L'industrie du quartz ultra-pur connaît une accélération de la substitution nationale ; les avancées technologiques de niveau 4N+ brisent le monopole étranger.

Récemment, l'industrie chinoise du quartz ultra-pur a connu une transformation majeure. Les quartz haut de gamme d'une pureté de 99,99 % (4N) et plus ont bénéficié de multiples avancées en matière de recherche et développement technologiques, de mise en œuvre des capacités de production et d'adaptation aux applications. Avec la modernisation progressive des industries manufacturières de pointe en aval, telles que les semi-conducteurs, l'optique de pointe, le photovoltaïque avancé et l'aérospatiale, le quartz ultra-pur, matériau auxiliaire essentiel, connaît une accélération de sa production nationale. Cette accélération brise progressivement le monopole historique des entreprises étrangères et s'impose comme un axe majeur de la montée en gamme de l'industrie des nouveaux matériaux.

D'après les données d'études de marché, la structure du marché chinois des matériaux en quartz de haute pureté a continué de s'optimiser en 2025. Les produits en quartz ultra-pur (≥ 99,995 %) représentaient 38,6 % du marché, soit une hausse de 9,5 points de pourcentage par rapport à 2023. L'industrie se concentre désormais entièrement sur les domaines de l'ultra-haute pureté et de la forte valeur ajoutée. Du point de vue de la valeur produit, le prix unitaire des matériaux en quartz ultra-pur dépasse largement celui des produits en quartz ordinaire. Le prix unitaire moyen du sable de quartz ultra-pur haut de gamme atteint 28 600 yuans/tonne, soit plus de 89 fois celui du sable de quartz ordinaire utilisé dans la construction. Les avancées technologiques constituent le principal moteur de la rentabilité de l'industrie.

En matière d'itération technologique fondamentale, l'industrie nationale a développé trois filières matures : la purification minérale, la fusion cristalline et la synthèse chimique. Le niveau d'industrialisation de chaque filière varie considérablement. Les données sectorielles de 2025 montrent que le quartz fondu purifié minéralement, grâce à sa maturité technologique, représente 68,3 % de la valeur du marché, ce qui en fait le procédé dominant actuel. Le quartz fondu cristallin représente 22,1 % et convient aux applications optiques et photovoltaïques de moyenne et haute gamme. Quant au quartz fondu synthétique, il ne représente actuellement que 9,6 % de la valeur du marché, mais son extrême pureté et sa grande adaptabilité lui ont permis d'enregistrer un taux de croissance annuel de 142 %, ce qui en fait la filière technologique à la croissance la plus rapide du secteur.

La production en série de produits de haute pureté représente une avancée majeure, comblant les lacunes technologiques de l'industrie chinoise. Auparavant, les quartz ultra-purs de qualité supérieure, de grade 6N (99,9999 %) et 7N (99,99999 %), étaient longtemps restés l'apanage des entreprises étrangères. En Chine, seule la production en série de quartz ultra-pur de base de grade 4N était possible, ne répondant pas aux exigences des applications de pointe telles que les systèmes optiques EUV et la fabrication de plaquettes de semi-conducteurs haut de gamme. Aujourd'hui, les entreprises chinoises ont réalisé une percée technologique. Plusieurs entreprises leaders ont achevé la production en série de lingots de quartz de grade 6N et ont passé avec succès les tests d'adaptation menés par les principaux fabricants. Parmi elles, Hongyang Quartz a produit avec succès du sable de quartz synthétique de grade 7N en toute indépendance en matière de propriété intellectuelle, développant ainsi une chaîne technologique complète, depuis les précurseurs et les procédés de synthèse chimique jusqu'aux équipements clés et à la validation des applications. Parallèlement, des entreprises de premier plan telles que Kaisheng Technology, Feilihua et Quartz Shares continuent d'accroître leurs investissements en R&D. Le projet de silice synthétique de Kaisheng Technology d'une capacité de 5 000 tonnes a été lancé avec succès, capable de produire de manière stable des produits ultra-purs de qualité 6N-7N, réalisant progressivement l'approvisionnement du marché en produits haut de gamme.

Les avancées réalisées dans le domaine des ressources ont permis de combler les lacunes en amont de la chaîne industrielle, jetant ainsi les bases d'un développement à grande échelle du secteur. Longtemps, les ressources minérales de quartz de haute qualité ont été rares en Chine. La pureté moyenne du SiO₂ dans les minerais nationaux n'est que de 99,3 % à 99,7 %, ce qui est insuffisant pour répondre à la demande de production de produits ultra-purs (4N5 et plus). À l'échelle mondiale, plus de 90 % du marché des matières premières haut de gamme est monopolisé par des entreprises américaines et norvégiennes. En 2025, des progrès significatifs ont été accomplis dans l'exploration des ressources nationales. Des gisements de quartz de haute pureté ont été découverts dans les monts Qinling orientaux du Henan et dans la région de l'Altaï au Xinjiang. Ces gisements ont été officiellement classés comme nouvelles ressources minérales nationales, comblant ainsi le déficit de ressources minérales de quartz haut de gamme du pays. Cette avancée a permis de réduire considérablement la forte dépendance du secteur aux importations de matières premières et de garantir l'approvisionnement en ressources nécessaires à une production à grande échelle et à faible coût de matériaux en quartz ultra-pur.

