带您感受高景气的晶硅产业
主要观点：
多晶硅，即由不同晶面的晶粒组成单质硅，其本质是对工业硅进行的高精度提纯。整个生产工艺可分为转化及还原为两个阶段。市面上主流的生产工艺包含改良西门子法以及硅烷流化床法两类，两种方法在第一生产阶段大同小异，主要在还原阶段存在一定差异。目前应用最多的为改良西门子法，而降本空间更大、技术要求更高的流化床法是核心的研究方向。
多晶硅生产属于化工生产，整个生产流程对于原料和能耗要求均比较高，其中原料以冶金级金属硅为主，成本占比近40%左右，综合电力成本包括生产和还原两部分共占36%。多晶硅生产技术路线复杂，需严格控制杂质含量，对设备运行以及安全保障有较高要求，综合成本中折旧和处理费用也是其重要构成。
多晶硅产业集合了高载能、高技术、资金密集、行业壁垒高等特点，与新能源和新型信息电子产业紧密相关，主要包含光伏以及半导体两大应用分支。目前市面上硅料的主要流向以晶硅光伏板块为主，应用占比高达94%，半导体成为重要补充。
全球多晶硅产业规模不断扩大，产量持续创新高，重心向国内靠拢。国内龙头企业在生产技术方面取得突破，产品质量大幅提升，国内原材料、电力及人工成本的优势逐渐凸显，海外龙头企业产能受到大幅挤压，新增产能持续向龙头聚集。2010-2021年期间，国内多晶硅产能迅速扩张5倍左右，产能年均增幅达17.9%；产量增长10倍，年均增幅24.6%。2022年国内多晶硅产能有望达到114万吨，占比有望提升至87.9%；产量有望达到81万吨，占比提升至85.3%。
过去十年间国内多晶硅消费年均增幅达18.9%，占比从53.5%提升至93.9%；进口依赖度逐年下降，比重从52.2%逐步下滑至18.6%。预计2022年我国新增光伏装机量约80GW，占全球总装机量的32%；组件出口量达150GW，占国内产量的60%。国内多晶硅消费水平有望达到91.8万吨，占比提升至95.8%；进口量有望减至10万吨，占比回落至10.9%。
政策端大力支持，光伏项目顺利推进，产业延续强劲姿态，新增装机屡创新高。国内上游硅料、硅片、电池片及组件由终端驱动，形成自下而上的良性传导，并在各个环节上不断实现技术革新，在多领域里成为主导全球市场走向的核心角色。随着未来新能源普及范围扩张，国内多晶硅产能规模进一步扩大，整个产业链将以垂直姿态共同迈向蓬勃发展之路。
工业硅是光伏、半导体等新兴产业链的源头，与当下全球倡导的碳减排和新能源概念紧密相关，同时作为广期所即将推出上市的焦点品种，未来也将置于市场交易和企业套保的焦点位置上。光期研究将通过“聚焦硅宝”系列报告带您全面观察工业硅的基础特征属性、成本结构、上下游产业链以及广期所即将上市的工业硅期货设计的整体概况。
系列第六期带领诸位了解当前工业硅下游景气度最高的晶硅产业概况和格局。
一、多晶硅的产业概况
（1） 多晶硅生产工艺
多晶硅，即由不同晶面的晶粒组成单质硅，其本质是对工业硅进行的高精度提纯。整个生产工艺可分为转化及还原为两个阶段。第一阶段先将原料工业硅（Si≥98.5%）破碎研磨成硅粉，通入氯气与氢气合成的氯化氢气体反应生产三氯氢硅，第二阶段将三氯氢硅经还原得到高纯度晶体硅（最低纯度要求：Si≥99.9999%），后经融化冷却铸锭制得。
市面上主流的多晶硅生产工艺包含改良西门子法以及硅烷流化床法两类，在第一生产阶段两者大同小异，主要在还原阶段存在一定差异。改良西门子法将三氯氢硅进行分离精馏提纯，通过还原炉内高热硅棒进行热还原反应，进而在硅棒表面形成高纯度棒状硅。流化床法则是通过将三氯氢硅歧化后制备硅烷，在硫化床中还原得到颗粒状的高纯硅，因此又称颗粒硅法。目前应用最多的为改良西门子法（占比95%），而降本空间更大、技术要求更高的流化床法是核心的研究方向。
