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光伏原材料行业专题:多晶硅贡献工业硅核心增量,颗粒硅异军突起

未来智库  · 公众号  ·  · 2024-10-06 12:56

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(报告出品方/作者:川财证券,孙灿)

一、 光伏电池迭代及成本构成

1.1 光伏电池演变:P 型电池产能开始退坡,N 型加速渗透

光伏电池过去十年间经历了由 BSF(铝背场电池)向 PERC\PERC+技术迭代,PERC 电池 于 2015 年开始量产,发展至今其电池效率已经逼近理论极限,光伏电池迭代开始进入 由 P 型向 N 型切换的时期。当下,N 型电池主要技术路线包括 TOPCon、HJT、XBC 电池 三种,其中 TOPCon 电池由于具有低衰减、低功率温度系数、高双面率、高弱光响应能 力等优良的特性,并且其产线兼容 PERC 产线、成本较低等特点,在 N 型电池中产业化 进程最快。

国内多数厂商已开始重点布局 N 型电池,P 型电池产能开始逐渐退坡。N 型电池于 2022 年开始实现量产,2023 年渗透率进一步提升。市占率方面,根据 InfoLink 数据, 2023 年 P 型与 N 型电池的市占率分别为 71%、27%,但 PERC 老旧产能已开始出现退出 的趋势,2023 年上半年约 12%产能已关停,35%产能预计关停。 N 型电池扩产迅速,TOPCon 将成为光伏电池新主流。2023 年 N 型电池产能已超过现有 PERC 电池产能,2024 年有望全面领先,具体来看,截止 2023 年 12 月,N 型电池名义 总产能已达到 653GW,其中 TOPCon 产能居首,达到 560GW,HJT 与背接触电池产能分别 达到 45GW、48GW。TOPCon 产能的快速释放有望改变当前光伏电池市场格局,N 型高效 电池市占率将逐步攀升。

1.2 N 型电池硅片成本仍是主成本,非硅成本中银浆是主要降本环节

光伏电池主要成本为硅片成本与银浆成本,硅成本仍是影响光伏电池成本的核心变量。 光伏电池片生产成本主要包括硅片、银浆、靶材、折旧、能源、人力成本等,其中硅 片成本占比较高,其余成本统称为非硅成本,在非硅成本中,光伏银浆成本占比最高。 对比 P 型电池,N 型电池整体的非硅成本占比提升。在单晶电池中,硅片成本由 P 型 的 58%下降至 N 型的 50%,而银浆成本占比由 18%上升至 25%。

二、 工业硅:供给压力较大,需求端受有机硅拖累

2.1 工业硅凭借优异性能广泛应用于各项制造业

硅元素在自然界中分布十分广泛,在地壳中的含量约为 27%,仅次于氧元素。硅广泛的 应用于土木工程、耐高温材料、通信材料、硅酸钠、硅料合金、半导体、光伏等各个 产业。硅按照晶体结构可以分位晶体硅、与非晶体硅(无定形硅),多晶硅属于晶体硅 的一种形态。

工业硅又称金属硅,是一种广泛应用于各行业的工业材料,工业硅生产以硅石为原料, 以木炭、石油焦、洗精煤等碳质为还原剂,在矿热电炉中进行冶炼。工业硅可以用于 生产有机硅、晶体硅、三氯氢硅及硅铝合金等,终端应用场景较广。 有机硅是一种具有耐高温、耐压缩、耐辐射,同时具有优异导电性能的半无机半有机 的高分子材料。有机硅的主要产品形态包括硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂、气 象白炭黑等,其中硅橡胶是有机硅最主要的产品形态,由于其表现出较优秀的高温, 低温稳定性、优良的耐候性、绝缘性、及极少与人体组织发生反应的生理惰性等性能, 常用于制作建筑材料、电子电气、日化纺织、医疗用品、国防军工等领域特种材料。 晶体硅是单质硅的一种特殊晶体形态,根据晶粒取向可以分为单晶硅与多晶硅。晶体 硅作为一种优良的半导体材料,在电子、光伏等领域得到广泛运用,其中单晶硅在力 学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面优于多晶硅,而多晶硅在综合成本方面 具有优势。 硅铝合金是一种以硅及铝作为主要成分的铸造合金,具有质量轻、导热性能好等性能。 由于硅铝合金同时兼顾质量轻、强度、硬度及耐腐蚀性等优异性能,被广泛的用于汽车、交通、航空等制造业。