Le paysage concurrentiel du marché révèle une tendance à la concentration des entreprises leaders et à la différenciation technologique, la concentration du secteur continuant de s'accroître. En 2025, les cinq premières entreprises du secteur chinois des matériaux en quartz ultra-pur détenaient collectivement 63,4 % des parts de marché, témoignant d'une position dominante. Parmi elles, Feilihua et Quartz Shares, grâce à leur chaîne de valeur intégrée et à leurs capacités d'approvisionnement stables en matériaux haut de gamme, se sont solidement implantées au sommet du secteur. Leurs produits couvrent l'ensemble des applications semi-conducteurs, optiques et photovoltaïques, et elles ont intégré avec succès les chaînes d'approvisionnement de grands groupes chinois de semi-conducteurs tels que SMIC, Yangtze Memory Technologies et NAURA Technology Group. Les petites et moyennes entreprises (PME) se concentrent sur des marchés de niche, misant sur des procédés différenciés pour conquérir le marché du quartz ultra-pur de milieu de gamme. Le secteur délaisse progressivement une phase d'expansion extensive pour entrer dans une phase de développement plus ciblée, caractérisée par une concurrence intense en matière de technologie, de qualité et de capacité de production.

La demande du marché haut de gamme en aval continue de croître, entraînant une augmentation constante du volume de quartz ultra-pur. Dans le secteur photovoltaïque, l'adoption généralisée des cellules photovoltaïques de type N à haut rendement et des creusets en quartz de grande taille stimule la demande de sable de quartz ultra-pur de grade 4N et supérieur. La demande mondiale de sable de quartz ultra-pur pour les applications photovoltaïques devrait dépasser 300 000 tonnes d'ici 2030. Dans le secteur des semi-conducteurs, les améliorations apportées aux procédés de fabrication des puces entraînent une forte hausse de la demande de composants essentiels tels que les creusets en quartz de haute pureté, les brides en quartz et les chambres de réaction. Les quartz synthétiques ultra-purs de grades 6N et 7N sont devenus des matériaux indispensables pour les procédés avancés et les équipements optiques EUV. Par ailleurs, les progrès technologiques dans les domaines de l'aérospatiale, de l'optique de haute précision et des communications par fibre optique élargissent sans cesse le champ d'application des quartz ultra-purs.

L'ensemble du secteur renoue avec une croissance rationnelle, s'éloignant de l'expansion chaotique précédente. En 2023-2024, plus de 170 projets de sable de quartz de haute pureté étaient planifiés ou en construction en Chine, ajoutant plus de 2,3 millions de tonnes de nouvelles capacités. Cette surcapacité temporaire a entraîné une baisse des prix des produits de milieu de gamme et un ralentissement progressif de l'engouement pour l'investissement. À l'aube de 2025, la consolidation du marché s'est accélérée, les capacités de production bas de gamme et peu performantes disparaissant progressivement. Les entreprises ont entièrement réorienté leurs efforts de R&D vers les produits haut de gamme de très haute pureté (4N et plus), transformant le secteur d'une logique d'« expansion » à une logique d'« amélioration technologique », ce qui conduit à une optimisation continue de la structure industrielle.

Les experts du secteur indiquent que l'industrie chinoise des matériaux en quartz ultra-pur a franchi une étape décisive, passant de l'absence à l'utilisation. Toutefois, des lacunes subsistent dans le segment haut de gamme. Les matériaux en quartz synthétique produits localement restent légèrement en retrait par rapport aux produits de pointe japonais et américains, notamment en ce qui concerne le contrôle des impuretés métalliques, la précision des bulles et la stabilité des lots. Une substitution complète dans les applications de semi-conducteurs haut de gamme et d'optique extrême nécessitera encore deux à trois ans de développement technologique approfondi. À l'avenir, si les entreprises chinoises continuent de maîtriser les procédés clés, d'optimiser l'ensemble de la chaîne de valeur et de tirer parti des ressources minérales locales de haute qualité pour réduire les coûts et accroître l'efficacité, les matériaux en quartz ultra-pur atteindront une substitution nationale complète, devenant ainsi une référence essentielle pour l'autonomie de l'industrie chinoise des nouveaux matériaux haut de gamme.