工业硅和多晶硅的梳理

 硅行业梳理 

前言：整个行业产业链是上游工业硅-多晶硅料-单晶硅，主要是环保、限电、扩产周期限制，导致全行业产能有限，价格不断上涨。 

 图表 1：硅行业全产业链 

一、工业硅简介 

1、简介：金属硅，又称结晶硅或工业硅，是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的 产品，主成分硅元素的含量在 97-99%左右，其余杂质为铁、铝、钙等。金属硅的分类通常按金属硅成分所含的铁、铝、钙三种主要杂质的含量来分类。按照金 属硅中铁、铝 、钙的含量，可把金属硅分为 553、411、421 等不同的牌号。（例 如 421#金属硅中铁含量不大于 0.4%、铝含量不大于 0.2%，钙含量不大于 0.1%） 

图表 2：金属硅上下游产业链 

2、产能： 

1）产能：2020 年，全球金属硅产能 623 万吨，其中中国产能 482 万吨，占比 77%； 国外产能合计占比 141 万吨，占比为 23%； 

2）产量：2020 年，全球金属硅产量 303 万吨，其中中国产量 210 万吨，开工率 为 44%；国外产量为 93 万吨，开工率为 66%。2021 年 H1 中国金属硅总产量为 125 万吨，同比增加 38%。（低开工率主要开工有季节性+很多僵尸产能目前已经停工）

3）产能分布：电费是金属硅生产占比最高的成本，电费在成本中占比普遍在 30-40%，因此我国金属硅产能主要集中在新疆、四川、云南，占比分别 35%、24% 和 13%，合计占比约 72%，产量合计 162 万吨，占比约 77%。 

3、下游应用：金属硅三大下游主要用于有机硅、多晶硅、铝合金，2020 年全球 有机硅、多晶硅、铝合金需求 126 万吨、66 万吨、106 万吨，占比分别为 41.6%、 21.8%、35.0%。2020 年国内有机硅、多晶硅、铝合金需求 66 万吨、49 万吨、45 万吨，占比分别为 40%、30%、28%。 

图表 3：工业硅下游 

4，环保和能耗：工业硅属于高污染高能耗产业。火电为能源的金属硅单吨碳排放 15.91 吨二氧化碳，水电为能源则单吨碳排放为 5.32 吨二氧化碳当量，单吨金属硅生产耗电 13000 度电。2020 年国内工业硅生产预计排放 0.26 亿吨二氧化碳，约占国内总碳排放 0.19%，是有色金属行业碳排放第三高的行业，仅次于铝和铜。 

5、政策限制： 

1）限制产能：2017 年底以来金属硅行业累计新批产能仅有合盛硅业云南两期共 80 万吨金属硅，其它企业金属硅扩产难以拿到批条。新疆及云南严控新增产能，其中新疆金属硅产能控制在 200 万吨以内，云南金属硅产 能 2020 年控制在130 万吨以下。9 月 11 日云南新政策公布，工业硅行业加强管控，确保工业硅企业 9—12 月份月均产量不高于 8 月产量的 10%（即削减 90%产量）。 

2）新设备淘汰落后产能：2018 年云南开始脱硫脱硝试点，未来试点会逐步推广，金属硅行业中年产量低于 5 万吨的企业占总产量的约 50%，产量较低导致这些产能无法安装脱硫脱硝设备。脱硫脱硝设备的巨额投入倒逼中小落后产能退出，加速行业龙头集聚。据不完全统计，2018 年全国淘汰落后金属硅产能 18 万吨，主要在中西部高成本地区。 

3）水电成为新增供给：2020 年国内金属硅产量中水电为能源的产量占比约 40%。预计 2030 年国内金属硅产量有望达到 400 万吨以上，其中以水电等清洁能源为电力供应的比例有望达到 60%。 

图表 4：2021H1 各地区能耗双控目标完成晴雨表 

能源消费总量控制方面，福建、云南等 8 省（区）为一级预警；新疆、四川等 5 省（区）为二级预警。能耗强度降低预警等级为一级的省（区），2021 年暂停“两高”项目节能审查（国家规划布局的重大项目除外）。 

6、供给：据百川资讯，2020 年国内前十大企业产能占比为 32.7%，其中合盛硅业有效产能为 75 万吨，占比为 14.9%。实际产量方面 2021 年上半年国内总产量 122 万吨，其中合盛硅业产量约 39 万吨，市占率 32%。 未来新增产能有限，工业硅新产能只有新安股份（3 万吨/年，预计 22Q1 投产） 和合盛硅业（40 万吨，预计 22Q2 投产） 

