半导体石英坩埚与太阳能石英坩埚行业产业链及竞争格局分析
思瀚产业研究院 盾源聚芯    2024-07-02

（1）石英坩埚的分类

石英坩埚根据制造原料辅料的标准，可分为半导体石英坩埚与太阳能石英坩埚。由于石英坩埚内表面直接与硅液接触，其纯度及生产性能直接影响硅棒品质及拉晶成功率，相比太阳能石英坩埚，半导体石英坩埚在生产制造过程中对原料石英砂杂质含量要求更为严苛，不同内层位置对石墨电极的灰分标准、生产所用的化学药液、涂层材料及纯水的等级要求也更高。

（2）全球石英坩埚市场规模及预测

①半导体石英坩埚市场

2018 年至 2022 年，全球半导体石英坩埚市场规模由 10.4 亿人民币增至18.2 亿人民币，期间年复合增长率为 15.1%。未来，随着集成电路行业的发展，下游芯片行业的需求将推动 8 英寸及 12 英寸半导体硅片出货量持续增长，同时半导体硅片厂的扩产将推动 24 英寸-32 英寸半导体石英坩埚需求量迅速增长。预计至 2027 年，全球半导体石英坩埚市场规模将扩大至 30.4 亿人民币，期间年复合增长率为 10.82%。

2018 年至 2022 年，中国半导体级石英坩埚市场规模由 1.3 亿人民币增至2.9 亿人民币，期间年复合增长率为 22.8%。未来，随着中国半导体集成电路行业的发展，晶圆厂对半导体硅片（尤其是 8 英寸及 12 英寸半导体硅片）的需求将大大增加，中国各大半导体硅片厂的扩产将带来更大的半导体石英坩埚使用需求，从而推动中国半导体石英坩埚市场发展。预计至 2027 年，中国半导体级石英坩埚市场规模将扩大至 13.1 亿人民币，期间年复合增长率为 35.4%。

②太阳能石英坩埚市场

2018 年至 2022 年，全球太阳能石英坩埚市场规模由 8.3 亿人民币增至132.7 亿人民币，期间年复合增长率为 99.96%。未来，随着光伏硅片向长寿命、大尺寸、高耐用的趋势发展，下游行业的需求将推动大尺寸光伏硅片出货量在未来将持续增长，将推动 30 英寸以上太阳能石英坩埚需求量迅速增长。预计至2027 年，全球太阳能石英坩埚市场规模将扩大至 367.1 亿人民币，期间年复合增长率为 22.6%。

（3）行业经营模式

石英坩埚生产商向境内外的合成石英砂及高纯石英砂供应商进行原材料采购，并根据下游硅片制造厂商客户需求，以直接销售的形式向中国境内或海外客户提供定制化的石英坩埚产品。

（4）全球石英坩埚行业产业链分析

石英坩埚行业产业链由上游原料及辅料供应商、中游石英坩埚制造商以及下游客户三部分组成。

① 上游原材料

A、半导体石英坩埚行业产业链

上游的核心原材料主要为高纯度合成石英砂及高纯度天然石英砂。高纯度合成石英砂由硅醇盐制成，是高纯度石英玻璃制品的理想原材料，目前全球主要由三菱化学提供。高纯度天然石英砂通常为符合美国矽比科公司 IOTA-STD 等级的石英砂，目前全球能够供应的公司较少，仅美国矽比科（前身为尤尼明公司）、挪威天阔石等。

除石英砂外，产业链上游还包括石墨电极、化学药液、涂层材料、纯水及防静电包装袋供应商等。

B、太阳能石英坩埚行业产业链

上游的核心原材料亦为高纯度合成石英砂及高纯度天然石英砂。目前，核心原材料生产同样受到矿藏储量和纯度的限制。

② 中游坩埚制造

A、半导体石英坩埚产业链

中游制造商以坩埚尺寸进行区分，8 英寸及 12英寸硅片用半导体石英坩埚（对应 24~32 英寸半导体石英坩埚）对制造商的技术、参数、工艺及自动化程度要求高，目前全球主要市场份额集中于Momentive、信越石英及胜高 JSQ 事业部。其中，Momentive 于 2022 年 6 月宣布收购 Coorstek 的石英坩埚产品线。国内本土半导体石英坩埚制造商包括盾源聚芯、锦州佑鑫、浙江美晶、江西中昱及欧晶科技等。

B、太阳能石英坩埚产业链

中游制造商以坩埚尺寸进行区分，随着太阳能下游硅片向长寿命、大尺寸，高耐用的趋势发展，中游太阳能级石英坩埚制造商的制造工艺、技术也逐渐出现差异化。在太阳能石英坩埚制造商中，同样是成品纯度高、杂质含量少、生产制造技术成熟、设备专业化程度高及自动化程度高的制造商占据了竞争优势。

