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（二）多晶硅料——进口替代加速，寡头垄断格局初现
1、产业现状
作为光伏产业链最上游的多晶硅制造，目前这个环节的技术要求比较高，具有一定的技术壁垒和垄断性。
据硅业分会的数据显示，2016年，受益于国内外光伏市场需求持续增长，特别是中国市场抢装高峰，全球多晶硅市场供需两旺。
截止2016年底全球多晶硅有效产能为45.7万吨/年，同比增长10.7%。
中国多晶硅产能21万吨/年，同比增长11.7%，占全球总产能的45.7%。
同期，全球多晶硅产量达到38.6万吨，同比增长10.3%。
其中中国产量为19.5万吨，同比增长15.4%，占全球总产量的50.5%。
需求方面，2016年全球多晶硅需求量40.2万吨，太阳能级多晶硅需求量为37.2万吨，同比增长24%，其中中国太阳能级多晶硅需求量达到33.4万吨，同比增长28.4%，全球占比89.8%。
据中国光伏业协会的数据显示，2017年上半年我国多晶硅产量约为11.5万吨，同比增长21.1%，行业产能利用率在90%以上，生产成本降至9美元/Kg以下，毛利率在20%以上。
图表5：
中国多晶硅各指标2016年全球占比（万吨）
图表6：
我国多晶硅产量对比（万吨）
由于国内近年来光伏装机容量的扩大，导致国内需求旺盛，多晶硅的供给几乎一半靠进口。
根据海关最新数据统计，2016年全年累计进口多晶硅达到141022吨，同比大幅增加20.6%。
月均进口量在11752吨。
全年十个单月进口量超过万吨，其中12月份多晶硅进口量创历史最高纪录，达到14449吨，环比增加6.4%，同比增长38.3%。
2017年上半年累计进口多晶硅达到72832吨，同比增加2.7%，月均进口量在12139吨，上半年单月进口量全部维持在万吨以上，其中6月份进口量创历史新高达到14816吨，环比增加18.0%，同比增长22.9%。
从进口地区来看，我国多晶硅主要进口地区有韩国、德国、台湾、美国，2017年1-5月份，从韩、德、美、台这四个进口地区多晶硅进口量占总进口量的91.6%，进口量占比分别为48.2%、31.7%、8.0%，3.7%，韩国由于低反倾销税居首位且占比巨大。
图表7：
我国多晶硅进口情况
图表8：
多晶硅进口地区分布情况
图表9：
我国对国外企业征收反倾销税率表
从进口多晶硅的中国企业来看，2016年共有200多家企业进口多晶硅，其中排名前十的企业共进口7.3万吨，占比53.4%。
隆基股份以1.7万吨排名第一，占比12.6%，其中84.1%进口自韩国。
天合光能排名第二，进口量1.2万吨，占比8.9%，其中从韩国进口76.7%，从德国进口21.7%。
图表10：
2016年多晶硅主要进口企业进口量（吨）
图表11：
2016年部分国家/地区主要企业多晶硅进口量情况
价格方面，2017年多晶硅料在3月份下滑之后保持平稳，并且在630后依然坚挺，一方面是由于国内下半年的需求依然旺盛，另一方面由于供给端厂商进入检修期，市场呈现供不应求的局面。
国内主要厂商的出厂价在进入三季度后呈现上涨趋势。
图表12：
多晶硅原料价格走势
图表13：
国内主流厂商最新出厂价（元/千克）
2、竞争格局
多晶硅产量排名前十家厂商2016年总产量达到31.31万吨，占全球总产量的81%，集中度较高，呈寡头垄断的格局。
从国际上来看，多晶硅生产的核心技术之前掌握在美、德、韩的传统外国企业手中，包括Hemlock、Wacker、OCI等，随着中国国内的装机规模优势和技术创新，中国企业在国际上的地位越来越强，2016年全球产能排名前十大多晶硅厂商中，中国有六家企业入围，分别为江苏中能、新特能源、洛阳中硅、亚洲硅业、大全新能源和四川永祥。
