深度剖析：伴隨光伏行業發展的“矽產業鏈”全貌

作者：admin2018-02-25 11:37 熱度：38762

自矽晶體(ti) 的半導體(ti) 特性被發現和運用之後，幾乎改變了人類的思維方式，一是光伏的發明將太陽光輻射能直接轉換為(wei) 電能，二是製成各種集成電路。前者拓展了清潔能源的邊界，而後者的發明更是為(wei) 現代信息奠定基礎。

近年來，由於(yu) 受分布式光伏發展強勁帶動，國內(nei) 矽晶體(ti) 需求旺盛。我國多晶矽產(chan) 能快速提升，2017年底產(chan) 能接近35萬(wan) 噸；自2014年開始，我國產(chan) 能利用率極高，接近滿產(chan) ；2016年全球多晶矽料產(chan) 量為(wei) 37萬(wan) 噸，我國的產(chan) 量占全球的52.43%為(wei) 19.5萬(wan) 噸，但仍進口14了萬(wan) 噸。矽片產(chan) 量63GW，占全球總產(chan) 量的91.30%；太陽能電池產(chan) 量49GW，占全球總產(chan) 量69GW 的71.01%；電池組件產(chan) 量達到53GW，占全球總產(chan) 量72GW 的73.61%。

引言：在上海自然博物館入口的一麵牆上有這麽(me) 一句話：“如果宇宙是答案，那麽(me) 什麽(me) 是問題？”不同世紀的岩層、多樣的生物以及人類走出非洲後的全球遷徙，原來我們(men) 花了100萬(wan) 年才進入青銅時代，而現代科技的發展卻是加速度的幾何倍增長，我們(men) 就這樣從(cong) 碳基時代悄無聲息的切換到了矽基時代。碳，驅動世界萬(wan) 物生長，驅動機械的運動；矽，驅動著能源與(yu) 計算，驅動高階進化。如果有一天，矽基文明將能源和計算合為(wei) 一體(ti) ，如果人類將被取代，那麽(me) ，是否現在就該問問“什麽(me) 是答案“。

1、矽產(chan) 業(ye) 鏈

人類走過石器時代、青銅時代、鐵器時代、蒸汽時代、電氣時代，在聚集和相互融合的過程中是一場曠日持久的信息積累與(yu) 交互，聚集能量塑造文明。而人類的文明應該以什麽(me) 來定義(yi) ？也許有人認為(wei) 是科技進步，或是科技進步後的經濟水平，從(cong) 物質的角度來看，我覺得或許可以是材料。如果以工業(ye) 革命來劃分，前兩(liang) 次是煤炭與(yu) 石油的應用，第三次人類社會(hui) 的變革便是計算機，相對應的便是“碳時代”與(yu) “矽時代”。

來源：撲克財經

無論是光伏還是半導體(ti) ，原料都離不開矽。地球上存在的矽是極為(wei) 常見的一種元素，廣泛存在於(yu) 岩石、砂礫、塵土之中，不過它極少以單質的形式在自然界出現，而是以複雜的矽酸鹽或二氧化矽的形式存在。矽在宇宙中的儲(chu) 量排在第八位，在地殼中它是第二豐(feng) 富的元素，構成地殼總質量的26.4%，僅(jin) 次於(yu) 第一位的氧（49.4%），因此矽元素的取得並不難。

工業(ye) 矽又稱金屬矽，是由矽石和碳質還原劑在礦熱爐內(nei) 冶煉成的產(chan) 品，是製作多晶矽的原料。我國的工業(ye) 矽在產(chan) 能與(yu) 產(chan) 量方麵都是全球第一，世界占比逾50%，且繼續呈上升趨勢。2016年我國的工業(ye) 矽產(chan) 能達到460萬(wan) 噸，產(chan) 能連續擴張，然而2016年產(chan) 量僅(jin) 為(wei) 210萬(wan) 噸，產(chan) 能利用率低。此外，我國的工業(ye) 矽生產(chan) 集中程度不高，前10家工業(ye) 矽企業(ye) 產(chan) 量隻占到全國產(chan) 量的34%左右。

