光伏行业篇章（二）：产业链的源头，短期供给过剩

产业链的源头，短期供给过剩行业篇章（二） 2024.1 版权所有©2024深圳市亿渡数据科技有限公司。本文件提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系亿渡数据独有的高度机密性文件（在报告中另行标明�处者除外）。未经亿渡数据事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、�版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，亿渡数据公司保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。 目录 1、行业规模4-5 2、驱动因素6 3、行业趋势7-8 4、产业链9-12 5、行业格局13 6、行业壁垒14 引言 下游对上游传导性强，长期硅料仍是主逻辑 1,600 1,400 1,200 1,000 800 600 400 200 0 价格走势 硅料即多晶硅，近年来全球能源革命推进，光伏行业整条产业链推进，硅料行业规模呈现日趋增长态势。2022年全球多晶硅产量突破100万吨，同比增长56%，近五年复合增长率约为18%。 在2021年国内多晶硅紧缺的背景下，多晶硅利润率达到70%以上，促使国内企业纷纷加速投产。到2023年各企业产能陆续释放，短期内市场硅料增长过快，行业进入产能过剩阶段。 多晶硅是光伏产业链最上游环节，具备高技术、资 2022-02-072022-07-072022-12-072023-05-07 硅能源沪深300光伏概念 数据来源：同花顺iFinD，亿渡数据整理 www.iiduo.cn 金密集、扩产周期长等特性，硅料扩建周期约为18个月，高于中下游环节硅片/电池片/组件的12/9/6个月，较光伏装机需求存在错配。 碳中和进程加速，硅料刚性需求不改；各国政府努力实现对传统能源的替代，2022年全球光伏新增装机容量占比可再生能源发电新增装机容量的66%。硅料作为光伏产业的最上游，需求传导是最快的。 光伏装机情绪高涨，硅料增长率不断突破；全球光伏新增规模保持高增速，2022年全球光伏新增装机 240GW，同比增长37%，而2022年全球光伏硅料产量突破100万吨，同比+56%，为历年来增长率新高。 全球多晶硅产能及产量情况 93.89% 300 100% 250 80% 73.26% 55.92% 260.0 200 60% 10.25% 2.04% 19.60% 13.90% 12.88% 2.56% -9.93% 27.30% 23.22% 41.26% 150 40% 100.1134.1 141.4 100 20% 44.659.8 64.277.4 50 0% 44.1 50.0 50.867.5 52.1 60.8 0-20% 2017年 2018年 2019年 2020年 全球多晶硅产能（万吨/年） 2021年 2022年 产能增速 2023年E 全球多晶硅产量（万吨） 产量增速 1.13% 数据来源：中国光伏协会、公开信息，亿渡数据整理 www.iiduo.cn 国内产量规模领先，步入产能爆发期；2022年，我国多晶硅产量82.7万吨，同比增长63.76%，占比全球产量的82.6%，新增产能54.3万吨，占比全球新增产能的95%以上，包括复产、扩产和新建项目大部分在中国。 进口显著回落，出口需求上升；目前我国多晶硅几乎用于国内生产硅片，很少外售海外，进口的多晶硅多为半导体级。2022年，我国多晶硅进口量约为8.7万吨，同比下降20.9%，而出口量同比增加8.65%，随着国内多晶硅产能的扩张，对多晶硅进口的需求进一步下降，出口需求将变大。 