石英培训:2024年石英及硅材料精细加工技术与装备高级研修班将于6月20-21日在江苏连云港市东海县举行,报名请关注V信公众号“粉体技术网”,欢迎石英矿、石英石、石英砂、石英粉、硅微粉等硅材料产业相关从业人员参加。
虽然全球石英资源丰富,但可以加工为高纯石英的石英资源却非常稀少,全球高纯石英矿床主要分布于美国、澳大利亚、挪威、俄罗斯、印度、加拿大、巴西和马达加斯加等国家,矿床类型包括白岗岩型(花岗伟晶岩型)、热液脉型、水晶岩等。
全球高纯石英产能集中,主要生产企业有美国矽比科(原尤尼明)、挪威TQC、石英股份、俄罗斯Russian Quartz LLC等。当然,近期也有一些新玩家入场,我们也一起来看看都有谁?
国内外高纯石英砂生产商:(排名不分先后)
1、美国矽比科(原尤尼明)
2、挪威TQC
3、俄罗斯Russian Quartz LLC
4、澳大利亚Creswick Quartz
5、三菱化学合成石英砂
6、石英股份
7、菲利华
8、中旗新材
9、凯盛科技
10、江苏阳山硅材料
11、安徽威克特瑞新材料
12、连云港神汇硅材料
13、江苏鑫亿鼎
14、湖北津驰硅材料
15、新金路
16、岱勒新材
17、正远实业
18、正鑫硅基
19、汇绿生态
20、壹石通
21、江瀚新材
22、德鑫科技
23、三丰智能
24、仕净科技
国外企业
1、美国矽比科(原尤尼明)
国外生产高纯石英砂的企业主要是美国的尤尼明公司,它代表着世界高纯石英砂生产的最高水平。长期以来美国尤尼明公司的产品一直垄断着国际高纯石英砂市场,其生产的IOTASTD、IOTA4、IOTA6、IOTA8系列产品是优质高纯石英砂,广泛应用于电光源、光伏、半导体、光纤、光学等各个领域。
2018年美国尤尼明的高纯石英砂业务被整合至比利时Sibelco集团,由Sibelco位于美国的公司负责石英矿开发及高纯石英砂生产,公司高纯石英业务延续了尤尼明公司高纯石英业务。长期以来,美国尤尼明公司的产品一直垄断着国际高端高纯石英砂市场,
尤尼明高纯石英砂原料产自北卡罗来纳州Spruce Pine地区的花岗伟晶岩,主要矿物为长石和石英,石英含量25%~35%,次要矿物为白云母、石榴石和绿帘石。该矿山最初是用来生产长石和白云母,少部分品质好的石英砂用作建筑用砂,大部分石英砂被丢弃,后来在全球水晶资源枯竭各国寻找水晶替代资源的背景下,尤尼明公司通过改进技术,利用花岗质伟晶岩中的石英生产出了高纯石英,成为全球最重要的高纯石英供应商。
目前,尤尼明公司高纯石英砂产量约3.5万t,2023年公布其2亿美元扩产计划,计划在2023-2025年间增加高纯石英砂产能1.5万吨左右。
2、挪威TQC
挪威The Quartz Corp(TQC)是法国Imerys SAS公司和挪威Norsk Mineral AS公司于2011年合资成立的公司,两家公司各占50%股权。公司生产高纯石英砂主要应用于半导体、光伏、光学等领域。
挪威TQC公司高纯石英砂原料主要产自美国的Spruce Pine地区的花岗伟晶岩(与美国Unimin公司所用石英原料属同一矿带)和挪威的德拉格花岗伟晶岩,石英资源开采出来后都在挪威加工。挪威德拉格花岗伟晶岩带由数十条伟晶岩矿体组成,伟晶岩呈垂直筒状产于周边花岗片麻岩中,伟晶岩中石英颗粒平均粒径约6mm,石英中流体包裹体和矿物包裹体含量极少,目前探明资源量约26.7万t。
在生产过程中,来自美国的石英资源加工成的高纯石英产品可以达到半导体用砂和光伏用砂要求,而挪威的产品则更适合光学和电光源领域。
2021年挪威TQC公司高纯石英砂产量约为1.5万t,暂无扩产计划。
3、俄罗斯Russian Quartz LLC
俄罗斯Russian Quartz LLC成立于1966年,公司生产的RQ系列产品化学纯度高、透明度高,可以用于生产各种直径的石英管、石英坯和石英坩埚,应用于太阳能和半导体工业。