來源：產(chan) 業(ye) 信息網

在工業(ye) 矽的下遊需求中，出口占到很重要的一部分，占比約30%，但由於(yu) 西方國家對我國實行反傾(qing) 銷，我國的工業(ye) 矽出口效益低；其次鋁合金、有機矽和多晶矽是我國工業(ye) 矽的主要下遊應用。2014年時我國工業(ye) 矽產(chan) 量和需求量基本保持平衡，不過自2015年以來出現了供大於(yu) 需的情形。

鋁合金和有機矽都是工業(ye) 矽的下遊應用，在這篇文章中我們(men) 主要闡述多晶矽這一分支。多晶矽的生產(chan) 工藝其實就是矽的提純工藝，多晶矽料可分為(wei) 電子級多晶矽料和光伏級多晶矽料，顧名思義(yi) 前者進而生產(chan) 集成電路而後者主要生產(chan) 光伏材料。兩(liang) 者的區別就在於(yu) 電子級和光伏級的純度不同，且兩(liang) 種矽料都有一二三級之分，第三級的純度高。通常來說光伏級多晶矽純度為(wei) 6-11N,電子級多晶矽為(wei) 9-12N，N可以簡單理解為(wei) 純度的表示。從(cong) 純度上來說，光伏級多晶矽料是低於(yu) 電子級的多晶矽料的，半導體(ti) 工業(ye) 用矽必須進行高度提純。半導體(ti) 多晶矽一直以來都是高新技術材料，製造難度高，我國技術很難達到，因此被歐美日所壟斷。而歐美又用幾十年的電子級多晶矽提純技術來發展太陽能級多晶矽，比我們(men) 具有先天的技術優(you) 勢。2016年全球的多晶矽產(chan) 量為(wei) 37萬(wan) 噸，中國占比52.7%為(wei) 19.5萬(wan) 噸，而國內(nei) 的矽片產(chan) 能占全球的70%，因此仍有40%左右的矽料需要通過進口來補充。

多晶矽料通過鑄錠形成多晶矽錠，或者通過拉晶形成單晶矽棒，然後切片製作成矽片。矽產(chan) 業(ye) 鏈比較複雜，可以簡單的理解為(wei) 多晶矽片和單晶矽片是平行關(guan) 係，不過單晶矽片的性能要遠優(you) 於(yu) 多晶矽片，兩(liang) 者的差異主要表現在物理性質方麵。例如，在力學性質、光學性質和熱學性質的各向異性方麵，遠不如單晶矽明顯；在電學性質方麵，多晶矽晶體(ti) 的導電性也遠不如單晶矽顯著；單晶矽片被稱為(wei) “世界上最純淨的物質”。

中國的多晶矽工業(ye) 起步於(yu) 20世紀50年代，60年代中期實現了產(chan) 業(ye) 化，到70年代，生產(chan) 廠家曾經發展到20多家。但由於(yu) 工藝技術落後，環境汙染嚴(yan) 重，消耗大，成本高等原因，絕大部分企業(ye) 虧(kui) 損而相繼停產(chan) 或轉產(chan) 。到目前為(wei) 止，國內(nei) 有多晶矽生產(chan) 條件的單位有洛陽中矽高科技有限公司、峨嵋半導體(ti) 材料廠（所）、四川新光矽業(ye) 科技有限責任公司、亞(ya) 洲矽業(ye) （青海）有限公司4家企業(ye) 。

2、光伏行業(ye) 裏的矽

2.1 全球光伏行業(ye) 的發展畫片

早在1990年德國就提出了“2000個(ge) 光伏屋頂計劃”，德國擁有世界上最成熟的光伏市場，2009年光伏裝機總量為(wei) 全球第一。全球光伏發展更上一個(ge) 台階則是在2000年，全球光伏安裝總量為(wei) 1000MW，標誌著太陽能時代的開始。

