上一篇文章大致梳理了光伏的产业链（《光伏全产业链简析，寻找行业成长逻辑》）。

这一篇文章就光伏产业链的最上游——硅料及其加工的市场情况来说一说。

01 硅在光伏中的地位

目前全球有137个国家承诺在2050年前后实现“碳中和”。

其中中国提出2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”的目标。

在这个过程中，逐步减少煤炭等传统能源发电，改用太阳能、风能、氢能等新能源发电是必然趋势。

并且还要配合碳转化技术以及碳排放成本增加政策等作为辅助。

而太阳能，也就是光伏，正是新能源的一大代表。

十三五期间，我国光伏装机增长迅速。

据国家能源局数据显示，十三五期间中国新增光伏装机量约210GW。

2020年中国光伏新增装机量达48.2GW，同比增加60%。

2010年，中国光伏新增装机量为0.486GW。

2010-2020年， 中国光伏新增装机量CAGR达58.36%。

2021Q3，中国新增光伏装机量达12.55GW，同比增长75%。

而“硅”是光伏产业链的最上游，也是核心原材料。

在光伏的整个产业链中，硅这个环节也正是最赚钱的环节。

并且由于硅料属于重资产行业、大化工产业，扩产周期约2年左右，远高于下游硅片、电池、组件的扩产周期，所以历史上出现的产能与需求错配情况，都导致硅料价格大涨，毛利率飙升。

那么硅料需求通常按照1：1.2的容配比计算，若2022年全球光伏新增装机225GW，对应硅料需求约82万吨。

根据各公司公开数据显示，2022年国内主要企业硅料产能有望超过69万吨，对应支撑硅片231GW。

不过由于全国“能耗双控”对开工率、产能利用率的影响，实际产能或不达标，硅料供应仍将持续一段紧张期。

不过又依据各公司的投产计划，2022年之后投产的硅料产能达204.5万吨，对应支撑硅片约682GW。

预计2022年硅料价格相对2021年会有所回落，但也不会出现大幅下跌。

以往国内硅料来源主要依靠进口，价格居高位，从而薄膜电池技术备受关注。

而2009年协鑫冷氢化工艺的成功应用，大幅降低了硅料生产成本，实现了硅料进口替代，晶硅电池生产线维持住了主流地位，协鑫也一跃成为当时规模最大的光伏企业。

后多晶硅因成本优势一直是主流路线，直到2013年隆基股份率先引入金刚线切割、2015年国家“光伏领跑者计划”，单晶硅片的非硅成本逐渐下降，单晶硅实现对多晶硅的替代，PERC电池技术反超BSF电池成为市占率第一的电池技术，隆基、中环逐渐成长成为行业龙头。

