天风证券-电气设备行业：颗粒硅，低成本+渗透率提升的细分硅料赛道

为什么我们认为当下是颗粒硅行业的拐点？（1）应用端来看，颗粒硅已达国标性能；21年硅料紧缺背景下，硅片企业倾向于与上游沟通改善颗粒硅应用工艺、同时更多使用颗粒硅，目前下游反馈可实现30-40%比例掺杂，前期的应用问题已经基本解决；（2）成本端来看，预计规模量产后，颗粒硅较优秀西门子法成本低约22%，具备成本优势；（3）供给端来看，保利协鑫徐州、乐山、包头项目将于近2年投产，专利壁垒将使行业中期维持良好竞争格局。http://www.hibor.com.cn【慧博投研资讯】

　　应用端：颗粒硅可实现30-40%比例掺杂，预计未来可实现50%掺杂比率。http://www.hibor.com.cn（慧博投研资讯）

　　颗粒硅在金属杂质、碳氢氧含量、施受主浓度上均已达太阳能硅料特级国标要求，但产品质量较西门子法还有一定差距。从目前数据来看，保利协鑫、天宏的颗粒硅碳浓度在0.4ppma以下，总金属杂质平均浓度在10ppbw以下，满足对应特级太阳能硅料国家要求。但同时优秀企业的西门子法多晶硅体杂和表杂上限在0.9ppbw左右的水平，较颗粒硅低一个数量级，表明颗粒硅质量较西门子法还有一定差距。

　　目前颗粒硅作为复投料掺杂，在总用料中成熟掺杂占比约为30-40%。掺杂比例过高会引起摩擦成粉现象、氢跳等问题，可能污染硅棒使其成晶率降低；上述问题未来有望通过改变投料方式和调整热场控制得到解决。此外，根据REC数据，掺杂50%颗粒硅与完全使用块装料相比，装填时间可节省41%，并增加29%的装填量，即相同时间内装填效率提升一倍以上；协鑫已与晶澳等多家企业签订颗粒硅采购长单，颗粒硅进一步获得下游背书。

　　以2022年全球光伏装机量220GW+1.15倍容配比+每GW组件需硅料0.285万吨+颗粒硅掺杂比例占30%测算，预计22年颗粒硅潜在总市场规模约22万吨。

　　成本端：低还原电耗带来颗粒硅成本优势，预计未来生产成本可降至25元/kg以下

　　假设电价、单位人工和折旧年限相同，我们测算颗粒硅单位生产成本32元/kg，较西门子法的41元/kg（行业均值）成本低22%。拆分成本结构来看，颗粒硅的单位电力、人工和折旧成本分别为4.5、1.5、4.4元/kg，较西门子法的11.6、2.9、6.3元/kg分别低61%、48%、29%。

　　颗粒硅单位电力成本较西门子法低约7元/kg，是造成二者成本差距最主要的原因。

　　目前已实现的量产硅烷硫化床法的综合电耗普遍在18-20kwh/kg-Si（协鑫已降至18以下），较西门子法生产多晶硅的平均综合电耗66.5 kWh/kg-Si低60%+。受单次转化效率高+还原温度低影响，颗粒硅的还原电耗在3-9KWh/kg-Si，较西门子法的平均还原电耗49KWh/kg-Si大幅降低，是颗粒硅电力成本低的主要原因。

　　供给端：协鑫产能加速放量+专利壁垒难破，预计将使行业中期保持较优竞争格局

　　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，但预计尚未满产）和陕西天宏的1.8万吨，22年随协鑫徐州3万吨+乐山一期10万吨+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22万吨+天宏1.8万吨），推动行业渗透率提升。

　　专利壁垒决定了颗粒硅行业短期将维持以协鑫、天宏为主的较优竞争格局。硅烷流化床工艺的技术难点主要存在于硅烷在流化床内加热分解制硅阶段，需解决粉尘、污染、加热和内衬等问题。目前的解决方案均已被REC(陕西天宏有授权)和协鑫(收购MEMC获得)申请专利，其他企业难以绕过上述专利进行量产。预计颗粒硅专利的保护期限是中期内颗粒硅良好竞争格局的决定性因素。

　　风险提示：下游装机量不及预期、颗粒硅供给扩张不及预期等，测算具有一定主观性，仅供参考