2023-2024年中国光伏行业多晶硅研究报告.pdf

2023-2024 年中 国光 伏行 业 多晶硅研究报告摘要 多晶硅简介多晶硅亦被称为硅料，是单质硅的一种形态，外表呈现为银灰色、有金属色泽，其是由硅粉与氯化氢气体在一定条件下经过氯化、再冷凝、精馏、还原而得。多晶硅是制造硅抛光片以及光伏电池的主要原材料，是光伏产业、半导体工业、电子信息产业最主要、最基础的功能性材料之一。根据纯度要求以及用途的不同，可以将多晶硅分为太阳能级多晶硅与电子级多晶硅，其中，太阳能级多晶硅主要应用于光伏电池的生产制造。2021年，全球多晶硅消费总量约为65.3万吨，其中，光伏领域的消费量约在61.4万吨，占比多晶硅消费总量94.03%，是当前多晶硅最主要的应用方向。太阳能级多晶硅对于杂质含量具有较高要求，纯度需达到99.9999%以上，其中，对于硼、磷元素的要求尤为严格。高纯多晶硅制备属于光伏产业链中技术要求较高环节 多晶硅行业简介世界多晶硅产能在过去数十年间不断走向集中，中国企业目前在世界多晶硅产量方面占主导地位，至2021年全球多晶硅产能前十的企业中，中国拥有共上榜8家，共占全球多晶硅产能73.2%。中国多晶硅产能与产量自2010至2022年间基本保持稳定上升态势，2021年，中国多晶硅产能为51.9万吨，占全球比例自2010年29.8%提升至2021年77.3%多晶硅亦 被称为 硅料，是 单质 硅的 一种 形 态，外表呈现为 银灰色、有金 属 色泽，其 是由硅 粉与 氯化氢气体 在一定 条件下 经 过氯化、再冷 凝、精馏、还原而得。多晶 硅的生 产 方式主要 有改良 西门 子法与 硅烷 流化 床 法，其中，改良 西 门子 法 所生 产出的多晶 硅形态 表现为 块 状，即棒 状硅；硅烷 流床法生产 出的多 晶硅形 态 表现为球 形颗粒 状，即颗粒硅。目前，改良西 门 子法是中 国多晶 硅生 产的 主 要 方 法，2021 年 棒 状 硅 与 颗 粒 硅 的 市 场 占比 分 别 为95.9%、4.1%，市 场 上 颗 粒 硅 企 业 仅 协鑫科技与 天宏瑞 科。目 前 中国多晶 硅行业 市场 头部企业主 要为通 威股份、协鑫科技、新特 能源 以及 大 全 能 源，截至2022 年H1 产 能 分 别 为23万吨、12.5 万吨、10 万吨以及10.5万吨。中国多晶硅行业综述-7 多晶硅定义及简介-8 多晶硅分类-9 多晶硅生产工艺-11 多晶硅生产工艺对比-12 多晶硅行业概况-13 全球多晶硅行业概况-14 中国多晶硅行业概况-15 多晶硅行业特征-16 多晶硅生产成本分析-17 多晶硅产业链价格概况-18 多晶硅上市企业简介-19 多晶硅上市企业对比-20 方法论-21 法律声明-22目录 Overview of China Polysilicon Industry-7 Definition and introduction of polysilicon-8 Classification of Polysilicon-9 Producing Technics-11 Comparison between Producing Technics-12 Industry Situation of Polysilicon-13 Global Polysilicon Industry Overview-14 China Polysilicon Industry Overview-15 Features of Polysilicon Industry-16 Cost Analysis of Polysilicon Production-17 Variation of Price in Value Chian-18 Brief Introduction of Listed Company-19 Comparison between Listed Company-20 Methodology-21 Legal Statement-22Contents 图表1：GB/T 25074 2017 太阳能级多晶硅技术标准-8 图表2：多晶硅各生产环节-8 图表3：颗粒硅与棒状硅对比-9 图表4：各类型多晶硅技术指标对比，2022年-9 图表5：N 型与P 型硅料对比-10 图表6：致密料、菜花料、珊瑚料对比-10 图表7：改良西门子法与硅烷流化床法-11 图表8：改良西门子法与硅烷流化床法 对比-12 图表9：全球多晶硅产能排名前10 