在國內(nei) ，2001年推出了“光明工程計劃”，2009年開展“金太陽”工程，2010年啟動了國內(nei) 太陽能發電市場。這一係列的進步是我國光伏行業(ye) 的第二次跳躍，主要是受到國際大環境的影響、政府項目的拉動，而第一次跳躍是在20世紀80年代以引進多條太陽能電池生產(chan) 線為(wei) 標誌。不過，在中央財政撥付了大量資金用於(yu) 節能降耗和推動可再生能源的發展的同時，光伏行業(ye) 出現了嚴(yan) 重的騙補問題。“金太陽”工程補貼給“項目投資者”一筆達到項目總投資50%的資金，而這50%的資金在項目投建前一般就會(hui) 預支其中的70%，剩餘(yu) 30%在完工後支付。這一優(you) 厚的待遇就造成了“項目投資者”實際建設的電站規模與(yu) 申報規模根本不符，或是在建設上以次充好，甚至不去考慮以後並網發電是否可行，一切所謂的光伏項目僅(jin) 僅(jin) 都是為(wei) 了套取補貼。

在2006年，歐洲國家就有3.2GW的光伏裝機容量，明顯高於(yu) 同期美國的0.4GW和日本的1.6GW。由於(yu) 歐洲的先發優(you) 勢，從(cong) 2008至2013年間，歐洲國家的光伏裝機總量的全球占比始終維持在60%左右，直至2012年歐洲的光伏行業(ye) 一直維持著高技術、高增長的態勢。2012年之後，全球的光伏市場格局改變，老牌光伏強國新裝機量出現低增長，但依然在累計裝機量上保持優(you) 勢。新興(xing) 光伏國家在2012年後開始蓄力，2016年我國的新增光伏裝機量達到了34.54GW，同比增長126.31%;美國也在2012年出現爆發增長，當年的新增裝機量同比為(wei) 135%，而後趨於(yu) 穩定，2106年為(wei) 同比增加80%。

2.2 我國為(wei) 什麽(me) 要發展光伏

我國光伏行業(ye) 出現了“騙補”的惡劣行為(wei) ，但是國家依然對光伏行業(ye) 進行扶持，光伏裝機也在近兩(liang) 年大幅增長，我國為(wei) 何要提倡光伏發展，尤其是分布式光伏？

首先，為(wei) 了順應能源結構的改變。發展清潔能源是保護環節的必要手段，我國正在由以煤炭為(wei) 主的能源結構向多種能源並存的結構轉變，其中清潔能源比例逐漸提升。除此之外，能源結構多元化有利於(yu) 國家能源安全。

其次，分布式電源並網有利於(yu) 電網的進一步完善。分布式電源主要是接入配電網，而分布式電源的並網，一定會(hui) 要求配電網做出一定的改變，以保證將電能可以經濟安全地供給負荷工作，從(cong) 而對配電網進行升級改造，這無疑對整個(ge) 電網係統堅強可靠性的提高有著很重要的助推作用。

最後，推動儲(chu) 能模式的改變。電網是隻有輸電功能而沒有儲(chu) 電功能的，多餘(yu) 的發電量沒有足量使用的話就會(hui) 出現“棄電”。而分布式的家庭光伏會(hui) 是儲(chu) 能發展的良好模式，在發電高峰時將富裕電量充入電池，發電低穀時釋放供應負載，起到削峰填穀的作用。其實特斯拉的powerwall就是一個(ge) 很好的太陽能+儲(chu) 能的例子。

2.3 中國光伏行業(ye) 的發展潛力

經過前期調整，目前行業(ye) 已經進入複蘇周期。而從(cong) 光伏發電行業(ye) 的發展趨勢來看，分布式光伏發電將會(hui) 成為(wei) 光伏行業(ye) 的重點方向，相對於(yu) 集中式光伏電站，分布式光伏電站的資源利用率更高、棄光率低、建設更為(wei) 容易。

