高纯石英：矿源突破有望解决供给瓶颈

2025年4月10日，自然资源部发布公告称，高纯石英矿成为我国第174号新矿种。高纯石英是半导体、光伏等战略性新兴产业必不可缺的关键基础材料，在国家高科技竞争中起着至关重要的作用，当前我国高度依赖进口。随着国内多个高等级矿脉的发现，石英企业矿源制约或将缓解，在培育和发展新质生产力、提升我国产业链供应链的韧性和安全方面都将产生积极的影响。

高端产品主要依赖进口

高纯石英（砂）是一种由天然石英矿物经过物理和化学提纯技术加工而成的关键基础材料，通常指二氧化硅含量>99.995%（4N5）的石英产品，同时石英中有害元素总含量不应高于50？g/g，且对关键元素铝、钛、钠、钾、钙、铁和磷等均有限定。高纯石英具有耐高温、耐腐蚀、低热膨胀性、高绝缘性和透光性等特性，是半导体、光伏等战略性新兴产业不可缺少的关键基础材料。

从产业链构成来看，高纯石英砂行业上游主要包括高纯石英原料矿的资源开发、提纯生产等领域；中游产业主要包括各种高纯石英制品及材料相关产业，具体包括利用高纯石英砂生产制备各种石英材料和石英制品；下游产业则聚集大量高纯石英制品的应用行业，主要应用于半导体（石英坩埚、石英砣、石英管和石英舟等）、光伏（石英坩埚、前端工艺器件）、及中低端的光纤和电光源领域。

截止2019年，全球可加工生产3N级及以上高纯石英资源约7000万吨，主要分布在巴西（2111万吨）、美国（1822万吨）、加拿大（1000万吨）等国家。其中，可以加工4N5级及以上质量的高端高纯石英资源量约2000万吨，约90%集中在美国（1822万吨）。美国矽比科（控股尤尼明）公司在高纯石英砂领域占据绝对优势（见图一），4N8（含量为99.998%）及以上的高纯石英产品几乎被其垄断，其“IOTA”商标被世界石英玻璃制造企业公认为是最为著名的商标，其纯度也被作为国际标准纯度。

图一：全球主要地区（企业）高纯石英供应比例（2019）

中国是高纯石英砂消费大国，也是全球第一大高纯石英砂进口国。据光大证券，2023年，中国高纯石英进口量约占全球进口总量的50%。2015-2024年，中国从国外进口≥4N高纯石英4.0-15.9万吨，贸易额为8.2-26.5亿美元；同期，中国出口≥4N高纯石英0.12-4.0万吨，除2021、2022及2024年外均在1万吨以下。（见图二、三）

图二：中国的≥4N高纯石英进出口量情况（万吨）

图三：中国的≥4N高纯石英进出口贸易额情况（亿美元）

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我国在高纯石英加工技术研究方面开展工作较多，但受矿石品质和高纯石英精深加工技术的限制，与国际先进水平仍有一定差距。整体而言，中低端产品能够实现自给以及部分出口，高端产品仍主要依赖进口。

矿源突破有望解决瓶颈

光大证券指出，高纯石英砂的供给是中国高纯石英产业链“卡脖子”的瓶颈，缺乏稳定满足工业生产需要的高纯石英优质原料是4N8级高纯石英高端产品未能国产化的根本原因。

对于高纯石英砂企业而言，优质且供应稳定的矿源是其产品升级迭代的必要条件。国内龙头石英股份近年来依靠进口解决原料短缺的问题，特别是2019年以来石英股份高纯石英原料矿93%以上需要进口，主要为印度和巴西等国家。

另一方面，国内高纯石英砂制备技术相对成熟，但需要根据不同的矿源进行适配调整优化迭代，主要由于不同的矿源其杂质分布、包裹体等情况不同，提纯工艺会有一定差异。

因此，在国内寻找到能够稳定供应工业生产用的高纯石英原料，并且掌握配套的产业化提纯技术，是解决高纯石英“卡脖子”问题的关键。

近年来，自然资源部积极推进实施新一轮找矿突破战略行动，中国地质调查局同河南省相关单位在河南东秦岭、新疆阿勒泰等地区发现与美国高纯石英矿床类型相似的高纯石英矿产资源，以及多处可以制备高纯石英砂的矿区，并在高纯石英矿调查评价与勘查、深度提纯、定向除杂技术等方面取得重要突破，在利用本土资源开展高纯石英提纯的技术积累和产业化道路上迈出国产化替代的关键一步。

其中，东秦岭地区花岗伟晶岩中的石英杂质总含量整体低于100μg/g，其中40余条花岗伟晶岩脉中二氧化硅纯度达到4N以上，部分样品纯度突破4N8以上级别，并达到全球范围内高纯石英砂高端产品指标。从河南省东秦岭地区批量制备出的4N8级高纯石英砂，二氧化硅纯度在99.998%以上，各项理化指标符合国际公认的IOTA-CG标准和国内GB/T32649-2016标准，可适用于光伏用高纯石英砂的质量要求，并具备符合IOTA-4标准以及半导体制程用高纯石英砂的应用潜力。

合成石英砂或补足最后短板

高纯石英的价格与其纯度正相关，目前从检测参数上看，人工合成石英砂有杂质更低的优势。在天然砂纯度不满足要求的情况下，例如半导体单晶炉坩埚内涂层、高端光学玻璃应用等方向，可以考虑用合成砂进行替代。此外，半导体制程对石英制品高纯、无污染、耐高温的要求，尤其是随着半导体芯片线宽越来越窄，普通的天然石英材料已经无法满足高端生产工艺的要求，合成石英成为10nm制程以下的半导体芯片刻蚀环节中的重要部件。

2023年，洛阳中硅高科技有限公司及中国恩菲工程有限公司的研究团队，对国产某型号合成石英砂、三菱石英砂（合成石英砂）及矽比科高纯石英砂进行相关测试。从纯度角度来看，国产合成石英砂已经达到并优于三菱石英砂的技术指标。不过，彼时国产合成砂尚处于小量中试，产品迭代优化及工业化量产还在推进。未来结合合成砂的生产成本，以及合成砂纯度较高的优势，可在半导体坩埚内层涂料、石英玻璃等场景应用。

光大证券指出，石英行业头部企业具备制备经验及客户资源的先发优势，且切换国产矿源短期或可降低成本；合成石英砂价格较高且有更高的技术壁垒，已有国产中试产品取得不错的验证效果，或将补足产业链最后短板。可关注石英股份、菲利华、凯德石英、中旗新材、凯盛科技等重点标的。