石英玻璃: 半导体芯片关键材料, 国内两大龙头强者恒强

翰棋说财经2024-04-15 11:55:51  125

石英玻璃被誉为“玻璃王”,具备优秀的性能,在半导体、高端光学和航空航天等多个领域广泛应用。

在半导体领域,石英玻璃的应用占比最大。石英玻璃是半导体芯片制造的关键上游材料,主要应用于半导体刻蚀、扩散、氧化等多项工艺流程中。

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石英玻璃行业概览

半导体制造过程中,石英玻璃材料和制品是关键的辅助材料,主要在扩散、氧化、沉积、蚀刻等环节发挥着重要作用。

根据石英玻璃协会的数据统计,半导体行业对石英玻璃的消耗量占到了总量的65%。

同时,石英玻璃合成的石英锭也是半导体光掩膜版的重要原材料,具有非常高的技术门槛。

近年来,随着半导体芯片的光刻电路线宽逐渐缩小至22nm以下,以及尖端国防技术迅猛发展,对高端光学石英玻璃材料的需求持续增长。

对合成石英玻璃的光学均匀性有着更高的要求,其均匀性标准已达到n<2x10-6,且必须保证三向无条纹。

石英玻璃产业链梳理

半导体产业链主要参与者包括材料生产商、制品加工商、半导体设备商以及终端晶圆厂商。材料生产商向制品加工商提供原材料,制品加工商进而将这些材料加工成设备所需产品,然后销售给半导体设备商。

石英产业链上游包括石英矿/石英砂开采与加工,中游的石英材料及其制品的生产,以及下游的各大应用领域,包括石英纤维预制件和各种复合材料。

石英玻璃产业链图示:

石英破璃产业链上游

上游环节主要包括石英矿的开采与提纯过程。

从石英矿的开采开始,通过精细筛选和提纯,最终得到普通石英砂和高纯度的石英砂。

我国用于玻璃制造的脉石英资源主要分布在江西、甘肃、新疆、安徽、黑龙江、河南、内蒙古、四川、湖北等地,但是能够从这些矿藏中提纯出高端高纯石英产品的比例非常低。

过去,我国有几个代表性的高品位脉石英矿,经过多年的开采利用这些地区的资源已经基本耗尽。

上游原材料会经过粉碎、水洗、烘干、水解、合成等一系列工序,最终形成石英玻璃。

石英砂是制造石英玻璃材料和制品的基础原材料,其价格对生产成本有着直接影响。

根据品质差异和下游市场需求的不同,石英砂主要分为普通石英砂和电子信息领域专用的高纯石英砂两大类。

普通石英砂的技术壁垒相对较低,制成品主要应用于冶金、化工和玻璃制造等领域。

高纯石英的原料目前较为稀缺,其生产工艺难度较大,技术壁垒也较高。

高纯石英主要应用于半导体、光伏以及航空航天等高科技领域。

高端的高纯石英供给目前主要掌握在国外的少数几家大型企业手中。

石英玻璃产业链中游

石英玻璃产业链中游环节主要包括石英玻璃材料及制品的生产。

制备方法主要包括气熔法、电熔法或通过四氯化硅的直接合成。

从产品形态上看,石英玻璃材料可以呈现为锭材、管材、棒材、石英纤维等多种形式。

经过进一步的深加工,可以制作出各种石英制品,形成石英纤维、石英管、石英棒、石英锭等各种石英制品。

石英玻璃市场竞争格局和龙头梳理

在石英制品产业中,特别是为高端半导体产业配套的石英制品,产业门槛相对较高。

目前行业内具备生产高纯度、大尺寸石英制品能力的企业为数不多。

国外厂商在石英玻璃场中占据主导地位,贺利氏、迈图、东曹和尤尼明等国外石英玻璃巨头在行业中占据主导地位。

国内两强厂商为菲利华和石英股份。

石英玻璃全球竞争格局:

菲利华原隶属于国家建材部,已在石英玻璃领域深耕50余年。是全球第五家、国内唯一一家获得国际主要半导体设备制造商认证的石英玻璃材料企业,公司技术和客户认证优势显著,同时成本和质量领先。在半导体和军工领域,菲利华拥有核心竞争优势,这两大领域也被视为公司未来发展的重要看点。

石英股份是业界少数具备生产高纯石英砂和半导体、光伏、光电用石英玻璃材料及其精密加工制品的全产业链企业。公司始建于1993年,前身是集体所有制企业平明石英,后更名为太平洋制品,1999年集体企业改制为太平洋有限,2010年完成股份制改造并启动IPO运作,2014年在上交所主板上市。石英股份目前全资子公司有5家,包括太平洋半导体、润辉光电、金浩石英、太平洋金沙、上海泛石。随着半导体认证的顺利推进,公司电子级石英制品业务有望成为新的增长点。

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