其中江苏中能位居世界首位，产能和产量分别达到74000吨和70000吨。
美国、德国分别有一家厂商入围，韩国有两家厂商入围。
说明中国厂商在国际格局中具有一定的地位和竞争优势。
图表14：
2016年全球十大多晶硅厂商产量排名（吨）
从国内情况来看，目前国内的多晶硅厂商大致有18家，2016年前十家主要多晶硅企业总产能达到187,000吨，行业集中度较高，前十家产量占比达到90%以上，前五家占比达到75%以上。
其中龙头企业江苏中能的产能占比达到55%，具有市场绝对优势。
从未来各大厂商的规划产能来看，目前，保利协鑫控股的江苏中能的多晶硅产能排名全球第一，今年4月初，保利协鑫宣布将投资56.82亿元，在新疆建设总产能为6万吨的多晶硅生产基地，并预计到2020年其拥有的多晶硅产能将达11.5万吨。
通威股份控股的四川永祥目前产能为2万吨，今年扩产5GW的包头项目后，其规划的多晶硅产能将达到12万吨。
市场有望形成寡头垄断局面。
图表15：
2016年中国十大多晶硅厂商产能排名（吨）
图表16：
中国重点多晶硅相关上市企业简介
3、技术工艺
目前制备多晶硅的工艺技术主要有改良西门子法和硅烷法。
改良西门子法：
即在西门子法的基础上增加了尾气回收和四氯化硅氢化工艺，实现了生产过程的闭路循环，既可以避免剧毒副产品直接排放污染环境，又实现了原料的循环利用、大大降低了生产成本（针对单次转化率低）。
硅烷法：
利用高纯度硅烷在反应器中热分解为高纯度硅。
硅烷法可以分为两类，较早出现的是硅烷西门子法（SilaneSiemens），即用硅烷（SiH4）而非TCS作为CVD还原炉的原料，通过硅烷的热分解和气相沉积来生产高纯度多晶硅棒料，REC旗下的RECSilicon公司采用过此方法生产电子级多晶硅；
后来出现了另一类方法——硅烷流化床法（SilaneFBR），以STC、H2、冶金硅和HCl为原料在流化床（FBR）高温（500℃以上，不算很高）高压（20bar以上）下氢化生成TCS，TCS通过一系列歧化反应后制得硅烷气，将硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床（FBR）反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅。
图表17：
改良西门子法生产工艺流程
图表18：
硅烷流化床法生产工艺流程
图表19：
我国多晶硅生产工艺市场占比预测
图表20：
全球多晶硅生产工艺市场占比预测
从两种工艺的对比来看，硅烷流化床法在原理上具有很大的成本削减潜力。
首先，硅烷流化床法化学反应转化率高，物料利用充分，有利于减少循环次数、削减生产成本。
其次，硅烷流化床法是一个连续的生产过程，而改良西门子法是一个非连续的生产过程，连续生产能够降低能耗。
此外，硅烷流化床法生产的颗粒硅可加大铸锭环节的填料量。
由于颗粒硅较改良西门子法生产的多晶硅块更加致密，其可增加约30%的坩埚填料量，故可降低铸锭环节的现金成本。
但是，硅烷流化床法在实践中较改良西门子法尚无成本优势。
目前，硅烷流化床法存在安全隐患大、技术不成熟、控制难度高、产出的颗粒硅过于致密反而容易挤碎坩埚等缺点，导致其实际现金成本较改良西门子法不具有优势。
2016年四季度，挪威REC集团利用硅烷流化床法生产多晶硅的现金成本为11.20美金/千克，而江苏中能、新特能源、大全新能源采用改良西门子法生产多晶硅的完全成本分别仅为11.88美金/千克、11.15美金/千克、11.40美金/千克。
即使与同样受人工成本制约的德国瓦克（采用改良西门子法的现金成本为10.48美金/千克）相比，其现金成本仍处于较高水平。