企业，2010-2021年-14 图表10：全球多晶硅产量情况，2020-2021年-14 图表11：中国多晶硅产量、产能情况，2010-2021年-15 图表12：中国多晶硅产能区域分布情况，2021-2023E-15 图表13：多晶硅行业特征-16 图表14：多晶硅生产成本构成，2021 年-17 图表15：多晶硅生产综合电耗变化，2018-2021年-17 图表16：多晶硅生产综合能耗变化，2018-2021年-17 图表17：产线设备投资额变化，2018-2021年-17 图表18：多晶硅产业链价格概况-18 图表19：多晶硅头部上市企业营业收入对 比，2018-2021年-19 图表20：多晶硅头部上市企业多晶硅业务 毛利率对比，2018-2021年-20 图表21：多晶硅头部企业产能布局-20图表目录名词解释 施主杂质：为了控制半导体 的性质可以人为地掺入某种 化学元素的原子，掺 入 杂 质 元 素 与 半 导 体 材 料 价电子的不同而产生的多余价 电子会挣脱束缚，成 为 导 电 的 自 由 电 子，杂 质 电 离 后 形 成 正 电 中 心，称这些掺入的元素为施主杂质 受主杂质：当在半导体材料，例如硅中人为地掺入价电 子数更少的杂质原子，例 如 硼，来取代晶格中硅原子的位置，杂 质 原 子 缺 少 电 子 与 硅 形 成 共 价 键，需 要 从 别 处 的 硅 原 子 夺 取 一 个 价 电 子，形成空穴和负电中心，这种掺入的杂质元素称为受 主杂质 CCZ：连续直拉单晶（Continuous Czocharlski）是下一代高效单晶技术，采 用 特 殊 直 拉 单 晶 炉，一边进 行单 晶 拉 制，一边 加 料 熔 化，在 坩 埚 所 允 许的 寿 命 周 期 内可 完 成8-10根的晶棒拉制。当前，业 界主 流应用 的全 部为 RCz 多次 拉 晶技 术（Recharged Czochralski），与之 相比，CCz 产出的晶 棒品质 更佳，电阻率更 加均匀、分布 更窄，更加适 用于 P 型 PERC 电池工艺及 更加高 效的 N 型电池工艺，从而 更有利于高功率组件产出Chapter 1多晶硅简介 2021 年，全 球 多 晶 硅 消 费 总 量 约 为65.3 万吨，其中，光伏领域 的消费量约 在61.4 万吨，占比多晶硅消费总量94.03%，是当前多晶硅最主要的应 用方向 多晶硅的 生产方 式主要 有 改良西门 子法与 硅烷流 化 床法，其中，改良 西门子 法所生 产 出的多晶 硅形态 表现为 块 状，即棒状硅；硅 烷流床 法生产 出 的多晶硅 形态表 现为球 形 颗粒状，即颗粒硅 根据多晶 硅中掺 入杂质 及 导电类型 的不同，可以 将 多晶硅分为P 型用料与N 型用料；根据其表面质量的不同被分为致密料、菜花料与珊瑚料，其 中多晶 硅致密 料表面 质量最 高 目前多晶 硅主要 生产工 艺 有改良西 门子法 与硅烷 流 化床法，其中，改良西门子法最为 普遍、成熟且 投资风 险相对 较小 硅烷流化 床法生 产的颗 粒 硅以其流 动性更 强、能 耗 更低、理论生产成 本及投 资成本 更 低、与连 续单晶 拉制更 加 适配等优势于近些年受到广泛关注中国多晶硅行业综述 多晶硅定义与简介2021年，全球多晶硅消费总量约为65.3 万吨，其中，光伏 领 域的消费量约在61.4 万吨，占比多晶硅消 费总量94.03%，是当 前 多晶硅最主要的应用方向多晶硅的定义及简介来源：大全能源定增说明书，大全能源年报，头豹研究院编辑整理 多晶硅定义多晶硅亦被称为硅料，是单质硅的一种形态，外表呈现为银灰色、有金属色泽，其是由硅粉与氯化氢气体在一定条件下经过氯化、再冷凝、精馏、还原而得。多晶硅是制造硅抛光片以及光伏电池的主要原材料，是光伏产业、半导体工业、电子信息产业最主要、最基础的功能性材料之一 太阳能级多晶硅根据纯度要求以及用途的不同，可 以 将 多 晶硅 分 为 太阳 能 级多 晶 硅 与 电子 级 多 晶硅，其中，太阳能级多晶硅主要应用于光伏电池的生产制造。2021年，全球多晶硅消费总量约为65.3万吨，其中，光伏领域的消费量约在61.4 万吨，占比多晶硅消费总量94.03%，是当前多晶硅最主要的应用方向。太阳能级多晶硅对于杂质含量具有较高要求，纯度需达到99.9999%以上，其中，对于硼、磷元素的要求尤为严格。