中國(guó)粉體網(wǎng)訊 石英玻璃的主要成分為二氧化硅,具有透光性高、耐高溫、膨脹系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、純度高、電絕緣性強(qiáng)等優(yōu)越特性,石英玻璃制品是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)、光學(xué)、光伏、半導(dǎo)體等國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和航空航天等國(guó)防領(lǐng)域發(fā)展中不可或缺的重要基礎(chǔ)性材料。
石英玻璃制品產(chǎn)業(yè)鏈
來(lái)源:億渡數(shù)據(jù)
石英玻璃制品行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,2022年全球市場(chǎng)規(guī)模為58.7億美元,同比增長(zhǎng)4.1%,中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模為21.5億美元,同比增長(zhǎng)10.3%。按照應(yīng)用領(lǐng)域劃分,石英玻璃制品可分為半導(dǎo)體用石英制品、光伏太陽(yáng)能用石英制品、光纖用石英制品、電光源用石英制品、光學(xué)用石英制品及其他用石英制品。
半導(dǎo)體領(lǐng)域
半導(dǎo)體領(lǐng)域是石英制品的最大應(yīng)用領(lǐng)域,根據(jù)已公布的《中國(guó)硅產(chǎn)業(yè)年鑒》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全球石英玻璃制品終端市場(chǎng)應(yīng)用中,半導(dǎo)體市場(chǎng)石英制品占比65%。石英玻璃純度高、化學(xué)穩(wěn)定性好,是半導(dǎo)體集成電路制造過(guò)程中不可替代的理想配套輔材。
石英制品在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的應(yīng)用
來(lái)源:東亞前海證券
芯片制造主要由單晶生長(zhǎng)、晶圓加工制造、集成電路晶圓的生產(chǎn)以及后期封裝四個(gè)部分組成。單晶生長(zhǎng)需要用到石英坩堝和石英器件,石英坩堝是半導(dǎo)體工業(yè)中不可或缺的容器;晶圓加工部分刻蝕、擴(kuò)散、氧化、退火等步驟中需要用到大量的輔材石英玻璃,如石英片、石英環(huán)、石英舟、石英法蘭、石英擴(kuò)散管、石英鐘罩等高純度石英制品。另外,合成石英錠是平板顯示技術(shù)中關(guān)鍵部件光掩膜基板的主基材。
隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展,其對(duì)石英玻璃的性能要求逐步提高。沉積工藝要求高純度,在半導(dǎo)體制程中,晶體管尺寸逐步縮小,要求石英制品中雜質(zhì)含量更低;刻蝕工藝要求低氣泡:提高刻蝕工藝效率的關(guān)鍵在于控制顆粒物水平,而石英器皿內(nèi)的氣泡會(huì)促使粒子生成,因此開發(fā)低氣泡石英制品成為趨勢(shì);光刻工藝要求高深紫外光透射率和低吸收率:集成電路持續(xù)小型化的發(fā)展趨勢(shì)下,合成石英可滿足這一需求。
在半導(dǎo)體領(lǐng)域,石英制品行業(yè)的發(fā)展受半導(dǎo)體集成電路芯片行業(yè)發(fā)展影響顯著。2022年全球半導(dǎo)體行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為5781億元美元,同比增加4%。半導(dǎo)體也是我國(guó)高端制造的重要方向,我國(guó)近年來(lái)陸續(xù)出臺(tái)了各種政策支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體需求旺盛,半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模不斷增長(zhǎng),2021年中國(guó)占全球市場(chǎng)規(guī)模比重為34.6%,是全球最大的半導(dǎo)體市場(chǎng)。中國(guó)在半導(dǎo)體制程后道工藝優(yōu)勢(shì)突出,在前道工藝有較大的國(guó)產(chǎn)替代空間,而石英材料正是前道工藝的主要耗材,因此未來(lái)隨著下游半導(dǎo)體行業(yè)國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程加快,石英材料也有望迎來(lái)更大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。
光伏領(lǐng)域
在光伏制造過(guò)程中,石英坩堝等石英制品是用于光伏單晶硅、多晶硅生產(chǎn)的重要耗材,例如石英坩堝在硅棒、硅錠生產(chǎn)中用于盛裝熔融硅;石英舟、管、瓶、清洗槽等在電池片生產(chǎn)過(guò)程中的擴(kuò)散、清洗等工藝環(huán)節(jié)中起到承載功能等。石英坩堝的性能直接影響著拉晶質(zhì)量,石英坩堝中雜質(zhì)元素含量過(guò)高時(shí),石英坩堝在高溫狀態(tài)下容易析晶;Al含量過(guò)高,會(huì)影響拉制單晶硅的純度;K、Na、Li等堿金屬元素含量超標(biāo),將導(dǎo)致石英坩堝的軟化點(diǎn)大幅下降,造成坩堝坍塌,使拉晶無(wú)法進(jìn)行。