图表 5：2020 年国内工业硅产能 

7、后市判断： 

1）价格上涨原因：其一，丰水期电力紧张，工业硅生产有季节性，5-9 月丰水期是生产旺季，也是金属硅累库季。但今年丰水期云南、四川地区由于电站水量少、电力供应紧张，区域限电导致开工率不高；其二，新疆地区由于原材料硅碳等供给不足导致开工率受限；其三，新疆、云南、四川等金属硅主产地由于在能耗降低与能源消费总量控制中被预警，预计下半年电力供给仍将持紧张。 

2）价格仍会持续抬升：截至 2021 年 9 月 2 日，黄埔港金属硅 421#价格约 29500元/吨，环比 8 月上涨约 11000 元/吨，同比上涨 16500 元/吨。由于 21H2、22H1新增产能有限，预计价格仍会保持高位。 

二、多晶硅简介 

（一）三氯氢硅 

1、简介：三氯氢硅（SiHCl3）又称硅氯仿，是制备多晶硅的重要原料，进一步用于半导体行业和太阳能光伏产业，生产单晶硅及硅片；也可与其他有机机团反应生产形成一系列的硅烷偶联剂等，可使非树脂实现固化或改性，包括热材料、塑密封剂、橡胶等。

2、分类：三氯氢硅主要分为一类、二类、一类纯度更高主要用于生产多晶硅，二类纯度稍低，用于生产于硅烷偶联剂和其他下游产品生产。 

3、特性：三氯氢硅在多晶硅装置中是循环利用状态，需求主要体现在两方面：1）多晶硅装置开车时会一次性消耗大量三氯氢硅，1 万吨产能装置大约消耗三氯氢硅 1000 吨，21 年新增约 16 万吨产能将增加约 1.6 万吨的需求量；2）装置运行时日常补充三氯氢硅；3）停车检修后开车一次性补充三氯氢硅。 

图表 6：改良西门子法：三氯氢硅生产多晶硅 

4、景气度判断： 

1）实质需求端：由于大部分多晶硅企业尤其是新建产能都自备三氯氢硅，所以三氯氢硅市场需求量（外采）主要体现在开停车、或者额外补充原料过程中，约占总消耗量的 10%。 

2）价格走势：三氯氢硅 21 年需求增量主要在新建装置开车和日常耗量增加，未来 3 年多晶硅投产潮结束前，都会拉动三氯氢硅需求，预计三氯氢硅涨价趋势将维持到今年年末，而后基本稳定在 15000-20000 元/吨之间的水平到 2023 年 

图表 7：光伏级三氯氢硅需求预测 

（二）多晶硅 

1、行业简介： 

1）产能和产量：2008-2020 年中国多晶硅产能和产量年复合增长率分别为32.01%和 46.66%。2020 年中国多晶硅产能 42 万吨，产量 39.6 万吨，同比增15.79%。2008-2020 年中国多晶硅产量占全球比重总体保持增长趋势。2020 年，中国多晶硅产量占全球比重达到 75.43pct，比 2019 年提高 8.11pct，多晶硅产业进一步向中国转移。 

2）单吨投资最大环节：硅料环节本质是重化工环节，硅料环节单位投资大、扩产周期长、启停难度大，导致行业供给过剩时价格卡在边际产能成本线上。2017年-2020 年行业供需波动大导致大部分硅料厂关闭且行业几无新增产能，行业供给一直处于较为稳定水平。当需求突然抬升时，由于硅料环节单体投资大、扩产周期长，叠加产能爬坡，会造成短期内的供不应求。 

图表 8：硅料与其他环节对比 

2、行业供给 

1）总供给：截至 2021 年初，通威股份、大全能源、保利协鑫、新特能源、东方希望等行业龙头纷纷公布扩产计划，大部分产能在 2021 年下半年至 2022 年上半年投产，叠加 3 个月爬坡时间，东吴预计 2022 年 Q1 开始可实现有效供应 20万吨以上，对应总有效供给 250GW 以上，硅料扩产充分，硅料产能国产化率继续提升。 

图表 9：硅料供给梳理 1 

图表 10：硅料供给梳理 2 

2）渗透率：预计 2020 年全球硅料行业产能 CR5 达到 74.4%。2021-2022 年因硅料行业大规模扩产逐渐落地，致使集中度略有下滑，我们预计到 2022 年全球硅料行业产能 CR5 将达到 67.4%，龙头集中度再次提升，五家寡头竞争格局进一步加固。其中通威股份 2020 年全球产能市占率 16.5%，我们预计 2021 年底将达到 24%，率先突破 20%；预计大全 2021 年底达到 16%跃居全球第二。 

图表 11：硅料竞争格局 

3、行业需求： 

1）行业需求：假设今年全球新增光伏装机 170GW，对应的硅料需求为 56.7 万吨，对应全年硅料有限产能为 59 万吨。根据单季度的硅料测算。目前硅料处于一个供需紧张状态，今年四季度，硅料供给将会进一步紧张，达到供不应求状态。 

