导语
盼“硅”期，一起学
导语：本篇是工业硅基础知识的大结局。噗，喘口气的小编们，感谢大家的陪伴，我们终于收尾了！本连续剧剧本共计 3.3 万字，取材自广期所、行业协会、第三方等丰富的学习资料。经过一次大的整合，7 篇文章，小编和战友们已经对工业硅“矛盾论”有了一定认识。接下来，我们静待上市，攻克“实践论”！本篇作为收篇，以光伏行业历史回顾为主。因光伏行业起起落落、永立潮头，行业的发展离不开政策支持，我们通过归纳、整理，将其作为自我学习、行业认识的重要资料。在此，我们向光伏实体行业中奋斗、坚持的弄潮儿们，致以诚挚敬意！
(相关资料图)
一、多晶光伏产业链
多晶硅是工业硅下游发展最迅猛、需求最旺盛的消费方向。光伏是我国最具国际竞争力的战优势略产业，近年来海外及我国光伏新增装机不断增长，对硅料的需求与日俱增。需求拉动下，2022 年国内多晶硅料报价持续上涨，年底已超过 300 元/千克。另外，根据硅业分会预测，2022 年多晶硅消费已经占到工业硅的 40%(去掉出口)、超过有机硅，成为我国工业硅最大的下游消费板块。市场普遍预计，未来多晶硅的需求占比还将持续提升，进一步带动工业硅产业的发展。
图：光伏产业链
资料来源：国投安信期货整理
我们已经知道，工业硅的生产实质是硅的还原，去除氧杂质，使之成为元素硅；而多晶硅生产是将低品位的工业硅去除残余杂质，使硅达到6N超高纯。因此，多晶硅本质是对硅的继续提纯，生产1吨多晶硅大约需要1.08-1.15吨硅粉，2022年工业硅原料采购平均成本约占多晶硅生产成本的30%。多晶硅主要生产技术有两种：改良西门子法与硅烷流化床法，它们分别对应块状硅和颗粒硅两类产品形态。CPIA 数据显示，2021年改良西门子法的市场占比约96%，硅烷法颗粒硅占比较小，不过目前在颗粒硅+CCZ工艺上有技术热点。
图：多晶硅的两种生产工艺
资料来源：硅业分会
常用的改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢，并与工业硅粉在一定温度下合成三氯氢硅，再对三氯氢硅进行分离、精馏、提纯，最后在氢还原炉内进行CVD反应生产出高纯多晶硅。我们可以从下图看出工业硅与多晶硅两者在外表上的差异，多晶硅表面和切面要比工业硅更加光滑、透亮。
图：工业硅去杂质过程与工业硅、多晶硅产品外观对比
资料来源：公开整理
生产成本上，电力能源消耗在多晶硅生产中占比最大。多晶硅行业平均综合电耗约占整体制造成本的35%以上。不过随着生产工艺水平的改进、提高，近年来综合电耗也在持续下降。CPIA 数据显示，2021年多晶硅生产的平均综合电耗同比下降 5.3%至 63kWh/kg-Si，平均还原电耗同比下降 6.1%至 46kWh/kg-Si.折算到吨，目前，多晶硅生产每吨耗电63000度，即电价每增加0.1元，生产成本增加6300元/吨。因此，光伏企业往往选择电价较为便宜的地区投建生产基地，行业有较强的区域集中特点，国内产能主要分布在新疆、内蒙古、云南、四川等地。
图：多晶硅生产成本结构
数据来源：硅业分会
二、光伏及多晶硅行业业态
谈到我国多晶硅行业的发展，不得不提光伏行业的发展历程，也就离不开过往被欧美“卡脖子”的经验教训。从“三头在外”到“全线布局”，由中国主导的光伏产业第二轮快速成长期已然崛起。回首过往，我们并不是第一次站在风口浪尖，近20年光伏产业伴随着经济大周期的起起落落，有第一代光伏企业的铩羽而归，也有第二代光伏企业的前仆后继，重生归来，已然今非昔比。
1997年-2008年：发展迅猛、格局失衡
1997年“中国光明工程”是我国光伏产业发展初期较为重要的政策，不仅解决了西部乡村的用电问题，还创造了无锡尚德、江西塞维、天合光能等中国第一代光伏企业。伴随着欧美在能源问题和环保思潮背景下的能源结构转型，我国光伏产业也开始了大规模商业化发展：2005年，我国第一家光伏企业在美国成功登市，短短两年后中国光伏企业已近千家，其中11家在美国上市，多晶硅产量突破千吨，中国成为全球最大的光伏制造国，年产量达到1088兆瓦(兆瓦：发电机组在额定情况下单位时间内能发出来的量；1GW=1000兆瓦=100万千瓦)。
