石英玻璃以天然石英或硅化合物為原料,在潔凈環(huán)境中經(jīng)高溫熔制而成。具備硬度大、耐高溫、膨脹系數(shù)低、耐腐蝕性、透光性能好、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能良好等特性,被稱為“玻璃王”,廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光通信、軍工等領(lǐng)域。
高性能石英玻璃材料是電子信息、光學(xué)光源、光伏能源、航空航天等行業(yè)不可或缺的重要基礎(chǔ)性材料,在國家重大工程、航天、信息產(chǎn)業(yè)、化工、電子等領(lǐng)域具有關(guān)鍵作用。十三五時期,國家逐步推出的一系列加快突破新一代信息通信、新能源、新材料、航空航天、生物醫(yī)藥、智能制造等領(lǐng)域核心技術(shù)的產(chǎn)業(yè)政策,帶動石英材料的發(fā)展進步,我國石英玻璃材料及制品行業(yè)將實現(xiàn)跨越式的發(fā)展。《中國制造2025》更是將以特種金屬功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、功能性高分子材料、特種無機非金屬材料和先進復(fù)合材料等題材作為發(fā)展重點,以加快基礎(chǔ)材料的升級換代,彰顯了國家支持新材料領(lǐng)域發(fā)展的決心和信心。
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相關(guān)報告:智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國鋼化玻璃行業(yè)市場需求預(yù)測及投資未來發(fā)展趨勢報告》
一、石英玻璃行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
(一)、石英玻璃行業(yè)上游情況分析
石英砂作為石英玻璃材料及制品行業(yè)的重要原材料,其價格直接影響到生產(chǎn)成本。由于國外石英礦石總體質(zhì)量較好,且國內(nèi)對石英礦石的開采有一定政策限制,目前國內(nèi)石英制品所用原材料多從國外進口。根據(jù)其下游應(yīng)用行業(yè)不同,原材料被大致分為普通石英砂及電子信息領(lǐng)域用高純石英砂。
普通石英砂大多來自安哥拉、馬達加斯加、巴西等地,經(jīng)我國東海縣石英礦石加工廠粉碎、打磨、清洗后,出售給石英制品生產(chǎn)廠商。普通石英砂價格多年維持在較穩(wěn)定的水平,其價格波動對行業(yè)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品不會產(chǎn)生重大影響。
而電子信息行業(yè)中半導(dǎo)體器件則需要高純石英砂作為基礎(chǔ)原材料,其總體雜質(zhì)含量在22ppm以下、單類堿金屬(鉀、鈉、鋰)含量均小于1ppm的石英砂,該純度標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的產(chǎn)品為美國Unimin的IOTA-STANDARD等級石英砂,該產(chǎn)品被全球公認(rèn)為高純石英砂的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,其產(chǎn)品純度指標(biāo)被視為該行業(yè)“國際標(biāo)準(zhǔn)純度”,目前世界上其他廠家的產(chǎn)品皆以此標(biāo)準(zhǔn)衡量質(zhì)量,其產(chǎn)品純度指標(biāo)多種。
最初的高純石英砂是由水晶加工而成,隨著水晶資源的逐步枯竭,自上世紀(jì)70年代,美國等國家開始探索用普通石英代替水晶來制備高純石英砂,從天然巖石礦中提取高純石英砂是目前世界上生產(chǎn)高純石英砂的最先進技術(shù)。世界上只有美國的Unimin等少數(shù)幾家公司能夠大批量生產(chǎn)高純石英砂,基本壟斷了高純石英砂的國際貿(mào)易市場。除此之外,俄羅斯、德國、日本等國家的優(yōu)質(zhì)石英礦產(chǎn)資源也較為豐富且具有高純砂的提純技術(shù),但至今未有形成較大的供應(yīng)能力。
