中國(guó)石英玻璃行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈及市場(chǎng)需求情況分析:國(guó)防裝備市場(chǎng)空間和利潤(rùn)率不斷擴(kuò)大[圖]

石英玻璃以天然石英或硅化合物為原料，在潔凈環(huán)境中經(jīng)高溫熔制而成。具備硬度大、耐高溫、膨脹系數(shù)低、耐腐蝕性、透光性能好、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能良好等特性，被稱(chēng)為“玻璃王”，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光通信、軍工等領(lǐng)域。

    高性能石英玻璃材料是電子信息、光學(xué)光源、光伏能源、航空航天等行業(yè)不可或缺的重要基礎(chǔ)性材料，在國(guó)家重大工程、航天、信息產(chǎn)業(yè)、化工、電子等領(lǐng)域具有關(guān)鍵作用。十三五時(shí)期，國(guó)家逐步推出的一系列加快突破新一代信息通信、新能源、新材料、航空航天、生物醫(yī)藥、智能制造等領(lǐng)域核心技術(shù)的產(chǎn)業(yè)政策，帶動(dòng)石英材料的發(fā)展進(jìn)步，我國(guó)石英玻璃材料及制品行業(yè)將實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展?！吨袊?guó)制造2025》更是將以特種金屬功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、功能性高分子材料、特種無(wú)機(jī)非金屬材料和先進(jìn)復(fù)合材料等題材作為發(fā)展重點(diǎn)，以加快基礎(chǔ)材料的升級(jí)換代，彰顯了國(guó)家支持新材料領(lǐng)域發(fā)展的決心和信心。

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理

    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢(xún)發(fā)布的《2019-2025年中國(guó)鋼化玻璃行業(yè)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)及投資未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告》

    一、石英玻璃行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

    （一）、石英玻璃行業(yè)上游情況分析

    石英砂作為石英玻璃材料及制品行業(yè)的重要原材料，其價(jià)格直接影響到生產(chǎn)成本。由于國(guó)外石英礦石總體質(zhì)量較好，且國(guó)內(nèi)對(duì)石英礦石的開(kāi)采有一定政策限制，目前國(guó)內(nèi)石英制品所用原材料多從國(guó)外進(jìn)口。根據(jù)其下游應(yīng)用行業(yè)不同，原材料被大致分為普通石英砂及電子信息領(lǐng)域用高純石英砂。

    普通石英砂大多來(lái)自安哥拉、馬達(dá)加斯加、巴西等地，經(jīng)我國(guó)東?？h石英礦石加工廠粉碎、打磨、清洗后，出售給石英制品生產(chǎn)廠商。普通石英砂價(jià)格多年維持在較穩(wěn)定的水平，其價(jià)格波動(dòng)對(duì)行業(yè)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品不會(huì)產(chǎn)生重大影響。

    而電子信息行業(yè)中半導(dǎo)體器件則需要高純石英砂作為基礎(chǔ)原材料，其總體雜質(zhì)含量在22ppm以下、單類(lèi)堿金屬（鉀、鈉、鋰）含量均小于1ppm的石英砂，該純度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品為美國(guó)Unimin的IOTA-STANDARD等級(jí)石英砂，該產(chǎn)品被全球公認(rèn)為高純石英砂的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，其產(chǎn)品純度指標(biāo)被視為該行業(yè)“國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)純度”，目前世界上其他廠家的產(chǎn)品皆以此標(biāo)準(zhǔn)衡量質(zhì)量，其產(chǎn)品純度指標(biāo)多種。