2016年11月我國推出的“太陽能發電發展‚十三五‛規劃”指出到2020年太陽能發電裝機達到1.1億(yi) 千瓦以上，其中分布式光伏6000萬(wan) 千瓦以上，而目前截至2017年末最寬泛口徑統計下的分布式光伏項目僅(jin) 為(wei) 10GW，我國的光伏發展有巨大的空間。

2016年底，發改委分資源區降低了2017年光伏電站的標杆上網電價(jia) ，同時明確，光伏標杆電價(jia) 根據成本變化情況每年調整一次。按規定，2017年1月1日前備案並納入2016年財政補貼規模管理的光伏發電項目，於(yu) 6月30日前裝機並網，執行2016年光伏發電上網標杆電價(jia) 和補貼標準。各光伏企業(ye) 為(wei) 了享受2015年的光伏上網電價(jia) ，爭(zheng) 先在6月底前建成光伏電站並網。受此帶動，光伏企業(ye) 迎來一波“搶裝潮”。

2017年上半年，光伏行業(ye) 由於(yu) “6.30”搶裝，上半年新增裝機24.4GW，同比增長9%，其中分布式光伏7.11GW，同比增長2.9倍。而三季度搶裝結束後，光伏裝機熱度不減，截至三季度末，中國光伏新增裝機容量達43GW，已超過去年全年裝機容量。其中光伏電站27.7GW，同比增加3%；分布式光伏15.3GW，同比增長近4倍。2017全年新增裝機53.06WG，繼續保持穩步增長勢頭。

在光伏的整個(ge) 產(chan) 業(ye) 鏈中的各環節，我國的產(chan) 量基本都達到了全球產(chan) 量占比的一半，是名副其實的光伏生產(chan) 國。由於(yu) 受分布式光伏發展強勁帶動，國內(nei) 矽晶體(ti) 需求旺盛。我國多晶矽產(chan) 能快速提升，2017年底產(chan) 能接近35萬(wan) 噸；自2014年開始，我國產(chan) 能利用率極高，接近滿產(chan) ；2016年全球多晶矽料產(chan) 量為(wei) 37萬(wan) 噸，我國的產(chan) 量占全球的52.43%為(wei) 19.5萬(wan) 噸，但仍進口14了萬(wan) 噸。矽片產(chan) 量63GW，占全球總產(chan) 量的91.30%；太陽能電池產(chan) 量49GW，占全球總產(chan) 量69GW的71.01%；電池組件產(chan) 量達到53GW，占全球總產(chan) 量72GW的73.61%。

然而，在上述數據中還是可以發現，在光伏產(chan) 業(ye) 鏈中，我國多晶矽料的自給率相較於(yu) 其他環節較低，整個(ge) 光伏產(chan) 業(ye) 鏈呈現“兩(liang) 頭大，中間小”的特點。值得欣慰的是中國光伏“兩(liang) 頭在外”的局麵已經得到大幅度的改善，產(chan) 業(ye) 鏈各環節生產(chan) 規模全球占比均超過50%，繼續位居全球首位。近年來我國的多晶矽自給率也逐漸上升，2016年自給率超過50%，光伏電池組件出口約21.3GW，國內(nei) 新增光伏裝機容量約34.54GW，光伏電池組件產(chan) 量的自我消化率已經超過50%。

2.4 光伏行業(ye) 的前景：矽片成本降低，經濟效益逐漸顯現

在政策從(cong) 上至下的推動光伏行業(ye) 前進的同時，光伏級矽片的成本也在下降，經濟效益逐漸體(ti) 現也自下而上的推動了整個(ge) 行業(ye) 的發展。

我國是世界上主要的矽片生產(chan) 國，在全球的前十大矽片生產(chan) 商中，中國的生產(chan) 商占據優(you) 勢，2016年其全球矽片的全球占比為(wei) 73.4%。

