2018-2019全球多晶硅行业分析报告.pptx

,2018-2019全球多晶硅行业分析报告,2018  年  10  月  11  日,信达证券股份有限公司CINDA SECURITIES CO.,LTD北京市西城区闹市口大街9号院,多晶硅：国内龙头机会凸显，海外产能景气分化,全球视野下的多晶硅行业分析,2018 年 10 月 11 日,全球 55%，由于需求量大，进口 14.10 万吨，占表观消费量 37%，近年呈小幅下降趋势。   国内多晶硅产能投放加速，全球供需仍处紧平衡。至 2017 年，全球万吨级多晶硅产能不足20 家，TOP10 产能 38 万吨；我国有效产能 27.6 万吨，集中度较高。未来多晶硅扩产集中于国内，中能/新特/永祥/大全合计新增约 13 万吨，基本与进口量相当，国外仅 OCI 扩产 1.32,万吨。我们分三种情形对测算未来需求，认为在 80-90 元/Kg 价格区间内供需将处紧平衡。   成本与品质成为企业竞争关键，国内产能成本优势明显，无惧价格下降压力。多晶硅生产流程相对封闭，成本主要受能源(43%)、原材料(27%)和折旧(22%)影响，决定了新产能具备一定后发优势，包括：选择低电价降低能源成本；优选装臵及工艺降低单耗及能耗；资产投资下降降低折旧。国内龙头已位于全球成本曲线左侧，通威和大全现金和生产成本目前分别在46 和 59 元/Kg 左右，处领先水平，新增产能还将进一步下降。我们认为受平价上网影响，多晶硅价格大幅反弹概率较小。我们以行业降本增效路径测算现金和生产成本有望分别降至3.1 和 3.9 万元/吨，该水平下即使价格降至 70 元/Kg，企业仍有 35%的毛利率。   海外龙头景气差异较大，欧美产能有望逐步被国内先进产能替代。我国多晶硅主要进口国及地区有韩国(45%)、德国(30%)、美国+台湾(15%)。我们对海外龙头进行了分析。OCI 2017年收购马来西亚工厂，并规划 1.32 万吨扩产，近年来多晶硅业绩持续提升。OCI 马来西亚产能有成本优势，年初与隆基签订合同，品质得到认可，加之关税较低，我们认为 OCI 仍有竞争力。瓦克近年来多晶硅利润下滑明显，由于德国产能投产较早，美国产能不太稳定，我们认为其在光伏级市场市占率有下滑预期。 REC 是硅烷流化床工艺代表，生产成本低但折旧成本高，整体产能不具备竞争优势，加之我国对美“双反”关税较高，业绩呈下滑趋势。   投资建议：我们长期看好光伏发展，虽当前处调整期，但多晶硅环节格局已较为清晰，具有成本和品质优势的龙头机会明显，建议关注 A 股通威股份； H 股新特能源；美股大全新能源。,风险因素：国内产能投产不及预期;  市场竞争加剧;  贸易摩擦;  原材料价格波动;  政策风险等。,本期内容提要:   我国多晶硅产业砥砺前行，持续推进进口替代。硅材料分无机硅和有机硅，无机硅多为单质硅，包括多晶硅、单晶硅和非晶硅三类，多晶硅经区熔或直拉可生产单晶硅，半导体和光伏是其下游两大应用领域。我国多晶硅产业经历 2006 年之前的依赖进口，2011 年的国外产能倾销，2014 年的“双反”，国内产能竞争力逐步增强。