【原创】一 “埚”难求！详解石英坩埚行业格局及发展现状

中国粉体网讯  受益于光伏行业高景气发展，下游光伏硅片需求凸显。在单晶硅片生产流程中，石英坩埚是光伏单晶炉的关键部件，是拉制大直径单晶硅棒的消耗性器皿，主要用于盛装熔融硅并制成后续工序所需晶棒。

基于单晶硅片纯度的要求，石英坩埚一次或几次加热拉晶完成后即报废，需要购置新的石英坩埚用于下次拉晶，因而在单晶硅产业链中具备较强的消耗品属性特征。

1我国石英坩埚发展历程

我国石英坩埚行业发展可分为几个历史时期：

1978-1988年，我国的电弧法石英坩埚、高纯涂层坩埚同激光用石英玻璃、高纯耐高温石英玻璃管等石英制品已完成研制并实现规模化生产。

1989-2000年，此阶段主要是在引进国外先进技术吸收消化的基础上实现国有化。

2000年以后，随着技术的进步，坩埚尺寸从12英寸一直发展到32英寸，近年来我国拉晶生产的主流是28英寸坩埚，新项目普遍采用28英寸-32英寸坩埚，少数企业如欧晶科技已完成40英寸太阳能级石英坩埚及32英寸半导体级石英坩埚的研发工作并具备量产能力。

2我国石英坩埚发展现状

近年来，我国石英制品行业的技术进步较为明显，尤其是石英坩埚技术水平与国外企业产品的差距逐步缩小，在坩埚尺寸、纯度、拉晶时间和拉晶次数等方面均取得显著进步。此外，国内石英坩埚具有一定的成本优势，在质量和性能等方面与进口石英坩埚的差距正逐渐缩小。

参考来源：欧晶科技

我国石英坩埚产品国产化进度加快。目前在光伏石英坩埚领域，凭借着价格优势，我国企业已占据绝大部分的市场份额；在半导体石英坩埚领域，伴随着国外半导体产业逐渐转移至国内，作为其重要配套原辅料供应行业，石英坩埚制造领域获得了较快的发展，产品正逐渐实现进口替代。

3拉晶工艺的提升对石英坩埚提出更高要求

在传统的直拉法下，石英坩埚只能用一次，一次仅能产出一根晶棒，石英坩埚的一次性消耗和拆装炉的耗时在成本费用中占较高比重。

为了提高直拉单晶硅的质量和产量，连续加料、多次加料等一炉多根直拉单晶硅生长技术被开发和应用。连续直拉法可以在拉晶过程中持续往石英坩埚内加料，并不断产出多根新的晶棒，对石英坩埚的寿命提出了更高要求。国内企业开发的长寿命石英坩埚，连续拉晶时间可以达到200小时以上。通过优化多次加料的拉晶工艺，设计出新型石英加料器，配合长寿命石英坩埚，可最大程度实现石英坩埚利用率，大幅提高了生产效率。

石英坩埚作为装放多晶硅原料的消耗型石英器件，是唯一与硅材料直接接触的材料，故其质量对下游硅片厂商拉制单晶硅棒的品质会产生影响，因而下游硅片企业对石英坩埚的纯度、洁净度、精度具有严格标准，同时大硅片的演进也对坩埚产品提出更高的要求，石英坩埚工艺技术一直向“高纯度、大尺寸、低成本、长寿命”方向发展。

4石英坩埚制备技术

目前，电弧法是制备石英坩埚的主流制备技术。石英坩埚分为内层透明层、中层气泡复合层和外层薄气泡层，各层质量占比分别为25%-70%、20%-40%和5%-30%，通常比例为4:3:4或者3:4:3。其中内层砂必需的4N8高纯石英高端产品仍需要高价从美国、挪威等进口，而质量要求略低的石英坩埚中外层砂，其矿石原料也需要从印度等国进口解决。

如上图所示，将高纯的石英砂原料倒入坩埚模具内，通过成型装置将石英砂原料均匀的成型在模具的内表面以成型坩埚坯，然后将坩埚模具整体移入电弧熔制炉内，通过石墨电极释放高温电弧使石英砂熔化，最后快速冷却形成石英坩埚毛坯。

5进入石英坩埚领域的主要壁垒

5.1技术壁垒

我国的石英制品行业起步较晚，只有少数规模化企业的石英坩埚技术方面达到先进水平。

在供货质量方面，一方面，新进者往往需要经过长期反复的测试、持续的产品升级才能研发出符合下游客户实际需求的石英坩埚，产品研发需要消耗较大的成本。另一方面，基于单晶硅片高纯度的要求且单次拉晶成本较高，石英坩埚在实际使用时要求质量保持稳定，杂质、气泡等若在生产过程中如未能有效控制，极易在供应过程中造成拉晶失败、投料报废的情况，实践中可能会面临索赔风险。