2.2 工业硅价格趋向走弱,供给端受成本及价格扰动

工业硅价格变化受到供给端与需求端共同影响,总体可以分为三个阶段: 阶段一(2021 年 8 月之前):工业硅价格整体表现平稳。以长江有色金属硅的现货均 价来看,2019 至 2020 年金属硅整体运行在 12000-14500 元/吨价格区间内,两年年均 价格约为 12804 元/吨,整体波动幅度较小。 阶段二(2021 年 8 月-10 月):工业硅价格暴涨。2021 年 8 月,由于受到国家对于能 耗总量和能耗强度的控制,叠加光伏用硅需求的爆发式增长,工业硅价格迅速走高。 具体来看,2021 年 1 月至 7 月底工业硅整体运行仍保持总体平稳,8 月初工业硅价格 开始迅速走高,长江有色金属硅的现货均价一度来到 67300 元/吨,相比月初价格上涨 434%。 阶段三(2021 年 10 月后):工业硅价格快速回落,之后总体保持稳中有降。工业硅在 经历短暂爆发式上涨后又迅速走弱,截至 2021 年 12 月底,长江有色金属硅的现货均 价来到了 25750 元/吨,下跌超 40000 元/吨,但整体价格仍高于 8 月前。2022 年至今, 工业硅价格呈现稳中有降的趋势,2022、2023、2024 年均价分别为 19763 元/吨、 15398 元/吨、14342 元/吨,表现为逐年下降。

2.3 工业硅需求:需求向多晶硅转移,有机硅需求成为拖累项

工业硅下游消费格局正在转变,多晶硅逐渐取代有机硅成为工业硅核心的下游应用。 工业硅下游产品包含三个部分,分别为有机硅、多晶硅及铝合金,根据市场数据, 2021 年工业硅下游消费以有机硅为主,其占比达 41%,而近两年由于光伏市场的迅速 发展,叠加传统房地产及制造业、汽车产业表现疲软,多晶硅需求呈现快速上涨态势, 目前已超越有机硅成为拉动工业硅需求的核心增量。根据安泰科最新统计数据显示, 2023 年 12 月工业硅国内需求总量为 37.92 万吨,其中多晶硅行业消费工业硅 19.93 万吨,环比增加 5.80%,占工业硅需求总量比重达 58%,而有机硅及铝合金行业分别消 费工业硅 8.77、4.14 万吨,占比分别达 27%、13%。

有机硅下游产品结构主要为硅橡胶、硅油,有机硅作为一种高性能化工材料广泛应用 于制造业各行业。就产品形态来看,硅橡胶(RTV、HTV)是有机硅的主要产品形态, 硅油次之,两者应用占据有机硅总体比重高达 94%。有机硅下游应用主要聚焦于电子电 器、电力、建筑、纺织、医疗等制造业,总体需求受到制造业景气度影响。 传统制造业景气度下滑拖累有机硅需求,而有机硅作为工业硅主要消费场景之一,有 机硅需求的走弱使得工业硅需求承压。2023 年我国不同制造业工业增加值增速均有不 同程度下降,其中电子信息制造业累计同比增长 3.4%,同比下降 4.2 pct,规模以上 医药制造业及纺织业 PMI 累计同比分别录得-5.8%、-0.6%,整体需求表现疲软。同时, 地产行业表现较弱,进一步拖累有机硅消费,据国家统计局数据,我国房地产开发投 资额已连续两年录得负增,截至 2023 年底,我国房地产投资额约为 11.09 万亿元,同 比负增 16.5%。

多晶硅成为工业硅消费大类,但短期供应过剩风险凸显或对上游工业硅需求产生掣肘。 多晶硅产能按照 2800 吨/GW 保守估计(伴随着生产工艺提升及各阶段经验积累,各环 节硅耗倾向于下降),2023 年多晶硅产量预计可以支持约 536GW 光伏装机需求,超出实 际装机约 320GW。多晶硅产能快速释放推动多晶硅价格快速走低,2023 年 1-4 月多晶 硅料致密料现货均价运行在 150-230 元/千克区间,6 月开始快速走低,截至 2023 年年 末致密料现货均价来到 65 元/千克,较年初价格跌幅达 65.8%。2024 年多晶硅价格仍 维持下跌趋势,截至 6 月最后一次统计,多晶硅料致密料现货价已经来到 39 元/千克 水平,处于历史最低位。 短期来看,2024 年多晶硅产能释放较为集中,多晶硅供给过剩格局难以改善,终端价 格下降趋势将对硅料价格形成制约。截至 2024 年 7 月 12 日不完全统计,2024 年我国 各省份合计公告预计新建产能 112.5 万吨,拟建产能 137 万吨,2024 年拟可投产产能 合计达到 112。5 万吨,其中内蒙古可投产产能居首,其次分别为云南、新疆、宁夏, TOP 4 产能分别达到 38、26、20、17.5 万吨。