图：2008年我国光伏产业格局
数据来源：CRESP
但发展与危机并存，回溯2008年我国光伏产业结构，光伏产业链发展格局严重失衡，出现了“三头在外”的情况，即原料依赖进口、产品出口欧美、不掌握核心技术。国内光伏产业基本集中在中游，产量迅速扩张的背后，实难经住风浪。
同阶段，2000年，我国首条年产100吨多晶硅产业化示范线在四川乐山建成；7年时间，国内多晶硅产量突破千吨。2007年，多晶硅在建项目越来越多，但相比每年过万吨的需求量，国内仅10%的高纯多晶硅自给率相形见绌，大规模原材料需要外购，价格敞口被动、危险，因担心原料成本抬升，国内企业往往向海外贸易商签订长协合同来提前锁定供应。
表：中国高纯多晶硅材料的产量和需求量对比
数据来源：CREIA(中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会)
2008年，金融危机席卷全球，一年内多晶硅价格从500美元/千克暴跌到40美元/千克，暴涨暴跌使得一大批提前进口锁价的国内企业蒙受巨额损失，高买低卖加剧了行业间的无序竞争。同时，金融危机导致全球光伏需求暴跌，国内大比例依赖出口的产能无法消化，国内光伏企业出现倒闭潮，光伏产业转入萧条。
2009年-2012年：政策支持、反倾销扼杀
中国光伏企业受到金融危机严重冲击后，2009年3月，国家“金太阳示范工程计划”正式实施，旨在采取财政补助、科技支持和市场拉动的方式，支持光伏发电行业产业化、规模化，促进发电技术的进步，该计划要求在2-3年内完成。这一时期，我国企业逐步掌握了晶硅电池的关键技术，单晶硅、多晶硅电池转化效率达到18%和17%，部分先进企业突破19%，进一步实现了产业链上、中、下游的国产化，部分优势产品开始对外出口。
这一阶段，国内多晶硅综合电耗下降较快，生产成本稳步降低。行业以外，市场经常讨论多晶硅“高耗能”特征，已经形成一定“误区”。实际15年来，多晶硅行业综合电耗已经降低了82%，综合能耗降低了84%，生产成本显著下降。从下图可以看到2009年国内多晶硅行业综合电耗降速最大，近年来仍坚持节能降耗，只是降速减缓。
图：多晶硅产业综合电耗
数据来源：硅业分会国投安信期货
2011年8月，国家发改委开始制定全国统一的太阳能光伏发电标杆上网电价，并按照社会平均投资和运营成本，参考光伏电站招标价格、太阳能资源状况，对非招标太阳能光伏发电项目实行全国统一的标杆上网电价。当时，光伏电价定为每千瓦时1.15元，此项举措是国内光伏产业标杆电价政策的里程碑，其产业政策支持效果非常显著。
政策支持下，2011年，我国新增太阳能光伏发电装机容量约2.2GW，新增量居世界第三，占全球太阳能光伏发电新增装机的7%左右。当年，中国光伏仅组件产量达到24.3GW，占到全球总产量的66%；出口上，欧洲51%、美国86%的光伏组件源自中国。
不过，我国光伏企业强劲的发展势头再次引得欧美注意。2011年11月，美国商务部正式对中国输美太阳能电池(板)发起反倾销和反补贴调查；第二年美国商务部作出终裁，认定中国存在倾销行为，对中国光伏产品征收23%-254%的双反税。欧盟也正式启动了对华光伏产品的反补贴调查。刚刚回血但并未完全稳固的国内光伏企业再遭致命打击，新增装机同比增速大幅下降，电池对美出口额下跌48%，对欧下跌71%，2011年国内光伏产业链超过350家企业破产。多晶硅方面，美、韩及欧盟对中国多晶硅产品进行低价倾销调查；2012年底，国内43家多晶硅工厂全部停产，无一幸免。
2013年-2019年：补贴上网、容量增长
