单晶硅片市场现状分析及发展前景

单晶硅片市场现状分析及发展前景一、 光伏硅片行业进入壁垒（一）光伏硅片行业技术壁垒降低制造成本和提高产品品质是光伏行业技术进步的主要方向，也是硅片企业竞争的关键因素。降低成本，对单晶硅片而言，主要通过提高单晶硅的成品率、减少硅片切割损耗、提高单产、降低单耗等实现；而提高品质，主要通过改善单晶硅的品质，从而提高光电转换效率、降低衰减率等实现。低成本、高品质的单晶硅片生产具有较高的工艺技术要求，需要通过不断地技术研发、设备改造、生产流程优化来实现。以166mm硅片为例，目前主流硅片生产厂商的硅片制造非硅成本已经达到0708元/片，而其他后进入者由于缺少长期生产和检测经验的积累以及先进技术的掌握及储备，无法在短时间内建立起完善的生产体系和标准，在成本上处于较大劣势，将面临被市场淘汰的风险。因此，进入硅片行业存在较高的技术壁垒。（二）光伏硅片行业资金壁垒光伏制造业属于资金密集型产业，投资强度大，需要硅片企业具备较强的资金实力。如前所述，低成本是硅片企业的竞争焦点，规模化生产则是降低成本的有效手段。为实现规模化生产，硅片企业需要投入大量资金用于购买机器设备和其他固定资产，不断升级改造设备和技术工艺，淘汰落后产能以建立和巩固技术、成本优势，对企业的资金实力要求较高。根据中国光伏行业协会的数据，2021年拉棒和机加环节的设备投资额为53万元/吨，换算成GW投资额约为19亿元/GW，若加上切片设备、厂房建设以及其他建设施工费用，单GW投资额超过3亿元。因此，资金实力是进入硅片行业的重要门槛之一。（三）光伏硅片行业人才壁垒光伏产业技术涉及面广，集物理学、化学、材料学等多学科知识于一体，综合性要求高，我国发展光伏产业的时间相对较短，具备相关理论知识和行业经验的人才相对匮乏；与此同时，光伏行业知识更新较快，新技术、新工艺不断涌现，有些新技术的出现甚至对原有技术形成完全替代，行业的快速变化对研发和管理人员的素质也提出了更高的要求。近几年光伏产业的发展速度远超人才培养的速度，新进入光伏行业的企业在专业化人才的引进上往往面临一定的困难。因此，硅片行业具有一定的人才壁垒。（四）光伏硅片行业品牌和客户资源壁垒硅片制造企业的技术水平、产品质量、市场信誉和售后服务所形成的综合品牌效应是下游电池厂商选择硅片供应商所考虑的重要因素，良好的品牌效应需要长时间的沉淀和积累，在与下游电池厂商初步建立合作关系后，需进行长时间的交流与磨合以提高产线工艺适配度，提高最终产品的光电转换效率，进而取得客户的认可。因此，进入硅片行业存在较高的品牌及客户资源壁垒。二、 全球光伏应用市场保持高速增长目前，全球各国均高度重视太阳能光伏产业的发展，纷纷出台产业扶持政策，抢占未来新能源时代的战略制高点。在全球各国共同推动下，光伏产业化水平不断提高，产业规模持续扩大，光伏发电已逐步成为促进能源多样化和实现可持续发展的重要能源。全球已有众多国家提出碳中和的气候目标，发展包括光伏在内的可再生能源已经成为了全球共识。在此目标上，全球各国新能源市场也得到了进一步发展。据统计，2021年全球光伏新增装机量170GW，创历史新高。其中，中国光伏新增装机5488GW，同比增长139%；欧盟新增装机259GW，同比增长近34%；美国新增装机约236GW，同比增长约229%；印度新增装机103GW，同比增长约1512%。三、 光伏度电成本持续下降，平价上网逐渐落地随着光伏产业技术水平持续快速进步，光伏发电成本步入快速下降通道，根据国际可再生能源署（IRENA）发布的2020年可再生能源发电成本报告，全球晶硅光伏发电项目加权平均发电成本由2010年的约0381美元/度下降至2020年的约0057美元/度，下降幅度达85%，为发电成本下降最快的能源之一。根据IRENA预计，2022年全球太阳能光伏发电的平均成本将进一步降至0040美元，同比下降30%，届时将比燃煤发电成本低20%以上。