2.4 工业硅供给:开工率受成本扰动,价格下跌倒逼产能延期

工业硅供给受到上游原材料、辅材及电力能源等生产成本影响。工业硅上游主要包括 主材硅石(主要为石英岩)、碳还原剂(木炭、洗精煤、石油焦、木片等)以及电力能 源,其供给主要受到硅石成本、电力成本影响。我国凭借石英岩储量富足,能源成本较低等优势,已成为全球工业硅主要产区。2022 年我国工业硅产能约占全球总产能 81.05%,其次为巴西、挪威、美国。 因受到疫情影响,工业硅年产能呈现下滑趋势。2020、2021、2022 年我国工业硅产能 分别为 656、638、634 万吨,同比分别下降 6.07%、2.76%、0.63%。2023 年我国制造 端开始修复,工业硅产能重新进入增长通道,2023 全年产能为 640 万吨,同比增长 1.05%。 就国内产能分布来看,由于工业硅生产受到电力成本影响,因此产能集中分布在电价 较低的区域。具体来看,国内工业硅产能陆续向新疆、云南、四川等低电价区域转移, 2023 年全年产能中四川、云南、新疆分别达 110.6、128.8、241.2 万吨,分别占总产 能比重为 17%、20%、38%。

电力成本是影响工业硅开工率的关键项,但季节因素对产能影响能力正逐渐削弱。分 时点,2021 年由于受到能耗双控的影响,新疆、云南、四川等工业硅主要产地关停了 部分产能,工业硅产量处于较低位置;分地区来看,每年 6 月到 11 月为西南地区丰水 期,云南及四川以水力发电为主,6 月-11 月期间执行优惠电价,因此云南及四川 6 月 -11 月开工率较高,金属硅产量有明显提升,而新疆由于煤炭资源丰富,煤电价格较低, 全年产量居全国之首。 但与此同时,工业硅新增产能开始北移,电力成本扰动能力或有所减弱。据统计, 2024 年新增产能主要集中在新疆,内蒙、甘肃等北部地区,工业硅产能受水电成本影 响从而呈现的季节性特征有望减弱。

工业硅价格持续走低使得 2023 年产能部分延期投放,2024 年产能集中释放使得整体 供应仍面临压力。2023 年规划产能中,约 72 万吨产能按预期达产,其中合盛鄯善二期 20 万吨、内蒙古鑫元 20 万吨、新疆晶和源 28 万吨、龙陵永隆 5 万吨工业硅产能均在 2023 年上半年实现达产扩产,而包括协鑫科技及东方希望在内的 66 万吨工业硅产能正 处于爬产状态,除此之外,约有 100 万吨产能已确定延产。由于 2024 年新规划产能较 多,叠加 2023 年产能延期,2024 年工业硅依然面临较大的供应压力。

工业硅产能集中度较低,头部企业中合盛硅业产能领跑。国内工业硅生产企业较多, 整体集中度较小,据数字新能源统计,截至 2022 年底,中国工业硅生产企业超 200 家, 其中约 90%均为小企业,而前 10 大企业工业硅产能约占总产能 42.4%。具体来看,合 盛硅业产能领跑,2022 年工业硅实现产能 122 万吨,大幅领先,而就实际产量来看, 合盛硅业 2023 年工业硅产量达 135.5 万吨,同比增长达 41%,超越全年 122 万吨的设 计产能。