2017 年，我国产量 24.20 万吨，占,行业研究深度研究新能源行业多晶硅新能源行业相对沪深 300 表现,20.00%10.00%0.00%-10.00%-20.00%-30.00%-40.00%,信达新能源,沪深300,目  录,一、我国多晶硅产业砥砺前行，持续推进进口替代.2二、国内多晶硅产能投放加速，全球供需仍处紧平衡.42.1  全球多晶硅供应集中度较高，国内产能投放加速.42.2  光伏级多晶硅需求持续增长，全球供需相对偏紧.5三、改良西门子法是主流，成本与品质成为企业竞争的关键.63.1  改良西门子法仍将是多晶硅生产主流工艺.63.2  多晶硅生产成本与品质为王，后发产能有优势 .8四、国内多晶硅先进产能位于成本曲线左侧，无惧价格下降压力.104.1  多晶硅价格下降对生产企业业绩影响有限.12五、海外多晶硅龙头景气差异较大，欧美产能存替代可能.135.1 OCI：降本增效效果显著，扩大产能提升市场竞争力 .155.2  瓦克：多晶硅产能投产较早，成本优势不足.185.3 REC：流化床生产工艺代表，光伏级多晶硅竞争实力不足.21六、投资建议.23七、风险因素.23,表表表表表表表表,表  目  录1：截至 2017 年全球万吨级多晶硅生产企业产能情况 .42：全球万吨级多晶硅扩产计划.43：两种多晶硅生产工艺对比.84：多晶硅产品品质主要影响因素.95：我国对美国及韩国进口太阳能级多晶硅“双反”政策.156：我国对欧盟进口太阳能级多晶硅“双反”政策.157：OCI 多晶硅扩产过程.178：Wacker 产能分布.20,图  目  录,图图图图图图图图图图图图图图图图图图图,1：多晶硅示意图 .22：多晶硅产业链 .23：我国多晶硅发展阶段及全球多晶硅价格&产能增速变化.34：2001-2012 年间全球光伏新增装机及同比变化情况.35：我国历年多晶硅产量及同比变化.36：我国历年多晶硅表观消费量及进口量占比 .37：单片硅片用多晶硅数量变化情况（克/片） .58：BNEF 对未来三年全球光伏新增装机预测（GW） .59：未来多晶硅需求量测算（万吨）.610：多晶硅改良西门子法生产工艺示意图.711：第三代改良西门子法生产工艺流程 .712：多晶硅硅烷流化床法制备工艺流程.713：多晶硅生产技术市场占比变化趋势.814：通威股份 2017 年多晶硅产品生产成本构成.915：OCI 单位产能 CAPEX 变化情况（美元/Kg） .916：多晶硅生产成本曲线. 1017：国内主要多晶硅企业当前产能与扩产产能对比（单位：万吨） . 1118：国内主要多晶硅企业多晶硅业务营收变化（单位：亿元） . 1119：国内主要多晶硅企业毛利率对比（单位：%）. 12,图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图,20：国内主要多晶硅企业现金成本对比（元/Kg）. 1221：国内主要多晶硅企业折旧对比（元/Kg）. 1222：国内主要多晶硅企业生产成本对比（元/Kg）. 1223：一级料多晶硅出厂价(含税，元/Kg). 1324：我国历年多晶硅产量与其他地区多晶硅产量占比变化. 1425：我国历年多晶硅产量及进口量同比变化. 1426：我国多晶硅进口国及地区占比 . 1427：我国主要多晶硅进口国及地区进口单价变化（CIF，美元/Kg）. 1428：OCI 整体营收变化. 1629：OCI 分板块营收占比 . 1630：OCI 多晶硅产能变化（单位：吨）. 1731：OCI 基础化工板块销售收入及同比变化. 1732：多晶硅在 OCI 基础化工板块占绝对比重. 1733：OCI 基础化工业务 EBITDA 及 EBITDA 率变化情况 . 1834：OCI 基础化工业务 EBIT 及 EBIT 率变化情况. 1835：OCI 规划降本路线. 1836：OCI 单位产能 CAPEX 变化情况（美元/Kg） . 1837：Wacker 历年营收及同比变化. 1938：Wacker 分板块营收占比. 1939：Wacker 多晶硅产能变化. 2040：Wacker 多晶硅业务销售收入及同比变化. 2041：Wacker 多晶硅业务 EBITDA 及 EBITDA 率变化情况. 