高纯多晶硅制备属于光伏产业链中技术要求较高环节GB/T 25074 2017 太阳能级多晶硅技术标准项目技术指标特级品 1级品 2级品 3级品施主杂质浓度,10-90.68 1.40 2.61 0.30受主杂质浓度,10-90.26 0.54 0.88 0.10碳浓度（atoms/cm）0.2*10170.5*10171.0*10171.0*1017氧浓度（atoms/cm）2.0*10162.5*10163.0*10164.0*1016少数载流子寿命/s 300 200 100 50基体金属杂质浓度/(ng/g)Fe、Cr、Ni、Cu、Zn15 50 100 100表面金属杂质浓度/(ng/g)Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、Na30 100 100 100工业硅 多晶硅 硅棒/硅片 电池片 光伏组件多晶硅生产环节 组件生产环节 多 晶 硅 的 主 要 原 材 料 为 工 业 硅，以大全能源为例，其2021年直接材料占主营业务成本51.2%，其中主要为工业硅。工业硅供给受国家及区域能耗、环保政策影响较大，且工业硅的生产对于电力价格敏感型较高，故 能耗政策及电力资源 的波动皆将对工业硅供给及 价格造成影响。工 业 硅 价 格 的 上 涨 将 推 高 多 晶 硅的生产成本，对多晶硅企业毛利率造 成负面 影响各类型多晶硅技术指标对比，2022 年项目 N型用料需求 多晶硅电子3级 棒状硅特级 协鑫科技颗粒硅施主杂质(ppba)2 15 151受主杂质(ppba)5 2 30体金属含量(ppbw)0.2 0.3 0.4 0.3表金属含量(ppbw)0.3 0.3 0.68 0.2碳浓度(ppma)0.1 0.1 0.26 0.1中国多晶硅行业综述 多晶硅的分类（1/2）多晶硅的 生产方 式主要有 改良西 门子法与 硅烷流 化床法，其中，改良西门子法所生产出的多晶硅形态 表现为 块状，即棒状 硅；硅烷流床法生产出的多晶硅形态表现 为球形 颗粒状，即颗 粒硅多晶硅的分类根据外表及生产方式分类 多晶硅的生产方式主要有 改 良 西 门 子 法与 硅 烷 流 化 床 法，其中，改良西门子法所生产出的多晶硅形态表现为块状，即棒状硅；硅烷流床法生产出的多晶硅形态表现为球形颗粒状，即颗粒硅。目前，改良西 门 子 法 是 中 国 多 晶 硅 生 产 的 主 要 方 法，2021年棒状硅与颗粒硅的市场占比分别为95.9%、4.1%，市场上颗粒硅企业仅 协 鑫 科 技与 天宏瑞科。根据协鑫科技数据，颗粒硅的综合电耗相较于传统棒状硅生产降低了约70%，产品毛利率高于棒状硅超过15%，每万吨投资费用比棒状硅低4.6 亿元，碳排放比棒状硅低65%-70%，具有 低初始投资、低电耗、低碳排放以及较 高毛利 的优势 从实际生产角度来看，颗粒硅的大规模运用依然存在以下几方面问题亟待解决：氢跳问题：颗粒硅生产时其表面容易吸附氢气，后续生产过程中对单晶炉热场寿命及拉棒稳定性造成影响 产品质量问题：生产过程中硅颗粒与流化床内壁碰撞导致的高含碳量及粉尘含量降低产品纯度 成本问题：碳基衬底更换较快及废料率较高导致实际生产成本远大于理论成本棒状硅颗粒硅综合电耗 投资费用 产品毛利 碳减排10.5 亿元/万吨6.9 亿元/万吨-15.3 kWh/kg60-70 kWh/kg154.7 元/kg109.1 元/kg相较棒状硅下降65%-70%主要企业协鑫科技天宏瑞科通威股份大全能源新特能源 据协鑫科技披露，其目前生产颗粒硅质量已经可以对标国内电子级标准，总金属含量可以控制在1ppbw 以内，量产水平则基本控制在3ppbw左右，其碳含量可以稳定控制在0.3ppma以内。据称，协鑫科技的新型除尘工艺可以在不明显增加成本的情况下将颗粒硅的含粉率由8mg/g降低至1mg/g，有效降低了颗粒硅含粉过高而降低产品纯度的问题，同时亦 通过多 项工艺 调整基 本解决 了氢跳 问题中国多晶硅行业综述 多晶硅的分类（2/2）根据多晶硅中掺入杂质及导电类型的 不同，可以将 多晶硅 分为P型用料与N 型用料；根据其表面质量的 不同被 分为致 密料、菜花料与珊瑚料，其中多晶硅致密料表面 质量最 高多晶硅的分类根据掺入杂质类型的不同根据表面质量的不同分类珊瑚料致密料菜花料 表面颗粒凹陷小于5mm，断面结构致密，外观无异常颜色，无氧化夹层 在太阳能级国家标准GB/T 25074-2017中，多晶硅根据其表面质量的不同被分为致密料、菜花料与珊瑚料，其中多晶硅致密料表面质量最高 