi)石英股份三期項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)尚需時(shí)間，預(yù)計(jì)高純石英砂短缺的情況或?qū)⒗^續(xù)存在。受此影響，硅片價(jià)格下方空間可能十分有限，多晶硅料投放需求也可能會(huì)相應(yīng)增加，同時(shí)電池片或因此具備一定價(jià)格支撐而企穩(wěn)運(yùn)行。而終端方面，高純石英砂價(jià)格對(duì)光伏裝機(jī)成本擾動(dòng)有限，且龍頭硅片企業(yè)供應(yīng)能力較強(qiáng)，可能不會(huì)對(duì)光伏裝機(jī)量產(chǎn)生顯著影響。

一、高純石英砂：純度要求高，供給相對(duì)集中

高純石英砂是石英坩堝的主要生產(chǎn)原料。石英坩堝在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中位于硅料與硅片之間，是切克勞斯基法（提拉法）拉制單晶硅棒的器皿，用來盛裝熔融硅并制成晶棒，是硅片生產(chǎn)中不可替代的關(guān)鍵耗材。并且石英坩堝為一次性消耗品，使用過后無法重復(fù)利用。

高純石英砂作為石英坩堝的重要原料，其純度、氣泡、粒度分布、一致性、雜質(zhì)成分等會(huì)影響坩堝的耐溫性及其質(zhì)量，因此生產(chǎn)制備石英坩堝必須要求所選用的高純石英砂符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；從石英砂的類別來看，用于制作石英坩堝的高純石英砂所要求的純度最高，二氧化硅純度要求達(dá)到4N5。按石英坩堝結(jié)構(gòu)劃分，高純石英砂又可分為內(nèi)層砂、外層砂和中層砂，其中內(nèi)層砂會(huì)直接接觸硅溶液，所以其純度要求最高，價(jià)格也相應(yīng)地更高，中層砂純度要求次于內(nèi)層砂，外層砂再次之。

受礦源分布影響，高純石英砂集中度較高。

目前來看，全球只有美國(guó)尤尼明、挪威TQC和中國(guó)石英股份三家公司能夠批量大規(guī)模生產(chǎn)高純石英砂，其他廠家供應(yīng)量相對(duì)較低、且不穩(wěn)定。造成這種“三足鼎立”格局的主要原因是上文所提到的純度問題，符合純度要求的高純石英砂礦床有限，其中坐落于美國(guó)北卡羅來納州西部米切爾縣的斯普魯斯派恩礦床較為優(yōu)質(zhì)，由尤尼明和TQC共同開采，而世界其他地方卻難發(fā)現(xiàn)類似的優(yōu)質(zhì)礦床。中國(guó)石英股份的礦源包括巴西、非洲、印度等地，其大部分產(chǎn)品通常被用作石英坩堝的中外層，但在實(shí)踐中，也有把石英股份產(chǎn)品用作內(nèi)層砂的情況。

目前國(guó)內(nèi)已實(shí)現(xiàn)中外層高純石英砂的進(jìn)口替代，內(nèi)層砂提純技術(shù)有待進(jìn)一步提升。據(jù)“第十八屆中國(guó)太陽級(jí)硅及光伏發(fā)電研討會(huì)論文集”所載的《石英砂的提純技術(shù)現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)》（胡澤晨等，2022），石英砂中的雜質(zhì)、氣液包裹體對(duì)石英坩堝的質(zhì)量影響顯著，目前技術(shù)進(jìn)展可以實(shí)現(xiàn)石英坩堝用中外層砂的國(guó)產(chǎn)替代，但受制于去除氣液包裹體的技術(shù)水平，目前石英坩堝在內(nèi)層砂的國(guó)產(chǎn)替代上依然任重道遠(yuǎn)。