根据当前的技术发展和成本变动趋势，行业普遍预期未来数年内，光伏发电将大范围达到或接近常规能源发电成本，成为一种具有成本竞争力的、可靠的和可持续的电力来源，届时全球能源供给将步入太阳能时代，从而极大带动中上游产业的健康持续发展。四、 行业竞争格局（一）行业集中度不断提升过去十年间，光伏行业整体呈现快速发展的格局，但是因政策、市场等因素影响，亦出现短期的行业困境，如2011年欧盟补贴削减等对需求市场产生不利影响，进而导致市场明显分化，大量中小企业相继停产，而行业内的龙头企业在保持生产的同时依然通过研发、技改进行产业升级，行业回暖后，骨干企业凭借技术、规模、品牌等优势进一步提升市场占有率，而部分没有技术研发实力的中小企业则在全行业技术水平不断提升时逐步被市场淘汰，行业集中度不断提升。531新政以来，一方面行业技术门槛持续提高，大量无法满足平价上网需求的落后产能得以加速淘汰，行业竞争格局得到重塑；另一方面光伏发电实现不依赖国家补贴的市场化自我持续发展后，将开启更大市场空间，并促进行业资源向优质企业集中，促进行业集中。（二）竞争逐步从低端竞争转向高端竞争工信部光伏制造行业规范条件政策开始实施，使得不符合规范条件而未被纳入名单中的企业将无法获取出口退税及银行信贷等方面支持。国家能源局、工信部和国家认监委联合发布的关于促进先进光伏技术产品应用和产业升级的意见，提出将严格执行光伏产品市场准入标准，并逐步建立光伏产品市场准入标准的循环递进机制。而领跑者专项计划的实施，使得光伏产品的技术标准在上述标准基础上进一步提高。与此同时，2018年531新政、2020年疫情均进一步催化了行业的技术进步和落后产能出清。行业技术标准的提升将大幅提高行业发展门槛，行业竞争也正逐步从低端竞争转向高端竞争，行业技术属性愈发成为竞争的焦点，新技术、新装备推动光伏产品向高转换效率、高产品品质、低制造成本的趋势发展，技术升级加快，不具备技术和成本优势的企业将逐步退出市场，大量低端产能被市场淘汰，市场份额将向有技术、资金、管理优势，能够持续投入新技术和新装备的企业集中。（三）单晶形成对多晶的绝对优势，替代趋势明显加速近年来，一方面随着连续加料、多次拉晶、增大装料量、快速生长以及金刚线切割、薄片化等技术的大规模产业化应用，单晶硅片生产成本大幅下降，另一方面以PERC等为代表的高效电池技术对单晶产品转换效率的提升效果明显，单晶产品在度电成本方面较多晶产品具备了更高的性价比，单晶形成了对多晶的绝对优势，替代趋势明显加速。根据中国光伏行业协会2015年至2021年中国光伏产业发展路线图，2015年至2021年，单晶市场份额从18%提升至945%，年化增长率为2673%；预计2022年单晶硅市场份额将进一步提升至96%左右。市场供求状况分析。在需求端，2021年全球光伏装机量约为170GW。依据装机预测，乐观情形下，2022年我国硅片产能需求或将达到400GW2。而在2022年-2025年之间，全球光伏新增装机量增速将出现明显增长，年均新增装机将达到232-286GW，对应硅片产能需求将进一步上升。在供给端，2021年末行业内全部光伏单晶产能约为339GW，基本与2022年下游产业链对单晶硅的需求保持平衡。随着行业单晶硅产能布局逐渐实现，上述产能将会进一步提高，进而维持2023-2030年全球光伏单晶硅市场的整体供需基本平衡。而在国内硅片产量大于消耗量的情况下，国内硅片除用于国内光伏电站装机以外，剩余一部分可用于硅片出口，以及用于组件生产、出口。在硅片产品的构成方面，当前光伏硅片主流尺寸有5种，分别为15675（M2）、15875（G1）、166mm（M6）、182mm（M10）、210mm（G12）。大尺寸硅片因其卓越的降本能力，获得下游进一步认可，供应或仍保持阶段性偏紧状态，从而导致光伏单晶硅行业在短期内面临结构性供给短缺3。