硅片是一种半导体材料,广泛应用于电子、光伏、计算机、汽车等领域,硅片按照硅片纯度分类为半导体硅片与光伏硅片,主要应用于芯片以及光伏电池片,本篇章主要为光伏硅片赛道的研究。
2010年至2022年,中国光伏硅片产量迅速增长,2022年中国光伏硅片产量达357GW,同比+57%。光伏硅片产量占全球总产量97.5%,连续7年保持全球占比在80%以上,是全球最重要的光伏硅片生产国。
硅片环节行业集中度高,2023年硅片价格大幅下滑,硅片市场盈利能力逐步下降,产能出清逐步加速。同时大尺寸、薄片化、N型硅片及CCZ技术,都会对现有的格局产生冲击。
拉晶环节——直拉法为主流制备工艺;目前N型硅片对含氧量要求较高,促进设备的升级迭代,到2023年国内单晶生长炉设备已经到第五代,部分企业引入半导体级磁场技术,进一步降低硅片含氧量,也进一步提高了投资门槛。 加工环节——切片为核心加工工艺;金刚线细线化可以有效降低切割过程中硅的损耗,提升单位硅料出片量,是产业链降本的重要方法之一,2022年以前金刚线母线线径约为120um,至2022年,金刚线母线线径约为38um,业内钨丝金刚线线径已降至20um以下,未来依然存在继续细化的空间。
多晶硅仍是成本大头,薄片化实现降本增效;目前成本占比中硅料、坩埚、热场、金刚线分别约为81%、5%、1%、2%。据东吴证券数据,同一条件下150um、140um、130um的TOPCon硅片单W硅耗分别为2.05g/W、1.95g/W、1.87g/W,硅片薄片化降本明显,而2022年行业主流硅片平均厚度为P型155um,n型TOPCon140um、HJT130um,目前热门的N型硅片的厚度正向着更低的120μm推进。
设备以及辅材迭代,有效推动能耗改善;2022年单晶拉棒平均电耗为24.4kWh/kg-Si、切片平均电耗为8.3万kWh/百万片,预计随着热场保温性能的改善、单晶炉的迭代,以及棒长增加、切速增加、细线化以及薄片化带来单次出片量的增加,至2025年单晶拉棒平均电耗有望下降至21.5kWh/kg-Si;切片平均电耗有望下降到7.9万kWh/百万片。
规模增速不减,主导全球市场;2010年至2022年,光伏行业发展迅速,而光伏硅片作为光伏产业链中游同样获得较快的增速,2023年中国硅片产量预计达590GW,增速达到最高的65%。截至2022年底,全球硅片总产能约为664GW,2022年底位于中国大陆企业硅片产能约为650GW,占全球的97.9%,占据绝对领先地位。
行业集中度较高,双寡头格局清晰;我国光伏硅片市场集中度高,前五企业产量占比超70%。光伏硅片市场呈现以隆基绿能和TCL中环为龙头的竞争格局,两者2022年产量分别占26%和22%。其次分别为晶科能源、晶澳科技、弘元绿能,占比分别为10%、9%、7%。
金属成本占比较高,多种技术实现降本;电池片目前成本占比中,硅片、银浆占比分别约为63%、16%,核心辅材银浆主要作用就是形成银电极(丝网印刷工序),金属化成本是硅片成本之外的最大成本项,目前降低金属化成本的方式包括:银包铜技术、电镀铜技术等,其中银包铜+0BB技术已经推上量产,有望在2024年获得较快发展。 受益于技术迭代,核心辅材银浆需求量增加;2022年,P型电池片平均银浆耗量为91mg/片,N型TOPCon电池双面银铝浆(95%银)平均消耗量约115mg/片;HJT电池双面低温银浆消耗量约127mg/片。N型电池相较于P型对银浆的消耗量更大,其市场份额的提升将促使光伏银浆需求稳步增长。
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