完整版中国太阳能硅片之行业概况.docx

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完整版中国太阳能硅片之行业概况

中国太阳能硅片系列之行业概况

2018-02-02

硅片是太阳能电池片的载体，硅片质量的好坏直接决定了太阳能电池片转换效率的高低，因此需要对来料硅片进行检测。

另外由于硅元素是地壳中储量最丰富的元素之一，对太阳能电池这样注定要进入大规模市场（massmarket）的产品而言，储量的优势也是硅成为光伏主要材料的原因之一。

　　中国太阳能硅片行业发展总体概况

　　硅片为多晶硅的下游工序，与多晶硅环节不同，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。

我国是硅片制造大国，2017年我国硅片产量约为188亿片，折合产量为87.6GW，同比增长39%，约占全球硅片产量的83%，其中单晶硅片产量约为60亿片。

图表1：

2011-2017年中国及全球太阳能硅片行业产量情况（单位：

GW）

资料来源：

OFweek行业研究中心

　　中国太阳能硅片行业发展主要特点

　　1、硅棒硅片行业技术水平及发展趋势

　　整个光伏产业发展的核心问题就是如何降低成本，使光伏发电的性能价格比能够优于传统的化石能源发电方式。

更重要的是，整个光伏产业未来的命运也取决于光伏发电的性能价格比是否能够快速地下降到一个具有竞争力的水平。

光伏产业面临的竞争对手，不但包括传统的化石能源，而且包括其他的可再生能源。

晶体硅太阳能电池占整个光伏产业的80%以上，从技术角度讲，目前降低成本主要通过两种方式：

提高晶体硅太阳能电池转换效率、减少硅用量。

　　以单晶为例：

转换效率方面，单晶硅电池的实验室效率可达25%（即单晶硅电池的最佳输出功率与投射到其表面上的太阳辐射功率之比为25%）。

单晶硅电池效率无论实验室或量产都是商用太阳能电池中最高的。

提高电池效率首先依赖于提高单晶硅的质量，包括降低单晶硅中氧含量以有利于提高电池的转化效率等，这是单晶硅的发展趋势。

减少硅用量有两种选择：

使用其他替代物或者降低电池片的厚度。

从经济性上看，硅与其他替代材料相比，硅用于制造太阳能电池是最经济的。

在保证硅片强度的情况下，降低硅片厚度就成了节省材料的现实选择。

目前主流厚度是200±20微米，有薄片化趋势；同时，为了降低后道工序成本，提高后道工序产能，有大片化趋势，市场将过渡到以8英寸硅片为主。

　　2、行业的经营模式

　　目前，硅棒、硅片企业的经营模式有如下三种：

（1）独立的采购、生产、销售模式，硅棒、硅片企业自主采购多晶硅原材料进行加工，直接销售给下游电池片及组件厂商；

（2）来料加工模式，下游厂商负责提供多晶硅原材料，硅棒、硅片企业根据客户的要求进行加工，并收取加工费，采用这种模式的企业要求具有较强的产品加工能力；（3）配套生产模式，电池片及组件厂商建立自己的配套企业生产硅棒、硅片，生产出来的硅棒、硅片直接内部供应，进入下一道电池片生产工序，实现一体化整合。

需要指出的是，这三种模式不具有排他性。

一家硅棒、硅片企业可能同时采用多种经营模式。

随着未来竞争的加剧，专业化和垂直一体化两种生产经营模式将体现出各自的竞争优势，由于太阳能光伏产业是一个资金技术密集型的产业，多个生产环节均呈现资金技术密集的特点，全产业链生产会使企业的资源分散。

随着未来本行业利润率水平逐步降低到社会平均化水平，大部分企业将向专业化生产转变，少数资金技术雄厚的大型企业集团可能形成垂直一体化的生产经营模式。

　中国太阳能硅片行业发展影响因素

　　1、太阳能硅片行业有利因素

（1）能源危机迫使人类寻找替代能源

　　根据世界能源权威机构的分析，按照目前已经探明的化石能源储量以及开采速度来计算，全球石油剩余可开采年限仅有45年，国内剩余可开采年限为15年；全球天然气剩余可采年限61年，国内剩余可开采年限为30年；全球煤炭剩余可采年限230年，国内剩余可开采年限为81年；全球铀剩余可开采年限71年，国内剩余可开采年限为50年。