2042：Wacker 多晶硅业务 EBIT 及 EBIT 率变化情况. 21,图图图图图图,43：REC 营收结构. 2244：REC 多晶硅分品种产量变化（吨）. 2245：REC 历年营收及同比变化. 2246：REC 历年 EBIT 及 EBITDA 变化. 2247：REC 多晶硅现金成本变化情况. 2348：REC 分季度多晶硅成本结构(美元/Kg). 23,一、我国多晶硅产业砥砺前行，持续推进进口替代硅材料可分为无机硅和有机硅，无机硅主要为单质硅，此外还有部分无机硅化学物；有机硅均为化合物。单质硅包括多晶硅、单晶硅和非晶硅三类。单晶硅和多晶硅的原料均来自高纯硅原生料，初始原料为石英砂(SiO2)，通过与焦炭在高温电炉里进行炭热还原反应，形成纯度在  99%左右的金属硅，再经西门子法或硅烷流化床等工艺技术提纯为高纯多晶硅原料。多晶硅经区熔或直拉工艺可生产单晶硅。多晶硅原料下游主要用于半导体和光伏产业，半导体产业对多晶硅产品质量要求更高，纯度往往要求在 99.9999999%以上（9N-11N），光伏级多晶硅纯度要求略低于半导体级，但也要达到 6N-9N。光伏领域中，铸造多晶硅和直拉单晶硅的应用最为广泛，市占率在 90%以上。,图  1：多晶硅示意图,图  2：多晶硅产业链,从发展历程来看，我们把我国多晶硅发展分为五个阶段。第一阶段是 2006 年之前，我国多晶硅严重依赖进口，2005 年我国多晶硅产量仅为 100 吨。第二阶段是 2006-2010 年，2005 年 10 月，洛阳中硅建成我国第一条多晶硅产业化示范线，多晶硅产业开始进入快速成长期，2007 年产量突破 1000 吨，2010 年突破 5 万吨。而这期间，全球多晶硅价格经历剧烈变化，2005-2006 年，由于全球太阳能装机迅速提升，多晶硅产能不足，多晶硅价格迅速提升，之后全球产能陆续投放，供给恢复，叠加金融危机对需求侧影响，多晶硅价格又急速下滑。第三阶段是 2010-2012 年，欧债危机导致全球光伏装机大幅下滑，多晶硅供给过剩，国外产能向我国低价倾销，国内企业竞争力不足，业绩大幅下滑。,第四阶段为 2012-2014 年，我国启动对欧美韩进口多晶硅的“双反”调查，并裁定存在倾销，国内多晶硅产业发展受到保护。第五阶段为 2015 年至今，我国光伏装机持续扩大，需求增长，多晶硅企业竞争力增强，我国多晶硅产量稳居全球第一。,图  3：我国多晶硅发展阶段及全球多晶硅价格&产能增速变化,80%60%40%20%0%,100%,350300250200150100500,400,2001,2003        2005        2007        2009,2011,2013        2015        2017,多晶硅价格（美元/Kg）,多晶硅产能增速（右轴）,图  4：2001-2012 年间全球光伏新增装机及同比变化情况,100%50%0%,150%,3020100,40,新增装机（MW）,同比增速,2017 年，我国多晶硅产量为 24.20 万吨，全球产量为 44.2 万吨，我国产量占比达到 55%。从表观消费量看，2017 年我国多晶硅进口量为 14.10 万吨，出口量为 0.72 万吨，对应表观消费量为 37.58 万吨。目前我国多晶硅进口量占表观消费量的比重在 37%左右，近年来呈小幅下降趋势。