③ 下游应用

A、半导体石英坩埚

半导体石英坩埚行业产业链的下游客户以半导体硅片厂商为主，少量半导体石英坩埚供应给半导体分立器件、半导体硅部件等企业。半导体石英坩埚在拉制高纯度单晶硅棒时起到关键性作用，高纯度的单晶硅棒在经过切削后成为单晶硅片，因此半导体石英坩埚是下游硅片生产制造、晶圆加工及芯片生产不可或缺的辅助性耗材。

全球知名硅片厂商包括 SUMCO、信越化学、环球晶圆、德国世创、SK Siltron、合晶科技、Okmetic；中国知名硅片厂商包括沪硅产业、金瑞泓、奕斯伟、中欣晶圆、TCL 中环及有研半导体等。

全球半导体硅片出货面积从 2018 年的 127.3 亿平方英寸增长至 2022 年的147.1 亿平方英寸，其中 12 英寸硅片出货面积在 2022 年达到 100.2 亿平方英寸，占全年总出货面积的 68.1%，已成为半导体硅片市场最主流的硅片尺寸。未来，大尺寸硅片需求量持续攀升将推动半导体石英坩埚的市场规模进一步增长。

B、太阳能石英坩埚

产业链的下游客户主要以太阳能硅片厂商为主，中国大陆是当前全球最重要的单晶硅片生产地，包揽全球前十大光伏硅片生产企业。隆基绿能、TCL 中环、晶科能源、晶澳科技等主流硅片生产商均有产能扩充计划，上述硅片厂商的产能扩增和光伏硅片的 n 型转变将加大对优质太阳能石英坩埚的用量需求，其产能扩增将驱动上游太阳能石英坩埚行业发展。

（5）全球石英坩埚行业竞争格局分析

①半导体石英坩埚

全球半导体石英坩埚市场集中度高，具有领先技术工艺优势、成本控制优势和下游硅片厂商认证优势的供应商竞争地位稳固，占据了整体市场的绝大部分份额。随着集成电路行业的发展，8 英寸及 12 英寸半导体硅片出货量持续增长，对应 24 英寸及 32 英寸半导体石英坩埚的需求持续增加，目前全球主要的市场份额集中于 Momentive、信越石英及 SUMCO JSQ 事业部。

目前中国在 18 英寸及以下半导体石英坩埚领域本土化程度较高，已经基本实现进口替代。本土企业中，盾源聚芯、锦州佑鑫、浙江美晶等厂商已具备成熟的 24 英寸半导体石英坩埚的量产能力。

②太阳能石英坩埚

全球 98%以上的太阳能硅片产能集中在中国，与之配套的太阳能石英坩埚供应市场也主要集中在中国。中国石英坩埚市场集中度较高，头部石英坩埚供应商竞争地位稳固，如浙江美晶、欧晶科技、江西中昱、盾源聚芯、锦州佑鑫等国产企业占据了整体市场的绝大部分份额。随着光伏市场的发展，大尺寸硅片出货量持续增长，对应的 30 英寸及以上石英坩埚的需求持续增加。

（6）行业技术水平特点

与硅材料制备相关的石英坩埚行业，主要区分为太阳能石英坩埚和半导体石英坩埚。近年来随着国内太阳能电池产业整体技术的进步，已打破了境外的技术垄断，国内与之配套的太阳能石英坩埚技术也已经比较成熟，能够以较高的性价比为下游太阳能单晶硅拉制提供稳定的石英坩埚产品。半导体石英坩埚制备技术，目前仍主要由美国、日本传统半导体材料头部厂商所掌握。

石英坩埚的纯度、微量元素的控制水平、气泡层的分部、热学性能、内表面与硅液的化学反应程度，都将很大程度影响晶体的微观结构、电学性能以及产品的良率、稳定性和一致性。而高品质的半导体石英坩埚需要在各项技术参数中达到一个完美的平衡，如何控制各项技术参数是先进石英坩埚厂商的核心技术，特别是大尺寸半导体石英坩埚的制备技术，目前仍是行业头部企业的核心机密。

中国在 18 英寸及以下半导体石英坩埚领域的国产化程度较高，已经基本实现对海外半导体石英坩埚品牌的替代；部分技术工艺领先的半导体石英坩埚生产商具备批量供应 24-28 英寸半导体石英坩埚的能力且逐渐获得下游硅片制造厂商的认可；但仅有盾源聚芯等少数头部石英坩埚生产商可进行 32 英寸及以上半导体石英坩埚的生产制造。随着国内半导体硅片厂商产能的扩张和产业链的逐渐成熟，半导体石英坩埚的制备技术也会迎来新的发展机遇。