高純石英：礦源突破有望解決供給瓶頸

2025年4月10日，自然資源部發布公告稱，高純石英礦成為我國第174號新礦種。高純石英是半導體、光伏等戰略性新興產業必不可缺的關鍵基礎材料，在國家高科技競爭中起著至關重要的作用，當前我國高度依賴進口。隨著國內多個高等級礦脈的發現，石英企業礦源制約或將緩解，在培育和發展新質生產力、提升我國產業鏈供應鏈的韌性和安全方面都將產生積極的影響。

高端產品主要依賴進口

高純石英（砂）是一種由天然石英礦物經過物理和化學提純技術加工而成的關鍵基礎材料，通常指二氧化硅含量gt;99.995%（4N5）的石英產品，同時石英中有害元素總含量不應高于50？g/g，且對關鍵元素鋁、鈦、鈉、鉀、鈣、鐵和磷等均有限定。高純石英具有耐高溫、耐腐蝕、低熱膨脹性、高絕緣性和透光性等特性，是半導體、光伏等戰略性新興產業不可缺少的關鍵基礎材料。

從產業鏈構成來看，高純石英砂行業上游主要包括高純石英原料礦的資源開發、提純生產等領域；中游產業主要包括各種高純石英制品及材料相關產業，具體包括利用高純石英砂生產制備各種石英材料和石英制品；下游產業則聚集大量高純石英制品的應用行業，主要應用于半導體（石英坩堝、石英砣、石英管和石英舟等）、光伏（石英坩堝、前端工藝器件）、及中低端的光纖和電光源領域。

截止2019年，全球可加工生產3N級及以上高純石英資源約7000萬噸，主要分布在巴西（2111萬噸）、美國（1822萬噸）、加拿大（1000萬噸）等國家。其中，可以加工4N5級及以上質量的高端高純石英資源量約2000萬噸，約90%集中在美國（1822萬噸）。美國矽比科（控股尤尼明）公司在高純石英砂領域占據絕對優勢（見圖一），4N8（含量為99.998%）及以上的高純石英產品幾乎被其壟斷，其“IOTA”商標被世界石英玻璃制造企業公認為是最為著名的商標，其純度也被作為國際標準純度。

圖一：全球主要地區（企業）高純石英供應比例（2019）

中國是高純石英砂消費大國，也是全球第一大高純石英砂進口國。據光大證券，2023年，中國高純石英進口量約占全球進口總量的50%。2015-2024年，中國從國外進口≥4N高純石英4.0-15.9萬噸，貿易額為8.2-26.5億美元；同期，中國出口≥4N高純石英0.12-4.0萬噸，除2021、2022及2024年外均在1萬噸以下。（見圖二、三）

圖二：中國的≥4N高純石英進出口量情況（萬噸）

圖三：中國的≥4N高純石英進出口貿易額情況（億美元）

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我國在高純石英加工技術研究方面開展工作較多，但受礦石品質和高純石英精深加工技術的限制，與國際先進水平仍有一定差距。整體而言，中低端產品能夠實現自給以及部分出口，高端產品仍主要依賴進口。

礦源突破有望解決瓶頸

光大證券指出，高純石英砂的供給是中國高純石英產業鏈“卡脖子”的瓶頸，缺乏穩定滿足工業生產需要的高純石英優質原料是4N8級高純石英高端產品未能國產化的根本原因。

對于高純石英砂企業而言，優質且供應穩定的礦源是其產品升級迭代的必要條件。國內龍頭石英股份近年來依靠進口解決原料短缺的問題，特別是2019年以來石英股份高純石英原料礦93%以上需要進口，主要為印度和巴西等國家。

另一方面，國內高純石英砂制備技術相對成熟，但需要根據不同的礦源進行適配調整優化迭代，主要由于不同的礦源其雜質分布、包裹體等情況不同，提純工藝會有一定差異。

因此，在國內尋找到能夠穩定供應工業生產用的高純石英原料，并且掌握配套的產業化提純技術，是解決高純石英“卡脖子”問題的關鍵。

近年來，自然資源部積極推進實施新一輪找礦突破戰略行動，中國地質調查局同河南省相關單位在河南東秦嶺、新疆阿勒泰等地區發現與美國高純石英礦床類型相似的高純石英礦產資源，以及多處可以制備高純石英砂的礦區，并在高純石英礦調查評價與勘查、深度提純、定向除雜技術等方面取得重要突破，在利用本土資源開展高純石英提純的技術積累和產業化道路上邁出國產化替代的關鍵一步。

其中，東秦嶺地區花崗偉晶巖中的石英雜質總含量整體低于100μg/g，其中40余條花崗偉晶巖脈中二氧化硅純度達到4N以上，部分樣品純度突破4N8以上級別，并達到全球范圍內高純石英砂高端產品指標。從河南省東秦嶺地區批量制備出的4N8級高純石英砂，二氧化硅純度在99.998%以上，各項理化指標符合國際公認的IOTA-CG標準和國內GB/T32649-2016標準，可適用于光伏用高純石英砂的質量要求，并具備符合IOTA-4標準以及半導體制程用高純石英砂的應用潛力。

合成石英砂或補足最后短板

高純石英的價格與其純度正相關，目前從檢測參數上看，人工合成石英砂有雜質更低的優勢。在天然砂純度不滿足要求的情況下，例如半導體單晶爐坩堝內涂層、高端光學玻璃應用等方向，可以考慮用合成砂進行替代。此外，半導體制程對石英制品高純、無污染、耐高溫的要求，尤其是隨著半導體芯片線寬越來越窄，普通的天然石英材料已經無法滿足高端生產工藝的要求，合成石英成為10nm制程以下的半導體芯片刻蝕環節中的重要部件。

2023年，洛陽中硅高科技有限公司及中國恩菲工程有限公司的研究團隊，對國產某型號合成石英砂、三菱石英砂（合成石英砂）及矽比科高純石英砂進行相關測試。從純度角度來看，國產合成石英砂已經達到并優于三菱石英砂的技術指標。不過，彼時國產合成砂尚處于小量中試，產品迭代優化及工業化量產還在推進。未來結合合成砂的生產成本，以及合成砂純度較高的優勢，可在半導體坩堝內層涂料、石英玻璃等場景應用。

光大證券指出，石英行業頭部企業具備制備經驗及客戶資源的先發優勢，且切換國產礦源短期或可降低成本；合成石英砂價格較高且有更高的技術壁壘，已有國產中試產品取得不錯的驗證效果，或將補足產業鏈最后短板。可關注石英股份、菲利華、凱德石英、中旗新材、凱盛科技等重點標的。