断面结构疏松，凹陷深度20mm，外观无异常颜色，无氧化夹层 表面颗粒凹陷深度5mm-20mm，外观无异常颜色，无氧化夹层 根据多晶硅中掺入杂质及导电类型的不同，可以将多晶硅分为P 型 用料与N 型 用料：N型用料P型用料 当硅中掺杂以受主杂质 族元素,如硼、铝、镓等）为主时,以空穴导电为主,为 P 型多晶硅 当硅中掺杂以施主杂质（V 族元素,如磷、砷、锑等）为主时,以电子导电为主,为 N 型多晶硅定义杂质含量低高高 高低 低一致性 稳定性 少子寿命高低 N型光伏电池具有转换效率更高、无光衰、弱光效应好、温度系数低等优势，目前各主要企业纷纷进行N型电池产能建设，对于高质量N型多晶硅需求将持续增加。相较于目前主流的P型多晶硅，N 型多晶硅技 术 标 准 更 加 严 格，须 至 少 达 到 国 标 电 子 三 级 以 上，若要实现N型单晶的 多 根 拉 制则需要达到 国 标 电 子二级以上标准。目前中国仅少数几家企业能够实现N型多晶硅批量供货且产能较小，多数企业依然处于技术及客户验证阶段，能够 规模 化生 产N 型多 晶 硅的 企 业有 望 在短 期 内取 得 产业 技 术红 利中国多晶硅行业综述 多晶硅生产工艺目前多晶硅主要生产工艺有改良西门 子法与 硅烷流 化床法，其中，改良西门子法最为普遍、成熟且 投资风 险相对 较小多晶硅生产工艺工业硅 SiCl4氢化 SiH4制备 颗粒硅 处理包装SiH4SiCl4H2硅烷流化床法H2Cl2Cl2SiHCl3工业硅精馏SiCl4氢化SiHCl3还原 多晶硅尾气分离回收HCl破碎、处理、包装回收氢气回收氯化氢回收氯硅烷 混合物高纯SiCl4混合物改良西门子法1,100，转化率：12%650，转化率：99%多晶硅具有多种生产技术工艺，其中，物理法主要有冶金法，化学法主要有硅烷法、改良西门子法、流化床法、氯硅烷还原法、硅烷流化床法等，目前工业应用中，改良西门子法最为普遍、成熟且投资风险相对较小。同时，以协鑫科技为主的部分企业亦大力推进硅烷流化床法工艺生产颗粒硅，据悉，协鑫科技目前已有颗粒硅产能达26 万吨/年，未 来三年 计划每 年以20万吨 新增颗 粒硅产 能速度 进行扩 产 改良西门子法：改良西门子法指首先采用氯气与氢气为原料合成氯化氢，再以氯化氢与工业硅为原料在硫化床反应器中合成三氯硅烷。三氯硅烷在精馏塔中脱氢脱重，完成提纯，再在还原炉中实现三氯硅烷的还原。其中，副产物四氯化硅再重新与冶金级硅、氢气进行反应，进行氢化分离生产三氯硅烷，完成回收利用 硅烷流化床法：硅烷流化床法指以硅烷作为硅源气、以氢气作为载气，将硅烷通入以多晶硅为晶种的流化床中，使硅烷热分解并在晶种上沉积，生成粒状多晶硅。在反应过程中，硅烷气进入流化床后迅速分解，发生异相反应，沉积在颗粒硅的表面，生成颗粒硅中国多晶硅行业综述 多晶硅生产工艺对比硅烷流化床法生产的颗粒硅以其流动 性更强、能耗 更低、理论生产成本及投资成本更低、与连续单 晶拉制 更加适 配等优 势于近些年受到广泛关注多晶硅生产工艺对比 硅烷流化床法生产的颗粒硅以其 流 动 性更 强、能耗 更 低、理 论 生 产成 本 及 投资 成 本 更低、与 连续 单 晶拉制更加适配等优势于近些年受到广泛关注。然而其目前依然存在产品质量问题、可用于N型料生产比例不高、氢跳问题等因素而未能实现大规模投产及应用。据称，协鑫科技目前已就氢跳、含粉量等问题探索出有效的解决方案，若是颗粒硅能够解决生产稳定性、一致性、产品质量问题等，未来有望实现市场份额的快速增长改良西门子法与硅烷流化床法工艺对 比对比项目 改良西门子法 硅烷流化床法多晶硅产品 棒状硅：破碎后呈块状(5-150mm)颗粒硅：0.1-2mm球形颗粒原料来源 硅粉、四氯化硅、氢气 硅粉、四氯化硅、氢气生产温度 1050左右 700工艺复杂程度有冷氢化、精馏、硅还原、整理、还原尾气回收等车间，工艺复杂设有冷氢化、歧化、硅烷气制备、硅烷分解等车间，工艺较为复杂核心步骤数量 7 3工艺成熟度 成熟 技术验证阶段安全性温度压力较高，含有氢气介质，危险温度压力较高，含有硅烷、氢气介质，非常危险产品纯度 太阳能级、电子级 太阳能级以上副产物 1t多晶硅副产20t四氯化硅-初始投资额 约8-10亿元/万吨 约6 亿元/万吨核心设备寿命 还原炉寿命20年以上 贵重的流化床内件寿命约0.5-1年生产成本 约48-54元/kgSi 约34-40 