传统化石能源的有限储量迫使人类加速寻找可替代再生能源的步伐。

　　我国的一次性能源资源的储量远低于世界的平均水平，我国可再生能源的替代形势比世界其他国家要更加严峻、紧迫。

太阳能资源不因使用而减少，对环境没有不利影响，大力发展太阳能光伏产业正是解决当前我国能源供需矛盾，调整能源结构的重要措施和途径。

同时，大力发展太阳能光伏产业也是应对气候变化，实现未来能源可持续发展的战略选择，因此具有十分重要的意义。

（2）环境保护和可持续发展的重要性

　　化石能源的过度开采与使用，已经对人类赖以生存的地球环境造成了巨大的污染和破坏。

二氧化碳的大量排放导致了全球温室效应，进而引发了极地冰川的融化和海平面的上升；工业废气和汽车尾气的大量排放导致了空气质量的严重恶化并引发呼吸道疾病的流行。

人类已经意识到保护环境和可持续发展的重要性。

与此同时，太阳能以其可再生性和对环境的友好得到了广泛的关注与应用，各国政府积极采取各种措施来鼓励和发展太阳能产业，加大研发的投入，使太阳能光伏技术进步的步伐明显加快，产业规模迅速扩大，市场需求不断上升，经济效益、环境效益和社会效益日益明显。

　　（3）政府的激励政策

　　受化石能源有限性及环境保护双重压力的影响，可再生能源已逐渐成为各国能源战略规划的重要组成部分，其中光伏发电行业是各国可再生能源的重要组成部分，自2000年4月德国通过《可再生能源法》以来，各国政府陆续出台一系列促进太阳能光伏行业发展的扶持政策，这些扶持政策促进了过去几年太阳能光伏领域的快速发展，也将为未来太阳能光伏领域提供良好的发展机会。

我国政府也出台了众多政策和规划，例如《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》、《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》、《国家发展改革委关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》、《太阳能发电发展"十二五"规划》、《电力发展"十三五"规划》等，这些政策和规划有力的促进了我国光伏发电产业的发展。

　　（4）成本优势使得太阳能电池制造业向中国大陆转移

　　由于中国在劳动力成本和测试封装领域的优势日趋明显，全球太阳能电池终端产品的制造也在逐步向国内转移。

出于降低成本的考虑，终端产品制造商一般采取就近采购、就近组装的原则，尽量从本地采购零部件。

因此，下游制造产业的迁移也将对处于中游的硅棒硅片产业的布局产生直接影响。

中国太阳能电池产量的增加必然会增加对国内太阳能硅棒硅片的需求，进而带动整个太阳能硅棒硅片产业的蓬勃发展。

　　（5）我国发展太阳能的资源条件优越

　　在我国辽阔的土地上，有着丰富的太阳能资源。

我国地处北半球，南北距离和东西距离都在5000公里以上，三分之二的国土面积年日照小时是在2200小时以上，年太阳能辐射总量大于每平方米5000兆焦，属于太阳能利用条件较好的地区，太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。

我国硅资源丰富，可以为大力发展太阳能光伏产业提供原材料支撑。

利用荒漠和每年新增的房屋建设面积，可以提供大量的边际土地及屋顶和墙面面积用以发展太阳能光伏电站。

　　2、太阳能硅片行业不利因素

（1）光伏补贴政策力度阶段性减弱

　　过去几年，随着技术进步与产业规模的发展，光伏太阳能原材料价格下降、转换率提高、使用寿命延长，促进了光伏发电成本大幅下降，且未来成本有进一步下降空间，但短期内其成本仍高于传统能源成本。

