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傍上光伏赛道一"砂"难求?未来2年高纯石英砂供需或维持紧平衡

提到石英,或许不少人会联想到石英手表,与“廉价”划上等号。但在二级市场和现实场景中,看似不起眼的石英砂却掀起一阵热潮。

作为生产光伏硅片所使用石英坩埚的主要原材料,高纯石英砂的价格一年内翻倍。国内主要生产商石英股份在二级市场更加“奇货可居”,年内股价曾飚至167元以上,较年初大涨177.19%。

一时之间,关于高纯石英砂一“砂”难求的讨论甚嚣尘上。有分析甚至认为,光伏产业链的卡脖子环节将由硅料转换到高纯石英砂。

但与资本层面“喧嚣”相比,下游硅片企业的态度普遍冷静。“隆基绿能的石英砂供给正常,可以满足产品的生产需求。”一位隆基绿能的工作人员对财经网如是说。多家硅片新老势力也纷纷对外表示供应正常。

“不太可能会成为很大的短板,石英坩埚在整个光伏硅片的成本结构占比偏低。”隆众资讯光伏行业分析师方文正对财经网表示,未来两年,预计高纯石英砂供需保持紧平衡状态。站在全球看,2024年甚至可能会出现供过于求的情况。

“砂”里淘金者

一般来说,普通石英砂的价格在200-300元/吨。与其仅两字之差的“高纯石英砂”价格却翻了数百倍。

高纯石英砂为什么能卖出高价?按照二氧化硅含量,石英砂可以分为普通、精致、高纯三个品类。其中,高纯石英砂普遍二氧化硅含量大于99.99%,一般由高品位的天然石英矿物经过提纯技术生产。

从应用领域来看,高纯石英砂则广泛运用于光伏、半导体、通讯等领域。因其耐高温性及热稳定性良好,高纯石英砂主要被制成硅片拉晶环节所使用的容器——石英坩埚,用于盛装熔融硅并制成后续工序所需晶棒。

据石英坩埚生产企业欧晶科技的招股书,石英坩埚为半透明状,有内外两层结构。外层(不透明层)是高气泡密度的区域,起到保温作用;中内层是一层3-5mm的透明层,称为气泡空乏层,直接影响单晶生长的成功率及晶棒品质。

内层是影响石英坩埚品质的关键。因此,外层石英坩埚纯度等级需达到4N5,但内层纯度等级要达到更高的4N8。

“现在国内能做坩埚内层的高纯石英砂比较少,内层石英砂的技术要求较高,依赖天然矿,比较紧缺,中层和外层相对好一些。”方文正称,全球高纯石英原料矿主要分布在非洲、俄罗斯、印度、巴西、美国,国内现在做高纯石英砂的企业相对稀缺,江苏省东海县一些比较小的企业也在做,但开采高纯石英砂的产量有限,石英股份应该算一家独大。

当前石英坩埚的外层砂可以实现国产化,但内层砂仍依赖海外矿源。石英股份表示,公司石英石原料主要来自印度、挪威、俄罗斯、巴西等海外地区。

同时,该公司在接受机构调研时透露,产品主要用于外层砂,内层砂占比30%,下半年继续提升。并坦诚公司产品“矿源上与尤尼明相比有差距,纯度没问题,气泡上可能有差距。”

据方文正介绍,国内外的矿源比较丰富,但受环保因素掣肘,加上石英砂矿属于伴生矿,例如美国公司开采过程中产生的其他建筑用矿产资源,难以利用,导致开采成本较高,扩产动力不足。

那么,有没有替代方案?据了解,目前也有合成高纯石英砂,但仍存在成本、产品性能等方面的劣势。

石英股份在接受调研时透露,合成石英的成本不会低于20万/吨,约为天然石英砂的10倍。

据方文正介绍,石英坩埚内层对高纯石英砂纯度和杂质的配比有一定要求,尽管人造石英砂的纯度高于天然石英砂,但由于缺少天然高纯石英砂中含有的铝或其他碱性金属,耐温性和形变值均逊于天然石英砂。“人造/合成石英砂的耐温性可能会降低100℃,使用寿命也低于天然石英砂。”

