多晶硅两大技术路线的世纪之争

本文系基于公开资料撰写，仅作为信息交流之用，不构成任何投资建议。

随着光伏装机成本的持续下降，光伏装机量迎来快速增长。由此带来多晶硅再度供不应求，年内涨幅超200％，多晶硅的供需失衡甚至已经影响到了下游的装机量。

国内硅料企业纷纷开启新一轮的扩产大潮。对于多晶硅生产的两大技术路线，市场出现两级分化。改良西门子法还是流化床法，又一次成为争论的焦点。由于多晶硅的重要性，技术路线选择，这次路线之争无不牵动广大新能源投资者的神经。

早在上世纪五六十年代，多晶硅生产的两大技术路线相继问世，其中西门子法通过多次技术迭代一直引领行业前行，成为世界的主流路线，而流化床法作为第二技术路线也在持续进步。

在“双碳目标”的背景下，光伏成为可再生能源的主力，这场跨越世纪之争的答案也越发清晰可见。

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为什么多晶硅的技术路线如此重要？

【1】多晶硅的行业地位

能源革命的浪潮之下，光伏的重要性目前已再无分歧；从产业链的视角来看，多晶硅作为光伏产业的上游原材料，其在整个光伏产业中占有举足轻重的地位。同时多晶硅也是集成电路最为关键的基础原材料。

图1光伏产业链示意图，资料来源新疆大全招股说明书

首先，多晶硅的成本与光伏发电系统的成本直接挂钩。早在2014年，国家发改委能源研究所等研究机构发布的《中国可再生能源发展路线图2050》就提出，2025年光伏要能实现全面平价上网，那成本下降就成了光伏产业进步的不竭动力，而其中的大头就是硅料。发展初期，多晶硅的成本曾一度占太阳电池的近50％。

回溯光伏过去十余年的发展，光伏成本从50元／W下降到了4元／W左右，多晶硅环节的持续降本为光伏平价上网做出了巨大的历史贡献。

图2产业链各环节价格（元／W、元／kg），资料来源中国有色金属工业协会硅业分会，国信证券

根据BP发布的2020年能源展望数据，到2050年，光伏发电的成本较2018年还能下降70％。这必然要求光伏产业链各个环节共同努力，多晶硅最为材料源头，将长期担当降本增效的重任。

图3未来30年光伏成本下降曲线，资料来源BP Energy

其次，多晶硅的质量的提升促进光伏的技术进步和国产替代。自2018年初开始，单晶硅片产能规模快速扩张，成为行业主流，为满足下游需求，国内多晶硅企业在积极扩张的同时，也加速了光伏级硅料品质的提升。目前通威股份、新疆大全的特级料占比均超过90％。

与此同时，我国多晶硅料品质的提升，对于硅料进口依赖的下降功不可没，根据硅业分会的数据，硅料进口占比已经从2016年的42．1％下降至2020年的20．2％。2021年1月，通威股份已实现N型硅料的批量生产。

时至今日，我国多晶硅产业已取得了长足进步，从产业化早期的几乎完全依靠进口到目前产量已占全球的三分之二，国内的产销规模已经位居全球首位。但在太阳能光伏平价上网的倒逼下，多晶硅降本增量之路还在继续。

第三，终端光伏装机需求带来多晶硅的增长

多晶硅也是一将功臣万骨枯的行业，打的头破血流，最终呈现强者恒强，两极分化的局面。头部企业凭借技术和成本优势维持较高水平的产能利用率。如通威股份，2017－2019 年产能利用率分别为93．70％、96．38％、92．46％，2020年上半年达到了116％。而中小企业产能利用率较低，部分企业由于投产较早、设备陈旧、规模较小，已逐步停产。

据《中国能源报》统计，国内在产高纯晶硅企业数量由2018年初的24家，减少至2019年初的18家，再缩减至2019年底的12家。

图42008－2019年中国多晶硅产量及占全球产量的比重，资料来源中国光伏行业协会，新疆大全招股书

【2】多晶硅的生产是门技术活

跟锂电池行业的上游原材料不同，多晶硅料具有高载能、重资产、扩产周期长、技术壁垒高的多重特点。所以多晶硅看似工业标准品，实际上更多的属性是化工品。正因为此，多晶硅的技术能力是衡量多晶硅企业的硬核能力之一。

按纯度要求及用途不同，可以将多晶硅分为太阳能级多晶硅和电子级多晶硅，太阳能级多晶硅主要用于太阳能电池的生产制造，而电子级多晶硅作为主要的半导体电子材料，广泛应用于电子信息领域。

太阳能级多晶硅对杂质有严格的要求，通常要求其中杂质总含量低于10－6，即多晶硅的纯度需达到99．9999％以上。而电子级多晶硅可以说是技术巅峰，其纯度要求高达99．999999999％（不用数了，小数点后面是9个9），相当于1000吨的电子级多晶硅中总的杂质含量不到一粒花生米重量的1％。所以世界范围内能够生产电子级多晶硅产品的企业屈指可数，电子级多晶硅成为行业高地。

总的来说，高纯多晶硅的生产不是煤炭那种简单粗暴只拼产能的行业，它是光伏产业链中技术含量较高的环节，加上投资大，风险高。目前国内隆基、中环等垂直一体化的企业也没有直接下场，而是采取参股的方式参与到多晶硅生产。

图5下游企业通过参股方式绑定头部多晶硅企业（万吨），资料来源各公司公告，国金证券