白面石石英矿半导体级纯度对国产芯片意义深度分析

基于我收集的数据和分析，现在为您提供一份

的深度分析报告：

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白面石石英矿是指一种

的高纯石英矿床类型，以美国斯普鲁斯派恩（Spruce Pine）矿床为代表。该矿床具有以下显著特征[0]：

• 矿体规模大
  ：石英含量约30%，结晶粒度粗
• 杂质含量极低
  ：单体石英中流体杂质极少，杂质元素含量处于ppb级别
• 矿石品质稳定
  ：能够持续供应满足高端应用的高纯石英砂

白面石石英矿是目前全球唯一能够大规模供应半导体级高纯石英砂的矿源，其满足了全球

的高纯石英砂需求量[0]。

半导体制造对石英材料的纯度要求极为苛刻，根据行业标准[0]：

纯度等级	SiO₂含量	应用领域
3N	≥99.9%	普通玻璃、铸造
4N	≥99.99%	光伏坩埚外层
4N8	≥99.998%	光伏坩埚内层
5N	≥99.999%	半导体坩埚
6N+	≥99.9999%	高端半导体

对于半导体用石英坩埚，

，其中钾、钠、锂三种杂质元素总量需≤2×10⁻⁶[0]。任何微量杂质都可能导致芯片电学性能失效。

高纯石英砂在半导体产业链中扮演着

：

[0][1]：

应用环节	纯度要求	国产化率	价值占比
单晶硅拉制（石英坩埚）	4N8+	35%	25%
扩散工艺（石英管）	5N	25%	20%
刻蚀工艺（石英部件）	5N+	20%	15%
光刻工艺（石英掩模版）	6N	15%	25%
清洗工艺（石英容器）	4N-5N	40%	15%

：半导体行业占高纯石英砂消费量的，是最主要的应用领域[0]。

中国高纯石英砂供应链呈现

的特点[0][1]：

：

• 海外采购占比
  ：超过90%（2022年）
• 主要来源
  ：印度、巴西、非洲、美国等地
• 龙头企业
  ：美国矽比科（Unimin）占据全球70%以上市场份额

美国斯普鲁斯派恩矿床由

和控制，其中矽比科公司的IOTA系列产品被视为行业标准[0]。这种资源垄断格局使国产芯片制造面临显著的供应链安全风险。

高纯石英砂价格差异显著[0]：

产品类型	价格（万元/吨）
进口内层砂	~60
进口外层砂	~25
国产内层砂	~42
国产外层砂	~12

内层砂是石英坩埚的核心材料，直接接触硅熔液，其纯度直接决定单晶硅棒质量。

。

随着国内晶圆厂扩产，对高纯石英砂需求持续增长[0]：

2022-2024年坩埚用高纯石英砂需求预测：
• 2022年：6.6万吨
• 2023年：9.5万吨  
• 2024年：12.7万吨

其中

，而目前进口高品质内层砂存在供需缺口。

先进制程对石英材料要求更高：

• 7nm及以下制程
  ：需要6N以上纯度，国产尚未突破
• EUV光刻
  ：对石英掩模板纯度要求达到极致
• 高端刻蚀设备
  ：石英部件需要极低的气泡含量和金属杂质

[0][1]：

企业	技术突破	产能/规划
石英股份	通过东京电子（TEL）、LAM认证	年产6万吨项目2024年释放
凯盛科技	合成高纯石英砂6N-7N	5000吨合成砂项目
菲利华	首家通过全球三大半导体原厂认证	半导体石英材料领先
凯德石英	石英仪器、管道、舟等制品	半导体级产品线

• 石英股份
  ：已获取印度高品质脉石英矿采矿权，形成资源壁垒
• 凯盛科技
  ：收购太湖石英，年产5000吨高纯石英砂
• 河南地区
  ：超高纯石英砂提纯技术突破，二氧化硅纯度达99.998%

当前(2023) → 2024目标 → 2025目标 → 2026目标 → 2027目标
    20%    →   35%   →   50%   →   65%   →   80%

：

1. 矿物提纯法升级
   ：提高印度等海外矿源利用率
2. 合成石英砂量产
   ：凯盛科技溶胶凝胶法突破资源限制
3. 电子级认证
   ：加速通过全球主要设备商认证

1. 资源保障
   ：加快海外优质石英矿源布局，降低单一来源依赖
2. 技术攻关
   ：重点突破内层砂和半导体级石英制品技术
3. 认证推进
   ：加速国内外主流设备商认证进程
4. 合成路线
   ：发展化学合成法，摆脱天然矿源限制

• 原矿资源风险
  ：全球优质石英矿源稀缺，供给增长有限
• 技术差距
  ：国产砂在气泡表现、稳定性等方面与进口仍有差距
• 国际政策
  ：地缘政治可能影响海外矿源供应稳定性

随着国内企业在以下方面的持续突破，高纯石英砂国产替代进程有望加速[0][1]：

• 2025年
  ：内层砂国产化率有望达50%
• 2027年
  ：半导体用石英材料国产化率有望达80%
• 长期
  ：形成"提纯+合成"双轮驱动的供应格局

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[0] 中国银河证券研究院 - 《高纯石英砂高景气持续，国产替代进程加速》行业深度报告 (2023年12月)

[1] 华福证券研究所 - 《领航国产替代浪潮，国内群星纷至沓来》半导体设备零部件行业深度报告 (2023年9月)

[2] 中国矿业 - 《高纯石英加工提纯技术研究现状与展望》

[3] 国金证券 - 《石英坩埚龙头，技术领先+供应保障助力成长》公司深度报告

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：白面石石英矿半导体级纯度对国产芯片具有。作为芯片制造不可或缺的基础材料，高纯石英砂的供应安全直接关系到整个半导体产业链的稳定性。当前国产化率不足20%的现状凸显了"卡脖子"风险，但随着国内企业在资源布局、技术突破、产能扩张方面的持续努力，国产替代前景可期。建议持续关注石英股份、凯盛科技、菲利华等相关龙头企业的技术进展和产能释放节奏。