根据PVinfolink预测，2022-2025年182mm以上尺寸硅片的市场份额将分别达到70%、84%、95%、90%。随着大尺寸市场份额的逐步上升，部分小尺寸硅片产能将逐步沦为落后、无效产能而被市场淘汰，留存的产能将进一步优化市场竞争格局，促进行业良性发展。五、 光伏硅片行业概况（一）光伏硅片行业发展情况光伏装机终端市场的快速发展有效拉动了对产业上游包括硅片在内的原材料的需求，全球硅片市场规模发展迅速。截至2021年末，全球硅片总产能约为4151GW，同比增长678%，继续保持快速增长趋势，尤其是单晶硅片规模大幅提升，2021年公布及投产的产能均为单晶产品，多晶硅片存量产能加速退出市场。截至2021年末，单晶硅片产能超过339GW，同比增长约697%；多晶硅片产能占比持续下降。截至2021年末，我国大陆硅片产能约为4072GW，同比增长697%，占全球硅片产能的981%。我国企业凭借在单晶连续拉棒和金刚线切割方面的技术创新以及低电价区位布局资源优势，建立了生产成本优势，进一步巩固了硅片环节产业领先地位。近十年我国硅片产量总体呈逐年增长态势，占全球产量比重已由2010年的4783%提升到2021年的973%，且已连续七年保持在80%及以上。光伏硅片是制造光伏电池的核心材料，其品质高低直接影响最终产品的光电转化效率，成本高低直接影响下游电池、组件产品的竞争力。晶硅电池作为市场上主流的光伏电池产品，单晶、多晶技术路线长期并存，早期由于成本上的劣势，单晶产品虽然转换效率更高，但市场份额长期由多晶产品占据。随着连续投料、金刚线切割以及PERC高效电池等一系列新工艺和新技术的普及和应用，单晶产品成本大幅下降，效率优势得以充分体现，开始加速取代多晶产品，单晶市场份额（P型+N型单晶）已由2016年的20%左右快速上升至2021年的945%左右，其中P型单晶占比约904%，N型单晶占比约41%。目前，P型单晶已基本完成对多晶的替代，但也开始面临效率进一步提升的瓶颈，2021年P型单晶PERC电池量产平均转换效率达到231%，已接近24%左右的量产效率极限，进一步挖掘潜力的空间较小，而N型单晶产品由于效率提升潜力较大，量产效率有望从目前的24%左右提升至接近26%，并且还具有双面率高、温度系数低、无光衰、弱光性能好等优势，成为行业公认的下一代主流技术路线，未来将逐步成为市场主流。在降本和提效的双重因素驱动下，大尺寸和薄片化已成为硅片环节的主要发展方向。大尺寸通过直接增大硅片面积，摊薄光伏产业链各环节的加工成本，降低BOS成本，进而实现降低光伏发电度电成本。根据中国光伏行业协会数据，2021年，182mm和210mm尺寸合计占比由2020年的45%迅速增长至45%，预计未来其占比仍将快速扩大。薄片化能够有效减少单片耗硅量，在金刚线切割技术的助力下，已成为硅片企业共同瞄准的技术降本方向。根据中国光伏行业协会数据，2021年多晶硅片平均厚度为178m，P型单晶硅片平均厚度在170m左右。根据TCL中环发布的关于技术创新和产品规格创新降低硅料成本倡议书，硅片厚度从175m减薄至160m，可以消化多晶硅料8元/公斤的价格涨幅，如产业链内全规格单晶硅片全面转换到160m厚度，预计可节省68%的硅耗。与此同时，N型硅片厚度下降潜力显著高于P型硅片，2021年用于TOPCon电池的N型硅片平均厚度为165m，用于HJT电池的硅片厚度约150m，用于IBC电池的硅片厚度约130m。N型超薄硅片更符合行业对快速降本的诉求，渗透率有望快速提升。（二）光伏硅片行业竞争格局从全球来看，硅片产能主要集中在我国。截至2021年末，全球硅片产能规模前十企业均为中国企业，这十家企业产能合计约3762GW，占全球硅片总产能的906%，产量合计约2232GW，占全球硅片总产量的958%。