石英坩埚是单晶炉内装放高温硅熔液的器皿，作为硅片生产环节中的关键耗材，其质量对直拉单晶硅片影响重大。高纯石英砂作为核心原料，对石英坩埚的质量影响巨大，但生产高纯石英砂需要同时具备高品质石英矿源和先进的提纯技术。

目前全球高纯石英砂矿源属于高度集中且极为稀缺，中国光伏作为高纯石英砂的主要应用领域，进口依赖性极强。当光伏装机需求暴增时，高纯石英砂的紧缺已引起全球关注。

1.石英砂需求暴增

石英坩埚是单晶炉拉晶的必备装备。石英砂制备石英坩埚的关键材料，高纯石英砂更是制备石英坩埚内层的必备材料，其杂质含量会影响石英坩埚的变形、析晶。石英砂中的杂质会在高温条件下随时间延长逐渐迁移到坩埚的内层、内表面，直至与高温硅溶体接触，影响晶体硅的质量。因此，石英坩埚每用一定时间，就只能报废，成为单晶拉制过程中的耗材。

2020年以来，全球光伏装机需求激增，对石英砂的需求也随之增加。尽管过去两年行业的主要供需矛盾集中在硅料短缺上，但高纯石英砂的短缺也早已引起关注，随着硅料产能的释放，供需矛盾的焦点开始转向高纯石英砂。

由于高纯石英砂主要依赖进口，美国拥有全球最佳的石英矿源- Spruce Pine矿区，和挪威TQC一起垄断了全球90%以上的坩埚内层用高纯石英砂供给量。但统计发现，海外高纯石英砂在2024年之前并没有扩产计划。

2021年全球高纯石英砂产能供应为2.5万吨，这一产能将持续到2024年末。而2021年全球硅片需求仅200GW左右，对内层高纯石英砂的需求约1.67万吨，供应尚充足。2022年全球硅片需求就已超过330GW，高纯石英砂需求为2.7万吨，已经供不应求。2023、2024年更是预期分别在420GW、500GW，内层高纯石英砂的需求将暴增，短缺程度超过此前的硅料。

整理来源：浙商证券

不同技术的电池，对硅片纯度的要求和容忍度不同。通常认为每吉瓦p型硅片对石英砂的需求量大概在200吨左右，但n型的石英砂单耗在267万吨/GW。2022年起，n型TOPCon和异质结技术产能开始激增，未来两年n型技术市场占比将超过p型，由此，对高纯石英砂的需求将更大。

2.石英坩埚面临两难

光伏需求的增长，n型市场的爆发，将激发单晶硅、硅片制造大幅增长，石英坩埚作为耗材，其需求必然也将暴增。

坩埚中层、外层对石英砂的杂质含量要求相对较低，中国本土以及印度等地的石英矿上能满足，即便需求增加，国内石英龙头–石英股份的扩产速度也很中国速度。

根据浙商证券调查，2022年石英坩埚用中层砂和外层砂的需求为2+2万吨，石英股份和其它产能约3.8万吨，紧缺，但仍能勉强满足。2023年中、外层砂需求将达到5.54万吨，总的供给产能约为6.25万吨，扩产速度略高于需求增长。

但内层砂的故事完全不同。浙商证券认为2022年内层砂需求为2.67万吨，但供给仅2.5万吨；2023年需求3.69万吨，但供给仍只有2.5万吨，缺口巨大。

整理来源：浙商证券

如果说2022年的少量缺口，制造商仍可通过延长坩埚使用周期，在单晶硅品质和产量之间做适当的平衡，那2023年的内层砂1.19万吨的缺口，即便用中、外层砂0.7万吨的少许剩余产能，也无法弥补。

而如果用中、外层砂来弥补内层砂的产能不足，结果便是单晶质量下降，无法满足n型硅片要求。对于石英坩埚制造商来说，到底是降低内层砂的纯度要求，还是满足n型单晶的技术要求，就成了一个头疼的抉择。

3.石英砂决定利润分配

普遍认为，2023年硅料市场供应充沛，硅料价格暴跌将把行业利润分配转到下游。但晶硅产业链的下游包括拉晶、硅片、电池和组件，谁将是硅料价格暴跌的最大受益者？

从石英砂的供应量可知，2023年内层高纯石英砂将处于严重短缺状态，是决定2023年拉晶和单晶硅棒产量的关键。2.5万吨的高纯石英砂供应VS 3.69万吨的内层砂需求，2023年单晶硅棒，尤其是n型单晶硅棒将严重短缺，p型单晶也将受到影响，产业链既要面对单晶硅棒产量的短缺，还要在n型和p型的产量之间做平衡。

一旦面临短缺，硅棒、硅片的价格必然上涨，而能够平衡n型/p型产量的杠杆只能是价格。对于电池、组件端来说，摆脱了硅料短缺之痛后，又将面临硅棒/硅片短缺的制约。

2023年，高纯石英砂固然是个稀罕物，坩埚也将是香饽饽，但可以预期的是，拥有拉晶将再次成为晶硅产业链最赚钱的环节。拉什么晶、拉多少晶，硅片价格说了算。

2023年，影响装机量的不是需求，影响n型扩张的不是市场，而是高纯石英砂和坩埚！