俄罗斯Russian Quartz LLC公司高纯石英砂原料主要产自俄罗斯斯克什特姆脉石英矿床(Kyshtym),该矿床石英矿体赋存于Ufalei变质杂岩中,矿床总长15km,宽1.3km,矿区面积20km2。矿区用作高纯石英原料的主矿体为Kyshtym 175号脉,脉体呈NE-SE向分布,石英脉中石英晶体流体包裹体含量少,Al和Ti等杂质元素含量低,脉石矿物主要有长石、云母、碳酸盐、锆石、独居石等。矿床石英资源储量超过100万t,可加工为高纯石英的资源储量超过50万t。
2021年,Russian Quartz LLC公司高纯石英产量约为3500t。
4、澳大利亚Creswick Quartz
自1996年以来,Creswick Quartz就一直在开展石英业务,公司可以生产杂质含量<20μg/g的高纯石英砂,公司产品可以用于光伏、半导体、光学玻璃等行业。
澳大利亚Creswick Quartz公司生产高纯石英的原料主要来自澳大利亚Creswick/Smeaton Victoria金矿废石,该矿地表尾矿中预测的高纯石英资源量可达100万t,矿石质量优异,杂质元素尤其是B和P含量低。矿石经选矿加工后,形成CQL系列产品,档次最高的产品可以达到粒度约6mm,杂质元素含量Al<128μg/g、Ti<0.7μg/g、K<2μg/g、B<0.5μg/g、Ca<0.5μg/g的规格,目前公司正在向全球一流高纯石英企业迈进。
5、日本三菱化学
三菱化学是日本最大的化学公司,销售额在日本化学行业中居于首位。该公司由三菱化成公司和三菱油化有限公司于1994年10月1日合并而成,现有业务包括工业气体、石化与碳材料、MMA、先进材料、保健等板块。
三菱化学是目前唯一大规模量产合成石英砂的企业,该公司合成石英砂采用硅醇盐法制得,纯度可达到7N级,杂质含量极低。由于其卓越的品质和纯度,被用作半导体器件、光伏用石英坩埚、紫外灯用石英管、光导纤维、PET机用闪烁晶体等产品的原料。
三菱石英砂的成本很高,它的路线不适合国内市场,三菱后续也压缩了成本,以国内价格进行测算其成本约17-18万/吨。目前从日本进口价格约30万/吨,其高纯石英砂主要用于半导体,而国内还适用于光伏。日本半导体行业较先进,对半导体行业需求较大,所以不用于光伏。
国内企业
6、石英股份
江苏太平洋石英股份有限公司是一家集科研、生产、销售为一体的高端石英材料深加工企业,是国内第一家、全球第三家具备规模化生产高纯石英砂的企业。公司生产的石英材料广泛应用于光源、光伏、光纤、光学及半导体等领域,主导产品有高纯石英砂、石英管(棒)、大口径石英扩散管、石英筒、石英锭和石英板等多种石英器件,除此之外每年仅对外出售少量4N级高纯石英砂。
石英股份生产高纯石英所用石英资源主要来自印度脉石英。2023年石英股份的高纯石英砂产量为41202吨,销售量为34273吨,其中外销部分30054吨,自用4219吨。
7、菲利华
菲利华立足于石英玻璃领域,专注开发气熔石英玻璃、合成石英玻璃、电熔石英玻璃与石英玻璃纤维及制品。菲利华现为国内外具有较大影响力和规模优势的石英材料及石英纤维制造企业,全球少数几家具有石英纤维批量生产能力的制造商。全资子公司潜江菲利华连熔连拉工艺装备达到世界先进水平,是目前国内最大的气熔石英材料生产基地,全球最大的光纤配套石英材料生产基地。
菲利华子公司湖北菲利华融鉴科技有限公司投资的“年产20000吨超高纯石英砂项目”位于湖北省潜江市江汉盐化工业园,投资总额为3亿元,分两期建设。首期建设规模年产10000吨,投资金额为1亿元,目前已投产,进入产能爬坡阶段。
8、中旗新材
广东中旗新材料股份有限公司是一家专业从事人造石英石装饰材料研发、生产、销售和服务的高新技术企业,是中国首家A股主板上市的人造石材企业,中国人造石(石英石面材)行业标准主编单位,中国最具规模的人造石英石面材制造企业与出口基地之一。
其子公司湖北中旗新材料高纯石英砂一期(6000吨)近期已经投产,目前已开始实现销售,今年出货量预计3000吨左右,5月份至6月份可稳产。公司计划下半年进行第二期(8000吨)扩产,预计2024年底建成;公司远期规划高纯石英砂3-5万吨,包含在光伏石英坩埚外层砂、高纯石英制品用砂(石英砣、锭等)产品等。
