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石英砂问答

石英砂价格上涨的原因(严重被低估的石英市场)

发布时间:2023-02-09  人气: 61

提到石英,可能大多数人会想起石英玻璃、石英钟表,再深入一点的,那或许还知道它能用来制作珠宝和硬石雕刻,总体来说,石英是一种极其便宜又泛用的工业素材,已经成为了一种公认的常识。

然而,最近几年石英的价格飞涨,最贵的居然卖到了每吨12000到15000美元,人们不禁惊呼:这疯狂的石头又来了!究竟是什么原因让原本平淡无奇的石英,成为了众人手中的财宝呢?

为什么石英突然变成“金疙瘩”了?

石英一开始的时候,每吨只有五元,现如今却要平均每吨500元,这期间当然和石英的主要用途有着密不可分的关系。

石英是水晶的一种,只要稍微加点电压,两侧就会发生形变,让内部晶体震烫,从而可以提供电子产品准确的讯号和频率。这就好比人的心脏,跳得太快或者太慢,都会危害健康。

而石英制作的元件则极为精准,就拿石英表来说,一万年偏差只有一秒左右。而且石英材料耐高温、透光性高、膨胀系数低、有着众多优越的性能,才能得到了终端设备的广泛应用。据统计,2019年消费的121.44万吨高纯石英钟,有96%都用于了半导体、光伏、光通信等领域。

而石英的主要成分是SiO2,这是制作生产石英砂的主要原料,石英砂又是制作高端芯片的主要原料。但高纯度的石英砂,对于多晶硅的含量有着极其严格的限制。

必须将石英与焦炭混合后,在电弧炉加热下即生成粗硅;盐酸氯化,并经蒸馏后,制成了高纯度的多晶硅,其纯度高达99.9999%。这对加工提炼的技术提出了很高的要求。

也正因为石英的用途更加广泛了,且要求的技术门槛提高了,石英的价格自然也就随之快速提升了。

而且跟根据应用领域和纯度不同,石英也分为低端(3N)、中段(4N)、高端(4N8)三个档次,4N级产品主要应用于高级照明、电子封装工业等领域,价格在600-1500美元/吨;4N8级产品主要用于光伏、通信工业领域,价格在5500-8500美元/吨;5N级产品则主要应用于半导体、芯片制造领域,价格在12000-15000美元/吨

石英的未来市场前景

其实早在2012年,石英的身价就得到了一次飞涨。那是3G时代向4G的转型。随着高端电子产品的不断涌现。石英的价格自然也就水涨船高了。而如今随着5G时代的到来,商机持续扩大。光是全球智能手表今年的需求量就可增长越9%,5G手机今年的出货量也有去年的2亿多支翻倍到5亿多支,自然带动了电子元件的生产和加工。不光是5G手机,随着以特斯拉为首的电动车产业高速发展,石英在电动车领域的应用也更加广泛。

许多大厂都盯上了石英产业链这款大蛋糕。日系指标厂日本电波工业NDK为了先进驾驶辅助系统ADAS,从而带动了每台车所搭载石英元件数量增加。为此他们在今年1月,在中国苏州扩建厂房,并希望能和中国企业合作,把石英振荡器的月产量提高到8800万颗左右。目前NDK年度营收中,有一半都来自于石英元件带动的电动车行业。

所以说,目前在需求量远大于供给的现状下,整体石英产业正在健康、稳步的发展。这对于中国来说,是个快速发展不可多得的好时机。然而,目前高端石英晶体元件及原材料生产主要集中于日本、台湾、美国等地,而我国石英晶体元器件生产企业近年来虽发展迅速,但若从技术三项要素:频率、精确度、尺寸大小的横向来对比,日本厂商仍居技术领导地位。

  • 我国的石英储备量如何

我国石英矿分布还是较为广泛的,保有石英矿产储存的187处,矿石储存量共有39.1亿吨,但大多数都是含有杂质的低纯度矿床,国内高品质矿石占比不到1%,目前国内能够生产高纯石英的矿床极少。