(二)、下游應(yīng)用領(lǐng)域分析
2014年全球石英玻璃行業(yè)規(guī)模為223億元。根據(jù)2014年數(shù)據(jù)以及各細(xì)分子行業(yè)近幾年的增長情況,預(yù)計2017年全球石英玻璃市場規(guī)模約250億元(未統(tǒng)計軍工領(lǐng)域規(guī)模)。半導(dǎo)體市場石英規(guī)模約160億元,占比65%;光通信和光學(xué)占比分別為14%和10%。其中半導(dǎo)體用石英材料、制品和光掩膜基板占比分別是18%、27%和20%,分別約為45、68和50億。
石英玻璃下游行業(yè)中半導(dǎo)體占比達65%
半導(dǎo)體用石英分為石英器件、基板和材料
1、半導(dǎo)體:短期看滲透率提高+品類擴張,中長期看國產(chǎn)替代
石英玻璃憑借其高純度、耐高溫、低熱膨脹性、化學(xué)穩(wěn)定性強等優(yōu)良性能,在半導(dǎo)體芯片制造加工中被廣泛應(yīng)用。半導(dǎo)體石英產(chǎn)品種類繁多,主要用于硅片制造環(huán)節(jié)的拉制單晶的石英坩堝、多個晶圓制造的核心環(huán)節(jié)的硅片承載器具(擴散、氧化環(huán)節(jié)的擴散管、舟、支架等;刻蝕環(huán)節(jié)的石英環(huán)等;清洗環(huán)節(jié)的石英玻璃花籃、清洗槽等)以及光刻環(huán)節(jié)使用的光掩膜版的基板材料。
石英玻璃最早起源于國外,至今已有一百六十多年的歷史,1839年法國人首先用氫氧燃燒火焰熔化石英礦石制造石英制品,1902年英國人用石墨棒通電獲得高溫制造石英制品,但直到二十世紀(jì)50年代,隨著半導(dǎo)體技術(shù)和石英電光源產(chǎn)品(石英管為其泡殼材料)的發(fā)展,石英玻璃材料及制品行業(yè)才迅速發(fā)展起來。
我國石英制品工業(yè)起步較晚,基礎(chǔ)薄弱,產(chǎn)品主要作為工業(yè)用基礎(chǔ)性材料,然而近年來由于電子信息等高科技行業(yè)對石英材料的高度需求,石英玻璃材料及制品行業(yè)也迎來了新的發(fā)展空間和機遇。伴隨著國外先進技術(shù)及設(shè)備的引進以及自主研發(fā),我國石英玻璃材料及制品行業(yè)在石英制品工藝、設(shè)備制造方面均得到大幅提升,正逐漸從能源和勞動密集型行業(yè)向技術(shù)密集型、資金密集型方向轉(zhuǎn)變。但與西方發(fā)達國家同行相比,仍處于技術(shù)發(fā)展實力整體薄弱,具有極強發(fā)展?jié)摿﹄A段。近年來,受到下游光源、光伏、光纖半導(dǎo)體(電子信息)等三大應(yīng)用領(lǐng)域快速發(fā)展需求的拉動,行業(yè)進步態(tài)勢明顯。
2、半導(dǎo)體需求短期有所波動,產(chǎn)業(yè)鏈向國內(nèi)轉(zhuǎn)移是大趨勢
2018Q3全球和中國半導(dǎo)體銷售額同比增長13.8%和26.3%,增速均有所放緩,但國內(nèi)增速依然維持在較高水平。2018年9、10月全球半導(dǎo)體銷售額同比增長13.8%、12.7%(去年同期增速22.2%、21.9%),中國大陸半導(dǎo)體銷售額同比增長26.3%和23.3%(去年同期增速為20%、19.1%),國內(nèi)銷售增速同比均有所上升。從設(shè)備銷售來看,2018Q3全球和中國半導(dǎo)體設(shè)備銷售額分別為158.4和39.8億美金,同比增速為10.5%和106.2%(去年同期增速為30.5%和35%),其中中國半導(dǎo)體設(shè)備銷售額占比為25%,呈現(xiàn)逐季加速的狀態(tài),表明國內(nèi)晶圓廠建設(shè)及設(shè)備需求較旺盛。另外,根據(jù)預(yù)測,全球半導(dǎo)體材料在2019年時將達到595億美元的市場規(guī)模,復(fù)合增長率為11%,石英玻璃材料作為其中一員,也將保持較高增速。
2018Q3全球和中國半導(dǎo)體銷售額同比增速為13.8%和26.3%
2018Q3全球和中國半導(dǎo)體設(shè)備銷售額同比增速為10.5%和106.2%