（2）多晶硅成本结构
多晶硅生产属于化工生产，整个生产流程对于原料和能耗要求均比较高。其中原料以冶金级金属硅为主，成本占比近40%左右，综合电力成本包括生产和还原两部分共占36%。多晶硅生产技术路线复杂，需严格控制杂质含量，对设备运行以及安全保障有较高要求，综合成本中折旧和处理费用也是其重要构成。
目前硅料价格在30.1-30.6万元/吨高企盘整，行业利润空间充裕，基本维持在20-25万/吨。
二、多晶硅产业格局
多晶硅产业集合了高载能、高技术、资金密集、行业壁垒高等特点，与新能源和新型信息电子产业紧密相关，主要包含光伏以及半导体两大应用分支。目前市面上硅料的主要流向以晶硅光伏板块为主，应用占比高达94%。
从制备思路上来看整体相似度较高，先将多晶硅料磨圆、通过拉晶抛光得到电学特性更为统一和稳定的单晶硅棒，通过酸洗去除表面杂质，再由切割机切片得到单晶硅片，即为光伏电池片和半导体芯片原材料。差异性表现在对于硅料纯度的要求，其中光伏电池片所需的太阳能级多晶硅原料规格稍低（6~9N），而高温去除氧后的电子级多晶硅主要用于生产半导体芯片，实现更为精细化的记忆与运算，因此对多晶硅纯度要求更为严苛（9~12N）。
（1）多晶硅供应——产业向国内靠拢，规模不断扩大
全球多晶硅产业规模不断扩大，产量持续创新高，重心向国内靠拢。国内龙头企业在生产技术方面取得突破，产品质量大幅提升，国内原材料、电力及人工成本的优势逐渐凸显，海外龙头企业产能受到大幅挤压，新增产能持续向龙头聚集。
据有色金属工业协会硅业分会统计，2010-2021年期间，国内多晶硅产能迅速扩张5倍之多，产能年均增幅达17.9%，占比从29.8%提升至77.3%；产量增长10倍，年均增幅24.6%，占比从25.6%升至77.7%。其中国内前六家龙头企业产能占比从2010年的78.8%提升2021年的88.8%，产量占比从88.9%提升至90.8%。
随着未来龙头企业新增投产计划稳步推进，2022年国内多晶硅产能有望达到114万吨，占比有望提升至87.9%；产量有望达到81万吨，占比有望提升至85.3%；前六家多晶硅龙头企业产能有望达到101万吨，占国内总产能的比重提升至88.6%左右；产量有望达到73万吨，占国内总产量的比重提升至90.1%。
（1）多晶硅需求——自下而上的良性驱动
据有色金属工业协会硅业分会统计，2010-2021年期间，国内硅片产能年均增幅达34.5%，占比从59.3%提升至98.8%；产量年均增幅30.9%，占比从2010年的47.8%提升2021年的99.1%；光伏市场增势乐观，内需旺盛下国内新增装机占比由从2010年的3%涨至2021年的32.3%，组件产量不断增长，出口占比从2010年的96.2%跌至2021年的53.3%。
过去十年间国内多晶硅消费年均增幅达18.9%，占比从53.5%提升至93.9%；进口依赖度逐年下降，比重从52.2%逐步下滑至18.6%。预计2022年我国新增光伏装机量约80GW，占全球总装机量的32%；组件出口量达150GW，占国内产量的60%。国内多晶硅消费水平有望达到91.8万吨，占比提升至95.8%；进口量有望减至10万吨，占比回落至10.9%。
政策端大力支持，光伏项目顺利推进，产业延续强劲姿态，新增装机屡创新高。国内上游硅料、硅片、电池片及组件由终端驱动，形成自下而上的良性传导，并在各个环节上不断实现技术革新，在多领域里成为主导全球市场走向的核心角色。随着未来新能源普及范围扩张，国内多晶硅产能规模进一步扩大，整个产业链将以垂直姿态共同迈向蓬勃发展之路。
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