    最初的高純石英砂是由水晶加工而成，隨著水晶資源的逐步枯竭，自上世紀(jì)70年代，美國(guó)等國(guó)家開(kāi)始探索用普通石英代替水晶來(lái)制備高純石英砂，從天然巖石礦中提取高純石英砂是目前世界上生產(chǎn)高純石英砂的最先進(jìn)技術(shù)。世界上只有美國(guó)的Unimin等少數(shù)幾家公司能夠大批量生產(chǎn)高純石英砂,基本壟斷了高純石英砂的國(guó)際貿(mào)易市場(chǎng)。除此之外，俄羅斯、德國(guó)、日本等國(guó)家的優(yōu)質(zhì)石英礦產(chǎn)資源也較為豐富且具有高純砂的提純技術(shù)，但至今未有形成較大的供應(yīng)能力。

（二）、下游應(yīng)用領(lǐng)域分析
2014年全球石英玻璃行業(yè)規(guī)模為223億元。根據(jù)2014年數(shù)據(jù)以及各細(xì)分子行業(yè)近幾年的增長(zhǎng)情況，預(yù)計(jì)2017年全球石英玻璃市場(chǎng)規(guī)模約250億元（未統(tǒng)計(jì)軍工領(lǐng)域規(guī)模）。半導(dǎo)體市場(chǎng)石英規(guī)模約160億元，占比65%；光通信和光學(xué)占比分別為14%和10%。其中半導(dǎo)體用石英材料、制品和光掩膜基板占比分別是18%、27%和20%，分別約為45、68和50億。

石英玻璃下游行業(yè)中半導(dǎo)體占比達(dá)65%

半導(dǎo)體用石英分為石英器件、基板和材料

    1、半導(dǎo)體：短期看滲透率提高+品類(lèi)擴(kuò)張，中長(zhǎng)期看國(guó)產(chǎn)替代

    石英玻璃憑借其高純度、耐高溫、低熱膨脹性、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)良性能，在半導(dǎo)體芯片制造加工中被廣泛應(yīng)用。半導(dǎo)體石英產(chǎn)品種類(lèi)繁多，主要用于硅片制造環(huán)節(jié)的拉制單晶的石英坩堝、多個(gè)晶圓制造的核心環(huán)節(jié)的硅片承載器具（擴(kuò)散、氧化環(huán)節(jié)的擴(kuò)散管、舟、支架等；刻蝕環(huán)節(jié)的石英環(huán)等；清洗環(huán)節(jié)的石英玻璃花籃、清洗槽等）以及光刻環(huán)節(jié)使用的光掩膜版的基板材料。

    石英玻璃最早起源于國(guó)外，至今已有一百六十多年的歷史，1839年法國(guó)人首先用氫氧燃燒火焰熔化石英礦石制造石英制品，1902年英國(guó)人用石墨棒通電獲得高溫制造石英制品，但直到二十世紀(jì)50年代，隨著半導(dǎo)體技術(shù)和石英電光源產(chǎn)品（石英管為其泡殼材料）的發(fā)展，石英玻璃材料及制品行業(yè)才迅速發(fā)展起來(lái)。

    我國(guó)石英制品工業(yè)起步較晚，基礎(chǔ)薄弱，產(chǎn)品主要作為工業(yè)用基礎(chǔ)性材料，然而近年來(lái)由于電子信息等高科技行業(yè)對(duì)石英材料的高度需求，石英玻璃材料及制品行業(yè)也迎來(lái)了新的發(fā)展空間和機(jī)遇。伴隨著國(guó)外先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備的引進(jìn)以及自主研發(fā)，我國(guó)石英玻璃材料及制品行業(yè)在石英制品工藝、設(shè)備制造方面均得到大幅提升，正逐漸從能源和勞動(dòng)密集型行業(yè)向技術(shù)密集型、資金密集型方向轉(zhuǎn)變。但與西方發(fā)達(dá)國(guó)家同行相比，仍處于技術(shù)發(fā)展實(shí)力整體薄弱，具有極強(qiáng)發(fā)展?jié)摿﹄A段。近年來(lái)，受到下游光源、光伏、光纖半導(dǎo)體（電子信息）等三大應(yīng)用領(lǐng)域快速發(fā)展需求的拉動(dòng)，行業(yè)進(jìn)步態(tài)勢(shì)明顯。

