目 录
一、多晶硅基础知识
二、乐山多晶硅产业历史
三、乐山多晶硅发展现状
四、当地企业分析
五、政策方面
六、未来展望
七、风险因素
文 | 刘梓垚
指导 | 李一辉
01
多晶硅基础知识
简介
多晶硅是单质硅的一种形态，是银灰色、有金属色泽的晶体，是以工业硅为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的非金属材料。根据用途不同，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，而电子级多晶硅对纯度要求更高，主要作为半导体电子材料，广泛应用于电子信息领域。
产业链
多晶硅位于工业硅的下游，同时位于整条光伏及半导体产业链的上游。光伏产业链大体为多晶硅-硅片-电池片-组件-光伏装机，半导体产业链大体为多晶硅-单晶硅片-硅晶圆片-芯片。光伏行业主 要使用太阳能级多晶硅，半导体行业则使用电子级多晶硅。
多晶硅产业链图谱 （数据来源：东证衍生品研究院）
多晶硅产业链示意图（数据来源：中国有色金属工业协会硅业分会 广州期货研究中心）
生产方法
多晶硅生产方法主要包括改良西门子法、硅烷流化床法、物理冶金法等。根据中国光伏行业协会的数据，2020 年我国采用改良西门子法生产的多晶硅约占全国总产量的 97.2%，改良西门子法是目前生产多晶硅的主流方法。
西门子法在安全性上远超硅烷流化床法，短期内其生产成本也低于硅烷法。在其他技术没有重大突破的前提下，改良西门子法有望在较长时间内保持其竞争优势。
西门子法（数据来源：广州期货研究中心）
02
乐山多晶硅产业历史
一直以来，业内流传着这样一句话——“全球晶硅看中国，中国晶硅看四川”。有着“西部硅谷”之称的四川乐山，是中国多晶硅研发的起源地之一。乐山多晶硅起步早，上世纪六十年代，内迁到乐山的峨眉半导体研究所将多晶硅作为重点研究对象，90年代中后期，“改良西门子法”被研制成功，打破了俄、德、日等国对我国的技术封锁。
乐山以“把光伏产业打造成乐山向全省乃至全国贡献的第一个世界级先进制造业”为目标，历经半个世纪的发展，四川乐山“硅料－拉棒切方－切片－电池片－组件”一体化产业体系逐步成形。
数据显示，2021年，全国多晶硅产量约50万吨，占全球产量的七成以上，而四川乐山多晶硅产量约占全国产量的13%。2022年，乐山将形成69GW的拉棒切方、34GW切片、10GW电池片生产能力，产值规模预计将突破1000亿元，成为全球单一区域最大产能。
乐山光伏产业分布图
03
乐山多晶硅发展现状
目前中国是全球多晶硅产能与产量的第一大国。据中国有色金属工业协会硅业分会、百川盈孚数据显示，截止2021年底，国内多晶硅产能55.65万吨/年，产能全球占比77.3%；2021年产量为48.7万吨，全球占比77.7%。多晶硅作为优良的半导体材料，多晶硅广泛用于光伏组件的生产，是光伏产业链的上游。
乐山利用当地的多晶硅资源、人才、技术、电力等优势，其多晶硅企业占据我国半壁江山。数据显示，2021年而四川多晶硅产量约占全国产量的13%，排在内蒙古和新疆之后位列第三，而四川乐山是光伏上游多晶硅重要生产基地，四川90%以上的多晶硅生产集中在乐山，通威股份（600438.SH）和协鑫科技（03800.HK）两大多晶硅生产巨头均在当地布局重要产能。
硅业分会统计，乐山2021年多晶硅全年产量6.7万吨，约占全国多晶硅产量12%。2022年全年产量预计达到12万吨，占总产量比例14.6%，由此可见乐山是我国多晶硅生产的重要力量。
数据来源：中商情报网