因此，在现有的技术水平下，硅烷流化床法的成本优势无法得以体现，这也是其在业界市场份额很低的重要原因。
目前在国内，改良西门子法生产工艺相对成熟，现在采用此方法生产的多晶硅约占据我国总产量的97.5%，未来仍将是主流生产工艺。
流化床法生产工艺也不断受到重视，预计未来随着陕西天宏和江苏中能等流化床法生产线的量产，颗粒硅的产量占比将会逐步提升。
而在国际上，改良西门子法也是主流方法，占大约75%的市场份额。
根据ITRPV的预计，由于成本控制的潜力因素，未来流化床法将逐步取代改良西门子法的份额，在2025年旗鼓相当，共同成为主流的制备方法。
从长远来看，多晶硅制造厂商的竞争焦点在于技术，利用先进技术不断降低成本是解决国内企业抢占进口份额的唯一解决之道。
目前，海外企业在一些细分领域具备技术优势，但是在成本方面与国内企业相比没有竞争力。
目前国内的多晶硅企业在成本上已经有所突破，通威股份控股的四川永祥目前多晶硅的全成本可以达到6.2万元/吨，而德国瓦克的全成本在11万元/吨，OCI的全成本在9万元/吨。
中国企业在土地、人力资源方面具有天然优势，未来随着技术的不断进步，进口替代有望进一步加速。
国内的多晶硅厂商的国际竞争力和市场份额都会有所提升。
（三）硅片——产量大国，出口旺盛
1、产业现状
硅片制造是晶硅制造的下一个环节，也属于整个产业链的上游层面。
与晶硅制造环节不同，该环节为资本密集型，技术含量不高，产品工艺与投入设备相关，可分为单晶硅片和多晶硅片。
根据中国光伏业协会的数据显示，2016年全球硅片产量69GW,我国硅片产量超过63GW，同比增长31.2%,占比91.3%。
2017年上半年，我国硅片产量在36GW以上，同比增长20%以上，行业产能利用率在80%以上，生产成本降至6美分/瓦以下。
图表21：
我国硅片产量全球占比情况
图表22：
我国硅片产量对比图
我国硅片市场主要是依赖出口，2016年，我国硅片出口至26个国家和地区，硅片出口额为27.1亿美元，占光伏产品总出口额的19.3%，同比增加29.2%。
硅片出口量约34.7亿片，合15.9GW，约占中国硅片产量的24.6%。
其中单晶硅片出口额为8.1亿美元，出口量为9.7亿片；
多晶硅片出口额为19.0亿美元，出口量为25.0亿片，单晶硅片和多晶硅片出口额比例约1：
2.5。
2007年1-5月份，我国硅片出口量16.9亿片，同比增加21.6%，出口额10.87亿美元，同比减少10.4%。
出口地主要为中国台湾、韩国和马来西亚等东南亚地区。
其中，台湾地区占比28%居于首位，由于该地区的电池片产能较大，而本地的硅片供给又有限，需求缺口大。
马来西亚占比24.2%排名第二，由于中国厂商在马的组件厂产能释放加速，导致了较高的硅片需求。
我国硅片出口情况
图表23：
我国硅片出口国家占比
从出口的中国企业来看，2016年我国出口硅片的企业有70多家，排名前十的硅片出口额占比74.1%。
其中，协鑫以4.43亿美元排名第一，占比16.3%，出口量5.8亿片，多晶为主。
天津环欧出口额3.47亿美元，排名第二，单晶为主。
隆基股份出口额3.34亿美元，排名第三，单晶为主。
图表24：
2016年硅片主要出口企业（百万美元）
从硅片的种类看，市场目前分为单晶和多晶两种，随着光伏市场的不断发展，单晶的市场份额将会逐步增大，根据光伏业协会的预测数据，目前单晶硅片的市场占比将由现在的24.5%扩大到2025年的48%，其中N型单晶提高到30%，P型单晶提高到18%。
而多晶硅的市场份额将由现在的75.5%下降到2025年的48%。
图表25：
各种硅片市场占比预测