    2、半導(dǎo)體需求短期有所波動(dòng)，產(chǎn)業(yè)鏈向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移是大趨勢(shì)

    2018Q3全球和中國(guó)半導(dǎo)體銷(xiāo)售額同比增長(zhǎng)13.8%和26.3%，增速均有所放緩，但國(guó)內(nèi)增速依然維持在較高水平。2018年9、10月全球半導(dǎo)體銷(xiāo)售額同比增長(zhǎng)13.8%、12.7%（去年同期增速22.2%、21.9%），中國(guó)大陸半導(dǎo)體銷(xiāo)售額同比增長(zhǎng)26.3%和23.3%（去年同期增速為20%、19.1%），國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售增速同比均有所上升。從設(shè)備銷(xiāo)售來(lái)看，2018Q3全球和中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo)售額分別為158.4和39.8億美金，同比增速為10.5%和106.2%（去年同期增速為30.5%和35%），其中中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo)售額占比為25%，呈現(xiàn)逐季加速的狀態(tài)，表明國(guó)內(nèi)晶圓廠建設(shè)及設(shè)備需求較旺盛。另外，根據(jù)預(yù)測(cè)，全球半導(dǎo)體材料在2019年時(shí)將達(dá)到595億美元的市場(chǎng)規(guī)模，復(fù)合增長(zhǎng)率為11%，石英玻璃材料作為其中一員，也將保持較高增速。

2018Q3全球和中國(guó)半導(dǎo)體銷(xiāo)售額同比增速為13.8%和26.3%

2018Q3全球和中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備銷(xiāo)售額同比增速為10.5%和106.2%

    一方面，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇推動(dòng)生產(chǎn)地向需求地轉(zhuǎn)移，另一方面，在國(guó)家戰(zhàn)略和一系列產(chǎn)業(yè)政策的支持下，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)大干快上，加速?lài)?guó)內(nèi)產(chǎn)能建設(shè)。資本大量注入將助推行業(yè)快速發(fā)展：國(guó)家成立“大基金”，募集超過(guò)1300億元。各地政府也紛紛設(shè)立相應(yīng)基金。隨著晶圓制造環(huán)節(jié)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，半導(dǎo)體上游環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)移也將加快：2017~2020年間全球新建62座晶圓廠，其中大陸有26座，占全球總數(shù)42%。隨著晶圓制造環(huán)節(jié)向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移，上游原材料環(huán)節(jié)的國(guó)產(chǎn)替代也將逐步推進(jìn)。

國(guó)家近年來(lái)扶持集成電路產(chǎn)業(yè)的政策

國(guó)家和政府成立集成電路產(chǎn)業(yè)基金

全球新建晶圓廠數(shù)量（座）

    3、市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)+市占率

    2016年，應(yīng)用材料、LamResearch和東京電子在設(shè)備制造商中市場(chǎng)份額達(dá)到47.6%，集中度較高。細(xì)分來(lái)看，刻蝕設(shè)備全球市場(chǎng)CR3=91%，LamResearch為53%、東京電子20%、應(yīng)用材料18%。設(shè)備商集中度較高，頭部設(shè)備商的認(rèn)證是市場(chǎng)準(zhǔn)入及獲得市場(chǎng)份額大小的關(guān)鍵因素

16年全球前五大半導(dǎo)體設(shè)備商占比68%

2017年刻蝕機(jī)全球CR3為91%

    二、石英玻璃行業(yè)市場(chǎng)需求情況分析

    （一）、軍工領(lǐng)域新增需求及產(chǎn)業(yè)鏈延伸值得期待

    石英纖維性能突出，廣泛應(yīng)用在軍工領(lǐng)域

    軍用石英產(chǎn)品包括石英纖維棉、石英纖維紗、石英纖維氈、石英纖維布、石英纖維套管和短切石英纖維等。得益于優(yōu)越的耐高溫、透波性能、耐熱沖擊性等，石英纖維制品在軍工領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用，主要用作軍用雷達(dá)罩、導(dǎo)彈頭防護(hù)層、飛船倉(cāng)門(mén)蓋和隔熱保溫材料等。