,图  5：我国历年多晶硅产量及同比变化,100%50%0%-50%,400%350%300%250%200%150%,1050,30252015,2006   2007   2008   2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015   2016   2017产量（万吨）                                                 同比变化,图  6：我国历年多晶硅表观消费量及进口量占比,60%50%40%30%,100,403020,2014,2010     2011     2012     2013表观消费量（万吨）,20%10%0%2015     2016     2017进口量占表观消费量比重,进口依赖,快速发展,低价冲击,双反,持续发展,二、国内多晶硅产能投放加速，全球供需仍处紧平衡2.1  全球多晶硅供应集中度较高，国内产能投放加速据我们统计，截至 2017 年底，全球多晶硅生产企业中，产能达到万吨级以上的不足 20 家企业，其中瓦克、江苏中能和 OCI分别拥有 8.0、7.4 和 6.58 万吨，位于行业前三位，行业前 10 企业合计拥有产能 38.48 万吨，市场集中度较高。至 2017 年底，我国在产多晶硅企业有 22 家，同比增加 5 家，有效产能共计 27.6 万吨/年，同比增长 6.6 万吨/年。表  1：截至 2017 年全球万吨级多晶硅生产企业产能情况,公司名称WackerOCI新特能源新疆大全洛阳中硅,产能（吨/年）8000065800360002000018000,公司名称江苏中能Hemlock通威永祥REC亚洲硅业,产能（吨/年）7400036000200002000015000,TOP 10 合计,38.48 万吨/年,HankookHanwha内蒙古盾安,140001300010000,东方希望Tokuyama赛特 LDK江苏康博,15000138001000010000,从扩产情况看，未来多晶硅扩产产能集中于国内，几大龙头企业均有万吨级扩产计划，而国外龙头仅 OCI 马来西亚工厂有 1.32万吨扩产计划。从地域分布来看，国内产能集中于西北、西南等电价较低地区，进一步降低生产成本。表  2：全球万吨级多晶硅扩产计划,项目投资（亿元）40.6556.824040,企业名称新特能源保利协鑫大全新能源通威股份OCI,扩产产能（万吨/年）3.62（一期）2（二期）2（徐州搬迁）1.22.5（一期）2.5（一期）0.32,扩产地新疆新疆新疆新疆新疆四川乐山内蒙古包头马来西亚,投产日期2019H12018Q32018 年底2020 年底2019 年中2018 下半年2018 下半年2018 Q3,1,马来西亚,2019 Q1,东方希望赛维 LDK,1.51,新疆江西,2018 下半年2019 下半年,2.2  光伏级多晶硅需求持续增长，全球供需相对偏紧我们根据国际光伏技术路线图（ITRPV）中对单片硅片耗硅量变化的预计，结合对未来光伏转换效率的预计，得出了多晶硅需求量与光伏装机量之间的换算关系。根据 BNEF 预计，2018-2020 年，一般情形下全球光伏装机为 103、131 和 156GW，乐观情形下为 113、147 和 175GW。我们根据以上数据对未来全球光伏级多晶硅需求量进行简单测算。,图  7：单片硅片用多晶硅数量变化情况（克/片）,图  8：BNEF 对未来三年全球光伏新增装机预测（GW）200150100500,2018E,2019E,2017A一般情形,悲观情形,2020E乐观情形,结果表明，未来全球光伏级多晶硅将保持持续增长态势。一般情形下，2018-2020 年全球光伏级多晶硅需求分别为 40.1、48.1和 54.5 万吨；乐观情形下分别为 44.2、53.7 和 61.1 万吨。