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一文透析全球高纯石英发展现状


来源:中国粉体网   三昧

[导读]  高纯石英在半导体、光伏、光纤、电光源等领域应用广泛,是战略性新兴产业和支柱性产业发展过程中不可替代的基础性材料。

中国粉体网讯  高纯石英在半导体、光伏、光纤、电光源等领域应用广泛,是战略性新兴产业和支柱性产业发展过程中不可替代的基础性材料。


高纯石英砂资源现状


石英在自然界中的分布十分广、成因多种多样,据了解,目前能够作为工业应用的石英矿物资源主要有7种矿床工业类型:天然水晶、石英砂岩、石英岩、脉石英、粉石英、天然石英砂和花岗岩石英。


石英矿床工业类型与应用特点的关系


 

高纯石英一般都是以一、二级天然水晶为原料,但由于储量很小,开采技术条件差,以及开采资源逐步枯竭等原因,后期通过改进技术,以脉石英和花岗岩石英替代天然水晶为原料,制备高纯石英成为一种趋势。


按照能够加工成 SiO2 含量≥ 99.9% 高纯石英砂的资源统计,巴西是全球第一大资源量国,2019年资源量为 2111 万 t,在全球中占比 28.97%,矿石类型主要为天然水晶。美国是第二大资源量国, 2019 年资源量为 1822万 t, 在全球中占比 25.0%,矿石类型主要为花岗岩石英。我国的脉石英和水晶 2019 年资源量为 685 万 t,其中水晶资源量仅为 0.69 万 t。


2012~2019 年高纯石英原料资源储量情况

 

数据来源:CBC 金属网整理


高纯石英生产情况


由于天然水晶资源逐渐枯竭,而化学合成法缺点较多,目前以脉石英、石英岩和石英砂岩等石英矿物替代水晶生产高纯石英是主要研究方向。


高纯石英制备方法



据联合国统计司数据,2012 年以来 SiO2 含量≥ 99.9% 高纯石英砂生产整体呈上升趋势。2012 年生产量 74.85 万 t,2019 年增长到 123.62 万 t,增长幅度 65.16%。中国生产量由 6.72 万 t,增长到23.7 万 t,增长率 251.11%。


2012~2019 年高纯石英砂产量情况

 


高纯石英消费概况


高纯石英砂具有高的耐温性,极好的化学特性,优良的电绝缘性和透光性等,是高新技术产业不可替代的矿物原料。通过加工成石英玻璃等相关制品广泛应用在新一代信息产业、节能环保产业、高端装备产业、生物产业以及新材料产业等高新技术领域。




据世界半导体贸易统计(协会)WSTS、中国建筑材料科学研究总院、建筑材料工业技术情报研究所数据,2019 年全球消费高纯石英 121.44 万 t,其中用于电光源领域消费 4.74 万 t(3.90%)、半导体领域消费 79.30 万 t (65.30%),光伏领域消费 14.52 万 t(11.93%),光通讯领域消费 17.97 万 t(14.80%),其他领域消费4.91万t(4.04%),半导体、光伏、光通讯、电光源等战略性新兴产业领域约占消费量的 96%。


2012~2019 年全球高纯石英分领域消费变化



根据中国半导体用高纯石英材料的市场规模的保守测算,到 2025 年中国半导体产业将需要消耗近 8 万 t 高纯石英 ( ≥ 4N)。据此推算,到 2025 年国内整个石英玻璃市场将需要消耗近 12万 t 的高纯石英。


2015 ~2019 年全球半导体市场规模


资料来源:世界半导体贸易统计 (WTST)


高纯石英进口概况


2019 年全球高纯石英进口量 20.54 万 t,其中中国进口量为 14.45 万 t,是全球第一大高纯石英进口国,占全球进口总量的 70.35%。其次是日本、马来西亚、韩国等。


2019 年主要国家高纯石英进口量

 

数据来源:海关总署、联合国商品贸易署 UN Comtrade


2015~2019 年,我国进口高纯石英 ( ≥ 4N) 的平均单价为 1.47 万美元 /t。


2015~2019 年我国进口高纯石英 ( ≥ 4N)


资料来源:2015 ~ 2018 年数据来自联合国商品贸易数据库、

2019 年数据来自中国海关总署 (HS28046190)


中美经贸摩擦以来,经济政治上的竞合关系直接影响着双方各领域的重大制度安排,贸易的安全性也变得越来越不可琢磨。自 2018 年以来我国从美国进口高纯石英(≥4N)的进口数量逐年下降。


2018 ~2020 年6月我国从美国进口的高纯石英 ( ≥ 4N)


资料来源:中国海关总署 (HS28046190)


高纯石英出口概况


2019 年全球高纯石英出口量 19.98 万 t,其中德国出口量 6.37 万 t,约占全球总出口量31.88%,是全球第一大高纯石英出口国,其出口金额达 8.38 亿美元。其次是韩国、美国、马来西亚等。


2019 年主要国家(地区)高纯石英出口量


数据来源:海关总署、联合国商品贸易署 UN Comtrade


高纯石英产品出口单价相差悬殊,其中美国、日本、韩国、德国等国主要出口高纯石英深加工产品,出口单价较高。日本 29 114.95 美元 /t、美国 21 163.88 美元 /t、德国 13 159.38 美元 /t、韩国9 093.04 美元 /t。


2019 年主要国家高纯石英进口价


数据来源:海关总署、联合国商品贸易署 UN Comtrade


国外生产集中度


目前,全球范围内可以供应高纯石英的主要有美国矽比科公司、挪威 TQC 公司、德国的 ANZAPLAN 公司、俄罗斯石英公司以及中国江苏太平洋石英股份有限公司等为数不多的几家公司。美国为高纯石英的主要生产国和出口国,世界上 4N8 及以上的高纯石英产品几乎被美国矽比科公司一家垄断。


随着国际政治局势的不断变化,未来我国高纯石英及其原料的贸易通道将面临巨大的不安全性,获取境外的高纯石英资源将越来越困难。


目前国内江苏太平洋石英股份有限公司具备大规模化量产高纯石英砂的技术能力,可占据国内总产值 90%,其余厂商存在规模小、生产不稳定等问题。整体上我国生产的高纯石英及其原料所占比例极低。


2010-2019江苏太平洋石英股份有限公司高纯石英砂产销存数据



小结


我国高纯石英资源少而散、资源禀赋差;可提纯高纯石英用脉石英资源非常紧缺,但是高纯石英产量逐年上升,中低端产品部分出口,高端石英产品仍然依赖进口,未来高纯石英需求呈增长趋势。


脉石英等作为制备高纯石英的矿源及其加工提纯技术是未来重点研究方向。对于高纯石英及其原料的核心技术突破,我国未来还有很多工作需要做。一方面,需要国家从政策的角度予以支持;另一方面,也需要集中各行业的技术力量进行集中的攻关。


参考资料:

郝文俊等.全球高纯石英资源现状、生产、消费及贸易格局

李光惠等.高纯石英原料作为战略性矿产的分析及建议

颜玲亚等.中国高纯石英资源开发利用现状及供需形势


(中国粉体网编辑整理/三昧)

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