“双反”终裁劣势下，国内光伏产业发展得到政策支持，作为“国五条”的细化配套政策--《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》正式下发，通知明确实行三类资源区光伏上网电价及分布式光伏度电补贴政策，我国光伏市场的成长期正式到来。2013年到2020年，三类资源区光伏标杆上网电价8年间共下调6次，降幅超过60%；分布式补贴下调4次，工商业分布式光伏项目发电补贴降幅超过88%。
图：2013年-2020年光伏补贴及三区电价
资料来源：发改委
在国家补贴政策引导下，2013-2017年，中国光伏本土市场全面爆发，硅片、电池片光伏组建产量持续增加，全产业链技术进入快速迭代期。2015年，单晶硅切割供应技术攻克，整个硅料行业重塑，电源逆变器效率全线突破99%。中国迅速成为全球光伏发电装机容量最大的国家。
出口方面，得益于产能规模、技术优势，2018年中国光伏组件向200多个国家出口，印度、日本、澳大利亚、墨西哥等国取代欧美市场，成为主要出口国。同阶段，多晶硅具备投产条件的技改工程和新建工程开始重启，在产企业从13年的16家逐步恢复到18年的24家。
图：2011-2021年我国光伏发电新增装机容量
数据来源：中国光伏行业协会
2018年，随着光伏产能再度扩张，供给侧改革背景下，“531”光伏新政表示暂不安排普通电站的建设规模，导致国内光伏装机需求下降，产业链各环节开工率大幅下降，光伏产业链价格也出现较大幅度的调整。多晶硅生产跟随行业再次受挫，多晶硅价格从2018年初15.62万元/吨高点、跌至2020年5.84万元/吨低点，跌幅达到62.6%。在产企业数量从24家减少至11家。政策影响下，光伏上下游产业虽然经历需求降温、甚至成本倒挂的劣势，但行业整体在此期间持续不断地降本增效，继续加大研发力度，提升综合竞争力、渡过难关。
2019年至今：补贴取消、平价上网
国内光伏企业反复逆境求生，已经使光伏发电具备了平价上网条件。2021年起，国内光伏电站、工商业分布式光伏全面取消国家补贴，实行平价上网。近两年，光伏发电装机容量继续强势增长。2021年底，光伏发电并网装机容量已达3.06亿千瓦，突破3亿千瓦大关，连续7年稳居全球首位。
内外双循环拉动下，全球及国内光伏装机市场规模持续增长，中国光伏产业链已当之无愧占据全球主导地位。2021年，中国多晶硅产量在全球市场中的占比达到75%、单晶硅达到91%、硅片达到98%、电池片达到83%、组件76%、装机63%。我国光伏行业已成供给侧改革后，中国制造业进一步升级的典型代表，由于具备技术、规模上的领先优势，已难再被随意扼杀。
当然，高速成长的中国光伏行业，也面临一些问题。比如，目前国内光伏产业链在各细分领域的集中度(CH5)、竞争形势上差异较大，中国光伏行业协会数据显示，2021年国内光伏各环节产业集中度基本为86.7%(硅料)、84%(硅片)、54%(电池片)、63%(组件)。电池片、组件等环节容易面临低利润率、行业加速淘汰的挑战。另外，海外对华光伏贸易政策也将长期面临转向或穿透产业链的风险。因此，多元化拓宽贸易销路、提高监测调节产能消化的胃纳，对光伏产业的持续发展非常重要。
图：全球光伏累计装机容量
数据来源：智研咨询(中国光伏行业协会)
图：中国光伏产业出口额(亿美元)
数据来源：中国海关
表：2021年全球光伏企业20强
数据来源：公开资料整理
回归多晶硅环节，目前国内多晶硅行业竞争格局相对稳定，头部厂商主要包括：通威股份、保利协鑫、大全能源、新特能源等。近两年，受益于下游光伏装机需求的快速兑现，硅料价格持续上涨，行业毛利率不断攀升，吸引了较多新厂家入市。不过，受制于技术瓶颈，新增产能投放速度相对较慢，市场预期多晶硅产能的集中释放大概率在2023年后期逐步兑现。
图：2021年多晶硅行龙头企业
图：多晶硅现货价格走势
资料来源：公开资料、SMM