二、行情回顧：高純石英砂價(jià)格漲勢(shì)洶涌

近期高純石英砂價(jià)格的上漲速度超出市場(chǎng)預(yù)期，據(jù)中國(guó)粉體網(wǎng)最新報(bào)價(jià)，2023年3月8日，山東及江蘇地區(qū)石英坩堝用高純石英砂價(jià)格來到了70000元/噸，相較2022年5月漲幅約為185.71%；進(jìn)口高純石英砂價(jià)格200000元/噸，相較2022年5月漲幅約為263.64%；石英股份內(nèi)層砂報(bào)價(jià)140000元/噸，外層砂報(bào)價(jià)120000元/噸，中層砂報(bào)價(jià)130000元/噸；SMM報(bào)價(jià)口徑，2023年3月10日，石英坩堝中外層用砂80000元/噸，相較2023年初上漲60%。

從數(shù)據(jù)來看，進(jìn)口高純石英砂漲幅最為明顯，主要原因或是進(jìn)口高純石英砂通常被用作石英坩堝內(nèi)層，而內(nèi)層砂純度要求高、供給有限且主要來源于美國(guó)尤尼明和挪威TQC兩家。在光伏裝機(jī)量逐年提速的背景下，隨之而來的內(nèi)層砂需求也在不斷走高，但現(xiàn)實(shí)是，海外兩家廠商擴(kuò)產(chǎn)意愿相對(duì)較低，供給增量有限無法覆蓋下游需求增長(zhǎng)，導(dǎo)致價(jià)格快速攀升。

目前石英坩堝中外層砂已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代，但在本輪行情中，中外層砂價(jià)格也在跟漲。我們推測(cè)，原因可能是受內(nèi)層砂緊缺影響，部分用作中外層的高純石英砂被用來充當(dāng)內(nèi)層砂，“替代效應(yīng)”使得中外層砂價(jià)格也在上漲。

從需求來看，中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)王勃華預(yù)測(cè)，2023年全球光伏新增裝機(jī)預(yù)計(jì)在280GW-330GW，光伏產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張對(duì)高純石英砂的支撐較強(qiáng)。另一方面，光伏N型技術(shù)方向愈發(fā)明朗，N型硅片對(duì)于多晶硅原料及部分輔材的純度要求更高，且更換石英坩堝的頻率也更高，進(jìn)一步增加了對(duì)高純石英砂的需求。

三、高純石英砂約束或?qū)⑻a(chǎn)業(yè)鏈成本

對(duì)硅片而言，高純石英砂短缺或?qū)?duì)產(chǎn)出及成本造成影響。從產(chǎn)出層面看，我們預(yù)計(jì)在高純石英砂緊缺得到緩解之前，部分硅片生產(chǎn)企業(yè)可能會(huì)繼續(xù)選擇用中外層砂替代內(nèi)層砂使用，純度問題導(dǎo)致的良率下降可能在短期內(nèi)繼續(xù)約束硅片產(chǎn)出。成本方面，我們?cè)谇捌趫?bào)告中提到，石英坩堝在硅片的非硅成本構(gòu)成中約占13%，綜合計(jì)算高純石英砂占硅片非硅成本比重為9.36% ，占比相對(duì)較低，但就目前情況來看，多晶硅料價(jià)格下跌為主、而高純石英砂價(jià)格不斷創(chuàng)新高，所以預(yù)計(jì)短期內(nèi)高純石英砂在硅片中的成本占比或?qū)⒂兴嵘?，而良率下降?dǎo)致的二次生產(chǎn)也可能抬升硅片生產(chǎn)的絕對(duì)成本，這也在一定程度上解釋了近期硅片價(jià)格上漲的原因。

硅片良率下降或?qū)⒃黾佣嗑Ч柘?，同時(shí)支撐電池片價(jià)格。石英坩堝是一次性產(chǎn)品，直拉法單晶拉棒后無法重復(fù)利用，因此上文提到的硅片良率下降可能會(huì)變相增加多晶硅料消耗，可能對(duì)硅料下跌起到緩沖的作用。電池片方面，目前P型電池片排產(chǎn)穩(wěn)定，N型電池片需求遞增，但高純石英砂短缺導(dǎo)致硅片產(chǎn)能釋放不及預(yù)期，正在不斷支撐電池片價(jià)格；另外N型硅片對(duì)高純石英砂純度要求更高、耗量更高，對(duì)N型電池片的價(jià)格支撐更為明顯。

四、高純石英砂=下一個(gè)多晶硅料？

我們認(rèn)為與多晶硅料相比，高純石英砂在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中扮演色角色存在以下區(qū)別：