我国火电成本约为0.25-0.3元/度，而当前光伏发电成本约为0.7-1.0元/度，国外大部分区域的光伏发电成本也高于火电等传统能源成本，因此太阳能光伏行业发展仍很大程度上依赖于产业政策的扶持力度和政策的可持续性。

　　各国政府设立光伏补贴政策是为了促进光伏产业健康发展，有计划地解决能源危机以及达到环保减排的目标。

但下调光伏上网电价补贴是必然趋势，主要原因包括：

①随着光伏行业的发展，市场规模逐渐扩大，技术水平不断革新，产品成本也持续下调，因此补贴标准力求维持行业中各参与企业的适度盈利，否则将导致行业盈利能力逐渐提高而引起暴利；与此同时，行业产能也将快速扩张进而破坏行业健康有序发展；②补贴标准下降推动行业优胜劣汰，推动各参与企业进一步加大产品研发和成本控制从而实现行业成本下降，只有成本不断下降才能推动太阳能光伏产业在摆脱政府补贴状况下增强竞争力并与传统能源竞争，实现产业化大规模的推广应用；③降低补贴标准可以控制新增安装量，实现光伏电站建设有序推进，减少政府支出。

　　虽然长期来看，各国制定太阳能光伏行业政策均以促使行业内各投资主体获得正常投资回报率、推动行业长期持续健康发展为目标，但短期内，各国补贴政策变动会造成市场安装量的波动，并对光伏行业中各企业盈利能力造成影响，只有不断提高技术水平、具备成本控制能力的企业才能取得持续发展。

（2）光伏建设发展受到其他可再生能源的影响

除太阳能外，可再生能源主要包括风能、地热能、水能、地热能、生物质能。

当前大部分国家都将太阳能和风能作为新能源发展的重点。

与太阳能相比，风能产业化基础更好、其成本也更低，但安装复杂、后续维护成本较高，且对应用环境要求高。

各地区对可再生能源的选择方向及投入力度将影响光伏电站项目在该区域内的发展情况。

　中国太阳能单晶硅片市场分布格局

　　受益规模化效应和技术进步带来的成本下降，“领跑者”计划等政策倾斜，国内单晶硅片市场份额不断增加。

2014年，国内单晶市场刚刚起步，市场份额只有5%，2015年迅猛增长到15%，2016年达到约27%，2017年上半年达到36%。

单晶替代的趋势已确立。

单晶产能扩张进入高潮，随着单晶硅片需求持续火爆，硅片主要企业积极扩张产能，而多晶路线企业也在规划投产单晶产能。

单晶龙头隆基股份、中环股份将2017年新增产能约7.5GW和9GW，而多晶路线的晶科、协鑫也有GW级别的扩产，促使整个行业的单晶产能快速扩大，2018年有望超过多晶产能（多晶路线已成熟，铸锭环节无新投资扩产）。

着眼未来，由于单晶具有天生的晶格整齐排序优势，在金刚线细线化、硅片薄片化、高效N型电池推广方面有着更大的潜力。

图表2：

2015-2018年中国重点单晶硅片企业产能情况（单位：

GW）

中国太阳能单晶硅片细分市场分析

1、单晶硅片产能分析

单晶产品在终端电站市场接受度逐渐打开后，各厂商竞相扩充的PERC技术，全产业链各环节均加大了单晶产能的扩张，甚至一些多晶硅片厂商也开始扩产单晶产能，比如保利协鑫1GW单晶硅片投产；随着主流电池组件厂商如天合、阿特斯、晶科、晶澳、韩华等多晶电池线改为单晶电池线，这些动作都将提升单晶的市场份额。