元/kgSi存在问题初始投资较高生产成本较高系统密闭性要求更高稳定生产周期相对较短综合对比投资及生产成本更高；工艺流程复杂；工艺技术成熟稳定；产品纯度能够得到保证；生产流程相对简单；初始投资较小；生产成本低于改良西门子25%以上主要运用企业通威股份新特能源大全能源东方希望协鑫科技天宏瑞科Chapter 2多晶硅行业概况 世界多晶 硅产能 在过去 数 十年间不 断向集 中，中 国 企业目前在 世 界 多 晶 硅 产 量 方 面 占 主 导 地 位，至2021 年 全 球 多 晶 硅产 能 前 十 的 企 业 中，中 国 拥 有 共 上 榜8 家，共 占 全 球 多 晶 硅产能73.2%中国多晶硅产能与产量自2010 至2022 年间基本保持稳定上升 态 势，2021 年，中 国 多 晶 硅 产 能 为51.9 万吨，占 全 球 比例自2010 年29.8%提升至2021 年77.3%2021 年来，受 光 伏 产 业 发 展 高 景 气、下 游 组 件 需 求 旺 盛 而多晶 硅环 节扩 产 周期 较 长 所影 响，多晶 硅 环节 出 现 了严 重的供需错配现象，价格呈现 持续上 涨态势 2021年，中国每万吨多 晶硅生产项目投资额约为8 至10亿元，在光伏产 业链中 属于投 资 金额需求 最大的 环节，相 较于 新进入企业及中小企业，头部 企业的 投资成 本相对 更低 目前中国 多晶硅 行业市 场 头部企业 主要为 通威股 份、协鑫科技、新特能源以及大全 能源，截至2022 年H1 产 能 分 别 为23万吨、12.5 万吨、10万吨以及10.5万吨 从各企业 多晶硅 业务营 业 收入角度 来看，通威股 份 营业收入相对较高，2021 年达到187.6 亿元，毛利率与产能规划规模亦处于行业最高水准全球多晶硅概况世界多晶硅产能在过去十年间不断走 向集中，中国 企业目 前在世界多晶硅产量方面占主导地位，至2021 年全球 多晶硅 产能前十的企业中，中国拥有共上榜8 家，共 占全球 多晶硅 产能73.2%全球多晶硅概况来源：中国有色金属工业协会硅业分会，新特能源招股书，头豹研究院编辑整理52.539.65.60.72.73.963.1496.50.52.94.2020406080全球 中国 欧洲 韩国 美国 其他全球多晶硅产量情况，2020-2021 年2020 2021单位：万吨全球多晶硅产能排名前十 企业，2010-2021 年2010年 2021年企业名称 企业国别 产能占比 企业名称 企业国别 产能占比HEMOLOCK 美国 12.6%协鑫科技 中国 16.4%WAKER 德国 10.7%永祥股份 中国 14.9%OCI 韩国 9.5%WAKER 德国+美国 12.7%保利协鑫 中国 7.4%新特能源 中国 12.1%REC 美国 5.8%新疆大全 中国 11.9%Tokuyama 日本 2.9%东方希望 中国 10.4%MEMC 美国 2.7%Tokuyama 马来西亚 4.5%江西赛维 中国 2.3%亚洲硅业 中国 3.0%四川瑞能 中国 2.1%天宏瑞科 中国 2.7%洛阳中硅 中国 1.8%鄂尔多斯 中国 1.8%合计 57.7%92.4%世界多晶硅产能在过去数十年间不断走向集中，中 国 企 业 目 前 在 世 界 多 晶 硅 产 量 方 面 占 主 导 地 位。从2010与2021年世界多晶硅产能占比前十企业排名来看，2010年世界多晶硅制备产能与技术主要由美国、日本、德国与韩国等企业所掌握，中国早期多晶硅市场主要依赖进口采购；随着中国企业不断在技术工艺上取得突破，且凭借中国较低的原材料及能源成本优势，国外部分成本较高企业退出多晶硅市场，至2021年全球多晶硅产能前十的企业中，中国拥 有共上 榜8 家，共占全 球多晶 硅产能73.2%从2020年与2021年全球多晶硅生产情况来看，中国分别占全球多晶硅产量的75.4%、77.7%，多晶硅生产环节进一步向中国集中，主要原因系 中 国 拥 有 较 全 面 的 光 伏 产 业 链，多晶硅的下游硅片、电池片与组件企业亦主要集中于中国；海外电 力成本、人力 成本等 运营成 本高于 中国等。