半导体行业“支柱”：石英玻璃及制品的产业链是怎样的？
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石英玻璃是应用日益广泛的高新技术材料。石英玻璃的成分为二氧化硅，具有透光性高、耐温性好膨胀系数低等优越的物化性质，因此被广泛应用于半导体、光伏、光学、光纤和军工等高新技术领域。
完整的石英玻璃制品产业链包含高纯石英砂一石英玻璃材料一石英玻璃制品一下游应用领域。
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上游-高纯石英砂
产业链中，上游为高纯石英砂生产及供应。石英玻璃上游的核心是高纯石英砂产品纯度决定其应用领域。高纯石英砂是指Si 含量大于 99.9%，Fe2O3:含量小于 0.0001%、Al2O3: 含量小于 0.01%的石英砂。按照纯度指标高纯石英砂可分为3N(低端)、4N(中端)4N8(高端)、5N2(超纯)、6N(高纯SiCh)，纯度决定其应用领域。
现阶段，由于高纯石英砂的生产与高品质矿源密切相关，产业内主要被背靠高品质石英矿的海外企业垄断，主要参与者包括尤尼明挪威TQC等，国内石高纯英砂龙头生产厂家为石英股份。
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中游-石英玻璃材料
中游石英玻璃材料一般会以锭、筒、棒、管等形态保存，目前产业内主要竞争者包括国外的迈图、贺利氏、东曹昆希，以及国内的菲利华、石英股份等。
石英玻璃中游是石英玻璃材料，核心是制备技术。石英玻璃的制备方法主要有天然石英熔制、化学反应合成、石英玻璃产品改型。
1）天然石英玻璃
天然石英玻璃以天然石英晶体或硅石为原料进行熔制得到，根据热源和工艺的不同可以将第一类方法细分为电熔法，气炼法，等离子体熔制法等。
其中，电熔法是通过电加热将坩埚内的粉末状石英原料进行熔化，随后经过快速冷却的玻璃化过程形成石英玻璃。电加热的方式包括电阻加热、电磁感应加热等。在熔化过程中石英晶体的结构历经从β-石英到α-石英，再到α-方石英（同时伴随有非晶相的产生）的转变，直至加热到约1723℃时开始形成石英熔体。
其中，采用电熔法制备的石英玻璃，石英原料中的金属杂质通常很难去除，但可以通过烘干可以有效去除石英粉料中的水分，因此可用于制备低羟基含量的石英玻璃。
2）合成石英玻璃
合成石英玻璃以含硅化合物（包括卤化硅，氢化硅及有机硅等）为原料通过化学反应合成得到。根据反应原理分为等离子体化学气相沉积法（PCVD）、火焰水解沉积法（FHD）、溶胶-凝胶法（Sol-Gel）。其中工业中应用最广泛且最成熟的技术为FHD法，具体包括直接合成法和间接合成法。
3）热改型法
实际工业应用中往往对石英玻璃产品的形状有要求，如半导体产业中经常用到高纯石英玻璃管、石英玻璃棒等，因此石英玻璃产品的改型在石英玻璃制造领域占有重要的地位。目前工业中对石英玻璃产品改型主要采用的是热改型法，即通过加热石英玻璃使其软化，然后根据实际需要对其形状进行改变。热改型法首先通过将石英玻璃母材加热软化，然后通过槽沉、拉制等方法获得所需要的产品。
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下游-石英制品
石英制品是以石英玻璃为材料制成的一系列器件，包括石英舟钟罩、坩锅等，其对生产技术人员和生产设备要求高，国内石英制品加工企业技术与外资企业仍有差距，贺利氏信越、杭州大和、沈阳汉科、泰谷诺等外资企业占据主要市场份额，国内石英制品加工企业主要有凯德石英、菲利华石创、东科石英及强华股份等。石英制品下游客户主要包括半导体设备商和品圆制造商、光伏石英坩埚制造商、光伏硅片制造厂商，以及光纤、军工和电光源领域相关生产厂商。
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