从多晶硅相关企业的营收来看，2021年81家多晶硅相关上市公司总计营收7877.1亿元，其中21家营收超过百亿元，占比达到25.93%。
多晶硅环节5家龙头企业均已公布2021年业绩报告，营收总和达到1378.82亿元。
前5名企业中通威股份和协鑫科技均在乐山设立多晶硅生产相关子公司，分别为四川永祥股份有限公司和保利协鑫，二者专注于硅料的生产，是当地两大硅料巨头。其中通威股份总营业收入634.91亿元，排名第一，占据前5家企业总营业收入半壁江山。
从多晶硅产量来看，根据硅业分会统计数据，2021年全球多晶硅产量约63.1万吨，总需求量约65.3万吨。2021 年全球前十大多晶硅产能企业，我国占8个，总产能占全球产能 73.1%。
目前国内前十大多晶硅生产企业合计产能 46.4 万吨，约占行业总产能 86.73%，市场集中度较高。数据显示，协鑫科技和永祥股份产能占比16.4%和14.9%，协鑫科技2021年乐山多晶硅产量4.7万吨，企业总产量收入位于全球企业产能前二。
2021年全球多晶硅企业排名
2021年国内多晶硅产量约49万吨，净进口量约11.6万吨，而总需求量约61.3万吨。中国多晶硅行业集中度较高，CR6占比77%，且有进一步上升趋势。由于多晶硅生产属于高资金、高技术壁垒的行业，项目建设、投产周期通常长达两年及以上，因此新厂商进入该行业较为困难。
其中，根据企业年报显示通威集团以10.93万吨的产量占比15%位居第一，其中在乐山生产5万吨（乐山二期项目），占比50%左右，协鑫集成（乐山）以4.76万吨的产量占比8%，排名第6。
04
当地企业分析
在全球晶硅光伏领域，已有5家头部企业通过直接或参股方式在乐山“落户”，分别为：协鑫科技、通威股份、隆基绿能、天合光能、晶科能源。从多晶硅产业链的角度来看，乐山多晶硅产业链完整，上游有两大硅料生产巨头，下游光伏产业等也非常发达，拥有多家下游企业，形成完整多晶硅产业链。
乐山多晶硅产业链说明（资料来源：笔者整理）
两大硅料巨头
通威股份（四川永祥）
通威股份有限公司主要从事高纯晶硅、太阳能电池等产品的研发、生产、销售等。公司主要产品为太阳能电池、高纯晶硅等。
通威股份在行业中技术领先，公司以四川省多晶硅工程技术研究中心为依托，研究还原工艺自控技术、多相流技术、还原热能梯级利用、硼/磷/碳等除杂技术，不断提升晶硅产品质量，持续节能降耗，保持技术领先。根据数据显示，2022H1，公司实现营业收入 603.39 亿元，同比增长127.16%，实现归母净利润 122.24 亿元，同比增长 312.17%。
2022H1，公司实现高纯晶硅产量10.73万吨，同比增长112.15%，产能利用率达到119%， 国内市占率近 30%。价格端，多晶硅价格持续上涨，根据PVInfoLink数据，上半年单晶致密料均价最高达到 27.2万元/吨，较年初上涨约18%。成本端，公司产品单位平均综合电耗、蒸汽消耗、硅粉消耗分别同比下降 13%、 63%、4%。公司业绩大幅增长主要系多晶硅及电池片量利齐升所致，预计通威股份光伏产业收入将逐年上。
财务摘要（数据来源：Wind，东吴证券研究所）
盈利预测与估值（数据来源：浙商证券研究所）
通威产品中硅料和电池片的组合非常有效的降低了多晶硅价格下降的风险（当多晶硅价格降低时，电池片的生产成本降低，利润就会增加）；通威的农牧业务还可以为其提供较稳定的现金流。除此之外，通威已经与众多下游厂商签订了大量长单，为通威的长期业务提供保障。
