從2寸到12寸 憑什么大尺寸硅片能讓光伏成本再降3年？

:縱覽半導體硅片的發(fā)展脈絡，光伏硅片大型化是趨勢，大硅片能夠打破當前光伏降本瓶頸，助力行業(yè)在未來2-3年成本下降，維持行業(yè)“增持”評級。

（來源：微信公眾號“國君電新”作者：徐云飛、龐鈞文）

1、光伏硅片尺寸來自半導體，我們認為尺寸變大是趨勢?？v覽半導體硅片發(fā)展歷程，尺寸在不斷增加，原因是硅片尺寸增加可以顯著降低半導體芯片的生產成本。由于更大的硅片對下游來說更具有成本優(yōu)勢，使得硅片環(huán)節(jié)持續(xù)換代，有很明顯的產品周期。換代往往意味著行業(yè)變革，抓住機遇的廠商能夠脫穎而出，夯實壁壘。光伏硅片看似奇怪的尺寸，其實是源自半導體。從推進節(jié)奏上看，光伏硅片要落后于半導體硅片1-2代，主要原因是要解決硅單晶生長環(huán)節(jié)的成本問題，一旦新一代大硅片成本超越上一代硅片，換代升級就會啟動。

2、210是全新的平臺，能夠帶來各個環(huán)節(jié)成本下降。12寸硅片難點在于拉制和成本，中環(huán)股份經過多年研發(fā)，成功將210應用。210是一個體系，會帶來幾乎所有環(huán)節(jié)的成本下降，硅片變大后，將能夠有效降低各個環(huán)節(jié)的成本，提升各個環(huán)節(jié)的投資回報水平。根據我們的保守測算，成本端能夠有0.03（硅片）+0.05（電池）+0.1（組件）=0.18元/W的成本下降，同時帶來0.2元/W的額外溢價。因此整個產業(yè)鏈都將受益于210體系，所有210體系的參與方都將分享超過0.38元/W的價值。

3、210體系能夠打破光伏降本瓶頸，支撐光伏行業(yè)未來3年成本下降，行業(yè)先行者有望充分受益。光伏行業(yè)成本下降目前已到瓶頸期，各個環(huán)節(jié)除單晶硅片環(huán)節(jié)外利潤都已經擠壓到微利的水平。210體系的橫空出世，能夠再大幅降低裝機成本，有望帶來裝機成本10%的下降。我們預計未來2-3年行業(yè)將充分挖掘210體系的價值，行業(yè)的先行者有望充分受益。目前行業(yè)里相當體量的上下游企業(yè)已經參與到210體系價值發(fā)現(xiàn)中來。

1、光伏硅片源自半導體硅片，尺寸變大是趨勢

1.1.半導體硅片尺寸增加能夠帶來成本降低

半導體硅片的發(fā)展過程中，尺寸不斷增加。1918年前蘇聯(lián)科學家切克勞斯基(Czoalski)建立起了直拉式晶體生長方法（CZ法），從而奠定了硅單晶的主要生長方法，從1965年的2寸晶體（寸為英寸，描述的是直拉晶體的直徑），到近年來的12寸晶體，單晶硅片的尺寸持續(xù)增加。

硅片尺寸增加可以顯著降低半導體芯片的生產成本。半導體芯片采用光刻邏輯電路的生產工藝，硅片面積越大，一次性生產出的芯片數量就越多，而且硅片面積增加，芯片裝上缺陷的概率也會降低，因此會顯著提升芯片的產出，從而大幅降低成本。

1.2.硅片不斷換代，產品周期明顯

由于更大的硅片對下游來說更具有成本優(yōu)勢，導致硅片環(huán)節(jié)持續(xù)換代，有很明顯的產品周期。從歷史來看，一旦新一代硅片出現(xiàn)后，新一代硅片的份額開始快速提升，老一代硅片的份額就會開始逐漸下降，原因就是更大的硅片對客戶更有成本優(yōu)勢，新建的半導體工廠在硅片規(guī)格上往往選擇更大的硅片。老的半導體工廠往往就變成了存量產能，逐漸退出。

換代往往意味著行業(yè)變革，抓住機遇的廠商能夠脫穎而出，夯實壁壘。總結了發(fā)展規(guī)律，如何生產出合格的更大尺寸的硅片就成了半導體硅片企業(yè)始終重點關注的問題。我們看到曾經的龍頭由于在產能變革期落后了，導致新的龍頭信越、SUMCO份額的上升。