來源：新時代證券

3、2018年光伏矽片的供需情況

矽業(ye) 分會(hui) 認為(wei) 2018年國內(nei) 多晶矽產(chan) 能擴張將達到新的高點，新增產(chan) 能約12-13萬(wan) 噸/年，達到40萬(wan) 噸/年，同比大幅增長45%，但是絕大部分產(chan) 能可能要到下半年才會(hui) 釋放。因此預計2018年國內(nei) 產(chan) 量大約在26-28萬(wan) 噸，進口量將維持在13-15萬(wan) 噸左右，故2018年國內(nei) 總供應量約39-43萬(wan) 噸。需求方麵，矽業(ye) 分會(hui) 預計2018年全球裝機量可能呈現低速增長。其中，國內(nei) 光伏裝機容量在經曆曆史高點後將於(yu) 2018年可能略有縮減，預計2018年全球100-110GW、國內(nei) 50-55GW的裝機量，矽片電池片等將進入重建庫存階段，預計2018年國內(nei) 矽片產(chan) 量在90-100GW，多晶矽消耗量在36-40萬(wan) 噸。預計2018全年基本上供需平衡，特別是上半年，而下半年出現供大於(yu) 求的失衡狀態。但從(cong) 產(chan) 品線來看會(hui) 出現分化，單晶矽或緊張，產(chan) 品價(jia) 格出現明顯差距。

來源：矽業(ye) 分會(hui)

光伏的技術路線開始轉變，單晶矽比例提高；矽片成本下降，平價(jia) 上網正在加速實現。在光伏產(chan) 業(ye) 的主要製造環節中，上遊的多晶矽、矽片毛利率仍處於(yu) 較高水平，因此多晶矽和矽片的國產(chan) 化水平需快速提高。從(cong) 對重點公司的毛利率統計來看，光伏產(chan) 業(ye) 鏈上遊的多晶矽料、矽片環節，平均毛利率在40~50%左右，中下遊的電池片、組件的平均毛利率在8~15%左右。

來源：華創證券

過去光伏多使用多晶矽片，因為(wei) 多晶矽片的價(jia) 格比單晶矽片的價(jia) 格更具有優(you) 勢，不過從(cong) 轉換效率上來看，常規多晶量產(chan) 轉換效率在18.8%，而常規單晶效率在20-20.2%。單晶環節可以通過提高拉速、連續投料等技術提高單位產(chan) 出降低單位成本，多晶則由於(yu) 金剛線切片需在電池片環節解決(jue) 製絨問題，目前尚未完全應用。

根據中國電子信息產(chan) 業(ye) 發展研究院預測，2025年單晶矽片的市場份額將達到50%。2015年以來，單晶由於(yu) 矽片端金剛線切片的導入實現了成本的快速下降，因而市場滲透率在不斷攀升，2016年光伏單晶滲透率27%，2017上半年光伏單晶滲透率就達到了35%。2017年，單晶矽片的產(chan) 銷率基本為(wei) 100%。從(cong) 需求與(yu) 供給來看，2017年單晶矽片需求為(wei) 35億(yi) 片，而2017年單晶矽片產(chan) 能為(wei) 36億(yi) 片。單晶矽片產(chan) 品搶手，尚未完全擺脫供不應求的局麵。但單晶矽片產(chan) 能擴張迅猛，2018年底，單晶矽片產(chan) 能達64.6-68.6億(yi) 片，產(chan) 能將不再是限製單晶矽片發展的因素。單晶矽片與(yu) 多晶矽片的競爭(zheng) 以及單晶矽片產(chan) 商之間的競爭(zheng) 將會(hui) 加劇，單晶矽片的高毛利率將難以維持。但與(yu) 此同時，擁有技術優(you) 勢和成本優(you) 勢的企業(ye) 將會(hui) 在競爭(zheng) 中處於(yu) 主動地位。