2021年6月，通威和乐山市政府共同宣布再新增140亿投资，在乐山建设20万吨高纯晶硅项目，随着一期投产，乐山基地将成为全球首个产能超10万吨的高纯晶硅生产基地。
2021年底，公司已投产产能达18万吨，包括永祥多晶硅（老产能）、乐山一期、包头一期合计 8 万吨，以及乐山二期 5万吨、保山一期 5 万吨。在建产能方面目前共有 17 万吨，其中包括包头二期 5 万吨和乐山三期 12 万吨。其中包头二期预计将于2022 年内投产，乐山三期将于2023 年投产。
保利协鑫
保利协鑫能源控股有限公司主要从事太阳能行业中多晶硅和硅片的制造和销售业务，并从事光伏电站的开发、建设、运营和管理业务。公司包括三个业务部门。光伏材料部门主要为光伏行业公司制造和销售多晶硅和硅片。
在我国光伏产业的发展初期，公司打破了光伏多晶硅料由外资企业垄断的局面，成为第一家量产多晶硅的本土企业。乐山协鑫颗粒硅采用的硅烷流化床法生产技术是协鑫科技历时10年自主研发，并结合SunEdison先进技术创新出的颠覆性高纯多晶硅生产技术，已获得由中法两国《产品碳足迹证书》，其产品相较于市场上传统工艺生产的棒状硅，综合电耗仅为14． 8kWh/kg，降低70%以上，具有巨大的成本及碳排放优势。
2011 年协鑫成长为全球多晶硅料及硅片龙头，并开始向下游光伏发电站领域布局。2016 年之后公司发展步入下行轨道，一方面是由于硅片技术由多晶切换成单晶，公司多晶硅片业务受损显著；另一方面则是光伏电站补贴拖欠，严重拖累了公司发展。2018 年起，公司连续三年亏损。公司启动战略调整，重新聚焦于光伏多晶硅料业务。当前，基于未来硅料供给紧平衡状态，以及公司在颗粒硅技术上的突破，步入新一轮的成长周期。
由于多晶硅价格的上涨和“十四五”期间光伏产业需求持续向好的趋势影响，公司多晶硅的生产销售也不断增长。2021年公司多晶硅产量47610公吨，同比增长12.8%，对外销售40342公吨，同比增长9.7%，均较往年有所上升。
多晶硅产销情况（数据来源：2021年年报）
2022年7月，协鑫科技（03800.HK）四川乐山10万吨级颗粒硅项目首套装置生产线正式投运。同天，协鑫科技发布公告称，乐山协鑫已产出符合单晶用料需求的高品质颗粒硅产品。协鑫乐山颗粒硅项目整体规划50万吨， 将携手乐山再造全球领先高品质多晶硅基地。
隆基、天合参股
2020年9月，隆基和通威建立长期稳定的多晶硅料供需关系达成合作意向。根据二者所签署协议，隆基持有四川永祥新能源有限公司15％的股权。除此之外，天合和通威“通天”合作也轰动一时，仍是以投资参股的形式，天合持股35％与通威共同合作投资光伏产业链项目，其中年产15GW的拉棒项目设立在四川省乐山市五通桥区，总投资50亿元。
上下游产业集聚
协鑫集成：10GW光伏电池
2020年底，协鑫集成发布公告将在四川乐山市高新区投资建设年产10GW光伏电池生产基地项目，项目总投资约43亿元。项目建成达产后，10GW光伏电池年产值80亿元。
京运通：24GW高效单晶硅棒、切片
京运通在四川省乐山市设立全资子公司乐山市京运通半导体材料有限公司、乐山市京运通硅片有限公司。乐山京运通项目总投资70亿元，共建设24GW单晶拉晶、切片项目。一期投资40亿元，利用公司先进的生产设备和国内领先的工艺技术，配套使用京运通1600型单晶炉拉制硅棒，适配210mm尺寸。
四川晶科：25GW单晶拉棒和切方
晶科25GW单晶拉棒和切方项目，由四川晶科能源有限公司投建，位于乐山市高新区五通桥工业基地，总投资150亿元。目前晶科能源一期二期已竣工投产，当前产能超过12GW，三期5GW拉棒切方暨10GW切片项目于2020年12月21日开工，建成后，四川晶科单晶棒产能将达到18GW，年产值将超过120亿元。