公司目前生产的高纯石英砂客户使用在石英坩埚的中层,原材料为进口矿石。
9、凯盛科技
2023年7月,凯盛科技收购凯盛石英材料(太湖)有限公司100%股权。太湖石英是一家集采选矿、研发、加工、销售于一体的国家级石英砂高新技术企业,主营产品为高纯石英砂,拥有天然石英矿提纯高纯石英砂技术的核心能力。
太湖石英公司目前提纯法制备的高纯石英砂主要是用于光伏石英坩埚外层,产能有5000吨。提纯法中试线产品可用于中内层,已经有小量供货。
合成石英砂方面,凯盛科技合成石英砂生产线项目土建及厂房主体已完成,大型设备已安装完成,其他生产设备正在陆续安装。
凯盛科技表示,公司合成石英砂主要以半导体、电子级为主要市场,提纯石英砂以光伏为主要市场,两种技术具有较好的互补作用;合成石英砂技术难度高,目前半导体等应用还以进口为主,需要国内相关企业共同技术进步。
10、江苏阳山硅材料
江苏阳山硅材料科技有限公司是石英坩埚龙头欧晶科技的供应商,无网站,在第三方平台上放出技术指标如下,虽然总ppm符合了中外层砂的要求,但是K、Na、Li超标,从其描述也可以看出,这样的情况会发生产品事故,但不算严重,应该在可控范围。
其提纯工艺专利于2008年申请,当时的技术能力可以控制在25-30ppm,2017年到期未续。
位于南京东郊汤山的全资子公司“南京汤阳硅材料科技有限公司拥有一条年产1000吨太阳能坩埚用高纯石英砂产品的生产线。
位于姜堰市城南兴姜路1号的总公司占地100亩,已经竣工投产的第一期年产3500吨太阳能坩埚用高纯石英砂项目,产品质量逐步接近美国矽比科(原Unimin)公司的“CG”料,十三种金属杂质的总含量在30ppm以内。
11、安徽威克特瑞新材料
美晶新材最大供应商——安徽威克特瑞新材料科技有限公司,成立于2021年5月,位于安徽省池州市江南产业集中区境内,是一家专业致力于高纯石英砂原料领域科研、生产和销售为一体的新材料公司,号称国内高纯石英砂生产规模第二大的企业。
公司主要产品为99.998%电子石英材料高纯石英砂,铁含量和碱金属含量超低,且耐高温、耐腐蚀,是最适合制作石英坩埚、石英管、石英棒、石英碇等半导体和光伏行业稳定消耗品的材料,已与浙江美晶、内蒙鑫晶、宁夏盾源聚芯、西安圣宝鸿等半导体行业领军企业建立了长期且良好的合作关系。
另外,公司于2023年6月在皖江江南新型产业集中区竞得114亩地作为年产2.5万吨电子级半导体高纯石英产品生产项目,并在8月份动工,预计2024年10月份建成投产。
12、连云港神汇硅材料
连云港神汇硅材料科技有限公司成立于2013年,是专注于高纯石英的研发、生产、销售为一体的高纯石英材料深加工企业。目前具备年产3万吨高纯石英砂、10万件石英制品的生产能力。
公司高纯石英砂提纯设备均为为自主研发、设计、制作、调试并使用,并针对不同的原材料自主研发出不同的石英砂提纯工艺配方,如离子氯化、有氧氯化、无氧氯化等。公司的高纯石英砂主要用于生产石英坩埚、石英砣、石英板、无臭氧石英管、有臭氧石英管、滤紫外石英管、晶相/非晶相高纯二氧化硅颗粒等光伏和电光源产品。
截至目前,公司高纯石英砂日产已达30-40吨。同时一些项目也在陆续投建中。如2023年4月,连云港神汇硅材料科技有限公司年产2万吨高纯石英砂项目环评公示。
13、江苏鑫亿鼎
江苏鑫亿鼎石英科技股份有限公司成立于2013年6月,注册资金8244万元。现为国家级高新技术企业、专精特新小巨人企业、江苏省科技型中小企业、江苏省民营科技企业、江苏省科技创新先进单位等,并于2016年在北京新三板挂牌上市,代码839683。公司现占地面积4万平方米、建筑面积约2万平方米,现有职工200余人,其中管理及研发人员38人,获得自主知识产权及专利共70余项,总资产规模4.21亿元,是一家集研发、生产和进出口贸易于一体的石英制品专业公司,主营产品包括多规格、多种类的二氧化硅系统制品及深加工管材。