而目前全球万吨级多晶硅生产企业产能合计约 47 万吨，考虑到高成本产能竞争力下降以及电子级多晶硅产能占一定比例，我们认为目前全球光伏级多晶硅供需相对偏紧。,图  9：未来多晶硅需求量测算（万吨）806040200,2018一般情形,2019悲观情形,2020乐观情形,三、改良西门子法是主流，成本与品质成为企业竞争的关键3.1  改良西门子法仍将是多晶硅生产主流工艺1955  年，德国西门子公司成功开发出三氯硅烷在氢气氛围下，在炙热的硅芯/硅棒表面上沉积硅的工艺技术，并于 1957 年开始工业化生产，即“西门子法”多晶硅生产工艺。但西门子法多晶硅转化率低，四氯化硅等副产品污染严重，因而增加了尾气回收和四氯化硅氢化工艺的改良西门子法得以提出。改良西门子法实现了多晶硅生产过程的闭路循环。生产工艺流程为：氯气和氢气合成氯化氢（或外购氯化氢），工业硅粉与氯化氢在合成流化床中合成三氯氢硅气体（简称 TCS），将 TCS 与高纯氢气送入还原炉中，经化学气相沉积反应生产高纯多晶硅。改良西门子法的闭路循环体现在：将还原炉还原过程中产生的污染副产品四氯化硅（简称  STC）送到氢化反应环节将其转化为 TCS，进而实现循环利用。改良西门子法中，多晶硅还原炉是其最重要的核心设备。改良西门子法可通过采用大型还原炉，降低单位产品的能耗。,图  10：多晶硅改良西门子法生产工艺示意图,图  11：第三代改良西门子法生产工艺流程,多晶硅生产的另一种方法是硅烷流化床法，该工艺的核心是硅烷气体在流化床反应器中直接分解为颗粒状的多晶硅产品。具体即先通过系列反应制备硅烷（SiH4），之后通入流化床反应器中，反应器中有加热至一定温度的多晶硅晶种颗粒床层，硅烷在该床层中发生分解，在晶种颗粒表面沉积，颗粒硅长大到一定尺寸后，排出流化床形成颗粒状多晶硅产品。图  12：多晶硅硅烷流化床法制备工艺流程与改良西门子法相比，硅烷法热解时温度低，同时流化床反应器可增大反应面积、提高生产效率，所以还原电耗低于改良西门子法。另外，由于不需要更换硅芯、配臵碳电极，硅烷法可实现连续化生产。但是，硅烷法建设成本高，导致其在综合成本方面不占优势；另外，硅烷法对安全性要求高，且生产的多晶硅纯度较差。目前全球龙头中主要有挪威 REC 公司采用硅烷法。,表  3：两种多晶硅生产工艺对比,对比项目原材料产品纯度还原电耗现金成本综合成本生产方式代表企业,改良西门子法三氯氢硅、氢气可满足太阳能级和电子级高高低间歇式Wacker、Hemlock、OCI、通威永祥,流化床法硅烷、氢气多达到太阳能级要求低低高连续式REC,目前全球仍以改良西门子法生产为主，2017 年我国改良西门子法市占率在 95%以上，未来仍将是主流生产工艺，但同时流化床法生产工艺也不断受到重视，目前江苏中能已具备万吨级硅烷流化床产能，同时全球硅烷法龙头 REC 与陕西有色合资成立陕西天宏硅业从事颗粒多晶硅生产，目前正在积极推进。图  13：多晶硅生产技术市场占比变化趋势100%80%60%40%20%0%,2016,2017,2018,2020,2022,2025,改良西门子法,流化床法,3.2  多晶硅生产成本与品质为王，后发产能有优势从上述多晶硅生产工艺可以看出，整个多晶硅生产流程相对封闭，决定了其生产成本主要受生产过程中的能源、原材料消耗以及初始建设投资影响。我们把多晶硅成本分现金成本和生产成本进行讨论，其中现金成本包括能源、原材料、人工、制造费用，现金成本加折旧为生产成本。从通威股份数据来看，多晶硅生产成本中占比最大的为能源，即电力成本，达到  43%；其次为原材料成本，如硅粉、氯气、电石等，占 27%；由于还原炉等设备初始投资较大，折旧成本在多晶硅生产成本中占 22%；,35,相比较而言，人工及制造费用等占比相对较小，分别为 6%和 2%，但国外产能人工成本占比也较高。