首先，多晶硅料是生產(chǎn)單晶硅片的最主要原料，不具有可替代性。而高純石英砂不同，在內(nèi)層砂緊缺的情況下，硅片企業(yè)能夠選擇那些內(nèi)層砂占比偏低的石英坩堝，或者坩堝企業(yè)可以考慮在內(nèi)層砂中摻雜替代中外層砂。此外，人工合成高純石英砂可能也是高純石英砂的替代方案之一，但人工合成能否替代內(nèi)層砂目前業(yè)界尚存爭(zhēng)議，分歧點(diǎn)主要在成本、純度、技術(shù)進(jìn)展等方面。

其次，多晶硅占據(jù)了單晶硅片的主要成本，而高純石英砂占比相對(duì)較低。在多晶硅價(jià)格暴漲期間，建投新能源團(tuán)隊(duì)曾做過測(cè)算，由硅料上漲導(dǎo)致的產(chǎn)業(yè)鏈成本上移已經(jīng)影響到了終端光伏項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率（詳見【建投新能源】組件價(jià)格漲勢(shì)洶涌，光伏項(xiàng)目還有利可圖嗎？），但高純石英砂整體而言成本占比偏低，成本變動(dòng)可能很難傳導(dǎo)至終端光伏裝機(jī)。

最后，高純石英砂礦源壁壘、技術(shù)壁壘高，新玩家難以進(jìn)入。結(jié)束2022年硅料暴漲行情的直接原因是新增產(chǎn)能大規(guī)模投產(chǎn)，而高純石英砂因純度問題，能滿足純度要求的礦床基本被龍頭所掌握，新玩家很難入局。而提純技術(shù)上，Al、Ti以及堿金屬的去雜和氣液包裹體的去除仍是技術(shù)難點(diǎn)，行業(yè)技術(shù)壁壘較高。

所以總的來看，硅料緊缺及價(jià)格暴漲對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的約束更為顯著，但隨著大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，硅料問題迎刃而解；相比之下，高純石英砂雖然對(duì)終端光伏裝機(jī)影響有限，但行業(yè)壁壘較高，擴(kuò)產(chǎn)難度較大，由此產(chǎn)生的“陣痛”短期看或?qū)⒗^續(xù)存在。

五、后市展望與結(jié)論

展望后市，預(yù)計(jì)高純石英砂短缺的影響短期內(nèi)難以消散。海外廠商擴(kuò)產(chǎn)意愿有限，目前能看到的增量主要是石英股份三期項(xiàng)目的6萬噸高純石英砂，該項(xiàng)目于2023年1月28日開工，此前公司公告稱建設(shè)周期約為三年，與此同時(shí)礦源和技術(shù)約束限制了新玩家入局，短期看供應(yīng)緊缺將持續(xù)存在。

因此，我們判斷短期內(nèi)高純石英砂存在進(jìn)一步漲價(jià)空間，受此影響硅片價(jià)格下方空間可能十分有限，多晶硅料投放需求也可能會(huì)相應(yīng)增加，同時(shí)電池片或因此具備一定價(jià)格支撐而企穩(wěn)運(yùn)行。從對(duì)終端的影響來看，高純石英砂對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)鏈的成本影響有限，可能難以對(duì)光伏裝機(jī)收益產(chǎn)生侵蝕；另外，我們通過相關(guān)硅片企業(yè)發(fā)布的投資者調(diào)研紀(jì)要、投資者互動(dòng)等公開信息渠道了解到，大部分龍頭企業(yè)已經(jīng)與石英坩堝或高純石英砂企業(yè)及貿(mào)易商簽訂了鎖價(jià)鎖量的保供協(xié)議，因而我們推測(cè)目前受高純石英砂緊缺影響較大的可能多為二線企業(yè)，龍頭企業(yè)供應(yīng)能力相較之下更為穩(wěn)定。綜上，我們維持此前報(bào)告的判斷，即高純石英砂的短缺對(duì)光伏裝機(jī)擾動(dòng)十分有限。

原標(biāo)題：機(jī)構(gòu)：高純石英砂短缺“陣痛”短期難以解決