图表 12：硅料需求测算 

2）硅料价格：历史上看，硅料的价格波动比较大，主要是硅料产能的建设周期较长造成供需错配所致。18Q4 以来，硅料价格持续下降，主要是因为中国新增低成本产能开始放出，有效供给增加，产能-成本曲线右移，边际产能对应现金成本下降。但 20Q3 开始硅料供应紧缺，叠加需求向好，价格开始快速上涨，由底部的约 60 元/kg 上涨至约 200 元/kg，涨幅高达 233%。 

图表 13：硅料价格历史走势（17 年至今） 

预计 Q4 供需紧张格局下，硅料价格仍将维持高位，预计从明年一季度末开始硅料价格持续下滑，预计全年综合均价在 10-15 万/吨（各家机构分歧较大）。3）硅料吨利（毛利率）：多晶硅生产成本主要由电耗、硅粉、折旧构成。其中综合电耗约 15.66 元/Kg-Si，占比约 38.5%，硅耗约 14.47 元/Kg-Si，占比约35.6%。折旧占 13.9%，人工成本占 5.7%，其他成本占 6.4%。按照 200 元/kg 的硅料价格测算，硅料毛利率达 78%，单吨净利 10.76 万元，创历史新高。 

图表 14：硅料成本及拆分 

4、对于硅料价格思考： 

思考一：硅料上涨对组件盈利的影响：1.8 价格是上线。 硅料降价，组件会下调价格保障电站能盈利；13 万的价格是反推的，从电站能接受的回报率反推；1w 组件消耗硅料 3g；组件价格下降到多少能消化 80 万吨硅料的产能；组件价格 1.75 时，电站回报率是 6%，很有吸引力；组件价格降到 1.6，电站回报率接近 6.8%；民营企业要 6%的回报率以上，央企能接受 5.75%，组件到 1.9 时回报率只有 5.5%是肯定都接受不了的。220GW 新增装机对应 260-280GW的组件，能消化 80 万吨硅料。 

思考二：硅料价格思考。10-11 月硅料价格到顶部，持续到 12 月的不高，抢 1231 做电站的会在 10 月份，往年 10 月份会有个回调，往年会有库存，但现在硅料企业没有库存，持续时间可能会比较长，不过价格再高也不可能了，组件基本锁价了，就是产业链利润的分配。 

一、核心企业  

（一）工业硅

合盛硅业： 公司目前拥有工业硅产能 80 万吨、有机硅单体产能93万吨，均居行业前列。同时公司在新疆地区构建的煤-电-硅一体化产业链，以及云南规划的水电硅一体化项目，使得公司拥有极具竞争力的成本优势和规模优势。

公司扩产项目：云南一期 40 万吨金属硅产能建设中，预计 2022 年二季度建成投产；新疆石河子 20 万吨硅氧烷（折合 40 万吨单体产能）及深加工项目陆续投产，目前已经投产10万吨硅氧烷产品产能，其余10万吨硅氧烷及深加工产能预计 2021 年三季度投产；新增新疆鄯善 20 万吨硅氧烷（折合 40 万吨单体产能）及深加工项目计划 2022 年二季度投产。

新安股份：公司是集硅基新材料和作物保护为一体的上市公司，围绕有机硅与作物保护业务，不断向下延伸高附加值产业链，形成有机硅和草甘膦循环经济。公司运用草甘膦生产过程中产生的副产物氯甲烷，进行有机硅生产，围绕有机硅单体合成，搭建从硅矿冶炼、硅粉加工、单体合成、下游制品加工的完整产业链，形成硅橡胶、硅油、硅树脂、硅烷偶联剂四大系列产品，充分利用氯、磷、硅三大元素协同循环优势，实现生产成本的大幅下降。公司目前草甘膦原药 8 万吨/年，有机硅单体产能 49 万吨/年，同时公司在宁夏规划6000 吨的草铵膦及配套二乙酯项目，一期项目将于 2021 年底进入试生产；同时在赢创新安规划的 9000 吨/年气相二氧化硅项目已进入试生产阶段，在云南规划的年产 10 万吨工业硅项目及配套金属硅矿石开发项目稳步推进，实现上下游一体化产业布局。

（二）多晶硅 ：通威股份、大全能源、特变电工 

最后遗留的小问题，工业硅还是多晶硅是更好的投资选择？

第一，目前市场上，机构看多工业硅发展对于工业硅涨价持接受太多，但是不认可多晶硅提价，认为会破坏光伏行业有序发展（尽管这两个月接受度在提升但对明年仍是悲观），但是工业硅提价势必会影响硅料价格，从这个逻辑上，工业硅逻辑更顺。

第二，碳中和是大政方针，是国家级别的大政策，地方政府在落地执行时会优先考虑碳减排目标。限制高能耗生产更符合短期利益和考核（尽管工业硅减产提价会导致光伏需求想下降），从这个层面说工业硅更直接受益

作者：卓洛洛
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来源：雪球
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