光伏領(lǐng)域石英制品的主要應(yīng)用
來(lái)源:左政等.石英部件在半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用及市場(chǎng)概覽
2018年至2022年期間,光伏發(fā)電新裝機(jī)數(shù)量持續(xù)攀升,行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好。在光伏領(lǐng)域,topcon工藝推廣已逐步成為光伏電池環(huán)節(jié)的主流工藝,使得電池制程用石英爐管、石英器件的需求也出現(xiàn)倍數(shù)增長(zhǎng)。石英材料和石英制品隨著光伏行業(yè)的快速發(fā)展需求顯著增加,尤其是近年來(lái),光伏拉晶環(huán)節(jié)N型高效單晶的快速發(fā)展以及工藝制程的嚴(yán)苛要求,促使光伏拉晶環(huán)節(jié)對(duì)高品質(zhì)石英制品需求旺盛。
光纖通訊領(lǐng)域
隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,對(duì)通信提出了更高的要求。與其他通信類型相比,石英光纖具有傳輸距離更遠(yuǎn)、速度更快、信號(hào)損耗率更低、不受電磁信號(hào)影響等優(yōu)點(diǎn),可以更好、更快地滿足信息發(fā)送與接收的需求。
在光纖通訊領(lǐng)域,石英玻璃材料主要用于生產(chǎn)制作光纖預(yù)制棒、預(yù)制棒生產(chǎn)支撐材料以及光纖拉絲用支撐材料等。光纖預(yù)制棒中95%以上的組分為高純度的石英制品。石英制品還用于光纖預(yù)制棒和光纖拉絲等生產(chǎn)過(guò)程,包括MCVD、PCVD工藝中的頭管、尾管,OVD、VAD工藝中使用的把持棒、石英玻璃燒結(jié)管,預(yù)制棒拉絲過(guò)程使用的把手棒、把手管、石英罩杯等。
近年來(lái),我國(guó)光纖光纜行業(yè)發(fā)展迅速,形成了世界最大的光纖光纜產(chǎn)業(yè),并形成了完整的光棒、光纖、光纜產(chǎn)業(yè)鏈,預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年,國(guó)內(nèi)外光纖行業(yè)對(duì)石英棒和石英管產(chǎn)品的需求將會(huì)以每年8%~10%左右的速度增長(zhǎng)。
光學(xué)、光源領(lǐng)域
光學(xué)石英玻璃具有耐高溫、耐腐蝕、膨脹率低等特點(diǎn),被廣泛用于光學(xué)領(lǐng)域,高純石英玻璃用于生產(chǎn)望遠(yuǎn)鏡透鏡和實(shí)驗(yàn)室光學(xué)設(shè)備、通信設(shè)備、衍射透鏡、投影顯示器、掃描設(shè)備和打印機(jī)的光學(xué)、激光、以及照相機(jī)和超平面電視屏幕、火焰控制設(shè)備等。以高純度石英玻璃為原料生產(chǎn)的電光源產(chǎn)品有高壓汞燈、金屬鹵化物燈、鹵鎢燈、氙氣燈、汽車燈等,可以承受高溫,并提供高透射特性。
隨著電光源技術(shù)的進(jìn)步及生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,將對(duì)電光源用石英玻璃的市場(chǎng)產(chǎn)生較大影響,未來(lái)電光源用石英玻璃的需求將基本保持平穩(wěn)。
結(jié)語(yǔ)
石英制品具有良好的性能,應(yīng)用領(lǐng)域廣,未來(lái)隨著半導(dǎo)體、光纖通訊、光伏、電光源、光學(xué)儀器等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,石英玻璃制品將迎來(lái)更大的發(fā)展空間。
參考來(lái)源:
武志超等.高純石英應(yīng)用及化學(xué)提純技術(shù)研究進(jìn)展
歐陽(yáng)靜等:石英礦物資源的提純及在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)分析
左政.石英部件在半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用及市場(chǎng)概覽
張艷紅等.高純石英的發(fā)展現(xiàn)狀、消費(fèi)及市場(chǎng)預(yù)測(cè)
聶蘭艦等.半導(dǎo)體刻蝕用耐久性石英玻璃制備及發(fā)展現(xiàn)狀
億渡數(shù)據(jù).北交所個(gè)股研究系列報(bào)告:石英玻璃制品企業(yè)研究
東亞前海證券.下游需求多重共振,石英高潛力龍頭未來(lái)可期——菲利華
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/初末)
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