从硅片的价格来看，在去年630急剧下跌后有所回升。
国内国际的单多晶价格差异在2017年第二季度开始逐步缩小，单晶硅片在市场的性价比优势逐渐显现。
图表26：
国内硅片价格走势（元/片）
图表27：
国际硅片价格走势（美元/片）
我国是硅片产量大国，从全球格局来看，占绝对优势。
2016年全球前十大硅片厂商中，中国企业包揽全部位置。
全年总产能达到58.2GW，总产量达到48.1GW。
图表28：
2016年全球十大硅片厂商产量排名（GW）
从国内情况来看，我国硅片行业的产业集中度高，前十家企业2016年产能达到85.2GW，占比89%，前五家占比达到43%。
其中龙头企业保利协鑫产能达到20GW，占比21%，处于绝对优势地位。
图表30：
2016年中国十大硅片厂商产能排名（GW）
图表29：
中国重点硅片制造相关上市企业简介
硅片环节涉及的技术工艺主要有两类，一类是单晶的拉棒技术和多晶的铸锭技术，一类是切片技术。
薄硅片有利于降低硅耗和电池成本，但也会降低电池的机械强度。
硅片厚度与产品类型及使用需求息息相关。
目前，行业单晶硅片平均厚度在160-190μm左右，多晶硅片厚度在185-192μm之间，未来的三年内,硅片厚度变化不会太大。
单晶硅拉棒技术目前有三种方法：
直熔法，区熔法和外延法。
后两种方法也可以得到高质量的硅单晶，但是造价较高。
由于直拉法的成本更低且已足够达到光伏电池的纯度需求，所以市场一般用直拉法拉制单晶硅。
多晶铸锭技术目前有两种方法，其一：
浇铸法，简单地说也就是先在一个坩埚内将硅料熔化，然后浇铸在另一个经过预热的坩埚内进行冷却，通过控制冷却速率采用定向凝固技术铸造多晶硅锭。
其二：
直熔法，也就是直接熔化法即在坩埚内直接将多晶硅熔化，然后通过坩埚底部的热交换，使熔体冷却采用定向凝固技术铸造多晶硅。
目前市场一般使用的是直熔法，虽然在本质上两种方法没有区别，但后一种方法造出的多晶硅质量好，有利于生长取向性较好的多晶硅锭，生长过程易自动化，可以使晶体内部位错降低。
由于直熔法自身的一些缺陷，无法铸出较长的多晶硅锭，要想提高产量只能增大其截面积，而大截面的硅片也很受市场欢迎。
与直拉单晶硅不同，铸造多晶硅不需要籽晶，晶体生长过程一般自坩埚底部开始降温，当熔体温度低于熔点时，坩埚底部首先凝固，利用定向凝固技术得到多晶硅。
直拉单晶硅造出的硅锭一般是圆柱形状的，在做电池板时为了利用有限空间一般采用方形或多边形，这就势必在加工时候要造成很多废料。
在切片技术方面，目前有砂浆切割和金刚线切割两种，金刚线切割技术相对于传统砂浆切割，具有切割速度快、单片损耗低、切割液更环保等优点。
目前，在单晶硅领域已经得到广泛应用，预计到2018年在单晶硅领域全面取代砂浆切片技术。
金刚线切割在多晶领域的应用需要解决铸锭过程中形成的碳化硅硬质点和电池工艺的制绒技术问题。
目前，多晶硅切片技术仍以传统砂浆切割为主，随着配套工艺的成熟推广，预计到2020年切割设备大规模更新换代，将使金刚线切割成为多晶硅切片主流工艺。
切片技术比较分析
（四）电池片——转换效率提升迅速，单多晶差距拉大
光伏产业链的中游包括光伏电池片和光伏电池组件。
将硅片加工为电池片，是实现光电转换最为核心的步骤。
此环节是资本和技术双密集型行业，要求企业及时跟进最新的电池制造技术以提升电池效率。
根据中国光伏业协会的数据显示，2016年全球硅片产量69GW,我国硅片产量超过49GW，同比增长19.5%,占比71%。
2017年上半年，我国硅片产量在32GW左右，同比增长28%，行业产能利用率在80%以上，单多晶高效电池效率分别提升至21%和19%，行业毛利率在10%以上。
图表31：
我国电池片产量全球占比情况