三、 有机硅:广泛应用于工业、制造业、高新技术及日用领域

3.1 有机硅可分为有机硅单体、中间体及深加工产品

有机硅品类较多,是指含有硅碳键且至少有一个有机基团是直接与硅原子相连的一大 门类化合物,按照产业链主要可以分为单体、中间体及深加工产品三大主类。其中, 有机硅单体主要指用以制备硅油、硅橡胶、硅树脂等有机硅产品的原料,如甲基氯硅 烷(甲基单体)、苯基氯硅烷(苯基单体)、甲基乙烯基氯硅烷、乙基三氯硅烷等;有 机硅中间体指硅氧烷系列产品,主要包括二甲基环硅氧烷混合环体(DMC)、硅醚(MM)、 六甲基环三硅氧烷(D3)、八甲基环四硅氧烷(D4)、十甲基环五硅氧烷(D5)等;有 机硅深加工产品即有机硅下游主要应用产品,如硅油、硅橡胶、硅树脂等。

3.2 有机硅需求:增速放缓,需求核心关注传统工业、制造业与日用领域

有机硅深加工产品以硅橡胶和硅油为主,因此其需求主要硅橡胶及硅油需求因素决定。 (1)硅橡胶:制造业景气度回升,硅橡胶需求有望得到修复。硅橡胶凭借其优良特性, 广泛的应用于医疗、汽车、建材、电子等制造业,过去几年由于制造业景气度整体下 滑,硅橡胶需求表现疲软,但 2023 年随着疫情影响退出,政策支持逐渐显效,制造业 景气度有回暖趋势,或将修复硅橡胶需求。截至 2024 年 4 月底,医药制造业及纺织业 PMI 累计同比分别录得+0.4%、+5.4%,电子信息制造业累计同比录得 13.0%。此外,受 益于新能源汽车销量增长,汽车出货量的逐年走高将进一步提振硅橡胶需求。

(2)硅油:国内需求表现较为稳定,出口需求下滑。硅油由于其表现出较好的润滑性 及抗粘性,可以作为表面处理材料广泛应用于各行各业,如纺织印染业织物涂层、柔 软剂,机械制造业润滑油,化工医药业消泡剂等。硅油作为一种使用广泛的化学用品, 总体需求表现稳定,据 SAGSI 数据,2022 年全年我国硅油总体消费量达 165.3 万吨, 相比于 2021 年增加 19.3 万吨,同比增长 13.2%,预计 2023 年将达到 187.2 万吨,同 比增速为 13%;出口需求来看,2023 年我国硅油出口数量及出口价格均有回落,出口 数量约为 41 万吨,同比减少 10.2%。出口均价为 2998 美元/吨,同比下降 32%,出口 需求整体受到全球贸易需求减弱的影响。

3.3 有机硅供给:产能富足,供给呈现一超多强

国内有机硅供给增速较为稳定,整体供应较为充足。我国聚硅氧烷及 DMC 产量整体呈 现逐年上升的趋势,产业规模不断扩大,2022 年我国实现聚硅氧烷及 DMC 产量分别达 到 194.5、172.2 万吨,分别同比增长 37.94%、17.96%,预计 2023 年全年聚硅氧烷产 量有望达到 229 万吨,同比增长 17.74%。而产能方面,据生意社统计,我国 DMC 产能 情况增速仍保持较快增长,2023 年全年产能将达到 289 万吨,增速达 25%。 供给过快的局面下,有机硅需求端增长不及预期推动有机硅价格逐渐走弱。忽略 2021 年能耗双控的因素,有机硅价格由于受到需求端增长缓慢叠加供应端整体供应充足的 影响,整体价格表现为下降趋势。2022 年至 2023 年,有机硅市场行情表现为单边下 行,2023 年整体运行在 14000 元/吨附近,2024 年至今持续走弱,最低价格来到了 13490 元/吨,处于近四年历史最低位。

有机硅供给集中度较高,整体呈现一超多强供给格局。有机硅市场格局可以按照产品 形态分为有机硅单体、中间体、以及深加工产品三个阶段,国内较多企业布局有机硅 深加工产品(主要包括硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂),主要参与的企业包括合 盛硅业、润禾材料、晨光新材、兴发集团、东岳硅材等;而有机硅单体及中间体市场 较为集中,国内布局企业较少,主要有合盛硅业、东岳硅材、聚光新材以及恒星化学, 有机硅中间体布局企业除去上游单体企业还包括兴发集团、新安股份、新亚强。 具体产量来看,国内呈现一超多强供应格局,TOP 10 企业有机硅供应量占全部供应量 比例约为 95%,其中合盛硅业产量居首,2022 年有机硅供应量约为 51.万吨,其次为东 岳硅材、埃肯、新安化工,2022 年有机硅产量分别为 24.9、23.9、20.3 万吨。