上述特点决定了多晶硅生产具备一定后发优势。首先能源成本方面，新增产能普遍选择低电价区域，如国内新增产能选择燃煤电价较低的新疆、内蒙古及水电丰富的西南地区新建产能，韩国 OCI 选择在马来西亚实施扩产项目；折旧方面，从 OCI 单位产能资本支出可看出，其 2010 年前、2010 年左右及 2015 年后投产的多晶硅产能单位资本支出呈明显阶梯分布，新产能折旧成本大幅下降；单耗方面，通过还原炉大型化提升单炉产量、优化多晶硅生产工艺、提升副产物综合利用能力等手段有效降低原材料消耗及能耗，降低原材料成本。,人工工资6%,原材料27%折旧22%,图  14：通威股份 2017 年多晶硅产品生产成本构成制造费用及其,他2%能源43%,84,11,8,1301109070503010(10),图  15：OCI 单位产能 CAPEX 变化情况（美元/Kg）150,而在品质方面，随着单晶市占率快速提升以及 N 型电池发展，下游市场对多晶硅品质要求越来越高。从技术上来看，多晶硅产品质量受原料、设备洁净度和工艺方法等多种因素影响。原料方面，由于目前多晶硅生产主要采用氢气还原三氯氢硅的改良西门子法生产，因而三氯氢硅和氢气的纯度和质量直接影响多晶硅质量。生产设备中的油污、氧化物或粉尘的掺入也将严重影响多晶硅的晶型，生产工艺中反应物的配比、温度的控制也将对产品品质产生较大影响。表  4：多晶硅产品品质主要影响因素,影响因素,影响方式,原料对产品质量的影响三氯氢硅和氢气是改良西门子法生产多晶硅的主要原料工业用的三氯氢硅含有多种杂质，生产中需精馏提纯保证纯度，精馏塔的稳定运行是关键因素国内常用干法回收氢而非电解制氢生产氢气，该工艺流程复杂且更容易掺入杂质设备洁净度对产品质量的影响,2010 年之前8576,2010-201140,2015-201913         10,油污、氧化物或粉尘的掺入将严重影响多晶硅的晶型,清洗时用的水或其他溶液在设备表面残留的各类杂质，也会影响多晶硅的晶体生长,如果设备本身存在材质缺陷，或生产过程中运行维护不当引起设备渗漏，也会引入大量的杂质造成二次污染,工艺方法对产品质量的影响,化学当量比影响  。三氯氢硅和氢气的配比不当时会引发副反应，造成副产物掺杂,反应炉温度影响。还原炉温度应稳定在 1100左右，过低时会形成带有气泡和杂质的温度夹层影响晶体生产，过高时会同时发生副反应和逆反应。,四、国内多晶硅先进产能位于成本曲线左侧，无惧价格下降压力,从全球多晶硅生产企业的生产成本来看，我国龙头企业成本优势明显。通威永祥、新特能源、新疆大全等可享受较低的电价水平；拥有较为领先的工艺及设备保证了较低能耗和原料消耗；产能投放相对海外龙头较晚，折旧成本较低，处于多晶硅生产成本曲线左侧，领先于全球龙头 Wacker、OCI、Hemlock 等企业。而从后续投产产能看，随着国产设备渗透率进一步提升，折旧成本下降；工艺优化物耗下降以及电价优势，成本仍有下降空间。,图  16：多晶硅生产成本曲线,保利协鑫（江苏中能）、特变电工（新特能源）、通威股份（四川永祥）和大全新能源是我国四大多晶硅生产企业，截至 2017年其合计产能为 15 万吨，合计市占率达 54%，且四家在未来 1-2 年内均有万吨级扩产计划，合计新增产能约 13 万吨，基本与 2017 年我国多晶硅进口数量相当。从四家企业营收规模来看，江苏中能由于股东保利协鑫同时从事硅片业务，对外销售多晶硅数量较少，营收规模较小，新特能源由于多晶硅产能较大，营收规模较大，2017 年营收为 35 亿元，通威永祥和大全新能源 2017 年多晶硅营收分别为 18 和20 亿元。,