图表34：
我国电池片产量对比图
从出口情况来看，2016年，我国电池片出口至129多个国家和地区，电池片出口额为8.1亿美元，同比下降11.5%，占光伏产品总出口额的5.8%。
电池片出口量约为2.9GW，仅占我国电池片产量的5.7%。
2007年1-5月份，我国电池片出口量1.5GW，同比增加36.4%，出口额2.98亿美元，同比减少14.8%。
出口地主要为印度、巴西和韩国。
印度国内的组件产能大约为5GW，但是电池片产能仅为1.4GW，存在巨大的缺口，因此对我国电池片出口贡献最大，占比达到37%。
图表32：
我国电池片出口情况（2016）
图表33：
我国电池片出口国家占比
从出口的中国企业来看，2016年我国出口电池片的前十家占总出口额的55.1%，其中，横店东磁占比11.3%，排名第一，出口额9100万美元。
茂迪新能和无锡嘉瑞分别占比9.9%和6.7%，分居第二、三位。
2016年电池片主要出口企业出口额占比（百万美元）
从电池片的价格来看，在去年630急剧下跌后有小幅回升。
国内的单多晶价格差异在进入2017年二季度之后逐步扩大，而国际的单多晶价格差异在2017年第二季度开始逐步缩小，这是由于我国电池片的单多晶占比与国际的单多晶占比差异导致（我国终端主要以地面电站为主，而国外多是分布式）。
图表35：
国内电池片价格走势（元/W）
图表36：
国际电池片价格走势（美元/W）
和硅片一样，我国是电池片产量大国，从全球格局来看，占绝对优势。
2016年全球前十大电池片厂商中，中国企业包揽全部位置，其中中国台湾厂商占据两个位置。
全年总产能达到39GW，总产量达到33.2GW。
图表40：
2016年全球十大电池片厂商产量排名（GW）
从国内情况来看，我国电池片行业的产业集中度较高，前十家企业2016年产能达到30.7GW，占比83%，前五家占比达到55%。
图表41：
2016年中国十大电池片厂商产能排名（GW）
图表37：
中国重点电池片制造相关上市企业简介
当前，在“领跑者计划”和产业转型升级的推动下，各种晶体硅电池生产技术呈现百花齐放发展态势，规模化生产的普通结构铝背场单晶和多晶硅电池的平均转换效率分别达到19.8%和18.5%的水平，使用PERC电池技术的单晶和多晶硅电池则进一步使效率提升至20.5%和19%，未来仍有较大的技术进步空间。
而N型晶硅电池技术则开始进入小规模量产，技术进展也较为迅速，包括使用PERT技术的N型晶硅电池、HIT等异质结电池和IBC等背接触电池将会是未来发展的主要方向之一。
图表38：
各种晶硅电池平均转换效率变化趋势
从各技术的市场占比来看，BSF电池目前仍占据大部分市场份额,2016年占比为87.8%左右，随着新技术的发展其占比将逐年减少；
PERC电池是当前产能最大的高效电池，2016年市场份额占比将达到10%左右，2018年预计将达到20%甚至更多，未来随着各厂家产能建设完成及逐渐释放，PERC电池市场占比将逐年增加，2025年有望达到46%。
而双面N型单晶电池、背接触（IBC）电池、异质结（HIT）电池等新兴高效电池也将逐步提高其市场份额。
图表39：
不同电池技术占比变化趋势
PERC电池技术：
PERC技术通过在电池的后侧上添加一个电介质钝化层来提高转换效率。
标准电池结构中更高的效率水平受限于光生电子重组的趋势。
PERC电池最大化跨越了P-N结的电势梯度，这使得电子更稳定的流动，减少电子重组，以及更高的效率水平。
展望未来，这种电池技术的主要挑战将是降低生产成本。
目前，P型单模块PERC电池的价格是标准的P型多模块电池平均的1.5倍。
价格差异反映了先进的电池结构的低成本较高。