2021年,江苏鑫亿鼎公司攻克了电子级石英砂的提纯难题,一举成为国内唯一一家可以将石英砂纯度提高到“6个9”的企业。
14、湖北津驰硅材料
湖北津驰硅材料有限公司是专业研发生产高纯石英砂、粉等石英材料的高科技企业,自2009年起先后投入大量资金进行高纯石英材料的研发,重造物理提纯流程,改良化学提炼工艺,其采用新型生产工艺及专有设备生产的石英砂产品,经“国家建筑材料测试中心”检测,SiO2的纯度不低于99.99%,部分替代国外进口。产品不仅在国内畅销,还批量出口到日本、韩国、美国和欧洲。
公司可年产普通石英砂、粉5000吨,精制石英砂、粉8000吨,高纯石英砂10000吨,超细高纯硅微粉5000吨,产品广泛应用于熔炼石英、耐火材料、精密铸造、砂轮磨料、高端石英玻璃、太阳能光伏、半导体、电子、光纤通讯、光学仪器、电子封装、集成电路、激光、航天、军工等高端技术行业。
15、新金路
四川新金路集团股份有限公司现已发展成为拥有11家全资及控股子公司,资产总额近23亿元,股本总额60918万股,产业集化工、仓储、物流、贸易、类金融于一体的大型集团企业。
新金路4N8高纯石英砂生产线是我国首条全自动、具有完全自主知识产权的高纯石英砂高端产品生产线。该生产线采用了先进的物理化学方法,通过多级精细分选和高温烧结等工艺,将原料石英砂中的杂质和气体等有害物质去除,从而获得高纯度的石英砂产品。
这项技术是由成都理工大学材料与化学化工学院的汪灵教授为首的科研团队历经两年技术攻关研发而成的,并在新金路的罗江生产线上成功应用。
目前,新金路高纯石英砂项目自建设完工后,经过不断优化与调试,目前,经公司质检部门抽检测试,产品中SiO2(二氧化硅)含量达到了99.998%以上,公司正积极推进其生产、销售等工作。
通过这项技术的应用,新金路成功生产出二氧化硅纯度达99.998%以上的石英砂,打破了国外同类产品技术的垄断,实现了我国高纯石英砂生产的进口替代。
16、岱勒新材
长沙岱勒新材料科技股份有限公司作为国内首家掌握金刚石线核心技术的高新技术企业,是全国电镀金刚石线行业的标准制定者。岱勒新材于2023年9月利用2.54亿收购湖南黎辉新材料70%股权,
湖南黎辉新材料科技有限公司位于娄底冷水江市开发区,2018年4月,引进超高纯度石英砂提纯新技术,转型生产石英坩埚、石英砣、石英玻璃管用超高纯石英砂、美国返洗砂加工(俗称落地砂)。
2023年11月31日,湖南冷水江市举行高纯石英砂提质扩能项目签约仪式,签约高纯石英砂项目规划用地107亩,项目一期用地面积约57亩,二期用地面积约50亩,建筑面积40200平方米,主要从事半导体和光伏用高纯石英砂的生产和销售。项目投产后,高纯石英砂年产能可达3万吨,年销售额预计突破30亿元。
黎辉新材现具备年产5000吨的能力,主要出货品是外层砂产品,公司正在加紧对中、中内砂产品的验证,目前新的中、中内矿原料及加工提纯已基本达到市场需求标准。
17、正远实业
平远县正远实业有限公司主要经营加工生产高纯度石英砂,是国内少数能年产1万吨以上高纯石英砂的企业,高纯度石英砂纯度已达到99.997%以上。
18、正鑫硅基
四川正鑫硅基新材料科技有限公司位于四川省达州东部经开区麻柳镇,成立于2023年6月,是上海大钢和四川裕宏泰共同投资,是一家集科研、生产、销售为一体的高端石英硅基材料深加工企业。
2023年11月份,正鑫硅基高纯石英砂项目试产,生产的吨级高纯石英砂产品质量合格,经验证纯度高达4N8级标准。
19、汇绿生态
汇绿生态2022年9月份收购了中科博胜30%股份,中科博胜的关联股东还拥有非洲多个优质的石英矿的采矿权,是一家生产高纯石英砂材料的民营企业。
该公司依托中国科学院过程工程研究所的科研技术,长期合作开展高纯石英材料的提纯技术的研究。通过一系列技术手段,制造纯度达4.5N以上的高纯石英砂。现阶段生产设备正在安装调试中,预计在2024年2月份投产,一期产能规划年产高纯石英砂、光伏坩埚级高纯石英砂5000吨。
