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一“砂”难求,光伏紧缺环节已悄悄向石英砂转移丨见智研究

激石外汇2022-07-06 11:56:41外汇资讯86

激石Pepperstone(https://www.paraat.net/)报道:

近期石英砂的走势非常抢眼,石英股份三个月内涨幅超170%。那么石英究竟有什么“来头”可以走出强趋势,今天见智研究(公众号:见智研究Pro)来给大家解密:

什么是石英砂?

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。按照产品标准可以细分为低端3N、中端4N、高端4N8(SiO2=99.998%)、5N产品,学术界将高纯石英砂定义为SiO2含量>99.9%,Fe2O3含量<10ppm,Al2O3含量<25ppm的石英产品。中低端石英砂主要应用于高级照明、电子封装工业等领域,目前已经实现国产化;高端石英砂主要应用在光伏、通信、半导体等领域,目前高端产品仍需海外进口

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。其中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。

但用在坩埚环节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。

(石英股份招股说明书)

(欧晶科技招股说明书,中泰证券)

目前的石英坩埚基本是半透明状,分为外层(不透明层)、中内层(真空透明层)三层。其中内层影响单晶生长的成功率及晶棒品质,所以对内层砂的质量要求比较高,一般用进口的,如美国的尤尼明、挪威TQC等。外层含有大量气泡,受热均匀,保温效果好。国内企业主要做坩埚中外层的砂,中外层砂要求相对于内层较低。

(《石英坩埚相关知识介绍》)

资源壁垒极强,筑牢行业护城河

1、谁有好矿,谁就有好砂

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。全球高纯石英原料矿分布在美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、中国、印度、加拿大、巴西等国。但由于石英砂下游应用是分领域的,不同类型的砂应用的领域不一样,比如有的适合生产石英管、石英棒,所以并不是这些矿都能用来生产石英坩埚

事实上,真正适合生产石英坩埚的矿床很少,主要集中在美国、挪威和印度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。

石英砂属于资源品,矿的稀缺性是制约高纯石英砂供应的关键。尤尼明和TOC用的是美国的矿,但由于石英矿是伴生矿,所以产量难以精确测量。此外,例如像尤尼明这种公司,综合性强,石英只是其中一部分,且由于是伴生矿,增加石英的产量就要相应增加其他的产品。所以相对扩产受限。除此之外,如尤尼明除了生产光伏砂,还生产半导体砂,且半导体砂更贵,所以产能转移动力不足。

除了美国的矿就是印度矿,因为国内石英砂矿能用来做坩埚的很少,国内企业买矿主要是从印度买,石英股份大部分用的是印度矿。印度矿的砂做成产品后气泡很少,容易提纯,成本适中,适合做坩埚砂。

所以见智研究(公众号:见智研究Pro)认为,真正制约高纯石英砂产能的不在于提纯技术,因为国内提纯技术不弱于国外,核心还是矿的资源问题,所以国内石英股份不仅仅在于技术优,更重要是拥有印度矿的资源,可以保供应。可以说“谁有好矿,谁就有好砂”。

2、缺少替代品

说到替代品,可以从两个维度考虑,一是矿是否有替代品。二是石英砂是否有替代品。

首先,矿的问题。由于矿属于资源品,且石英矿不可再生,能做石英的矿目前主要是美国矿和印度矿,就目前找到的新矿而言,能满足生产石英坩埚的很少。从石英矿的储量看,美国矿预计在 20年,印度矿的储量没有明确信息,但近3年大概率没有问题,但长期开采成本是否会上升,品质是否会下降,能持续开采多少年?具体信息是不确定的。长期看是存在不确定性扰动因素的。

其次,产品替代问题。现在也有合成石英砂,但和天然石英砂比成本太高,合成石英砂纯度更高,用在半导体领域居多,反而并不是很适合用在光伏上,因为纯度太高会导致耐温性能下降,导致容易变形,并不是很适合用在坩埚上。除了合成石英外,其他替代材料目前来看成本都非常高,因为需求是不污染单晶硅、纯度高、耐高温、寿命长,同时满足以上条件且需要低成本非常难,所以石英仍是最优选。虽然目前石英价格在涨,但本质上价格不是最重要的,因为相比硅料占组件成本超80%而言,石英占组件成本才1.5%左右,石英坩埚在硅片总成本占比约1%。所以相对于坩埚的质量,价格反而不是最重要的,因为坩埚品质的细微差异对硅片的影响巨大。

见智研究(公众号:见智研究Pro)认为,无论从性价比还是性能角度,天然石英仍然是石英坩埚的首选,目前并没有合适的替代品取而代之。而从资源端看,能做石英坩埚的矿较为稀少,国内拥有矿端资源优势的是石英股份,但印度矿长期开采难度成本如何,仍然没法给出确定的答案,但就短期而言,问题不大。

石英砂供需持续偏紧,近两年难改善

供给方面,根据上文分析我们可知,全球矿产资源有限,并且储量随着开采逐年下降。就供应企业而言,全球可稳定量产高纯石英砂的企业仅有3家,尤尼明、TQC和石英股份。尤尼明的进口料约1.1万吨,TQC进口料约1.5万吨,由于石英是伴生矿,且这两家公司还在做价格更高的半导体坩埚,所以扩产光伏石英砂动力不足,近两年的供给量具体很难精确测量,约2-3万吨。

国内供给主要是石英股份,坩埚外层砂基本实现国产替代,石英股份外层市占率约50%,国内其他厂商约占11%,海外市场份额占39%。中内层基本被海外垄断,海外市占率92%,国内石英股份全球占比约8%。

石英股份2003年就开始做高纯石英砂,伴随着光伏行业20年来的几大起起落落,石英砂价格也在2万-5万/吨的区间徘徊,2017年随着单晶金刚线切割的发展,石英砂优势慢慢凸显,2019年后光伏需求逐渐旺盛,石英砂开启涨价潮,由2.5万元/吨涨到现在的4万元/吨左右。虽然说提纯工艺较难,但是国内如石英股份已经做的不错,主要核心问题还是矿的问题影响市占率。

石英股份目前一期产能达到2万吨,二期2万吨/年扩产已经建成,并在今年上半年投产,同时收购了强邦石英,约6000吨/年的产能,其中2万吨产能都用来做坩埚石英砂,同时规划1.5万吨产能预计在2023年投产,2023年合计产能约超过6万吨。加上进口量2022年总供应量约6.2万吨。

(见智研究测算)

需求方面,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。

(见智研究测算)

见智研究(公众号:见智研究Pro)认为,按照保守需求估计测算,今明两年石英砂供需将持续偏紧,石英砂均价有继续上涨的趋势。但是还保持之前的观点,由于石英砂成本在下游较低,所以涨价影响不是最大的,坩埚的质量直接影响硅片的产量,所以质量的保证是企业最优先考虑的。所以整体看,石英细分赛道目前大概率是接力硅料之后的紧缺环节,近两年有望持续受益。

 

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 浙江大学硕士,曾就职于国家电网公司。2015年加入招商证券,长期研究电力设备与新能源产业。

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