“双碳”政策推进以及国产芯片的升级推动半导体石英坩埚行业前景

3、半导体石英坩埚发展情况

半导体石英坩埚行业壁垒较高，行业集中度高。从供给端来看，主要厂商为外资企业。据中国电子材料行业协会石英材料分会统计，2022 年全球半导体石英坩埚前三大生产厂商美国 Momentive、日本 SUMCO JSQ、日本 Shin-EtsuQuartz 占据了市场 85%的份额，其中 Shin-Etsu Quartz、SUMCO JSQ 分别所属的集团 Shin-Etsu、SUMCO 又是排名全球前二的半导体硅片供应商，与国内半导体硅片产业有直接的竞争关系，如竞争关系加剧，其可能会对国内半导体硅片产业实施半导体石英坩埚的限制供应，对于国内半导体产业的发展极其不利。

从需求端来看，2022 年中国境内半导体石英坩埚需求量占全球需求总量的15.93%。随着中国半导体硅片产业的蓬勃发展，中国境内半导体石英坩埚市场需求也将快速上升。

4、半导体石英坩埚发展态势

（1）国产半导体石英坩埚市场占有率有望提升

在国家政策的扶持下，我国半导体产业的建设力度持续加强，进而有力带动产业链上游石英坩埚需求的增长。未来随着半导体领域国产替代进程的推进，国产石英坩埚在半导体领域的市场占有率将得到进一步提升。

（2）大尺寸高纯度半导体石英坩埚将占据主流

目前，国际半导体硅片出货以 12 英寸硅片为主，我国半导体硅片供应商也开始加码大硅片产能布局，近期国内主要半导体硅片企业有将大硅片（12 英寸）产能翻倍的计划。

下游半导体硅片行业尺寸日趋大型化加大了对大尺寸高纯度半导体石英坩埚的需求。考虑国际贸易争端带来的技术封锁风险，我国半导体硅片企业对国产半导体石英坩埚有更加紧迫性的需求。

5、半导体石英坩埚行业技术水平及特点

半导体石英坩埚具有均一性、高纯度（高纯半导体合成石英坩埚内层要求8N 以上纯度）的特点。与部分发达国家相比，我国起步较晚，部分生产工艺与国际领先企业相比存在一定差距。

在产品稳定性、微气泡量控制方面，日本公司相关产品可把因温度产生的形变控制在小范围内（正负 0.75mm），部分合成石英砂坩埚可实现内部零气泡，而国产坩埚暂时无法达到该标准。

在石英坩埚尺寸方面，部分外国石英坩埚生产厂商可以生产直径 32 英寸的半导体石英坩埚，而国内仅有少部分技术领先企业可以生产大尺寸半导体石英坩埚。

随着国内石英坩埚厂商的生产工艺提升，国产石英砂提纯工艺逐渐进步，国内外半导体石英坩埚生产技术水平的差距正在不断缩小。

6、半导体石英坩埚行业发展的主要驱动因素

（1）多重产业政策的支持

石英坩埚是半导体、光伏硅片制造过程中的重要耗材。近年来政府出台了一系列针对石英坩埚行业及产业链下游半导体行业的支持性政策，促进行业积极发展，如《智能光伏产业创新发展行动计划（2021-2025 年）》支持大尺寸单晶硅棒拉制，提升单炉投料量；《重点新材料首批次应用示范指导目录（2021 年版）》将“半导体用高纯石英玻璃制品”列入目录，明确高纯石英制品属于重点新材料；《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策（国发〔2020〕8号）》聚焦高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集成电路关键材料、集成电路设计工具、基础软件、工业软件、应用软件的关键核心技术研发，不断探索构建社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制。《产业结构调整指导目录（2019 年本）》将“高纯石英原料、半导体用高端石英坩埚”等列为鼓励类发展产业。

（2）下游技术进步为行业带来新机遇

在半导体领域，随着 IC 芯片的高端化发展，硅片生产对石英坩埚洁净度及一致性要求进一步提高，对石英坩埚气泡数量、杂质含量容忍度更低。

下游产业技术进步，一方面从需求端扩大了石英坩埚的市场容量，另一方面带动了石英坩埚制造向纯度高、持续拉晶时间长、拉晶良品率高、尺寸大的方向进行技术升级，为国产高品质石英坩埚带来了难得的发展机会。

（3）下游应用产业发展迅猛

据美国半导体行业协会（SIA）数据，2022 年我国集成电路销售额达 1,804亿美元，较 5 年前增长 37.19%。另外，在我国政策的强力推动下，我国集成电路行业与国际先进水平的差距逐步缩小，国产替代具备技术可行性。我国半导体产业的迅速发展为石英坩埚行业带来了难得的发展机遇。未来，随着“碳中和”“碳达峰”政策的不断推进以及国产芯片制造业的不断升级，石英坩埚行业有望迎来更加广阔的市场空间。

7、半导体石英坩埚行业的主要壁垒构成

（1）技术壁垒

下游产业的快速发展对石英坩埚行业的技术更迭速度提出了较高要求，并且由于客户需求具有定制化的特点，石英坩埚制造厂商通常需要参与到具体客户的生产过程中对产品进行测试，需要有充足的技术储备和专业能力强、研发经验丰富的技术团队支撑企业生产工艺升级，才能紧跟行业发展趋势、满足客户需要，对新进入者构成了较高的技术壁垒。

（2）原材料供应壁垒

内层石英砂纯度是石英坩埚质量的决定因素之一。高纯石英砂矿源较为稀缺，存在“原矿资源+提纯工艺”的行业壁垒，全球仅有美国硅比科、挪威天阔石可以量产高纯石英砂。目前实现规模开采的高品位矿床主要是美国斯普露思派恩石英矿，供应量有限。现有的主要石英坩埚制造企业已与美国硅比科、挪威天阔石等签署了长期合作协议来保障材料供应，行业新进入者很难获得充足的高纯石英砂原料用于持续生产。

（3）规模化生产壁垒和资金壁垒

石英坩埚制造企业在实现规模化生产的过程中，需要以建设高洁净度、自动化、智能化的大型生产车间为前提，以石英砂的稳定采购渠道为保障，以及高频率的生产工艺研发升级为支撑，上述各个环节都需要大额资金的支持。行业新进入企业往往缺少一定的资金积累，融资渠道有限，在生产规模扩张、技术迭代升级等方面均存在一定壁垒和障碍。

（4）销售渠道与验证壁垒

石英坩埚的下游硅片生产厂商出于生产稳定性的考虑，通常会选择产品优质、口碑较好的供应商形成长期稳定的合作关系。石英坩埚制造企业通常在与客户沟通合作意向后，基于产品检测标准将石英坩埚样品交付客户进行测试，测试合格后方可入选合格供应商名单进行持续供货，尤其是半导体石英坩埚认证周期长（一般 3 年以上），时间成本和资金成本较高。

由于硅片生产厂商更换供应商成本较高、流程繁琐以及不同厂商生产石英坩埚的参数存在差异，易对硅片生产厂商的生产效率产生较大影响，故其与石英坩埚生产厂商一旦达成合作关系后，合作关系较为稳定，不会轻易更换石英坩埚供应商。综上，新进入者无法快速与主要硅片生产厂商展开业务合作。

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