三、产品演讲：由于下游行业对于石英坩埚的纯度、洁净度、精度具有严格标准，同时大硅片的演进也对坩埚产品提出更高的要求，石英坩埚工艺技术一直向“高纯度、大尺寸、长寿命”方向发展，行业内公司需要具备较长时间的技术经验积累，逐渐提高产品尺寸、纯度和其他性能指标。

一）高纯度：行业层面，2018年最新的单晶硅生长用石英坩埚行业标准中，提高了对T级坩埚的杂质含量要求，13种杂质元素之和由原来的小于25微克提升至了20微克；Li、Na、K三种元素之和由原来的小于2.5微克提升至了2.0微克。高纯度的趋势下内层砂目前还是要依赖进口，国产较难替代。

二）大尺寸：石英坩埚尺寸大小（容积大小）取决于晶体生长的直径和长度，同时还要考虑拉晶工艺中对埚、晶直径比的要求，一般埚-晶直径比以3:1为佳。主要原因是石英坩埚与熔液直接接触，熔硅与石英坩埚的SiO2后生成SiO，它同时向熔体内部扩散并向熔体表面挥发，有一部分到达固-液界面附近，混入到正在生长的晶体中，从而使单晶体中的氧含量增高。采取较大的埚-晶直径比，将有利于氧的大量挥发，提升晶棒的质量。此外，大尺寸的石英坩埚装料量较大，有助于摊薄拉晶厂商的生产成本。目前，硅片逐渐向大尺寸化发展，182硅片逐步成为主流，182片需要拉制出10英寸的硅棒，对应需要30英寸及以上尺寸的坩埚，210片需要12英寸的硅棒，对应需要36英寸以上的坩埚。

1、从行业视角看，2018年单晶硅生长用石英坩埚新行业标准实施，外径分界提升至559毫米（对应22英寸）。2000年以后，随着技术的进步中国国内的坩埚尺寸从12英寸一直发展到40英寸，近年来中国拉晶生产的主流是28英寸坩埚，新项目普遍采用32英寸-36英寸坩埚，小部分已经开始向40英寸迈进。

2、从头部公司角度看，欧晶科技28英寸太阳能级石英坩埚获得了内蒙古自治区经济和信息化委员会颁发的“关键零部件首批次产品认定证书”。目前，欧晶已完成了40英寸太阳能级石英坩埚和32英寸半导体级石英坩埚的研发工作；36英寸太阳能级石英坩埚和28英寸半导体级石英坩埚已正式量产并为下游客户供货，为未来布局下游大硅片配套提供前瞻性的技术支持和技术储备。

三）长寿命：近年来，为了提高直拉单晶硅的质量和产量，连续加料、多次加料等一炉多根直拉单晶硅生长技术被开发和应用。直拉单晶硅中，石英坩埚的一次性消耗和拆装炉的耗时在成本费用中占较高比重。在传统直拉法下，石英坩埚只能用一次，一次仅能产出一根晶棒。而连续直拉法可以在拉晶过程中持续往石英坩埚内加料，并不断产出多根新的晶棒，对石英坩埚的寿命提出了更高要求。国内公司开发的长寿命石英坩埚，连续拉晶时间可以达到200小时左右。通过优化多次加料的拉晶工艺，设计出新型石英加料器，配合长寿命石英坩埚，可最大程度实现石英坩埚利用率，提高生产效率。石英坩埚内壁用尤尼明的石英砂，寿命可达450小时，若用从印度进口的石英砂（石英股份主要从印度进口）做内壁，坩埚使用寿命在200小时左右。

1.析晶影响使用寿命：在高温环境下，长时间使用产生的析晶层会使坩埚破裂。石英坩埚在高于1000℃以上使用过程中（拉晶温度1430-1500℃），坩埚外表面SiO2分子振动加速，随着使用时间的加长，析晶层越来越厚，若析晶层达到一定厚度，则石英坩埚随之破裂。析晶主要出现在石英坩埚内外表面，原因是内外表面容易沾污，引起杂质离子的局部聚集，特别是碱离子如K、Na、Li、Ca、Mg等（熔制石英坩埚的石英砂均含有以上这些元素）高温后引起粘度降低，促使失透加速，形成析晶。

2.气泡：目前，长寿命石英坩埚主要表现在坩埚透明层微气泡含量的控制，因为石英坩埚选取的原材料为天然石英砂，石英砂中本身含有大量气液包裹体，导致透明层里面微气泡含量不可能完全去除。所以石英坩埚一般运行一段时间后，石英坩埚透明层内表面深度0.55mm范围内的微气泡基本膨胀破裂，既让气体进入硅液形成后期的硅孔导致报废，破裂后的石英颗粒也进入硅液，造成硅棒断棱，影响拉晶成晶率。

四、上游原料：石英坩埚的上游是高纯石英砂，下游应用广泛，主要包括光伏、半导体、光纤、通信、照明等市场。

1、上游高纯石英砂供应由于矿产资源的稀缺和提纯工艺研发难度大，壁垒较高。而下游随着能源价格上涨，全球“双碳”目标不断推进，光伏领域市场需求大幅提升，而随着5G通信、汽车电子等市场需求，半导体、光纤领域市场需求也保持高景气，带动下游硅片厂商积极扩产，相较于6-9个月的硅片扩产周期，石英砂扩产周期较长，供需短期内难以匹配。

2、高纯石英砂主要来源于石英矿物，石英矿物资源主要有天然水晶、石英砂岩、石英岩、脉石英等。高纯石英最初是从一、二级天然水晶中深度提纯得到的，工艺相对简单，但随着水晶资源匮乏和成本的上升，美国等国家开始研究用普通石英砂进行替代的技术。

3、目前从天然岩石矿物提取高纯石英砂原料是世界上生产天然高纯石英砂的最先进技术之一，对矿石的品质要求高，提纯技术复杂。国际公认的高纯石英砂是以美国尤尼明（UNIMIN）公司IOTA-CG为标准，SiO2含量≥99.9%，十二种元素杂质含量小于20ppm（0.002%），其中碱金属（K,Na,Li）分别小于1ppm（0.0001%）。

五、随着新兴战略行业的不断发展，市场对高纯石英的需求量逐渐增多，高纯石英原料存储量呈现下滑的趋势。SiO2含量≥99.9%为口径，2014年以来，高纯石英原料的存储量从9,494万吨下降至2019年的7,287万吨。美国斯普鲁斯派恩(Spruce Pine)矿的高纯石英原料资源规模最大，提供全球90%的高纯石英砂。储量结构方面，巴西是高纯石英砂全球第一大资源量国，2019年存储量2,111万吨，占比28.97%，矿石类型主要为天然水晶，但由于巴西基础设施的落后和矿石质量变化大，出口量较小；美国是第二大资源量国，2019年资源量为1,822万吨，在全球占比25.0%，矿石类型主要为花岗伟晶岩；加拿大位列全球第三，2019年资源量为1,000万吨，占比13.72%，矿石类型主要为脉石英。