在技术更迭方面，随着下游行业技术不断迭代，石英坩埚制造企业需与时俱进，及时开发生产出满足下游领域需求的产品，满足下游客户降本增效的要求，才能保持竞争优势。

5.2市场及客户壁垒

石英坩埚主要应用于半导体、太阳能等领域，单晶硅生产企业一方面对石英坩埚及相关配套产品的质量和稳定性有较高的要求，企业往往在经过采购意向达成、检测标准沟通一致之后，仍需通过送样测试等多重程序，并要求提供相关产品的测试报告、认证证书等，以证明其产品的稳定性、可靠性以及厂商售后服务能力，才能成为合格供应商。单晶硅生产企业倾向于选择行业内口碑较好的供应商，并与其保持长期稳定的合作关系。因此，行业对新进入者形成了较高的市场壁垒。

5.3规模壁垒

硅片制造行业集中度高，生产规模大，重要功能性耗材石英坩埚、多晶硅原料和切削液用量较大，大型硅片制造企业往往倾向于具备一定生产规模的企业为自身提供耗材及辅料回收再利用服务。行业规模较小的企业受规模经济的约束，难以达到适合大型硅片制造企业日常生产规模要求。

5.4资金壁垒

石英坩埚方面，从采购研发到生产，每一个环节都需要大量资金来保障公司正常运营。特别是高纯石英砂的采购、高洁净度的生产车间和自动化的生产厂房的建设占用大额启动资金。在企业发展初期，资金方面的缺失和融资渠道的限制将使新进企业面临着一定阻碍。

6影响石英坩埚行业发展的因素

（1）下游硅片价格下行

石英坩埚是光伏产业链中不可或缺的容器，用于高温条件下连续拉晶，提炼高纯度的单晶硅。然而，近期由于石英原矿稀缺、进口砂供应紧张、国内外坩埚厂商扩产困难等因素，导致石英坩埚市场供需失衡，价格持续上涨，部分硅片厂家甚至出现停产情况。

随着下游硅材料生产技术的革新和生产效率的提升，生产成本明显下降， 同时下游竞争激烈也导致硅片价格也随之下跌。

（2）高纯石英砂供应不稳定

据了解，目前全球范围内高纯石英砂的主要生产厂商有美国矽比科、挪威TQC以及国内的太平洋石英等，其中美国和挪威两家占有矿产资源优势，产品质量高，长期主导全球高纯石英砂供应。但由于其产能主要面向电子级高端石英玻璃，光伏级扩产速度缓慢。而国内高纯石英砂龙头太平洋石英的主要矿源来自印度拉贾斯坦邦和古吉拉特邦地区，受制于矿源限制和印度政策变化，产能较小，难以满足光伏和半导体石英坩埚用量需求。

（3）石英坩埚需求旺盛

2022 年硅片产量 357GW，同比增长 57.5%，预计 2023 年全国硅片产量将超过 535.5GW。这意味着对石英坩埚的需求也将大幅增加。据统计，2021年全球光伏用石英坩埚需求量约6-7万吨，而供给量仅有5-6万吨，缺口约0.4万吨。而目前国内外坩埚厂商的扩产计划都受到原料、设备、技术等多方面的制约，难以在短期内有效缓解供需紧张的局面。

业内人士表示，目前国内外坩埚厂商都在积极寻求突破和创新，包括提高国产砂的品质和比例、开发合成砂和回收利用等途径。但这些措施都需要一定的时间和成本投入，且效果有待验证。因此，在未来一段时间内，光伏行业可能会面临更加严峻的石英坩埚供应挑战。

7石英坩埚产品行业主要法规及产业政策

表：石英坩埚产品行业主要法规及产业政策（来源：欧晶科技招股说明书）

参考来源：

【1】金融界《光伏产业或将面临石英坩埚短缺危机，石英股份逼近涨停》

【2】界面新闻《欧晶科技：具备40英寸太阳能级石英坩埚及32英寸半导体级石英坩埚量产能力》

【3】《欧晶科技2022年年度报告》

【4】《欧晶科技招股说明书》

【5】中国非金属矿信息平台《石英坩埚行业格局及市场供需》

【6】汪灵《光伏石英坩埚用高纯石英砂及其制造关键技术》

（中国粉体网编辑整理/星耀）

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