1.3.光伏硅片尺寸源自半導體硅片，取得成本優(yōu)勢后普及

光伏硅片看似奇怪的尺寸，其實是源自半導體硅片。我們觀察光伏硅片的對邊距（相對的兩條邊的距離），尺寸從100mm、125mm、156mm不等，為什么會是一些比較奇怪的尺寸呢？主要原因就是光伏硅片源自半導體硅片，5寸棒、6寸棒、8寸棒切下來形成的光伏硅片的對邊距恰好分布在100mm、125mm、156mm附近。

從推進節(jié)奏上看，光伏硅片要落后于半導體硅片1-2代，主要原因是要解決硅單晶生長環(huán)節(jié)的成本問題。半導體硅片在整個成本中占比較低，成本主要凝聚在芯片制造環(huán)節(jié)，因此一旦更大的硅片面世，行業(yè)會快速進入導入期。而光伏硅片不同，硅片在成本中占比較高，如電池環(huán)節(jié)，硅片成本占比超過50%。因此大硅片如果要取代上代產品，必須在經濟性上超越上代產品。而生產更大的硅片對于硅片企業(yè)來說難度會大幅上升，生產的效率也會下降，因此需要相當長的時間改進工藝提升生產效率才可行。

2、210是全新技術平臺，能夠帶來各個環(huán)節(jié)成本下降

2.1.中環(huán)股份經過多年研發(fā)，成功將210應用

光伏12寸硅片有兩個難點，一個難點在于硅棒的拉制，另一個難點在于成本的下降。中環(huán)股份在實現(xiàn)12寸硅棒拉制后，又用了2年時間提升生產效率，終于在單晶硅的生長環(huán)節(jié)超越了傳統(tǒng)的8寸技術，實現(xiàn)了成本的降低。我們預計中環(huán)股份生產12寸晶體，單爐產出有望較生產8寸晶體提升50%。

2.2.各環(huán)節(jié)成本顯著下降，ROIC大幅提升

210是一個體系，會帶來幾乎所有環(huán)節(jié)的成本下降。硅片變大后，將能夠有效降低各個環(huán)節(jié)成本，提升各個環(huán)節(jié)的投資回報水平。

硅片端：硅片的生產速度大幅提升，預計單爐產出提升50%，單爐年產能提升到15MW左右。相應的，設備投入、坩堝、氣體、人工、動力等并不是呈等比例增加，相應的單位成本就會大幅降低。根據我們的測算，預計非硅成本相較于8寸片提升50%，硅片瓦數提升80%，假設8寸片非硅成本為0.8元/片，則210硅片非硅約為1.2元/片，單W非硅可降低0.03元/W，相當于硅片環(huán)節(jié)毛利率提升5%以上。

電池端：電池片環(huán)節(jié)是最受益210體系的環(huán)節(jié)。因為電池片是通量的概念，面積越大，產能越大。以愛旭科技為例，原工廠設計產能為3.8GW，改為生產210后，產能可以提升到5GW以上（我們測算實際產能或超過5GW），原因就在于硅片面積增加產出增加。相應的，折舊、人工、動力等成本都會下降。在常規(guī)電池廠中，折舊成本約0.05元/W，人工0.05元/W，動力0.05元/W，在不考慮其他變化的情況下，這三塊成本有望降低超過30%，非硅成本總計有望下降0.05元/W。由于目前頭部電池片企業(yè)單位凈利潤僅為0.05-0.07元/W，0.05元/W的成本下降帶來的是凈利率的大幅提升，將顯著提升ROIC水平。

組件端：210體系由于采用方片，同時更大硅片帶來更少的片間距占比，組件端轉換效率有望提升1%。意味著面積不變的情況下440W的組件可以提升到460W。相應的，組件除電池以外的成本均被攤低。同時生產M2組件改為生產G12組件，組件廠產出也大幅度提升。根據測算組件端成本降低將達到0.1元/W以上。

BOS環(huán)節(jié)：組件端效率提升1%，意味著相同的電站擁有更高的功率，目前電站的單位裝機成本為4元/W左右，組件效率提升1%，意味著帶來0.2元/W的額外價值。