截止2017年，国内单晶产能已达到43GW，预计到2018年产能将达到73GW水平。

图表1：

2016－2018年单晶硅片产能情况（单位：

GW）

资料来源：

OFweek行业研究中心

2、单晶硅片价格走势分析

据最新统计数据，截止2018年1月31日，单晶硅片成交均价为0.674$/pc，多晶硅片成交均价0.557$/pc二者价差已达0.117$/pc。

据了解，0.1美元内就促使终端系统业者考量性价比而选择单晶；价差多于0.1美元，表示终端需求选择多晶以争取更多利润。

0.1美元价差已然成了单、多晶间替换的“黄金交叉区”。

11月份以来，受金刚线切多晶产能释放、价格走低，而单晶硅片未有新的降本举措，预期短期内单多晶硅片价差还会持续拉大。

图表2：

2015年7月－2017年12月单晶硅片价格走势（单位：

$/pc）

资料来源：

OFweek行业研究中心

3、单晶硅片优缺点分析

◆单晶硅片优点分析

（1）单晶硅片材料优势

单多晶的晶体生长工艺不同，单晶硅的晶面取向相同、无晶界，品质优异，而多晶硅的晶面取向不同、晶界繁杂、位错密布，晶格缺陷增多，导致单晶硅片与多晶硅片在晶体品质、电学性能、机械性能方面与单晶相比有显著差异。

因此，两种材料的生产工艺与结构决定了单晶具有以下优势：

1）单晶硅比多晶硅材料具有更低的晶格缺陷；2）单晶硅片比多晶硅片有更高的机械强度，更低的碎片率；3）单晶硅电池比多晶硅电池的少子寿命和转换效率更高，效率提升空间更大；4）单晶硅组件更高的集约性，更适用于屋顶等有限安装面积的分布式小型电站；5）单晶硅电站比多晶硅电站的实际发电量多5～6％以上，单晶硅电站长期衰减比多晶硅低至少3％以上，单晶硅电站投资回报率（IRR）比多晶电站至少高2.78％。

（2）单晶切片成本下降空间大

单晶切片领域目前已普遍采用金刚线切片工艺，可以最大程度地发挥大切速、细线化、切薄片的技术优势，切割效率更高、硅损更低、出片率更高、硅片表面质量更优，从而使得金刚线单晶切片成本可以大幅度下降得更低。

经测算，单晶采用金刚线切割，按照单晶硅片厚度190um测算，金刚线直径每下降10um，单片硅成本下降约0.15元、产能提升约4％；而按照金刚线母线线径100um测算，硅片厚度每降低20um，单片含硅成本下降约0.25元、产能提升约7％。

随着未来金刚线母线线径和硅片厚度下降，金刚线切割单晶硅片还有很大的成本下降空间。

◆单晶硅片缺点分析

单晶硅太阳能电池生产过程中能源消耗大、制造工艺复杂、生产成本较高等问题。

4、单晶硅片面临的挑战

（1）单晶硅片的供给保障：

电池、组件生产环节由于生产设备的相通性，通过适当地转换设备，可以容易从多晶切换至单晶，因此电池、组件端的单晶供给具有保障，但上游的单晶硅片由于生产投资大，工艺技术具有差异性，对企业的资金、技术、人才等水平要求高，相对门槛较高，供给基本只能依靠隆基、中环等大型单晶硅片厂商的扩产速度。

（2）多晶“金刚线切片＋黑硅”技术的产业化推进情况：

单晶相对多晶的主要优势是效率高，价格只比多晶高0.05-0.08元/W，如果能通过金刚线切片，降低多晶硅片生产成本，通过黑硅技术提高多晶转换效率，在单晶还大全面积转换为PERC之前，将有可能打破单晶的优势，使多晶继续占据优势，但目前不论是金刚线环节还是黑硅环节都还存在一些问题，不能大规模的量产，所以在技术方面，单晶会持续具有优势。

5、单晶硅片市场前景展望

由于领跑者计划之补贴并未优于其他电站，对组件之采购价相对也不会太高，让单、多晶投标厂商都较倾向以不加PERC技术的方式达标，一般单晶以47％的高占比拔得大同领跑者计划第一期1GW头筹。

