中国粉体网讯 石英玻璃具有耐高温、低膨胀系数、耐热震性、化学稳定性好、电绝缘性好、透光性好等优点，具有“玻璃王“的称号。由于其特殊的物理化学特性，石英玻璃材料被广泛运用于航空航天、军事、半导体、光通讯、太阳能等领域，在国民经济和国防建设中具有不可替代的作用。
石英玻璃应用领域及应用形式
数据来源：公开资料整理
1、发展概况
石英玻璃的应用始于1839年，法国人率先利用石英制造石英玻璃；到五十年代，随着半导体和新型光源产业的快速发展，石英玻璃需求迅速增加，进而带动石英玻璃产业开始快速发展。半导体是石英玻璃应用的主要领域，占整个适应材料的市场份额约为 65%。
石英玻璃行业具有较高的门槛，是气炼熔制技术、真空电熔技术、连熔连拉熔制技术等多种技术交叉的综合学科，对技术有较高的要求，目前也仅有美国、德国、法国、日本、英国、中国等少数国家能够大量生产石英玻璃。石英玻璃材料产业的高技术门槛使得整个石英玻璃材料市场被迈图、贺利氏、超精石英等少数几家企业所主导。
我国石英玻璃产业起步于 1957 年，基于国防建设的需要，石英玻璃被列入 12年科技发展规划中；1957 年至 1966 年，我国石英玻璃产业以生产工艺研究为主；1967 年至 1977 年，各个品种相继形成规模化生产，产业初具规模；1978年改革开放以后，通过引进国外先进技术、自主创新等方式，我国石英玻璃产业开始快速发展，部分产品和技术达到世界先进水平。
但与国际先进的石英厂家相比，我国企业还存在材料纯度不够高、产品质量不够稳定等缺点，与国际先进水平还存在一定的差距。尤其是在半导体领域，我国产品的使用有限。向半导体和高端应用领域的扩张将会是我国石英玻璃企业发展的重要方向。
2、下游重点应用领域景气度高，石英玻璃材料需求旺盛
在航空领域，石英玻璃材料主要用于制作透波增强材料，包括机载雷达罩、导弹雷达罩、干扰电磁发射窗口等。
战斗机雷达罩
数据来源：公开资料整理
雷达罩是随着雷达行业的发展而发展的，其主要功能有：1）保证机载雷达天线系统工作不受环境干扰，避免雷达天线在恶劣飞行环境中受到损坏；2）机载雷达天线罩具有透过电磁波的作用，是雷达天线系统的电磁窗口；3）机载雷达天线罩通常设计成流线型或卵形，具有改善飞机气动外形的作用。雷达技术的发展使其天线罩对力学性能和透波性能要求越来越高，而材料是雷达罩性能的关键决定性因素，力学性能和介电性能是雷达罩材料的关键参数。常用的雷达罩增强纤维材料主要有玻璃纤维、高硅氧玻璃纤维、石英玻璃纤维、凯夫拉以及 Spectra等。
在上述材料中，石英纤维是高性能机载天线罩最常用的增强纤维，它电绝缘性和隔热性能优良，与酚醛树脂、环氧树脂都有很好的兼容性，并且具有弹性模量随温度升高而 增加的罕见特性；介电性能十分优异，ε值和ｔａｎδ 值在玻璃纤维中最低，并且在较宽的频带范围内基本不变化；再加上低密度、不吸湿性和优秀的机械性能，使得石英纤维在实际中得到大量应用，如美国 F-15 战斗机鼻椎天线罩都采用了石英纤维增强氰酸酯树脂复合材料作为夹层结构的蒙皮，F-22等最新型战斗机雷达罩也都选用了宽频性能极佳的石英玻璃纤维。
机载雷达天线罩常用透波纤维及性能
数据来源：公开资料整理
当前，我国军机规模与美国相比还存在较大差距，我国全部军机数量约为其1/4；运输机数量约为其 1/9；武装直升机数量不到其 1/10；教练机数量约为其 1/6；战斗机总量约为其 3/4，但其中含有超过 500 架二代战机。在数量和结构方面与美军差距明显，仅战斗机数量提升和老旧装备更新换代需求就超过千架。随着世界一流军队建设目标的提出，以及 J-20、Y-20 等新一代军机列装进度加快，航空装备产业链景气度有望进一步提升。雷达罩作为军机结构的重要组成部分，其需要将随着军机需求的增长而快速增长。
中美全部军机数量对比
数据来源：公开资料整理
固网叠加 5G ，通信领域需求高速增长
在光通讯领域，石英玻璃材料主要用于生产制作光纤预制棒、预制棒生产支撑材料以及光纤拉丝用支撑材料等。石英玻璃材料产品主要用作预制棒生产支撑材料和光纤拉丝用支撑材料，客户主要为下游光纤制造企业。
光纤棒制作 MCVD 工艺流程图
数据来源：公开资料整理
受宽带中国、光纤入户等相关政策的推动，我国光通信领域处于高景气的状态。2017 年前三季度，我国新增光缆长度 564 万公里，同比增速达到 42%。在需求量增长的同时，光纤价格也开始上涨，中国联通 2017 年集采价格增幅接近 20%。2016 年，我国发布了国家信息化发展战略纲，指出了到 2020 年光纤入户用户占总宽带用户的比率提升至 80%，固定宽带家庭普及率提升到 70%，移动宽带用户普及率提升至 85%，在上述规划指引下，我国光纤产业有望在十三五期间将保持持续、高速增长。
我国光纤光缆长度
数据来源：公开资料整理
随着 5G 发展的不断推进，5G 建设将进一步拉动对光纤的需求。由于 5G 网络对数据传输量、传输速度要远高于 4G 网络，5G 承载网全光网络化势在必行。5G 全网覆盖需要基站数量约为 4G 时代 1.5-2 倍，共需约 900 万基站。在前传环节 50%场景将会采用光纤直连方案、中传、回传全面采用 OTN 技术组网，光纤需求量将大幅增长。电信集团科技委主任韦乐平任在 2017 全球光纤光缆大会强调，5G 时代基站规模估计是 4G 基站的 2-3 倍，5G 基站建设需要光纤互联，光纤将是光通信产业链的第一受益者。5G 时代的光纤用量将是 4G 时代的数十倍。
根据预测，未来五年，全球光纤需求量有望持续保持增长，2018年，有望达到 5.62 亿芯公里。我国作为全球光纤的主要生产国和消费国，光纤需求和增速有望超过全球增速。石英材料有充分受益于光纤产业的高景气度。
2017-2022 年全球光纤光缆供货量与需求量预测
数据来源：公开资料整理
(中国粉体网编辑整理/茜茜)