目前我国在低、中端产品中已经实现了国有化,但高端商品仍然强烈依赖于进口。虽然我国的石英产量正在逐年上升,但其中大部分还只能加工为普通石英砂。高纯度石英很少,且国内石英砂加工能力有限,矿源纯度低,真正能加工到高纯度石英砂的只有江苏太平洋石英股份有限公司一家。

当然了,这家公司的能力也是国际领先行业,生产的高纯度石英砂杂质含量甚至超过了美国尤尼明的IOTA-STANDARD等级石英砂产品的纯度。

但我国对于高纯度石英砂的需求量很大,且不说软件芯片制造。单单是超大规模的集成电路制造、光缆电子通讯、LED照明、国防激光技术等多个领域,仅仅靠这么一家公司,是很难满足生产需要的。

因此我国石英类产品的进口量年年大于出口量,而进口的来源主要是柬埔寨、马来西亚、越南、韩国、美国等国。而目前进口高纯石英砂主要由美国尤尼明、挪威TQC二家公司所垄断,每年供应量约为2.7~3万吨。

尤其是美国,在其康涅狄格州,有着世界上最为领先的高纯度石英生产商美国尤尼明公司,他们生产原矿来自于全球目前唯一一块高纯石英矿床,北卡罗莱纳州地球的花岗质伟晶岩,不仅矿体规模大、石英中流体杂质少、而且矿石品质稳定,在国际市场中占据无可撼动的垄断地位。

开采及提纯难度

看似平平无奇的石英砂,为何开采起来那么困难,以至于我们不得不依赖进口呢?

首先就是高纯石英砂的矿源多以花岗岩、脉石英为主。其中花岗岩石英矿床规模大,纯度高,但石英含量较低,脉石英虽然矿床分布广泛,但规模都相对较小。而我国能够满足条件的矿床极少。

而高纯石英砂的制备工艺目前多采用矿物提纯法,其难度在于要针对不同品位的矿进行提纯剔除其他金属杂质的处理。

原矿石先要洗去泥沙,在经过破碎机粗破之后,把合格的石英料投入到焙烧炉里,用850°C到980°C的高温烧6个小时,然后才能经过人工筛选。这不仅仅是拥有稳定的矿源供应就能解决的问题,更在于提纯技术的积累。

这还不算完,筛选完的石英砂还有送入磁选机,通过磁选后,再经浮选、脱水、烘焙、冷却、包装,才能制得高纯石英砂。

可以说制作工艺极其复杂,目前我国能够进行整套完整研发的企业只有江苏太平洋石英股份有限公司一家。

制作完毕了,还需要通过产品检验啊!目前国际上采用的标准为IOTA标准,而我国还在使用原始的化学分析法和X射线荧光光谱法,因此很难满足其质量检测要求,与国际先进水平有着明显差距。

中国能打破石英垄断吗?

随着中美贸易战的加剧,美国更会在原材料上对中国采取进一步的限制。而高纯度石英砂,作为关系到芯片半导体产业发展的重要原材料,美国当然会进一步地限制其对华出口。因此石英的价格也会进一步飞涨。

就2021年来说,我国普通石英砂价格平均为每吨135元,精制石英砂为每吨301元。但一到了高纯度石英砂,价格就猛增到了每吨5350元。如果一味地只能通过进口缓解国内需求,必将被人卡脖子。

好在近年来,在国家政策的支持下,越来越多的石英砂企业从资源、提纯技术、合成技术等多方面领域向着高纯度石英砂的开采和研发进军了。像安徽省凤阳县灵杰石英砂有限公司、内蒙古昌繁石英砂有限公司、江苏亚威铸造材料科技有限公司也都加大了研发力度,从科技生产的角度上钻研,打破传统的粗放型发展模式。

另一方面,随着石英股份的上市,加快了产能扩张,今年三月就有约2万吨的高纯砂项目投产。2023年,我国预计还将新建1.5万吨项目,并在2024年向海外扩展。随着石英股份市场份额的持续提升,资金的注入,必将使未来国产砂的发展将会具有较强的国际竞争力。

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