石英纖維產(chǎn)品特性及用途

    （二）、國(guó)防裝備升級(jí)+產(chǎn)業(yè)鏈延伸，市場(chǎng)空間和利潤(rùn)率不斷擴(kuò)大

    我國(guó)國(guó)防預(yù)算在經(jīng)歷了近10年的高速增長(zhǎng)后，在2014年增速開(kāi)始呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì)，2017年7.1%的同比增速則再創(chuàng)近十年新低。2018年中央一般公共預(yù)算本級(jí)支出32466億元，其中國(guó)防支出11069.51億元，同比增長(zhǎng)8.1%，這是近年來(lái)國(guó)防預(yù)算增速首次出現(xiàn)回升。菲利華具備軍方供貨資質(zhì)，技術(shù)壁壘深厚，未來(lái)受益明顯：軍用石英纖維技術(shù)壁壘深厚，目前全球僅有4-5家企業(yè)具有石英纖維量產(chǎn)能力，國(guó)外企業(yè)龍頭有法國(guó)圣戈班等。菲利華產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分科研院所有少量試驗(yàn)材料研制，整個(gè)國(guó)內(nèi)軍用市場(chǎng)暫無(wú)明顯的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

我國(guó)國(guó)防預(yù)算支出2018年增速為8.3%

    當(dāng)前，我國(guó)軍機(jī)規(guī)模與美國(guó)相比還存在較大差距，我國(guó)全部軍機(jī)數(shù)量約為其1/4；運(yùn)輸機(jī)數(shù)量約為其1/9；武裝直升機(jī)數(shù)量不到其1/10；教練機(jī)數(shù)量約為其1/6；戰(zhàn)斗機(jī)總量約為其3/4，但其中含有超過(guò)500架二代戰(zhàn)機(jī)。在數(shù)量和結(jié)構(gòu)方面與美軍差距明顯，僅戰(zhàn)斗機(jī)數(shù)量提升和老舊裝備更新?lián)Q代需求就超過(guò)千架。隨著世界一流軍隊(duì)建設(shè)目標(biāo)的提出，以及J-20、Y-20等新一代軍機(jī)列裝進(jìn)度加快，航空裝備產(chǎn)業(yè)鏈景氣度有望進(jìn)一步提升。雷達(dá)罩作為軍機(jī)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其需要將隨著軍機(jī)需求的增長(zhǎng)而快速增長(zhǎng)。

中美全部軍機(jī)數(shù)量對(duì)比

    （三）、光纖行業(yè)需求情況分析：中長(zhǎng)期受益于5G，石英輔材需求提升

    石英玻璃是光纖生產(chǎn)必備輔助材料

    在光纖光纜行業(yè)中，光纖預(yù)制棒處于產(chǎn)業(yè)鏈最上游，其原料為高純度合成石英，光纖預(yù)制棒拉絲成光纖，光纖再加工成光纜。常見(jiàn)的生產(chǎn)光纖預(yù)制棒的方法為氣相沉積法，分為管外（OVD和VAD）和管內(nèi)法（MCVD和PCVD）。光纖預(yù)制棒90%以上為合成石英套管，系核心材料。另外在MCVD、PCVD工藝中的頭管、尾管，OVD和VAD工藝中使用的把持棒和石英玻璃燒結(jié)管等也是石英材料（耗材）。在將預(yù)制棒拉成光纖的過(guò)程中，也會(huì)消耗大量天然石英玻璃材料，比如把手棒、把手管、石英罩杯等。