它的溢价与标准的单模块电池是等同的，价格约为多模块电池的1.3倍。
然而，PERC电池目前提供更水平的效率增益，PERC电池效率比标准的多模块电池高15%，比标准的单模块电池高7%。
这表明，随着成本结构和效率逐步改进，PERC单模块将与标准的单模块技术的竞争中进展顺利。
PERC电池与传统电池对比
HIT电池技术：
HIT电池是异质结太阳能电池的简称。
电池制作过程大致如下：
利用PECVD在表面织构化后的N型CZ-Si片的正面沉积很薄的本征α-Si:
H层和p型α-Si:
H层，然后在硅片的背面沉积薄的本征α-Si:
H层和n型α-Si:
H层；
利用溅射技术在电池的两面沉积透明氧化物导电薄膜（TCO），用丝网印刷的方法在TCO上制作Ag电极。
值得注意的是所有的制作过程都是在低于200℃的条件下进行，这对保证电池的优异性能和节省能耗具有重要的意义。
HIT电池具有高效的原理是：
（1）全部制作工艺都是在低温下完成，有效地保护载流子寿命；
（2）双面制结，可以充分利用背面光线；
（3）表面的非晶硅层对光线有非常好的吸收特性；
（4）采用的n型硅片其载流子寿命很大，远大于p型硅，并且由于硅片较薄，有利于载流子扩散穿过衬底被电极收集；
（5）织构化的硅片对太阳光的反射降低；
（6）利用PECVD在硅片上沉积非晶硅薄膜过程中产生的原子氢对其界面进行钝化，这是该电池取得高效的重要原因。
这种电池具有结特性优秀、温度系数低、生产成本低廉和转换效率高等优点，所以在光伏市场上受到青睐。
HIT电池结构
IBC电池技术：
IBC（Interdigitatedbackcontact）电池出现于20世纪70年代，是最早研究的背结电池，最初主要应用于聚光系统中。
电池选用n型衬底材料，前后表面均覆盖一层热氧化膜，以降低表面复合。
利用光刻技术，在电池背面分别进行磷、硼局部扩散，形成有指状交叉排列的P区、N区，以及位于其上方的P+区、n+区。
重扩形成的P+和N+区可有效消除高聚光条件下的电压饱和效应。
此外，P+和N+区接触电极的覆盖面积几乎达到了背表面的1/2，大大降低了串联电阻。
IBC电池的核心问题是如何在电池背面制备出质量较好、呈叉指状间隔排列的P区和N区。
为避免光刻工艺所带来的复杂操作，可在电池背面印刷一层含硼的叉指状扩散掩蔽层，掩蔽层上的硼经扩散后进入N型衬底形成P+区，而未印刷掩膜层的区域，经磷扩散后形成N+区。
通过丝网印刷技术来确定背面扩散区域成为目前研究的热点。
IBC电池的世界效率为25%，由美国sunpower公司保持。
国内企业中，天合光能走在前列，其与澳大利亚国立大学联合开发的IBC电池实验室电池效率达到了24.4%；
独立研发的156mm×
156mm（6英寸）大面积IBC电池转换效率最高达22.94%，平均转换效率达到22.7%。
目前，天合光能正在建设IBC电池中试示范线，其电池转换效率平均在21.5%以上。
目前IBC电池只在一些特定市场中有应用，如一些对转换效率有较高要求的地方，未来仍需进一步开发低成本制造技术。
图表42：
IBC电池结构
（五）组件——成本下降迅速，竞争力凸显
组件环节是电池片环节的下游，其生产较电池片相比技术含量稍低，为劳动密集型行业。
我国的劳动力成本相对低廉，因此组件环节是我国最有竞争力的环节，也是受贸易壁垒最为严重的环节。
根据中国光伏业协会的数据显示，2016年全球组件产量72GW,我国组件产量超过53GW，同比增长15.7%,占比73.6%。
2017年上半年，我国组件产量在34GW以上，同比增长25.9%，行业产能利用率在
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