4.58.4 7.18.513.6 16.519.424.225.934.239.648.882.18.51619 14.415.8192127.738.746.64251.9120.30204060801001201402010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022E中国多晶硅产量、产 能，2010-2022E产量产能单位：万吨中国多晶硅行业概况中国多晶硅产能与产量自2010 至2022 年间 基本 保 持稳 定 上升 态势，2021年，中国多晶硅产能为51.9 万吨，占 全球比 例自2010年29.8%提升至2021 年77.3%多晶硅的行业现状来源：大全能源定增说明书，中国有色金属工业协会硅业分会，头豹研究院编辑整理 中国多晶硅产能与产量自2010至2022年间基本保持稳定上升态势，2021年，中国多晶硅 产能为51.9万吨，占全球比例自2010年29.8%提升至2021年77.3%；产量为48.8 万吨，占全球比例自2010年25.6%提升至2021年77.7%，是全球多晶硅产能与产量第一大国。根据中国有色金属协会分会预计，2022年中国多晶硅产能与产量将分别达120.3 万吨与82.1 万吨，分别同比增长131.8%与68.2%，贡献世界多晶硅行业主要增量，主要原因系受益于近些年海内外光伏装机的高速增长，下游对于多晶硅需求攀升而推高多晶硅环节利润，中国多晶硅企业纷纷大幅产能扩产以及部分新玩家涌入多晶硅生产行业29.17.462.352.142.526.42014.3104 3.184.352.23219.310933.6020406080100新疆 内蒙古 四川乐山 青海西宁 江苏徐州 云南 其他中国多晶硅产能 区域 分布 情况，2021-2023E2021 2022E 2023E单位：万吨 从中国多晶硅产能分布来看，新疆、内蒙古等西北地区拥有着绝大多数中国多晶硅产能，其中，新疆多晶 硅 产 能 始 终 位 于 中 国 之 首，2021年至2023年产能分别29.1 万吨、42.5万吨、84.3 万吨，占全国产能比例为56.1%、35.3%、35.1%，主要生产企业有新特能源、大全能源、东方希望以及协鑫科技；内蒙古地区产能占全国比例2022年起自14.3%增长至21.9%，众多企业如通威股份、新特能源、协鑫科技前往内蒙古新建产能。总体来看，多晶硅企业主要分布于中国西北地区，主要原因系 西 北 地 区 具 有 丰 富 的 工 业 硅 资源，且如新疆、内 蒙 古 等 地 区 电 价 成 本 较 低。鉴于能源价格约占多晶硅生产成本37%，企业于该区域能够通过煤炭坑口电站、孤网运行、大用户直购电等方式获取较为廉价的电力价格以取得成本优势100 30 10 0204060801001202007-2008 2012 20213.331.81.101234硅料 硅片 电池片 组件单位：亿元光伏产业链主要环节单GW 投 资额单位：亿元多晶硅行业特征2021年，中国每万吨多晶硅生产项目投资 额约为8 至10 亿元，在光伏产业链中属于投资金额需求最大 的环节，相较 于新进 入企业及中小企业，头部企业的投资成本 相对更 低多晶硅的行业特征来源：工信部，索比光伏网，中国有色金属工业协会硅业分会，头豹研究院编辑整理多晶硅行业特征 资本密集型行 业一万吨多晶硅项目投资，2008-2021年多晶硅行业特征 产业集中度高 2021年，中国每万吨多晶硅生产项目投资额约为8 至10 亿元，在光伏产业链中属于投资金额需求最大的环节。2007年至2021年间，受益于工艺技术进步、生产设备国产化以及规模化应用的成本下降等因素，中国多晶硅项目投资额快速下降，2008至2012年，2012至2021年分别下降70%与67%，但 目前相较于光伏产业链其他环节仍是资金需求最大 的部分。此外，根据中国多晶硅行业准入条件，多晶硅项目新建与扩建最低资本金比例不得低于30%，且太阳能级多晶硅每期规模需大于3000吨/年，对于企业的资金保证要求较高，故属于 资本密 集型行 业-70%-67%19.3%21.2%15.6%15.4%13.5%15.0%通威永祥协鑫科技新特能源大全新能源东方希望其他多晶硅主要企业产能占比，2021 年 中国多晶硅行业呈现头部企业高度集中的竞争格局。2021年，中国前十家万吨级多晶硅企业合计产能为51.3 万吨，占中国总产能98.8%，产业资源向头部高度集中，其中，前5家产能在5万吨以上的企业包括通威股份、协鑫科技、大全能源、新特能源与东方希望五家，合计总产能为44.1 万吨，占中国多晶硅总产能85.0%，产业呈现高度集中状态。