在整个光伏产业链中，拉晶环节至关重要，而石英坩埚是拉制大直径 单晶硅棒的关键器材，主要用于盛装熔融硅并制成后续工序所需晶棒。石英坩埚具有较强的消耗品属性，由于单晶硅片对纯度具有一定要求，石英坩埚在1500℃高温下连续工作，若容器发生溶解会影响硅棒纯度，因此石英坩埚经 过一段时间的连续拉晶后会报废，需要更换新的石英坩埚。

石英坩埚结构可进一步拆分为内、中、 外三层，所用石英砂品质有所差异。内层坩埚使用的高纯石英砂纯度要求达4N8（大于99.998%），且对气液包裹体、 稳定性也有较高要求。

石英砂品质决定石英坩埚质量，也极大程度影响着单晶硅棒的质量，气泡、杂质为主要影响因素。（1）气泡：坩埚内表层是指透明层中最靠近内表面 1-2mm的部分，拉晶的过程中与硅液接触的内表面不断向硅液中熔解，伴随着透明层中的微气泡不断长大，靠近最内 表面的气泡破裂，释放石英微颗粒和微气泡，影响硅的成晶以及单晶硅质量。（2）杂质：石英砂的杂质量决定了 坩埚的强度，杂质量越高的石英坩埚强度越低、更易变形，可能导致坩埚上口内塌造成与导流筒碰撞而阻断拉晶。此外，杂质量较高的坩埚在生产过程中杂质扩散更快造成污染，会导致石英坩埚发生析晶现象，若析晶靠近内表面， 可能导致析晶壳层过厚从而无法拉晶；若析晶靠近外壁，则易导致在底部或者弧度的鼓包现象，这种析晶有可能贯 穿坩埚本体，会引起漏硅等一些列后果。

由于石英砂的纯度是决定石英坩埚品质的核心，因此高纯石英砂的供给至关重要。高纯石英砂指SiO2含量高于99.98%的石英砂，高纯石英原料矿床极为 稀缺，分布于美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、毛里塔尼亚、中国、加拿大等7个国家，其中，美国斯普鲁斯派恩 ( Spruce Pine) 矿的高纯石英原料资源规模最大，超过1000万吨，该矿矿区的白岗矿床因为其石英杂质含量极 低，资源存量大（已探测资源量超过 1000 万吨），其他国家难以发现同等品质和储备的矿 床，因此具备极强的资源壁垒，拥有该矿床开采权的尤尼明（矽比科）、挪威石英股份 （TQC）凭借此优质矿床成为了全球高纯石英砂龙头公司。

目前2021年供给合计为4.5 万吨，需求合计为2.9万吨。鉴于海外供应商暂无明确扩产计划，且扩产周期需要18个 月，预计短期进口砂供给维稳。以石英股份为代表的国产砂规划扩张，但预计扩张速度慢 于下游需求的快速增长。

供给方面，海外石英砂进入中国市场约2.5万吨，用于光伏领域约2万吨，23年至24年上半年没有明显增量。全球光伏装机量保持高增，石英堆场及石英砂需求将迎来快速增长。高纯石英砂供需测算结果：2022-2025 年石英砂需求量分别为 5.7/9.8/12.1/16.1 万吨，石英砂供给量分别为8.2/9.4/13.4/19.4万吨;缺口分别为 2.5/-0.4/1.2/3.3 万吨。影响最大的内层砂供需:2022-2025 年内层石英砂需求量分别为1.7/2.9/3.6/4.8 万吨，石英砂供给量分别为1.5/2.5/3.4/4.7 万吨;缺口分别为-0.2/-0.5/-0.2/-0.1万吨，内层高纯石英砂23-24年将持续紧张，若考虑国产石英砂质量不如进口，实际缺口更大。

N型硅片渗透率逐渐提升，而N型硅棒生产过程中对坩埚品质要求更高，导致坩埚寿命更短增加使用数量。同时由于大尺寸硅片的渗透要求坩 埚也在向大型化发展，导致单只坩埚所用石英砂用量有所增加。由于进口内层砂的紧缺，部分国产砂用于内层砂同样也会减少坩埚寿命。

具体来说，1GW硅片需要约1900只坩埚，随着硅片大型化趋势，带动石英坩埚尺寸升级，36英寸坩埚的比例也逐步提升。同时，目前石英场使用寿命已经可达 300-400小时，预计23年N型渗透率达到25%以上，N型硅片拉晶小时数同条件下预计少50小时。

随着今年硅料产能的逐步释放，高纯石英砂已经成为制约光伏硅片产能释放的下一个紧缺环节之一。石英砂需求持续提升下，目前国产内层石英砂价格已从年初的3-4万/吨上涨至14-15万每吨，且涨价频率较高，2023年石英砂将持续紧缺，石英将取代硅料成为23年最紧缺的环节。

测算目前坩埚成本约占硅片非硅成本15.9%左右(非硅成本 0.1 元/w，坩埚成本0.016元/w);占总成本2.8%左右(总成本0.59 元/w，坩埚成本.016元/w)，坩埚每上涨 10000元/只，对应硅片成本上涨约0.8分/W，因此不会造成下游成本的大幅度上行。

投资方面，我们可以重点关注国内高纯石英砂国产替代的核心标的石英股份，以及和上游石英砂尤尼明、石英股份合作紧密，原料涨价传导能力强，受益于石英砂上涨的欧晶科技、还有提前锁定了市面上大量石英坩埚供应的TCL中环等。