除了受石英原料矿的制约,提纯工艺也是生产高纯石英砂的“门槛”之一。

中泰证券在一份研报中指出,高纯石英砂的行业壁垒在于“原矿资源+提纯工艺”,稳定、高品质的矿源供应+相匹配的提纯技术是获得高纯石英砂的两个必备条件。目前全球仅美国尤尼明、挪威TQC、石英股份三家企业具备量产高纯石英砂的能力。

据天风证券估算,从光伏级石英砂产能来看,2021年尤尼明出货约3万吨,占据约45%的市场份额,石英股份出货1.4万吨仅次于尤尼明,市占率为21%。

“春江水暖鸭先知”。凭借在国内“一家独大”的优势,面对持续增长的市场需求,石英股份率先享受到行业发展红利。

从财务数据来看,今年上半年,石英股份营收同比增长58%至6.97亿元;归母净利润同比增长156.4%至2.89亿元,已超过去年全年利润水平2.81亿元。

公司对外表示,2022年上半年,光伏领域用石英材料市场需求同比大幅增长,叠加新产能的逐步释放,产销两旺。

被光伏催热的细分赛道

据了解,石英坩埚是生产光伏硅片、半导体硅片的的必备“耗材”。

为保证单晶硅片纯度,石英坩埚在经过一次或几次加热拉晶后就会报废,属于消耗品。因此,高纯石英砂/石英坩埚的需求和价格往往受半导体硅片、光伏硅片的产量影响。

在“双碳”目标的刺激下,光伏硅片掀起“汹涌”扩产潮。据SMM预测,2022年国内硅片新增产能为122.5GW,约为2021年底国内硅片总产能398GW的三成以上。由此点燃了下游对高纯石英砂/石英坩埚的采购热情。

“目前高纯石英砂市场需求比较紧俏。”石英股份证券部工作人员对财经网表示,当前公司在保证自身半导体业务自用的情况下,绝大多数高纯石英砂外销给光伏坩埚企业。

此外,在光伏硅片大型化,以及N型硅片持续放量的趋势下,对高纯石英砂/石英坩埚的需求量也同步增加。

“P型硅片一个埚可以拉5根单晶硅棒,N型大概能拉3根硅棒。”方文正告诉财经网,工业硅到多晶硅其实是一个融化、提纯的过程,期间坩埚里面积累的杂质会越来越多,N型硅片对纯度要求会更高,意味着N型硅片更换石英坩埚的频率更高。

另据中泰证券研报,硅片大型化趋势下,石英坩埚尺寸不断增大,重量也相应增加,对高纯石英砂的需求量也会增加。

“虽然半导体行业也对高纯石英砂需要比较大,但目前主要是还是光伏产业的火热带动了石英坩埚产品的旺盛需求,从而致使高纯石英砂面临缺货,价格也是一路上涨。”新能源资深人士祁海坤向财经网介绍,高纯石英砂的原矿主要在国外,我国需要大量进口,疫情影响和海运不太通畅的环境下,加剧了高纯石英砂的紧缺程度。

中银证券分析称,受益于光伏装机需求,光伏石英坩埚用高纯石英砂需求有望快速增长,2022-2025年需求量年均复合增速有望达到25.5%。半导体和光纤领域对高纯石英砂的需求亦稳步增长。

难成“卡脖子”环节

由于扩产周期远长于硅片、组件环节,加上限电停产等因素,2021年以来硅料供不应求,价格持续上涨并突破30万元/吨,涨幅超3倍,“等米下锅”成为不少下游企业的常态。

熟悉的剧情似乎在高纯石英砂行业上演。

正如上文所提到的,光伏需求的爆发导致硅片厂商大幅扩产,带动硅片加工环节所需的石英坩埚需求增加。据天风证券研报,国内高纯石英砂的吨价,已从2021年的2万元涨至每吨4.5万元至5万元之间。

石英坩埚的原材料,高纯石英砂会接替硅料,成为光伏产业链的“卡脖子”环节吗?