根據我們的保守測算，成本端能夠節(jié)省0.03+0.05+0.1=0.18元/W的成本下降，同時帶來0.2元/W的額外溢價。因此整個產業(yè)鏈都將受益于210體系，所有210體系的參與方都將分享超過0.38元/W的價值。

3、10體系打破瓶頸，支撐光伏成本再降3年

3.1.光伏成本下降目前已到瓶頸期，210體系能打破瓶頸

光伏行業(yè)要求成本必須逐年下降，但目前已經到達了一個瓶頸期。雖然行業(yè)非硅成本每年都在進步，但缺乏跨越式的成本下降，目前硅料、電池、組件環(huán)節(jié)盈利能力均較差，硅料環(huán)節(jié)目前電價高于0.3元/kWh的產能基本處于虧損狀態(tài)，甚至包括海外的兩家單晶料主力供應商德國瓦克和韓國OCI；電池片環(huán)節(jié)最優(yōu)質的產能也僅能實現(xiàn)0.05~0.07元/W的凈利潤，舊PERC產能基本虧損；組件環(huán)節(jié)利潤率更為低下，凈利率僅為1%左右。目前僅有硅片環(huán)節(jié)利潤較為豐厚，后續(xù)成本下降路徑主要依賴硅片降價，但如果硅片環(huán)節(jié)利潤也擠出，行業(yè)難覓新的降本手段。新的電池技術如IBC尚在提效降本階段，無法形成有效的量產，行業(yè)進入降本瓶頸期。

210體系的橫空出世，能夠再大幅降低裝機成本。210體系之所以重要，是因為這個體系的可行性、可靠性、可量產性最強，主要涉及的是硅片規(guī)格和尺寸的變化，并不涉及光伏電池的生產工藝變化，是看得見摸得著的技術。根據測算，210體系總計帶來的價值高達0.38元/W，相當于目前裝機成本的10%，是一次較為重大的技術體系，打破了當前的瓶頸期。預計在未來2-3年內，行業(yè)逐漸將10%的成本下降發(fā)掘出來，取得光伏度電成本的下降。2-3年后，也許IBC等高效電池技術成熟，將接力210，繼續(xù)助推光伏行業(yè)降低成本。

3.2.上下游積極參與，210體系推進速度超預期

210體系已經引起了產業(yè)鏈的重視，推進速度較快。

硅片環(huán)節(jié)：

中環(huán)股份：2019年8月16日正式發(fā)布G12即210大硅片，將建設中環(huán)五期拉晶產能，生產210大硅片。根據規(guī)劃，2020年出貨量有望達到16GW，根據我們的測算，中環(huán)股份在2021年底將形成36GW以上的大硅片產能。

隆基股份：目前主推166大硅片，隆基股份2015年以后的單晶爐有能力生產210大硅片，將根據客戶需要生產銷售。

電池片環(huán)節(jié)：

愛旭科技：天津一期目前有3.8GW的166產能，義烏二期有5GW的210產能。后續(xù)愛旭科技產能將在2022年底擴充至45GW，我們認為后續(xù)擴充的產能均以210產能為主。

通威股份：目前已經形成3.8GW的166產能，預計在2020年3月底形成5GW的210產能。

組件環(huán)節(jié)：

天合光能：在中環(huán)股份816發(fā)布會后，天合光能研發(fā)團隊便投入研發(fā)210組件，確認三分片結合多主柵（MBB）技術將會是未來3-5年更優(yōu)選的組件技術解決方案，預計天合光能將建設5GW210組件產能，2020年有望看到天合光能210組件大批量出貨。

東方日升：2019年12月12日宣布與環(huán)歐國際達成戰(zhàn)略合作，并全球首發(fā)500WG12組件。預計2020年將形成3GW210組件產能，并爭取在2020年Q2實現(xiàn)批量出貨。

4、風險提示

光伏海外貿易風險。海外已經成為重要的光伏裝機區(qū)域，但如果出現(xiàn)貿易風險會影響行業(yè)需求。如果出現(xiàn)貿易風險如懲罰性關稅等會對需求和盈利產生不利影響。

大尺寸遇到無法克服的工藝問題的風險。大硅片尤其是210大硅片屬于新生事物，雖然可靠性可行性已經較高，但仍然存在小概率的工藝風險，假如遇到無法克服的工藝問題，大硅片路線推進將受到影響。