一方面,市場競爭加劇推動生產(chǎn)地向需求地轉(zhuǎn)移,另一方面,在國家戰(zhàn)略和一系列產(chǎn)業(yè)政策的支持下,國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)大干快上,加速國內(nèi)產(chǎn)能建設(shè)。資本大量注入將助推行業(yè)快速發(fā)展:國家成立“大基金”,募集超過1300億元。各地政府也紛紛設(shè)立相應(yīng)基金。隨著晶圓制造環(huán)節(jié)向中國轉(zhuǎn)移,半導(dǎo)體上游環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)移也將加快:2017~2020年間全球新建62座晶圓廠,其中大陸有26座,占全球總數(shù)42%。隨著晶圓制造環(huán)節(jié)向國內(nèi)轉(zhuǎn)移,上游原材料環(huán)節(jié)的國產(chǎn)替代也將逐步推進。
國家近年來扶持集成電路產(chǎn)業(yè)的政策
時間 | 政策 |
2014 | 《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》 |
2015 | 《中國制造2025》 |
2016 | 《關(guān)于軟件和集成電路產(chǎn)業(yè)企業(yè)所得稅優(yōu)惠政策有關(guān)問題的通知》(財稅[2016]49號文) |
2016 | 《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》 |
2016 | 《“十三五”國家信息化規(guī)劃》 |
2018 | 《關(guān)于集成電路生產(chǎn)企業(yè)有關(guān)企業(yè)所得稅政策問題的通知》(財稅[2018]27號文) |
國家和政府成立集成電路產(chǎn)業(yè)基金
時間 | 地區(qū) | 相關(guān)基金 | 基金規(guī)模 |
2014.09 | 中央 | 國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金 | 1387.2億 |
2013.12 | 北京市 | 集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展股權(quán)投資基金 | 300億 |
2015.07 | 北京市 | 集成電路海外平行基金成立 | 20億 |
2016.03 | 福建省 | 廈門國資紫光聯(lián)合發(fā)展基金 | 160億 |
2016.06 | 福建省 | 安芯產(chǎn)業(yè)投資基金 | 500億 |
2016.06 | 廣東省 | 廣東省集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金 | 150億 |
2015.08 | 湖北省 | 湖北集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金 | >300億 |
2016.03 | 湖南省 | 國微集成電路創(chuàng)業(yè)投資基金 | 2.5億 |
2015.07 | 江蘇省 | 南京市浦口區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)基金 | 10億 |
2016.12 | 江蘇省 | 南京市集成電路產(chǎn)業(yè)專項發(fā)展基金 | 500億 |
2016.12 | 江蘇省 | 無錫市集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金 | 200億 |
2017.02 | 江蘇省 | 海峽兩岸集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金 | 100億 |
2014.11 | 天津市 | 集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)促進專項基金 | 每年2億 |
2016.06 | 遼寧省 | 遼寧省集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金 | 100億 |