之后又随着技术扩散，自从2020年开始就有较多新进入者开始大规模扩张硅片产能，行业竞争加剧，硅料抢购导致硅料价格持续上涨，成本上升。

不过硅片厂商具有较高议价权，硅片价格跟随硅料价格上涨，硅料环节目前的整体毛利率仍然比较高。

但随着上游硅料产能逐步释放，未来硅片环节势必进入扩产叠加价格战的竞争局面，毛利率会下降。

02 硅料与硅棒的工艺变革

硅料加工端目前最成熟的工艺就是采用改良西门子法生产棒/块状硅产品，这个工艺实现了生产环节的闭环，可以将具有污染性的副产品进行循环利用。

不过硅料的匮乏推动着技术的变革，生产多晶硅料的另一个链条是运用硅烷流化床法生产颗粒硅。

这个工艺的优点在于电耗上大幅低于用生产棒状硅的改良西门子法，因此颗粒硅比棒状硅/块状硅具有明显的成本优势，同时可以免去棒状硅/块状硅的破碎成本；

另外颗粒硅的流动性更佳，在拉晶投料环节更易操作，是未来多次拉晶法加大投料量、连续直拉单晶法等场景的理想用料。

目前颗粒硅可实现20%-40%的比例掺杂，预计未来可实现50%比例掺杂。

目前颗粒硅已逐渐走向产业化生产及应用，是光伏行业距离最近的一个技术跃迁点。

颗粒硅技术在技术和专利上拥有一定的壁垒，此前颗粒硅产能仅有保利协鑫的1万吨（11月10日新增2万吨投产）和陕西天宏的1.8万吨。

其中陕西天宏的产能利用率和自主研发能力不高，而保利协鑫颗粒硅工艺成本低，能耗低，且目前质量能跟上棒状硅。

22年随着保利协鑫的徐州3万吨、乐山一期10万吨以及包头一期6万吨新增产能投产，预计22年国内颗粒硅有效产能可达9万吨。

至22年底，全国颗粒硅产能有望达23.8万元/吨（协鑫21万吨+天宏1.8万吨），推动行业渗透率提升。

就下游需求来说，保利协鑫与隆基、中环、双良采购产品中明确包含颗粒硅产品，晶澳将于未来5年向协鑫采购总计14.58万吨颗粒硅；

而上机则将与保利协鑫共建30万吨颗粒硅产能，下游客户长单采购表明了颗粒硅进一步获得认可。

那么在A股市场中，新安股份公告显示，拟与乐山协鑫共同投资，建设首期年产20万吨/年工业硅粉加工项目，该项目优先供应乐山协鑫颗粒硅项目的硅粉需求；

上机数控与协鑫全资附属公司江苏中能签订战略合作框架协议书，拟成立合资公司，于内蒙古地区共同投资建设30万吨颗粒硅项目，预计总投资180 亿元。

该项目分为三期实施，第一期设计产能为6万吨（对应可供应约20GW 硅片），拟投资36亿元，上机参股35%。

硅料生成之后需要加工成硅棒，目前主流工艺是RCZ法，也就是多次直拉单晶法，由于需要等待晶棒冷却后才能加料拉下一根晶棒，因此效率的提升有瓶颈；

此外由于拉晶过程熔液面的下降会造成温场不稳定、多次拉晶杂质沉积导致晶棒的品质逐渐下降，造成硅片的电阻率不均。

也是由于RCZ工艺上的不足，2018年，另一种新工艺CCZ法，也叫连续直拉单晶法从象牙塔中走了出来。

它在拉晶过程中连续加料， 拉晶效率更高、综合电耗更低，同时由于保持熔液面及温场的稳定，可以拉出更均质、电阻分布更窄的晶棒。

虽然目前工艺不够成熟，但是将会是未来高效N型电池的理想工艺。

CCZ需要用颗粒硅或者符合形状要求的瓜子料，瓜子料的主要来源是破碎块料的副产品细碎料，靠破碎技术刻意制造细碎料的成本很高，而颗粒硅完美符合CCZ硅料的形态要求。

这项技术也由保利协鑫于2017年完成了对SunEdison第五代CCz连续直拉单晶、FBR硅烷流化床法技术及资产的收购。

A股市场中，隆基股份多年来专注高效单晶技术，积极布局，目前隆基已正式完成CCZ高效单晶产品的研发并具备量产能力，同时，得益于隆基具有前瞻性的产品规划和装备布局，现有生产设备均可基于CCZ高效单晶产品的生产工艺进行升级改造，可快速响应客户对CCZ高效单晶产品的需求；天通股份有消息称有望在年底实现CCZ技术的突破并实现量产。

03 硅片过剩，价格下滑

硅片的尺寸变化大致可以代表硅片的发展历程。

在2010年之前，单晶硅片主要以对边距125mm的小尺寸硅片为主，并有少量对边距156mm的硅片。

2018年下半年开始，大尺寸硅片开始连番登上舞台，先是158.75尺寸登场，紧接着就有企业推出166尺寸硅片。

到了2020年，大尺寸硅片已经泾渭分明地形成了“182尺寸”和“210尺寸”两大派系。

M跟G区别在于光伏硅片的形状，G开头的是正方片，M开头的是倒角片，也就是正方片切掉四个角。

电池、组件以片/块来计的生产速率基本固定，提升硅片尺寸可以使单位时间产出的电池、组件功率获得提升。

这样分摊到每Wp的设备、人工乃至公司的其他成本都将减少从而降低了电池和组件的制造成本。

另外逆变器、安装、运输等BOS成本亦有影响，据中环测算M12相比M6在组件端成本可以降低15%。

不过硅片尺寸并非核心竞争壁垒，各企业均可以拥有生产大尺寸硅片的能力，本身不会构成颠覆和壁垒。

同时在210生态成熟前，还面临大尺寸热场供应不足、技术风险（二切、 三切的选择）、应用风险（逆变器适配、热斑）等问题。

随着电池效率的提升，未来技术路线上不会一味追求大尺寸化。

目前硅片还是存隆基、中环双龙头的局面。

2020年，全球生产规模前十的硅片企业总产能达到227GW，约占全球全年总产能的91.7%，增长43.4%；

这十家企业均为中国企业，其中前五家龙头企业产能、产量均超过10GW，硅片CR5占比由2019年72.8%快速提高至88.1%，提高了15.3个百分点。

其中，隆基股份在硅片行业市占率为43%，中环股份市占率为26%，二者合计占比达到69%。

2022年全球硅片产能过剩问题将愈发严重，2021年底，预计隆基股份产能达到105GW，中环股份为85GW，晶科能源产能33GW，晶澳科技产能30GW，旗下内蒙弘元产能30GW，合计283GW，前五企业产能超越2020年全球产能。

前十企业产能合计367.3GW，增长61.8%。硅片产能即将潮涌。

2021年11月以来，由于整个硅片市场库存积压，出货不畅的情况，硅片价格开始松动。

11月30日，隆基股份发布最新硅片价格，全线下降0.41～0.67元/片，是自2020年5月25日以来价格的首次下调。

PVInfoLink数据显示，166硅片本周均价为5元/片，降幅4.8%；

市场关注度较高的182硅片均价为5.85元/片，跌幅5.6%，而最低价已触及5.65元/片；

在上周中环股份宣布降价后，210硅片本周降幅也达到6%，成交均价为8.55元/片。

降价后的硅片出货情况暂未有明显改善，国内部分下游电池企业仍在观望中；

出口海外的硅片价格相比国内略高一些。

12月已至，上游硅料价格如果仍是继续坚挺不降，而单晶硅片库存出货仍然一般的情况下，预计市场上单晶硅片厂商将会降低生产负荷，减产。

多晶硅片方面，多晶也是弱势下跌，市场主流中高效价格来至2.1-2.3元/片，需求、出货较为一般。

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