目前隆基绿能和TCL中环在单晶硅片市场的占有率合计达45%以上，硅片行业呈现双寡头竞争格局。同时，由于光伏装机需求持续增长，行业技术快速进步，其他拥有客户、技术、资金等优势的硅片企业仍有较大发展空间，硅片市场格局仍处于动态变化中。光伏硅片企业主要有两类经营模式：以隆基绿能、TCL中环、晶科能源、晶澳科技、双良节能为代表企业采用垂直一体化模式，以京运通、上机数控为代表的企业主要采用独立专业化模式。垂直一体化，即企业涉足产业链上中下游的多个制造环节，能够实现供应链的资源整合，从而确保供应稳定、降低生产成本，有利于发挥各环节之间的协同效应；独立专业化，即企业经营专注于光伏产业链的个别环节，通过集中资源加强精细化管理、提升技术水平、提高产品品质等，在单环节中做到产品品质和性价比领先，此外，独立专业化厂商与下游客户不存在直接竞争关系，有利于加强与客户的合作关系。（三）光伏硅片供需分析2021年以来，受能源结构转型和光伏行业平价上网预期影响，从市场供求关系及变动情况来看，光伏硅片环节呈现长期产能缺口和高效产品供给相对不足的特点：从静态来看，硅片产能高于产量水平，但从动态来看，现有硅片产能仍不能满足日益增长的光伏应用市场需求。据中国光伏行业协会统计，2021年全球光伏新增装机量约为170GW，2021年全国硅片产量约为227GW，2021年末全国硅片产能约为407GW，硅片环节呈现总体产能高于产量局面。由于新增产能需要一定扩产周期，在下游市场持续稳定增长的预期引导下，上游硅片企业为快速抢占市场先机，其硅片产能建设速度通常会领先当年下游光伏装机需求，因此从静态来看，产能前置建设导致了硅片总体产能大于产量水平。但从动态发展来看，随着下游应用市场规模的扩大，硅片市场需求预计亦将有所增加，硅片行业现有产能仍不能满足未来市场需求。根据中国光伏行业协会2022年7月最新发布的2022年光伏行业上半年发展回顾与下半年形势展望，2022年至2030年期间，全球光伏新增装机量将出现明显增长，2022年、2025年、2030年全球光伏新增装机量将分别达到205250GW、270330GW、315366GW。在硅片需求端，根据组件产量与装机量12:1的容配比以及从硅片到组件端5%的损耗率计算，2022年、2025年、2030年新增装机量对应硅片需求预计将分别达到259316GW、341417GW、398462GW。而在硅片供给端，据中国光伏行业协会预测，2022年度全国硅片产量将超过293GW，未来一年内光伏单晶硅市场的整体供需基本平衡，但较2025年及以后的市场需求仍存在较大缺口。因此，随着下游市场规模的扩大，现阶段硅片环节产能仍存在缺口。从硅片产能结构来看，大尺寸高效硅片产能仍显不足，行业先进产能的释放预计将推动低效或无效产能逐步淘汰。在大尺寸硅片需求方面，根据中国光伏行业协会统计，2021年市场上182mm和210mm尺寸占比已从2020年的45%迅速增长至45%，大尺寸硅片进入快速发展期，市场空间广阔。预计2022年、2025年182mm及210mm尺寸硅片的市场份额占比将分别达到75%（即约215GW）、95%（即约360GW）。目前，182mm及以上大尺寸硅片的切片产能不足，大尺寸及薄片化硅片产品的切割良率仍存在进一步提升空间。根据2022年2月中国光伏行业协会最新发布的中国光伏产业发展路线图（2021年版），预计2022年度全国硅片产量将超过293GW，而2021年227GW的硅片产量中166mm及以下尺寸硅片占比约为55%，即约125GW，这部分硅片产能将自2022年开始逐步沦为落后、低效产能。扣减低效产能对应的产量后，预计2022年，大尺寸高效硅片年产量约为168GW，仍不能满足2022年215GW的大尺寸硅片市场需求。综上，从动态来看，现有硅片产能仍不能满足日益增长的光伏应用市场需求，从硅片产能结构来看，大尺寸高效硅片产能仍显不足。