中科博胜目前高纯石英砂的生产成果已达到高纯石英管、石英坨的要求,尚未达到制作石英坩埚的要求。
20、壹石通
2024年2月,壹石通拟以全资子公司蚌埠壹石通电子通信材料有限公司作为实施主体,总投资约6.5亿元建设年产2万吨高纯石英砂项目。
壹石通称,可通过“人工模拟自然过程”的合成技术实现高端高纯石英砂的量产,产品纯度能够突破4N8(SiO2含量≥99.998%)级别,平均纯度可达5N(SiO2含量≥99.999%)及以上,同时可根据客户需求将铝(Al)含量有效控制在10±2ppm范围内,从而摆脱高纯度石英砂生产对于稀缺优质矿石资源的依赖。
目前,公司的高纯石英砂产品已完成小批量试产,规划短期内先投建千吨级产能的中试线,同时加快推进客户验证和市场导入,后续根据市场需求情况,合理把控2万吨产能的投建节奏。
21、江瀚新材
江瀚新材是一家集功能性有机硅烷及其他硅基新材料产品研发、生产、销售与进出口贸易为一体的企业,于2023年1月31日在上交所主板上市。公司主营为功能性硅烷(偶联剂领域),为国内功能性硅烷行业产品最为丰富、产业链最长的生产厂商之一。在新能源、半导体、航空航天等各领域均有应用。
江瀚新材向产业链下游延申,在超高纯6N级合成石英砂技术研发领域另辟蹊径,采用原料四氯化硅SiCl4和硅酸乙酯及粒径适度的石英砂进行合成,合成的超高纯6N级石英砂的金属离子总量<0.1ppm,羟基含量<60ppm(光伏坩埚标准为<150ppm),能够满足高端石英应用领域的指标。
江瀚新材年产2000吨高纯石英砂产业化建设项目已于2022年12月开工,预计2025年建成。研发方面,中试工作正在顺利开展,公司已经在中试线上成功试制6N级石英砂。
22、德鑫科技
江苏德鑫科技是2018年成立的高纯硅材料生产企业,其前身为1992年成立的金达石英。公司年产硅微粉5000余吨,定制光伏坩埚用高纯砂1500多吨。经多年持续不断的研发,2019年公司投产半导体、光纤等行业使用的超高纯石英砂,年产能约300吨,并逐步稳定扩产。同年公司投产硅片等抛光用超高纯硅溶胶,年产能10000吨,打破超高纯石英砂和硅溶胶严重依赖进口的局面。
江苏德鑫新材料科技有限公司以金属硅为原料,通过多级反应、多级提纯,制备出纯度达5N9及以上的,合成光伏、半导体、光通信、光学玻璃等领域使用的高端高纯石英砂。
公司系行业内首家实现人工合成石英砂量产的企业,除具有在时间上领先的优势外,其加工工艺不涉及化工流程,扩产相对容易;产品所用原料是普通的金属硅粉,成本优势明显。
目前5.7N纯度的合成砂已经得到头部光伏企业认证,开始批量供货,成为人工合成石英砂方向的破局者,其产品应用于坩埚内层寿命高达420h以上,微气泡的数量降低到30个以下,拉晶的成功率已经提升到了70-80%,和天然砂一样的水平。
继光伏内层砂通过下游头部企业验证后,公司合成砂产品在光通信领域、半导体领域的认证工作有序开展,其中光通讯领域合成砂已经获得大客户验证,目前正在确定长期订单。
近期,德鑫科技合成石英砂会实现于光伏、光通讯两大领域的量产工作。
23、三丰智能
2023年11月份,三丰智能与武汉工程大学签署了《关于人工合成超高纯硅溶胶及超高纯石英项目合作协议》。根据协议,双方拟充分发挥各自优势,资源共享,共同在超高纯(6N以上级别)硅溶胶制备、人工合成超高纯石英材料研发及生产领域开展深入合作。
其中,武汉工程大学组建以姜兴茂教授为牵头人的专职技术团队,负责提供设备选型、设备改造技术方案、编制并不断优化生产工艺、中试产品检测检验等技术支持及服务,三丰智能负责中试验证相关科研经费和厂房租赁、设备采购、原材料运输/采购、生产组织等费用。
近日,三丰智能在投资者互动平台表示,公司超高纯石英砂项目目前正处于实验室批次送检验证阶段。
24、仕净科技
2023年5月,仕净科技披露其子公司与“无锡惟忻”成立一家控股51%的项目公司,专注研究6N级别高纯度石英砂,产品应用范围包括但不限于芯片的抛光材料、光伏坩锅材料、半导体用封装材料和医药制作材料。
据公司透露,目前项目进展顺利,具体不详。