四、 多晶硅:需求由光伏主导,产能扩张速度较快

4.1 多晶硅主要可分为太阳能级及电子级多晶硅

多晶硅本质上属于单质硅,为硅原子特殊排列的一种晶体形态。单质硅可以根据硅原 子排列形态分为晶体硅与非晶体硅,其中晶体硅又包含单晶硅与多晶硅。当熔融的单 质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成的晶核,长成晶面取向不同的晶粒时,则形 成多晶硅。 多晶硅根据纯度要求,其下游结构主要分为冶金级多晶硅、电子级多晶硅与太阳能级 多晶硅。其中电子级多晶硅纯度要求最高,一般在 9N 之上,主要应用于生产半导体行 业芯片等电子元器件;太阳能级多晶硅纯度要求次之,一般在 6N~9N 之间,是生产太 阳能电池的主要原材料;冶金级多晶硅纯度要求最低,一般在 5N~6N 之间,主要用于 生产航空、军工等领域特种材料,也广泛用于建筑、纺织、汽车等领域。

4.2 多晶硅需求:光伏装机超预期增长推动多晶硅需求快速提升

光伏行业市场快速扩张刺激太阳能级多晶硅需求扩张,已成为多晶硅下游核心应用场 景。据 CPIA 统计数据,截至 2023 年年底,全球多晶硅产量约为 160.8 万吨/年,其中太阳能级多晶硅产量占比最高达 97.6%,约为 156.9 万吨,电子级多晶硅产量为 3.88 万吨,占比达 2.4%。太阳能级多晶硅消费的快速增长,使得多晶硅产业整体供需格局 的决定因素逐渐向光伏行业转移。

多晶硅主要用于生产太阳能电池片,是光伏产业的核心主材。光伏电池片目前主要有 多晶电池片与单晶电池片两种路线,多晶硅太阳能电池由于成本较低,工艺简单,相 比单晶硅更具有规模化生产优势,产业化进程较快。

光伏装机保持较高增速,刺激上游多晶硅需求快速增长。装机数据方面来看,据中国 电力企业联合会统计口径,2023 年国内累计新增装机容量 216.02 GW,同比增长 147%, 全球新增光伏装机容量为 390 GW,同比增长约 70%。未来,随着电力改革有序推进, 叠加光伏技术发展带动装机成本下降,光伏装机容量有望持续增加,根据 CPIA 预测, 2025、2030 年全球将实现新增装机容量分别达 462 GW、587 GW,2023-2030 CAGR 达 7.67%,光伏装机容量的有序扩张将对上游多晶硅需求起到较好支撑。

4.3 多晶硅供给:产能短期增速较快,供给过剩推动价格快速走低

受下游需求刺激,多晶硅短期扩产加速,产量提升增速明显。国内多晶硅行业扩张较 快,2021 年光伏需求的快速增长导致国内多晶硅呈现供不应求局面,多晶硅价格一路 走高同时推动利润率上升,国内多家企业开始加码布局多晶硅产业。2023 年多晶硅产 能迎来集体释放,2023 年全年多晶硅产量达 150.14 万吨,同比增长约 85%。 下游需求增速相对较弱,产业进入过剩周期。下游光伏装机需求增速相对多晶硅产能 增速较慢,同时伴随着光伏产业链主材价格持续下跌带来的跌价风险,光伏行业无法 快速消纳集中释放的多晶硅产能,多晶硅行业产能过剩问题凸显。从下游硅片产能来 看,在多晶硅以 85%的增速快速释放的同时,硅片产能迎来负增,2023 年全球硅片出 货面积约 126 亿平方英寸,同比负增 14.35%。

就国内多晶硅竞争格局来看,多晶硅产业集中度较高,但随着竞争加剧,集中度开始 下滑,其中通威股份与协鑫科技产能占据领先地位。截至 2022 年年末,我国多晶硅产 能 TOP6 企业总年产能达到 102.1 万吨,约占国内总产能 87.8%,2023 年集中度开始下 降,TOP6 产能占比下降至 79.1%。 就技术布局来看,多数企业仍以棒状硅生产为主,协鑫科技产能转向颗粒硅。伴随着 多晶硅产业“内卷”加剧,硅料行业进入品质竞争时代,多晶硅生产主要有两种技术 路线,一种是以改良西门子法生产的棒状硅,一种是以硅烷流化床法生产的颗粒硅。 目前市场棒状硅仍占据主导地位,颗粒硅渗透率正逐渐提升,2022 年渗透率约达 7.5%。