    我國(guó)是世界上最大的光纖光纜產(chǎn)地：2010-2017年全球和中國(guó)光纖產(chǎn)量的復(fù)合增長(zhǎng)率分別為14.42%和23.10%，中國(guó)光纖產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，增速遠(yuǎn)高于全球。2017年，中國(guó)光纖產(chǎn)量達(dá)到3.47億芯公里，占全球光纖產(chǎn)量比例為65%，較2010年占比提高約26個(gè)百分點(diǎn)。

預(yù)計(jì)2018年我國(guó)光纜產(chǎn)量同比增加

    數(shù)據(jù)流量+5G驅(qū)動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，運(yùn)營(yíng)商新一輪光纖集采開(kāi)啟：按照工信部測(cè)算，中國(guó)2015年移動(dòng)數(shù)據(jù)流量已經(jīng)達(dá)到0.3EB（=0.3×109GB），未來(lái)五年將保持年均73%的增速快速增加，光網(wǎng)絡(luò)升級(jí)勢(shì)不可擋。另外，未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)增加中傳&層級(jí)互連，電信網(wǎng)絡(luò)對(duì)光纖光纜的需求仍在持續(xù)上升。2017年10月31日，中國(guó)電信正式啟動(dòng)2018年光纖光纜集采項(xiàng)目，集采包括引入光纜400萬(wàn)芯公里、室外光纜5000萬(wàn)芯公里。2017年11月16日中國(guó)移動(dòng)發(fā)布2018年1-6月光纜集采：普通光纜集采（第一批次）需求約1.1億芯公里和骨架式帶狀光纜集采（第一批次）需求約549.83萬(wàn)芯公里。預(yù)計(jì)中國(guó)移動(dòng)明年全年需求有望達(dá)到2億芯公里左右，聯(lián)通需求為0.3-0.4億芯公里。除傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商以外，廣電每年會(huì)以省為單位進(jìn)行招標(biāo)，預(yù)計(jì)每年也有0.3億芯公里的需求。2018年國(guó)內(nèi)光纖需求有望達(dá)到3.5億芯公里，同比增長(zhǎng)超過(guò)20%。

國(guó)內(nèi)光纖需求2018年同增超過(guò)20%

    光纖采購(gòu)促石英輔材需求增加：根據(jù)測(cè)算，每制作1000芯公里需要使用31kg預(yù)制棒，同時(shí)消耗3.1kg的把持棒，按照2018年3.25億芯公里的需求量計(jì)算，預(yù)制棒和把持棒的需求量分別為10075噸和1007.5噸，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模分別約為60億元和2億元。

    隨著5G發(fā)展的不斷推進(jìn)，5G建設(shè)將進(jìn)一步拉動(dòng)對(duì)光纖的需求。由于5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸量、傳輸速度要遠(yuǎn)高于4G網(wǎng)絡(luò)，5G承載網(wǎng)全光網(wǎng)絡(luò)化勢(shì)在必行。5G全網(wǎng)覆蓋需要數(shù)量約為4G時(shí)代1.5-2倍，共需約900萬(wàn)。在前傳環(huán)節(jié)50%場(chǎng)景將會(huì)采用光纖直連方案、中傳、回傳全面采用OTN技術(shù)組網(wǎng)，光纖需求量將大幅增長(zhǎng)。電信集團(tuán)科技委主任韋樂(lè)平任在2017全球光纖光纜大會(huì)強(qiáng)調(diào)，5G時(shí)代規(guī)模估計(jì)是4G的2-3倍，5G建設(shè)需要光纖互聯(lián)，光纖將是光通信產(chǎn)業(yè)鏈的第1受益者。5G時(shí)代的光纖用量將是4G時(shí)代的數(shù)十倍。

    根據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)五年，全球光纖需求量有望持續(xù)保持增長(zhǎng)，2018年，有望達(dá)到5.62億芯公里。我國(guó)作為全球光纖的主要生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，光纖需求和增速有望超過(guò)全球增速。石英材料有充分受益于光纖產(chǎn)業(yè)的高景氣度。

2017-2022年全球光纖光纜需求量預(yù)測(cè)