多晶硅兩大技術(shù)路線的世紀(jì)之爭

本文系基于公開資料撰寫，僅作為信息交流之用，不構(gòu)成任何投資建議。

隨著光伏裝機(jī)成本的持續(xù)下降，光伏裝機(jī)量迎來快速增長。由此帶來多晶硅再度供不應(yīng)求，年內(nèi)漲幅超200％，多晶硅的供需失衡甚至已經(jīng)影響到了下游的裝機(jī)量。

國內(nèi)硅料企業(yè)紛紛開啟新一輪的擴(kuò)產(chǎn)大潮。對于多晶硅生產(chǎn)的兩大技術(shù)路線，市場出現(xiàn)兩級分化。改良西門子法還是流化床法，又一次成為爭論的焦點(diǎn)。由于多晶硅的重要性，技術(shù)路線選擇，這次路線之爭無不牽動(dòng)廣大新能源投資者的神經(jīng)。

早在上世紀(jì)五六十年代，多晶硅生產(chǎn)的兩大技術(shù)路線相繼問世，其中西門子法通過多次技術(shù)迭代一直引領(lǐng)行業(yè)前行，成為世界的主流路線，而流化床法作為第二技術(shù)路線也在持續(xù)進(jìn)步。

在“雙碳目標(biāo)”的背景下，光伏成為可再生能源的主力，這場跨越世紀(jì)之爭的答案也越發(fā)清晰可見。

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為什么多晶硅的技術(shù)路線如此重要？

【1】多晶硅的行業(yè)地位

能源革命的浪潮之下，光伏的重要性目前已再無分歧；從產(chǎn)業(yè)鏈的視角來看，多晶硅作為光伏產(chǎn)業(yè)的上游原材料，其在整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)中占有舉足輕重的地位。同時(shí)多晶硅也是集成電路最為關(guān)鍵的基礎(chǔ)原材料。

圖1光伏產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D，資料來源新疆大全招股說明書

首先，多晶硅的成本與光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本直接掛鉤。早在2014年，國家發(fā)改委能源研究所等研究機(jī)構(gòu)發(fā)布的《中國可再生能源發(fā)展路線圖2050》就提出，2025年光伏要能實(shí)現(xiàn)全面平價(jià)上網(wǎng)，那成本下降就成了光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的不竭動(dòng)力，而其中的大頭就是硅料。發(fā)展初期，多晶硅的成本曾一度占太陽電池的近50％。

回溯光伏過去十余年的發(fā)展，光伏成本從50元／W下降到了4元／W左右，多晶硅環(huán)節(jié)的持續(xù)降本為光伏平價(jià)上網(wǎng)做出了巨大的歷史貢獻(xiàn)。

圖2產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)價(jià)格（元／W、元／kg），資料來源中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)硅業(yè)分會(huì)，國信證券

根據(jù)BP發(fā)布的2020年能源展望數(shù)據(jù)，到2050年，光伏發(fā)電的成本較2018年還能下降70％。這必然要求光伏產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)共同努力，多晶硅最為材料源頭，將長期擔(dān)當(dāng)降本增效的重任。

圖3未來30年光伏成本下降曲線，資料來源BP Energy

其次，多晶硅的質(zhì)量的提升促進(jìn)光伏的技術(shù)進(jìn)步和國產(chǎn)替代。自2018年初開始，單晶硅片產(chǎn)能規(guī)?？焖贁U(kuò)張，成為行業(yè)主流，為滿足下游需求，國內(nèi)多晶硅企業(yè)在積極擴(kuò)張的同時(shí)，也加速了光伏級硅料品質(zhì)的提升。目前通威股份、新疆大全的特級料占比均超過90％。

與此同時(shí)，我國多晶硅料品質(zhì)的提升，對于硅料進(jìn)口依賴的下降功不可沒，根據(jù)硅業(yè)分會(huì)的數(shù)據(jù)，硅料進(jìn)口占比已經(jīng)從2016年的42．1％下降至2020年的20．2％。2021年1月，通威股份已實(shí)現(xiàn)N型硅料的批量生產(chǎn)。

時(shí)至今日，我國多晶硅產(chǎn)業(yè)已取得了長足進(jìn)步，從產(chǎn)業(yè)化早期的幾乎完全依靠進(jìn)口到目前產(chǎn)量已占全球的三分之二，國內(nèi)的產(chǎn)銷規(guī)模已經(jīng)位居全球首位。但在太陽能光伏平價(jià)上網(wǎng)的倒逼下，多晶硅降本增量之路還在繼續(xù)。

第三，終端光伏裝機(jī)需求帶來多晶硅的增長

多晶硅也是一將功臣萬骨枯的行業(yè)，打的頭破血流，最終呈現(xiàn)強(qiáng)者恒強(qiáng)，兩極分化的局面。頭部企業(yè)憑借技術(shù)和成本優(yōu)勢維持較高水平的產(chǎn)能利用率。如通威股份，2017－2019 年產(chǎn)能利用率分別為93．70％、96．38％、92．46％，2020年上半年達(dá)到了116％。而中小企業(yè)產(chǎn)能利用率較低，部分企業(yè)由于投產(chǎn)較早、設(shè)備陳舊、規(guī)模較小，已逐步停產(chǎn)。

據(jù)《中國能源報(bào)》統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)在產(chǎn)高純晶硅企業(yè)數(shù)量由2018年初的24家，減少至2019年初的18家，再縮減至2019年底的12家。

圖42008－2019年中國多晶硅產(chǎn)量及占全球產(chǎn)量的比重，資料來源中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)，新疆大全招股書

【2】多晶硅的生產(chǎn)是門技術(shù)活

跟鋰電池行業(yè)的上游原材料不同，多晶硅料具有高載能、重資產(chǎn)、擴(kuò)產(chǎn)周期長、技術(shù)壁壘高的多重特點(diǎn)。所以多晶硅看似工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)品，實(shí)際上更多的屬性是化工品。正因?yàn)榇?，多晶硅的技術(shù)能力是衡量多晶硅企業(yè)的硬核能力之一。

按純度要求及用途不同，可以將多晶硅分為太陽能級多晶硅和電子級多晶硅，太陽能級多晶硅主要用于太陽能電池的生產(chǎn)制造，而電子級多晶硅作為主要的半導(dǎo)體電子材料，廣泛應(yīng)用于電子信息領(lǐng)域。

太陽能級多晶硅對雜質(zhì)有嚴(yán)格的要求，通常要求其中雜質(zhì)總含量低于10－6，即多晶硅的純度需達(dá)到99．9999％以上。而電子級多晶硅可以說是技術(shù)巔峰，其純度要求高達(dá)99．999999999％（不用數(shù)了，小數(shù)點(diǎn)后面是9個(gè)9），相當(dāng)于1000噸的電子級多晶硅中總的雜質(zhì)含量不到一?；ㄉ字亓康?％。所以世界范圍內(nèi)能夠生產(chǎn)電子級多晶硅產(chǎn)品的企業(yè)屈指可數(shù)，電子級多晶硅成為行業(yè)高地。

總的來說，高純多晶硅的生產(chǎn)不是煤炭那種簡單粗暴只拼產(chǎn)能的行業(yè)，它是光伏產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)含量較高的環(huán)節(jié)，加上投資大，風(fēng)險(xiǎn)高。目前國內(nèi)隆基、中環(huán)等垂直一體化的企業(yè)也沒有直接下場，而是采取參股的方式參與到多晶硅生產(chǎn)。

圖5下游企業(yè)通過參股方式綁定頭部多晶硅企業(yè)（萬噸），資料來源各公司公告，國金證券