在光伏平价上网时代，随着国家补贴的逐渐退出，众多缺乏核心竞争力的补贴依赖形中小企业逐渐出清，多晶硅 头部企业能够依靠自身资金成本、工艺 技术、销售渠道等优势迅速扩大规模抢占市场 份额，从而形成多寡头竞争的市场格局多晶硅生产成本分析2021年中国多晶 硅生产的 主要成 本为能源 动力以 及原材料 成本，分别占生产成本的37%以及35%。其中，原材料成 本主要 为工业硅多晶硅生产成本分析37%35%14%6%8%多晶硅生产成本构成，2021 年能源动力原材料折旧人工其他 2021年中国多晶硅生产的主要成本为 能 源 动 力 以 及 原材料成本，分别占生产成本的37%以及35%。其中，原材料成本主要为工业硅，能源动力成本则主要包含了还原电耗、冷氢化电耗、水耗、蒸汽消耗、天然气、煤炭等。鉴于能源成本在多晶硅生产成本中占比最高，故 多晶硅生产企业主要聚集于中国西北地区、四川等电力价格相对较低区域以降低生产成本。同时，这些地区亦拥有丰富的工业硅原材料，能够减少原材料的运输时间及成本。目前，部 分 多 晶 硅 企 业 正 建 设 工 业硅与多晶硅一体化产线，以工业硅生产余热供多晶硅蒸汽使用，能够进一步降低单位能耗1.151.11.021.030.911.11.22018 2019 2020 2021产线设备投资额变化，2018-2021年单位：亿元/千吨28353639.902040602018 2019 2020 2021产线人均产出变化，2018-2021 年单位：吨/年 综合电耗包含了多晶生产所耗用的全部电力，2021年多晶硅生产平均综合电耗为63kWh/kg-Si，综合能耗则 包含 了多 晶硅 生 产 的天 然气、煤炭、电力、蒸汽、水等，2021年 多晶 硅平 均综 合能 耗为9.5kgce/kg-Si，预计随着装备技术的进步、产线的扩大及系统优化能力的提升，多晶硅生产所耗能源动力将进一步逐年降低 2021年多晶硅产线设备投资额为1.03 亿元/千吨，相较于20202年有小幅上涨，主要原因系大宗商品价格的飙升，随着设备的进步及规模的增长，设备投资额将保持下降趋势；2021年产线人均产出为39.9吨/年/人，受益于新投产线规模的增大及产线自动化水平提升，预计2023年将大幅增长至53.8 吨/年/人717066634060802018 2019 2020 2021单位：万吨多晶硅生产综合电耗变化，2018-2021年1312.511.59.55913172018 2019 2020 2021单位：kgce/kg-Si多晶硅生产综合能耗变化，2018-2021年多晶硅产业链价格概况2021年来，受光伏产业发展高景气、下游 组件需 求旺盛 而多晶硅环节扩产周期较长所影响，多晶硅 环节出 现了严 重的供 需错配现象，价格呈现持续上涨态势多晶硅产业链价格概况上游：工业硅中游：多晶硅下游：硅片01002003004002023-02-082022-12-142022-10-262022-09-072022-07-202022-06-012022-04-062022-02-162021-12-222021-11-032021-09-152021-07-282021-06-092021-04-212021-03-032021-01-132020-11-252020-10-072020-08-192020-07-012020-05-132020-03-252020-01-22多晶硅致密料均价，2020-2023 年020,00040,00060,00080,0002020/1/2 2021/1/2 2022/1/2 2023/1/2工业硅#421 现货价格，2020-2023 年单位：元/.吨单位：元/.吨0.002.004.006.008.0010.002023-02-082022-06-012021-09-152021-01-062020-05-06主流硅片价格，2020-2023年 单位：元/.pc 2018年至2021年上半年，工业硅#421价格始终稳定在1.1万元-1.5万元/吨区间波动运行。2021年，动 力 煤 价 格 激 增 导 致电厂发电成本急剧上涨，叠加地方政府的 能 耗 双 控 政 策 而 出 现 的 拉 闸 限 电 现 象，致使高耗能的工业硅生产受到冲击，出现短期供给严重错配，工业硅421#现货价格至2021年9月底暴涨至6.6 万元/吨，涨幅逾300%，2022年以来，工业硅421#价格稳定在1.8 万至2.5万元之间运行 2021年来，受光伏产业发展高景气、下游组件需求旺盛而多晶硅环节扩产周期较长所影响，多晶硅环节出现了严重的供需错配现象。