光伏产业链产能产量的发展趋势，主要由全球光伏装机量预期依次前推。初步计算，多晶硅未来3-5年产能预投放带来的供应增量足以满足长期全球光伏装机的需要。2022年，多晶硅行业的扩产产能相较于之前已经有了一个极大的跨越式增幅。令市场持续关注的是，这样的产能投放形势很可能一直延续到2025年。硅业分会预测，倘若当前已公布的多晶硅产能项目不断落地，2025年国内多晶硅年产能可能达到578万吨/年、能够满足近1500GW的光伏装机容量。但实际，硅业分会预计当年全球光伏装机需求约550GW、折合多晶硅需求量接近200万吨。因此，假若多晶硅项目高速推进，不远的将来国内多晶硅产能过剩的风险压力极大，产能利用率很可能降至五成左右，形成较大的投资浪费。
图：我国多晶硅产能产量
数据来源：硅业分会
表：全球光伏装机及多晶硅需求预测
数据来源：硅业分会
硅料价格持续走高、消费兑现强、利润好，支持了市场对多晶硅行业的投资热情。从国内多个原材料、制造业行业产能投放的周期循环变化看，我们认为不必过多恐惧产能过剩的风险，产能过剩是行业发展的必然阶段，产品价格周期性波动及行业利润分配将自然调节产能进出。作为光伏生产的上游环节，多晶硅企业应着重分析过剩产能的流向以及利润在产业链中的流动与再调整。
2022年，多晶硅价格快速上涨，支持了高利润率，是光伏上下游生产投放周期错配的表现。目前多晶硅价格偏离工业硅价格走势，过往二者价格的相关性大大减弱。简单计算，工业硅原料采购成本约占多晶硅售价的30%，2022年四季度工业硅现价约20000元/吨，多晶硅价格却已达到320000元/吨，粗算多晶硅利润在80%左右。
多晶硅属于资金密集型行业，目前投资成本约为10亿元/万吨。中国光伏行业协会认为，多晶硅产能投放的落地时间需要1.5-2年，在光伏产业链中用时最长、相对产能投放的弹性较低。后市，随着国际订单增速由高速增长转为平稳增速，光伏组件的利润率逐渐回归，多晶硅供消及价格波动的拐点必会到来。当然，具体时点还要看实际产量的变化及上下游生产环节的博弈。
图：多晶硅未来扩产计划
资料来源：硅业分会
三、 联动硅市
1)牌号混用，交割便利
多晶硅对工业硅原料牌号的采购并没有特殊限制。多晶硅本质上是硅的提纯，硅纯度在6N-11N之间(N指“9”，数字代表百分数里小数点前后所有“9”的个数)。最开始我国多晶硅生产多使用421#、411#硅，现在主要以421#为主，521#、441#、553#以及99硅也是多晶硅生产企业采购的对象。有机硅和多晶硅在生产前都需要将工业硅磨粉，为增大效益，多晶硅在粉厂加工环节将几个牌号混用的情况较普遍。因此，相较其他消费板块，多晶硅可用牌号多，更具交割便利。
多晶硅对工业硅消费量的提振与日俱增。2022年，工业硅在多晶硅领域的消费量约100万吨。硅业分会预测，2025年工业硅在多晶硅领域的消费量将超过210万吨，增速显著。
图：工业硅与多晶硅价格走势
资料来源：SMM
2)价格波动，重视成本
多晶硅行业正处高速成长期，产能瓶颈下，2022年与工业硅价格的相关性较弱。得益于多晶硅价格的持续暴涨，多晶硅板块上市公司的业绩相当出色、利润高企。这里我们做一个简单的定性判断：多晶硅行业目前正处成长期，还没有完全走入成熟期(即产品标准化，技术和质量改进缓慢，价格战愈演愈烈，形成价格、毛利率、净利润率的“三降”)。产业经济学上的理论显示，现代原材料制造业行业从成长走向成熟有着极强的规律。
产业生命周期变化规律是以12年为一个周期的长程循环，它由4个不同阶段的小周期组成，每个小周期约为3年。回溯多晶硅产业，2009年-2013年在国家政策支持下初步完成了技术攻克；以此粗算，2023年多晶硅行业或将进入成熟期。
图：行业周期生命曲线
资料来源：公开资料
另外，行业经验显示，上游原材料产业的波动性或周期性更显著，那么当后期行业面临产能过剩风险，想方设法削减成本、适应新形势，是企业必须考虑的。基于此，由于多晶硅是重要的工业硅消费领域，工业硅价也将受到多晶硅产业调整的影响。未来几年，多晶硅价格波动的拐点必将出现，因部分多晶光伏龙头也已涉入工业硅行业，工业硅产能结构的竞争压力更加严峻。
资料致谢：广州期货交易所、SMM、百川盈孚、铁合金在线、安泰科
（文章来源：国投安信期货）