2016.09 | 陜西省 | 陜西省集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金 | 300億 |
2016.02 | 上海市 | 集成電路產(chǎn)業(yè)基金 | 500億 |
2016.11 | 石家莊市 | 集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金 | 100億 |
2016.05 | 四川省 | 四川省集成電路和信息安全產(chǎn)業(yè)投資基金 | 120億 |
全球新建晶圓廠數(shù)量(座)
3、市場規(guī)模增長+市占率
2016年,應(yīng)用材料、LamResearch和東京電子在設(shè)備制造商中市場份額達到47.6%,集中度較高。細(xì)分來看,刻蝕設(shè)備全球市場CR3=91%,LamResearch為53%、東京電子20%、應(yīng)用材料18%。設(shè)備商集中度較高,頭部設(shè)備商的認(rèn)證是市場準(zhǔn)入及獲得市場份額大小的關(guān)鍵因素
16年全球前五大半導(dǎo)體設(shè)備商占比68%
2017年刻蝕機全球CR3為91%
二、石英玻璃行業(yè)市場需求情況分析
(一)、軍工領(lǐng)域新增需求及產(chǎn)業(yè)鏈延伸值得期待
石英纖維性能突出,廣泛應(yīng)用在軍工領(lǐng)域
軍用石英產(chǎn)品包括石英纖維棉、石英纖維紗、石英纖維氈、石英纖維布、石英纖維套管和短切石英纖維等。得益于優(yōu)越的耐高溫、透波性能、耐熱沖擊性等,石英纖維制品在軍工領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用,主要用作軍用雷達罩、導(dǎo)彈頭防護層、飛船倉門蓋和隔熱保溫材料等。
石英纖維產(chǎn)品特性及用途
特性 | 用途 |
最高使用溫度:1050℃;透波性好;耐熱沖擊性;熱傳導(dǎo)性低;介電損耗??;化學(xué)穩(wěn)定性好 | 導(dǎo)彈、飛機、衛(wèi)星雷達罩;電磁窗(干擾、反干擾設(shè)備);高溫氣體過濾;隔熱保溫材料 |
(二)、國防裝備升級+產(chǎn)業(yè)鏈延伸,市場空間和利潤率不斷擴大
我國國防預(yù)算在經(jīng)歷了近10年的高速增長后,在2014年增速開始呈現(xiàn)逐年下降趨勢,2017年7.1%的同比增速則再創(chuàng)近十年新低。2018年中央一般公共預(yù)算本級支出32466億元,其中國防支出11069.51億元,同比增長8.1%,這是近年來國防預(yù)算增速首次出現(xiàn)回升。菲利華具備軍方供貨資質(zhì),技術(shù)壁壘深厚,未來受益明顯:軍用石英纖維技術(shù)壁壘深厚,目前全球僅有4-5家企業(yè)具有石英纖維量產(chǎn)能力,國外企業(yè)龍頭有法國圣戈班等。菲利華產(chǎn)品質(zhì)量已達到國際先進水平,部分科研院所有少量試驗材料研制,整個國內(nèi)軍用市場暫無明顯的競爭對手。
我國國防預(yù)算支出2018年增速為8.3%
當(dāng)前,我國軍機規(guī)模與美國相比還存在較大差距,我國全部軍機數(shù)量約為其1/4;運輸機數(shù)量約為其1/9;武裝直升機數(shù)量不到其1/10;教練機數(shù)量約為其1/6;戰(zhàn)斗機總量約為其3/4,但其中含有超過500架二代戰(zhàn)機。在數(shù)量和結(jié)構(gòu)方面與美軍差距明顯,僅戰(zhàn)斗機數(shù)量提升和老舊裝備更新?lián)Q代需求就超過千架。隨著世界一流軍隊建設(shè)目標(biāo)的提出,以及J-20、Y-20等新一代軍機列裝進度加快,航空裝備產(chǎn)業(yè)鏈景氣度有望進一步提升。雷達罩作為軍機結(jié)構(gòu)的重要組成部分,其需要將隨著軍機需求的增長而快速增長。
中美全部軍機數(shù)量對比
(三)、光纖行業(yè)需求情況分析:中長期受益于5G,石英輔材需求提升
石英玻璃是光纖生產(chǎn)必備輔助材料