多晶硅致密料价格自2021年初84 元/kg增长至2022年11月最高点303 元/kg，涨幅逾250%。2022年12月以来，随着主要多晶硅企业的新增产能落地，叠加1月春节电池、组件等企业开工不足等因素影响，多晶硅价格出现断崖式下跌，预计2023年多晶硅价格将整呈现震荡下行趋势 多晶硅是硅片的主要原材料，其占硅片生产成本逾50%，故 硅 片 价 格 与 多 晶 硅 价 格高 度 相 关，2020年以来硅片与多晶硅价格的相关系数达0.97，呈现强相关状态。2021年以来，硅片价格自年初3.4 元/pc，增长至2022年7月的最高点7.97 元/pc，涨幅逾130%，至2022年10月，TCL中环硅片率先降价，硅片进入价格下行区间，2023年以来由于硅片供应趋紧且需求较高，硅片价格大幅止跌反弹头部多晶硅上市企业简介目前中国 多晶硅 行业市场 头部企 业主要为 通威股 份、协鑫 科技、新特能源以及大全能源，截至2022年H1 产能分 别为23 万 吨、12.5 万吨、10万吨以及10.5 万吨多晶硅头部企业简介厂商名称 收入结构 企业简介通威股份39.3%38.7%29.5%2.5%1.1%光伏电池及组件饲料多晶硅及化工光伏发电其他协鑫科技大全能源新特能源95.8%0.6%3.6%光伏业务光伏电站业务新能源业务51.4%34.5%8.3%4.9%0.9%多晶硅及相关产品风能、光伏电站建设风能、光伏电站运营其他产品及服务其他业务99.6%0.4%多晶硅副产品销售 通威股份有限公司（简称“通威股份”，600438.SH），成立于1995年12月，主营业务为高纯多晶硅、光伏电池研发销售，以及水产饲料、畜禽饲料的研发销售，是中国光伏产业多晶硅、光伏电池双龙头。截至2022年上半年，通威股份多晶硅产能为23万吨，产量为10.73万吨，占中国同期多晶硅产量29.4%新疆大全能源股份有限公司（简称“大全能源”，688303.SH），成立于2011年2月，主营业务为高纯多晶硅的研发、制造与销售，多晶硅产品占其营业收入99.6%。截至2022年上半年，大全能源拥有多晶硅产能10.5 万吨，2022年上半年多晶硅产量为6.7 万吨，占中国同期多晶硅产量18.3%，目前已能实现N型多晶硅规模化生产 新 特 能 源 股 份 有 限 公 司（简称“新 特 能 源”，01977.HK），成立于2008年2月，主营业务为高纯多晶硅的研发、制造与销售以及风能、光伏电站的建设及运营，多晶硅产品占其营业收入51.4%。截至2022年上半年，大全能源拥有多晶硅产能10万吨，预期202年底产能达20万吨，2022年上半年多晶硅产量为4.62万吨，占中国同期多晶硅产量12.7%协 鑫 科 技 控 股 有 限 公 司（简称“协 鑫 科 技”，03800.HK），成立于2006年7月，主营业务为多晶硅与硅片的制造销售、光伏电站的开发建设及运营，是中国颗粒硅生产的主要企业。2022年上半年，协鑫科技共计生产1.1 万吨 颗粒 硅、2.9 万吨 棒状硅，至2022年9月，协鑫科技拥有棒状硅产能4.5万吨，颗粒硅产能8万吨2017 2018 2019 2020 2021通威股份 32.3 33.2 51.8 65.4 187.6协鑫科技 7.7 15.8 23.2 22.1 59.6大全能源 21.8 19.8 23.9 46.3 107.9新特能源 34.62 33.52 22.30 39.85 115.7604080120160200通威股份协鑫科技大全能源新特能源单位：亿元多晶硅业务营业收入对比，2018-2021 年多晶硅头部上市企业对比分析从各企业多晶硅业务营业收入角度来 看，通 威股份 营业收 入相对较高，2021 年达到187.6 亿元，毛利率与产能 规划规 模亦处 于行业最高水准多晶硅头部上市企业对比 分析2017 2018 2019 2020 2021通威股份 41.2%35.7%28.4%34.7%66.7%协鑫科技 34.5%24.5%24.3%25.3%37.3%大全能源 45.2%32.2%21.1%33.2%65.6%新特能源 13.8%17.7%58.7%0%20%40%60%80%100%通威股份协鑫科技大全能源新特能源单位：%多晶硅业务毛利率对比，2018-2021年企业 2022H1 产能 产能布局 合计通威股份 23万吨 乐山三期12万吨，预期2023年下半年建成投产 乐山12万吨，预期2024年投产 云南通威二期2