中國粉體網訊 石英坩堝實際上就是一種容器,是由高純石英砂通過模具定型,使用電弧法高溫制作而成。屬于石英玻璃制品中的細分產品,具有潔凈、同質、耐高溫等性能。目前廣泛應用于太陽能和半導體領域提煉晶體硅的生產工藝中,是晶體硅生產過程中的消耗品。
圖片來源:晶盛機電
1石英坩堝發展歷程
我國石英坩堝行業發展可分為幾個歷史時期:
1978-1988 年,我國的電弧法石英坩堝、高純涂層坩堝同激光用石英玻璃、高純耐高溫石英玻璃管等石英制品已完成研制并實現規模化生產。
1989-2000 年,此階段主要是在引進國外先進技術吸收消化的基礎上實現國有化。
2000 年以后,隨著技術的進步,坩堝尺寸從 12 英寸一直發展到 32 英寸,近年來我國拉晶生產的主流是 28 英寸坩堝,新項目普遍采用 28 英寸-32 英寸坩堝,少數企業如歐晶科技研發的石英坩堝已達到40 英寸。
與發達國家相比,我國石英坩堝行業起步較晚,雖然經過多年的生產經驗積累,部分工藝已達到國際先進水平,但總體而言,行業內的工藝技術和產品與國外領先企業仍有一定的差距。
2石英坩堝上下游產業鏈
石英坩堝行業上游主要為高純石英砂行業和坩堝設備制造等行業,其中高純石英砂是石英坩堝的上游關鍵原材料。下游行業為單晶硅材料制造行業。
石英坩堝上下游產業鏈
3上游原材料價格波動對石英坩堝的影響
高純石英砂是石英坩堝制造的重要原料,對石英坩堝制造行業利潤率影響較大。近年來,隨著高純石英開采、提純、合成技術的持續進步,高純石英原材料供應日趨充足,石英坩堝企業供應商選擇范圍將進一步擴大,有利于企業穩定供貨及原材料成本控制。但如果未來需求爆發,高純石英砂價格上漲,則石英坩堝行業利潤空間將受到擠壓。
另外,受國家政治政策變動影響,原材料的價格也會隨著匯率、關稅等調整。
4下游需求推動工藝技術
由于下游行業對于石英坩堝的純度、潔凈度、精度具有嚴格標準,同時大硅片的演進也對坩堝產品提出更高的要求,石英坩堝工藝技術一直向“高純度、大尺寸、低成本、長壽命”方向發展,逐漸提高產品尺寸、純度和其他性能指標。未來石英坩堝行業發展前景如下:
(1)光伏領域
光伏行業的景氣延續,硅料新建產能投產將直接拉動石英坩堝需求。
N型硅片滲透率持續提升,高性能坩堝需求激增。從生產要求看,N型硅片對于控碳、含氧量和純度要求高,因此對石英坩堝等材料性能要求提升;從耗材角度看,基于N型硅片對純度的要求,石英坩堝更換頻率加快,高性能坩堝需求激增。
同時,隨著硅片大型化趨勢,帶動石英坩堝尺寸升級。光伏硅片12英寸時代將對石英坩堝尺寸提出更高要求。目前,國內石英坩堝廠商產品普遍達到28-32英寸,少數廠商如歐晶科技成功研發40英寸石英坩堝。
(2)半導體領域
中國半導體行業市場規模在國家政策、下游終端應用市場擴展的推動下快速增長。在半導體石英坩堝領域,伴隨著國外半導體產業逐漸轉移至國內,作為其重要配套原輔料供應行業,石英坩堝制造領域獲得了較快的發展,產品正逐漸實現進口替代。
總體而言,我國石英制品行業的技術進步較為明顯,尤其是石英坩堝技術水平與國外企業產品的差距逐步縮小,在坩堝尺寸、純度、拉晶時間和拉晶次數等方面均取得顯著進步。同時,國產石英坩堝具備成本優勢,為石英坩堝國產替代創造條件。
2023年4月21日,中國粉體網將在安徽鳳陽舉辦“第一屆光伏行業用石英砂技術與市場交流大會”。資深石英材料技術專家韓東博士將帶來題為《石英坩堝上下游變化對于坩堝技術發展的影響》的報告。
專家介紹:
韓東(博士)
資深石英材料技術專家
哈爾濱工程大學材料精密加工方向博士、沈陽工業大學電弧法納米材料方向碩士,曾任職于隆基、歐晶、昱輝、圣戈班等龍頭光伏企業,分別擔任隆基保山40GW坩堝項目負責人、坩堝廠負責人、隆基銀川40GW坩堝項目負責人、隆基坩堝與石英材料技術和研發帶頭人、隆基技術專家、歐晶技術與研發副總、昱輝坩堝廠技術部高級經理和新建坩堝廠項目技術質量負責人、圣戈班石英研發負責人等職務。
十四年坩堝技術與研發和生產管理經驗;組建和帶領碩博士技術研發團隊以及生產團隊制造高端石英材料產品,石英坩堝產品壽命領先20%以上;開發的多項核心技術可以顯著提升產品品質,并有兩項技術被行業全面推廣應用;發明與實用新型專利23項(包括5項發明型專利),其中17項為第一發明人。精通石英坩堝質量控制與石英砂的關系、石英坩堝質量缺陷對單晶影響、石英坩堝熔制以及后處理過程中帶來的坩堝質量缺陷、石英砂制作過程中的可能污染源以及污染帶來的坩堝質量問題。通曉美國矽比科砂、挪威砂、國產印度砂以及國產各廠家石英砂的優缺點以及它們在拉晶時帶來的問題和解決辦法。
參考來源:
【1】華經情報網.一文看懂石英坩堝行業發展趨勢:半導體和光伏雙向驅動
【2】中國粉體網.石英坩堝產業鏈全景圖
【3】歐晶科技招股說明書
(中國粉體網編輯整理/星耀)
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