对此,隆基绿能对财经网表示表示,石英砂供给正常,可以满足产品的生产需求。

TCL中环曾在互动平台回复投资者称,石英坩埚使用寿命与坩埚品质、类型、生产工艺及生产产品相关。公司与各环节厂商保持良好的战略合作关系,保障未来使用需求。

此外,上机数控、双良节能、京运通方面也对外表示,石英坩埚的供应量可以满足公司硅片生产需要。

财经网注意到,目前头部石英坩埚厂商与龙头硅片企业存在较强的“绑定”关系。

即将成为“石英坩埚第一股”的欧晶科技,9成左右营收均来自于TCL中环。2015年之前,中环股份的全资下属公司中环光伏曾是其重要股东。

而据其招股书披露,同行企业中,宁夏晶隆的主要客户为隆基绿能,2018-2020年客户占比分别为70%、50%和40%左右;阳光硅电子科技有限公司是晶澳太阳能的全资子公司;锦州佑鑫电子材料有限公司是锦州阳光能源的主要供应商。

除了头部企业在产业链配套方面相对完善,更为重要的是,石英坩埚的占硅片成本的比重远不及硅料,其价格涨幅并不会显著的传递至下游。

据方文正介绍,石英坩埚在整个光伏硅片的成本结构里面占比偏低。“按照之前的数据,即使石英砂一吨涨1万元,硅片成本也就上升3分钱左右,应该不会成为光伏行业的短板。”

但他同时补充,高纯石英砂的紧缺可能会影响到硅片厂商的开工。“如果真的没有石英坩埚,就没办法融多晶硅,没办法拉晶,但现在也有人工/合成的石英砂,可以做成石英坩埚,还是有企业会用的,不会是一个特别制约的因素。”

在他看来:“对一些小的硅片企业可能会有影响,大概率不会影响到龙头硅片企业。”

还能涨多久?

熙熙攘攘皆为利来。尽管高纯石英砂已出现供需不平衡的态势,但已有厂商与新进者相继布局。

今年6月,石英股份将扩产计划由年产1.5万吨高纯石英砂调整为6万吨电子半导体石英材料项目,投资总额从原计划3.3亿调整到10.5亿。

石英股份前述工作人员对财经网表示,高纯石英砂的矿源国内外都非常丰富,6万吨产能建设周期是18个月,大概明年年底可以释放。

该扩产计划公布后,中泰证券随即发布研报点评:“高纯石英砂产能扩建大超预期”,预测2022-2023年光伏单晶坩埚用高纯石英砂供给分别为7.1万吨、9.9万吨,供需缺口分别为-0.1、-0.2万吨,业供需有望保持紧平衡,价格仍有提升空间。

今年2月,石英材料头部企业菲利华公告称,孙公司融鉴科技拟增资扩股,用于投资新建“年产2万吨超高纯石英砂项目”,扩大高纯石英砂生产规模,提升公司供应链的保障力度,满足市场对高纯石英砂的需求。

此外,凯盛科技在互动平台披露,在合成高纯石英砂业务上,凯盛科技5000吨产线尚在建设中,计划于2023年底建成,其中光伏用二氧化硅产能1000吨,可以用于光伏坩埚内层,未来将根据量产项目的具体情况规划扩建计划。

谈及高纯石英砂的市场前景展望,隆基绿能的工作人员补充说道:“现阶段行业所需石英砂既有进口也有国产,受益于广阔的行业前景,光伏产业对高纯石英砂的需求持续增加,国内部分石英砂厂商已经开始进行产能扩张,未来高纯石英砂的供给将进一步增加。”

“从调研各家的产量和需求来看,供需比大概在1左右,没有出现较大的供需缺口。”在方文正看来,高纯石英砂未来2-3年会是一个紧平衡的状态。站在全球看,2024年甚至可能会出现供过于求的情况。

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