在光纖光纜行業(yè)中,光纖預(yù)制棒處于產(chǎn)業(yè)鏈最上游,其原料為高純度合成石英,光纖預(yù)制棒拉絲成光纖,光纖再加工成光纜。常見的生產(chǎn)光纖預(yù)制棒的方法為氣相沉積法,分為管外(OVD和VAD)和管內(nèi)法(MCVD和PCVD)。光纖預(yù)制棒90%以上為合成石英套管,系核心材料。另外在MCVD、PCVD工藝中的頭管、尾管,OVD和VAD工藝中使用的把持棒和石英玻璃燒結(jié)管等也是石英材料(耗材)。在將預(yù)制棒拉成光纖的過程中,也會消耗大量天然石英玻璃材料,比如把手棒、把手管、石英罩杯等。
我國是世界上最大的光纖光纜產(chǎn)地:2010-2017年全球和中國光纖產(chǎn)量的復(fù)合增長率分別為14.42%和23.10%,中國光纖產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,增速遠高于全球。2017年,中國光纖產(chǎn)量達到3.47億芯公里,占全球光纖產(chǎn)量比例為65%,較2010年占比提高約26個百分點。
預(yù)計2018年我國光纜產(chǎn)量同比增加
數(shù)據(jù)流量+5G驅(qū)動光網(wǎng)絡(luò)升級,運營商新一輪光纖集采開啟:按照工信部測算,中國2015年移動數(shù)據(jù)流量已經(jīng)達到0.3EB(=0.3×109GB),未來五年將保持年均73%的增速快速增加,光網(wǎng)絡(luò)升級勢不可擋。另外,未來5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進增加中傳&層級互連,電信網(wǎng)絡(luò)對光纖光纜的需求仍在持續(xù)上升。2017年10月31日,中國電信正式啟動2018年光纖光纜集采項目,集采包括引入光纜400萬芯公里、室外光纜5000萬芯公里。2017年11月16日中國移動發(fā)布2018年1-6月光纜集采:普通光纜集采(第一批次)需求約1.1億芯公里和骨架式帶狀光纜集采(第一批次)需求約549.83萬芯公里。預(yù)計中國移動明年全年需求有望達到2億芯公里左右,聯(lián)通需求為0.3-0.4億芯公里。除傳統(tǒng)運營商以外,廣電每年會以省為單位進行招標(biāo),預(yù)計每年也有0.3億芯公里的需求。2018年國內(nèi)光纖需求有望達到3.5億芯公里,同比增長超過20%。
國內(nèi)光纖需求2018年同增超過20%
光纖采購促石英輔材需求增加:根據(jù)測算,每制作1000芯公里需要使用31kg預(yù)制棒,同時消耗3.1kg的把持棒,按照2018年3.25億芯公里的需求量計算,預(yù)制棒和把持棒的需求量分別為10075噸和1007.5噸,對應(yīng)市場規(guī)模分別約為60億元和2億元。
隨著5G發(fā)展的不斷推進,5G建設(shè)將進一步拉動對光纖的需求。由于5G網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)傳輸量、傳輸速度要遠高于4G網(wǎng)絡(luò),5G承載網(wǎng)全光網(wǎng)絡(luò)化勢在必行。5G全網(wǎng)覆蓋需要數(shù)量約為4G時代1.5-2倍,共需約900萬。在前傳環(huán)節(jié)50%場景將會采用光纖直連方案、中傳、回傳全面采用OTN技術(shù)組網(wǎng),光纖需求量將大幅增長。電信集團科技委主任韋樂平任在2017全球光纖光纜大會強調(diào),5G時代規(guī)模估計是4G的2-3倍,5G建設(shè)需要光纖互聯(lián),光纖將是光通信產(chǎn)業(yè)鏈的第1受益者。5G時代的光纖用量將是4G時代的數(shù)十倍。
根據(jù)預(yù)測,未來五年,全球光纖需求量有望持續(xù)保持增長,2018年,有望達到5.62億芯公里。我國作為全球光纖的主要生產(chǎn)國和消費國,光纖需求和增速有望超過全球增速。石英材料有充分受益于光纖產(chǎn)業(yè)的高景氣度。
2017-2022年全球光纖光纜需求量預(yù)測


2025-2031年中國石英玻璃行業(yè)市場研究分析及投資潛力研判報告
《2025-2031年中國石英玻璃行業(yè)市場研究分析及投資潛力研判報告》共九章,包含全球及中國石英玻璃企業(yè)案例解析,中國石英玻璃行業(yè)政策環(huán)境洞察&發(fā)展?jié)摿?,中國石英玻璃行業(yè)投資戰(zhàn)略規(guī)劃策略及建議等內(nèi)容。