2016年上半火热的单晶氛围也让不少大型电站转向选用单晶产品，已快速扩产中的单晶硅片厂隆基、中环供不应求，推升中国内需之单晶市占快速提升。

2016年单晶市占率将达到25％，2017年更是达到36％，预计2018年市占率将达到40－50％。

中国太阳能多晶硅片细分市场分析

1、多晶硅片产能分析

如下图所示，2016年中国多晶硅片产能为72.8GW，2017年多晶硅片产能更是达到92GW，预计到2018年多晶硅片产能将达到110GW。

2017年，保利协鑫通过自主试验研发，成功突破金刚线切多晶改造难题，目前金刚线切多晶片比例已经超过80%，技改后多晶硅片成本降低0.5元/片。

图表3：

2016－2018年多晶硅片产能情况（单位：

GW）

资料来源：

OFweek行业研究中心

2、多晶硅片价格走势分析

据最新统计数据，截止2018年1月31日，多晶硅片成交均价0.557$/pc，金刚线切割制程是未来左右“单多晶之争”之因素。

虽金刚线切割不能直接提升效率，然可大幅降本，行业预计最高约26％。

单晶通过2015年大量推广金刚线切制程，性价比略微接近多晶，单晶硅片龙头隆基因此向电池组件厂商承诺价格随多晶调整，并保持在0.1美元的价差内。

2016年开始，多晶硅片龙头厂保利协鑫开始切换金刚线切割，产能于近期陆续释放，与之配套的黑硅制程也持续加快，主要多晶龙头阿特斯、晶科、天合、晶澳、海润、晋能等陆续量产黑硅产线。

而且，大陆明年即将推出的“超级领跑者”计划，更加注重先进技术的应用，多晶凭借“金刚线切＋黑硅＋PERC”组合，预期将占更多份额。

图表4：

2015年7月－2017年12月多晶硅片价格走势（单位：

$/pc）

3、多晶硅片优缺点分析

（1）多晶硅片的优点：

能直接制备出适于规模化生产的大尺寸方型硅锭，从制作成本比较，多晶硅片要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，得到了大量发展，且目前多晶电池仍占据光伏行业的主导地位（70％的市占率）。

（2）多晶硅片的缺点：

多晶硅虽然成本占据优势，但转换率低于单晶硅电池（目前单晶硅电池转换率普遍在18.5％～19.5％，多晶硅电池普遍转换率在17％～18％。

），其使用寿命也比单晶硅太阳能电池短。

4、多晶硅片面临的挑战

从性能方面来看，与直拉单晶硅相比，多晶硅中存在着高密度的缺陷和杂质，如晶界、位错、氧碳和金属等。

一方面，作为位错、晶界和杂质最集中的微晶区域会显著影响材料的电学性能，并最终影响电池性能；另一方面，由于多晶硅中各部分缺陷和杂质分布的不均匀性，造成单片多晶硅片性能上的明显差别，研究表明，其少子寿命最低区域对电池性能具有决定性的影响。

从光电转换效率方面来看，多晶硅太阳电池比单晶硅太阳能电池的要稍低一些，约在17％～18％之间。

此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。

如只从性价比来讲，单晶硅太阳能电池还略好。

目前多晶硅太阳能电池的市场份额略高于单晶硅太阳能电池，依旧是光伏市场的主要产品，但其存在着电池结晶结构较差的问题，应当在提高性能的稳定性上作进一步的研究。

5、多晶硅片市场前景展望

2015年以来，单晶由于硅片端金刚线切片的导入实现了成本的快速下降，因而市场渗透率在不断攀升，也让广大以多晶为主的行业企业备受压力。

相比金刚线切割已经在单晶硅片的生产中实现大规模的应用，多晶的切片还是目前还是以砂浆切割为主。

但金刚线切割在多晶领域的应用一直被业内广泛讨论。

目前，金刚线切片用于多晶硅片切割的主要障碍在于使用金刚线切割的多晶硅片反射率更高，常规的多晶制绒工艺难以达到很好的效果。

解决这一缺陷目前主流的技术路径是电池片环节黑硅技术的采用。

如果黑硅电池实现大范围的量产，金刚线的应用将再次拉大多晶与单晶在硅片端的成本差距，不过具体如何还有待市场的检验。

图表5：

多晶硅片市场前景展望

结束。