多晶硅产能进入冷静期,政策加码有望推动产能出清。一方面,当前多晶硅价格已跌 破行业全成本线,继续快速走低并长期处于低位的可能性较低,截至 2024 年 6 月 12 日报价,多晶硅致密料价格来到 40 元/kg,相比于本年初价格下降 38.5%,当前硅料价 格已经来到“生产即亏损”区间。根据 SMM 跟踪统计,受公司现金及行情压力,部分 企业已开始关停产能或减产,多个新产线建设计划已推迟,老旧产能的退出及新产能 建设减速有望推动供给侧优化;另一方面,政策出台约束新建硅料产能,5 月 29 日, 国务院印发的《2024—2025 年节能降碳行动方案》提到,“从严控制铜、氧化铝等冶炼 新增产能,合理布局硅、锂、镁等行业新增产能”,未来随着政策的进一步细化,有望 进一步规范行业发展。

4.4 颗粒硅技术突破,推动硅料行业技术变革

颗粒硅凭借降本及生产提效等优势,有望进一步提升市占率。相比于棒状硅,颗粒硅 的主要优势体现在生产成本降低,及生产提效两方面。协鑫科技材料显示,FBR 颗粒硅 的单位产能投资成本降低超过 30%,主要受益于能耗及生产成本的降低。

(1)颗粒硅生产综合能耗较低

首先,硅烷流化床法所需工艺温度较低,且在流化床反应过程中,籽晶与硅烷气接触 面积较大,单程转化率较高,因此在综合能耗方面较棒状硅具有优势。目前颗粒硅的 还原电耗在 3-9KWh/kg-Si,大幅低于改良西门子法的平均还原电耗 49KWh/kg-Si。改 良西门子法还原过程整体综合能耗较高,这是由于一方面工艺所需的温度较高(三氯 氢硅的还原温度在 1150℃左右);另一方面,工艺副产较多,单次还原率较低,因此物 料需要多次循环、精馏(单次还原效率在 12%左右)。而硅烷热分解沉积的单次转化效率可达 99%以上,且反应温度低于 800℃,带来了电耗的下降。

其次,硅烷流化床法核心工艺流程较少,尾气整理简单。硅烷流化床法工艺所需流程 较短,其核心工段包括三步,分别为冷氢化、硅烷气制备、颗粒硅生产,而改良西门 子法主要包括冷氢化、精馏提纯、硅还原、CVD、即尾气分离五个核心工序。除此之外, 三氯氢硅还原会产生较多副产,单程转换率较低(转换率 12%),而硅烷分解副产为氢 气,且硅烷能够实现充分分解,单程转换率可达 99%。

(2)颗粒硅由于直径较小,流动性较好,能够优化拉晶环节工艺流程

颗粒硅相较于块状硅,直径小且流动性较好,该物理特性使得颗粒硅在单晶硅拉棒环 节能更容易充分填充石英坩埚,根据 REC 的测试结果,相比全采用块状硅,通过将块 状硅与颗粒硅按照 1:1 混合填充时,一方面可增加 29%的单炉坩埚装料量,另一方面可 以减少 41%的装料时间,显著提高单晶硅的拉制效率,并且使得其更适合搭配 CCZ 连续 直拉法,配合下游工艺迭代优化。 未来,随着光伏拉晶环节逐渐向 CCZ 法切换,颗粒硅渗透率有望逐步提升。CCZ 技术 可以显著提高单晶硅棒质量,更加适配光伏电池向 N 型切换,其拉制的产品具有氧含 量更低、更均匀,金属杂质累积速度更慢,产品轴向电阻率分布均匀等特点,其波动 可以控制在 10%以内。具体工艺流程上,CCZ 工艺需要细碎硅料,并通过一边拉晶一 边加料的方式提高生产效率,相比于目前的 RCZ 单晶复投法,省去了单晶硅棒冷却的 时间。据协鑫科技披露,常规单晶炉产能约为 150-170kg/天,而 CCZ 技术产能预期将 达到 200-220kg/天,颗粒硅将是 CCZ 技术的理想用料。具体优势表现为:

首先,颗粒硅线径较小,做复投料时可以免去破碎环节。颗粒硅目前主要在 RCZ(重 复拉晶)工艺中作为复投料使用,而复投料对于尺寸的要求通常在 10-70mm 左右,颗 粒硅大约为 2mm 左右,因此相比于棒状硅,无需在投料前进行破碎,降低 1-3 元/kg 的 破碎成本,并且避免了破碎过程中引入更多杂质。 其次,颗粒硅更加适配 CCZ 连续拉直法,满足 N 型电池拉晶需求。由于颗粒硅流动性 较好,填充性较高,在 CCZ 拉直工艺中可以通过饮水机模式(FBR 工厂—罐车运输—除 尘储存—AGV 装运—装料)实现加料自动化,并提高加料筒填装颗粒,此外还可以同时 可通过侧加料模式进一步提升生产效率。

五、 重点企业介绍

5.1 工业硅:合盛硅业

公司作为工业硅及有机硅行业领先企业,产品市占率、产能国内领先。公司的两大主 营产品为工业硅及有机硅,合计营业收入占比超 90%,2023 年工业硅及有机硅分别实现营收 136、123 亿元,分别占总营收比例为 51%、46%。毛利率方面,受工业硅及有 机硅下游产品跌价影响,公司各项产品毛利率均明显下跌,其中工业硅 2023 年毛利率 为 29.48%,同比下跌 6.79 pct,有机硅毛利率为 9.37%。同比下跌 23.32 pct。

公司营收增速及归母净利润表现承压。公司虽积极进行规模扩张,但受制于下游产品 价格下跌及终端需求增速疲软拖累,营收增速连年下滑,且归母净利润同比负增。未 来伴随经济形势转好带动制造业景气度回升,同时光伏行业加速发展叠加硅料品质提 升,公司有望凭借一体化布局及规模优势稳固盈利。

5.2 多晶硅块状硅:通威股份

公司多晶硅产能领先,一体化布局持续提高竞争力。公司成立初期主营水产饲料业务, 2008 年进军光伏领域,目前已成长为国内硅料、电池片领先企业。公司凭借在硅料及 电池片环节产品优势,持续向光伏行业上下游延伸,全面覆盖光伏组件、光伏发电等 业务,持续竞争力。 2023 年公司太阳能电池及组件业务、多晶硅及化工业务分别实现营收 693.72、 447.99 亿元,合计占公司总营收比例为 82%。毛利率方面,受多晶硅料价格快速走低 影响,公司多晶硅及化工业务毛利率承压,2023 年公司多晶硅、电池及组件业务毛利 率分别达 53.26%、12.77%,分别-21.87 pct、+2.59 pct。

2023 年由于硅料产能的快速释放及全产业链价格的向下调整,公司营收及归母净利均 承压。2023 年及 2024 第一季度,公司分别实现总营收 1391.04、195.70 亿元,同比 分别减少 2.33%、41.13%;分别实现归母净利润 135.74%、-7.87 亿元,同比减少 47.25%、109.15%。 公司一方面持续优化现有多晶硅产能,通过技术迭代及规模化优势降低单位投资成本, 一方面紧跟组件迭代趋势,积极导入 TOPCon、HJT 产能及 0BB等先进技术降本增效。 随着行业供给侧持续优化,未来公司有望凭借领先地位及一体化布局等综合优势率先 实现业绩修复,进一步稳固领先地位。

5.3 多晶硅颗粒硅:协鑫科技

公司全面退出棒状硅生产,全力布局颗粒硅行业。协鑫科技率先切入颗粒硅赛道,目 前已全面退出棒状硅产能,颗粒硅有效产能持续提升。根据公司披露的数据,公司 2023 年第四季度已全面停止棒状硅出货,其颗粒硅有效产能已达 34GW,2024 年预计将 达 48GW,同比增长 41%。

公司颗粒硅品质持续提升,有望凭借低成本高品质优势穿越周期。公司积极扩张产能 的同时不断提升颗粒硅品质,形成较高竞争壁垒。公司颗粒硅产品已得到下游 N 型应 用验证,且据公司官网推介材料介绍,100%颗粒硅生产的 N 型单晶硅片其电池转换效 率得到提升。除此之外由于颗粒硅适配 CCz 连续拉直工艺,未来有望凭借全产业成本 优势进一步提升渗透率,公司率先卡位赛道,有望凭借先发优势持续提高市占率。




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