中国多晶硅产能及产量情况 250 120% 87.16% 100% 200 80% 150 31.40% 50 24.227.6 16.50% 34.245.2 39.2 36.32% 28.83% 50.562.3 60% 100 40.57% 1.11% 45.7 82.7 116.6 124 40% 20% 25.9 38.80 00% 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 中国多晶硅产量（万吨） 中国多晶硅产能（万吨/年） 产量增速 2022年 产能增速 2023年E 7.02% 63.76% 4% 49.9 230 97.26% 24.74% 32.05% 14.62% 数据来源：中国光伏协会、公开信息，亿渡数据整理 www.iiduo.cn 上游：工业硅行情进入持续性的下行通道已久，工业硅价格围绕行业平均成本线附近运行，伴随多晶 硅产能过剩影响，工业硅将较长时间保持低位，上游的工业硅价格稳定是硅料的驱动因素之一。 中国金属硅价格走势 中国硅片规模情况 535.5 57.55% 600 70% 80,000 60% 500 60,000 40,000 25.68%19.91% 40.40% 226.6 357 50% 50.00% 400 40% 300 22.26% 200 107.1 100 30% 161.4 20,000 134.6 20% 10% 0 2020-06-162021-02-232021-11-022022-07-122023-03-21 现货价:金属硅（元/吨） 0 0% 2018年2019年2020年2021年2022年2023年E 硅片产量（GW）增速 下游：硅片大规模扩产带动硅料需求增长，随着单晶硅片加速完成对多晶硅片的替代，硅片的毛利率快速提升，吸引了各大硅片新老厂商大幅扩张产能规模，预计2023年国内硅片产量达535.5GW，同比增长50%，硅片产能的大规模投产进一步加大了对硅料的采购需求。 数据来源：CPIA、同花顺iFinD，亿渡数据整理 www.iiduo.cn 行业进入去库存周期；2021年行业供求关系紧张加剧，多晶硅价格高位运行，导致企业纷纷投资扩产。到2023年，受产业内周期性库存消耗叠加新增产能陆续释放的影响，供给量大幅增加，多晶硅价格的快速回落。以龙头举例，在2022年底企业库存量大幅增长，到2023年进入去库存阶段。 供给侧硅料产能过剩；CPIA预测2023年全球光伏新增装机规模280GW-330GW，而1GW光伏装机量消耗多晶硅料0.25-0.3万吨（紫金天风期货），保守预计2023年全年硅料产量在124万吨左右，对应413GW装机需求。加上硅片大尺寸、薄片化进一步降低单瓦硅耗，2023年硅料已进入过剩周期，后续将保持较低价格。 通威股份 2020年 2021年 2022年 产量（万吨） 8.6 10.9 26.69 库存量（万吨） 0.05 0.2 1.17 产能利用率 107% 130% 122% 多晶硅出厂成交价 400 300 200 100 0 2021-02-012021-07-142021-12-232022-06-072022-11-162023-04-26 复投料(元/千克)致密料(元/千克)菜花料(元/千克) 数据来源：CPIA、同花顺、企业公告，亿渡数据整理 www.iiduo.cn N型电池技术变革加持下，N型硅料替代优势明显；据中国光伏协会统计数据显示，预计2023年N型单晶硅片市占率由2022年的10%上升至30%，预计2023年TOPCon和异质结电池的市场占比或将由2022年的8.9%提升至21.1%，技术切换带来的硅料需求结构性变动，N型硅料需求占比提升。 硅烷流化床法市占率逐渐提高，前景光明；全球2021年到2022年颗粒硅市占率由4.1%提升到7.5%，硅烷流化床法在成本方面更加具有优势，随着2022年硅烷法颗粒硅产能和产量的增加，市场占比会进一步提升。 质量标准 外观质量 工艺流程 初始投资额 价格(TrendForce2023年底数据) N型硅料 电子二级以上 致密料 N型、P型差别不大 N型材料更高端，后端洁净环境更好，初始投资额更大 60左右 P型硅料 电子三级及太阳级 致密料、菜花料、珊瑚料 65左右 硅石（石英岩、石英砂岩、石英砂等） 还原剂（精煤、石油焦、木炭、木片等） 电极（石墨、碳素电极） 电炉熔炼 工业硅 富氧精炼+铸锭+破碎 上游为工业硅，别名金属硅、结晶硅，硅含量一般在98%以上。生产1吨工业硅需消耗2.7-3吨硅石、2-2.5吨左右的还原剂以及0.08-0.13吨电极，原料成本合计占比在40%左右（硅石7%、还原剂32%），电力成本占比约35%。 随着环保监察力度加大、下游需求放缓等背景下，工业硅产业由高速成长期逐步过度到平稳运行，工业硅产能由无序扩张转为有序增长，加上工业硅期货上市，进一步保障了工业硅产业稳定性。 工业硅为硅能源重要源头，工业硅的下游包括硅铝合金、有机硅、多晶硅，2022年我国多晶硅消耗工业硅达到100.4万 吨，超越有机硅成为工业硅的第一消费领域，占比39%，同比+9%；2022年有机硅消耗工业硅92.4万吨，占比36%，同比下降2%。 工业硅 块状硅 颗粒硅 多晶硅 棒状硅 2022年我国多晶硅92.5%由改良西门子法生产，产品为棒状硅，加工后分为致密料（价格最高）、菜花料、珊瑚料。大部分光伏企业用致密料掺杂不低于30%的菜花料来生产单晶硅，以此来节约原料成本； 硅烷流化床技术相对于改良西门子法投资成本和运营成本大幅下降，更具有成本优势；目前仅协鑫科技（23年H1颗粒硅产品占比74%）、中来股份、陕西天宏（国企）等部分企业掌握成熟技术实现量产。 多晶硅按纯度主要分为：太阳能级多晶硅（全球消费占比96%）纯度在99.9999%～99.9999999%（6N-9N）之 间，主要应用光伏晶硅电池；电子级多晶硅纯度在99.9999999%以上（9N以上），主要应用于半导体硅片。 工艺 万吨单位投资 运营成本 转换率 纯度 投资费用（亿） 占地（亩） 人力 （人） 水消耗 （t/t） 氢消耗 （Nm/t） 电消耗 （kwh/kg） 改良西门子法 10.5 200 160 130 350 63 15% 太阳能级、电子级 硅烷流化床法 6.9 60 65 66 150 13.8 90% 太阳能级 降幅 34% 60% 60% 49% 57% 78% -75% 优势： ①改良西门子法工艺规模化生产，安全性高，品质稳定纯度高。 ②硅烷流化床法生产成本低，工艺步骤 简洁，转换效率高，自动化程度高。劣势： ①改良西门子法能耗高，副产物多，需要人工破碎。 ②硅烷流化床法产品易吸附杂质、硅粉 较多、硅片拉晶时出现跳料问题。 改良西门子法 硅烷流化 床法 光伏硅片根据原料和工艺的不同可分为单晶硅片和多晶硅片。单晶硅棒主要使用直拉法生产，多晶硅锭主要使用铸锭法生产。硅料占硅片成本比重约86%，2022年单晶硅片（P型+N型）市场占比约97.5%，已成为当前行业主流。 2022年硅片行业规模继续保持快速增长趋势，2022年全国硅片产量约为357GW，同比增长57.5%。2022年 底中国硅片产能约为650.3GW，占全球的97.9%，在全球硅片领域占据绝对主导地位。占据绝对领先地位。 多晶硅国内外产量情况 国内占比82.62%，主导全球市场；2021年全球多晶硅产能前八 120% 100% 80%51.50%45.12%41.93%32.68% 24.76%21.34%17.38% 名企业中全是中国企业，国外有德国Wacker、马来OCI、美国 Wacker等。近年来中国多晶硅产量占全球比列逐年上升，至2022 60% 40% 20% 48.5 0%54.88%58.07% 67.32%75.24%78.66%82.62% 年达到82.62%。 行业CR5为87.1%，产业高度集中；2022年国内硅料行业CR5为 0% 2016年2017年2018年2019年2020年2021年2022年 国内产量占比国外产量占比 2023年头部企业多晶硅产能预测（万吨） 12 454240 40 26 3530.530 11 30 87.1%，随