高测股份：20GW大硅片及配套项目
高测股份乐山20GW光伏大硅片及配套项目位于四川省乐山市高新区五通桥工业基地，预计总投资额约16．49亿元，项目拟由高测股份的全资子公司乐山高测新能源科技有限公司投资运营和管理。
2021年，多晶硅供不应求导致价格暴涨，我国作为全球多晶硅产能最大的国家，几乎占据了全球的半壁江山，四川乐山作为多晶硅料的重要供给地，将切实发挥产业集群效应，为光伏行业注入新的活力。
05
政策方面
国家层面
近年来，在中国多晶硅行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。2021年以来，国家陆续出台了多项政策，鼓励多晶硅行业发展与创新，《关于统筹和加强应对气候变化与生态环》《2030年前碳达峰行动方案》等产业政策为多晶硅行业的发展提供了明确、广阔的市场前景，为企业提供了良好的生产经营环境。具体情况列示如下：
资料来源：中商产业研究院
省级层面
从省级层面来看，四川省政府对于多晶硅相关产业的发展就给予了极高了重视。早在2007年，四川省人民政府印发了《四川省“十一五”高技术产业发展规划》，提到新能源产业领域的建设。以建成我国重要的新能源产业基地为目标，加大政府和企业投入，加强对外技术合作，力争在关键技术及产业化上取得突破。
在2010年印发《四川省科技创新产业化基地建设规划（2008—2012年）》的通知中提出建设乐山国家硅材料与副产物产业化基地，表明对乐山硅产业的重视。在往后的数十年中，四川省出台关于光伏、能源、电力等影响多晶硅产业发展的政策数十余个，全力支持多晶硅产业的发展。具体如下：
资料来源：省政府官网
乐山地区
乐山作为中国多晶硅研发的起源地之一，当地政府对于多晶硅产业打造大力支持，希望借助技术优势、电力优势、人才优势将当地多晶硅产业发展成为全国多晶硅产能主要支柱。
2008年初，当地政府启动了“一号工程”，欲用4到5年时间，把多晶硅和光伏产业打造成千亿支柱产业。2009年，乐山提出将打造“多晶硅产业走廊”，并在在多晶硅的基础上大力发展太阳能光伏产业。2020年在省政府的领导下，把多晶硅光电产业作为“一号工程”，先后引进通威集团、晶科能源、协鑫集团等行业巨头落户乐山，多晶硅光电产业集群集聚效应已初步显现，为打造千亿光电产业和“中国绿色硅谷”奠定了坚实基础。
2021年乐山市生态环境局印发《关于支持乐山建成“中国绿色硅谷”十五条措施》，《措施》聚焦“一个重点”——把建设“中国绿色硅谷”作为全市生态环境系统重点工作。开展“中国绿色硅谷”生态环境事前、事中、事后全过程管理和服务，着力帮助解决困难和问题。
当前，乐山将建设“中国绿色硅谷”列为未来5年发展三大任务之一，并提出“两步走”的路径清晰：第一步，到2023年，形成31万吨硅料（含颗粒硅10万吨）、71GW拉棒切方、45GW切片、10GW电池片的生产能力，产值突破1000亿元，打造成全国光伏产业创新示范基地。第二步，到2025年，进一步壮大光伏产业规模，形成80万吨以上高纯晶硅、100GW拉棒切方、100GW切片、50GW电池片、30GW组件生产能力，产值突破2000亿元，建成全国重要的光伏能源产业基地。
乐山市政府已将“绿色硅谷”作为乐山工业新名片的，乐山政府与省级政府齐心协力，必然会对乐山多晶硅产业在十四五期间的发展持续赋能，站在新的历史起点，“绿色硅谷”大步迈向新征程。
06
未来展望
从供给端来看，根据多晶硅在产以及新建企业规划产能统计，预计2025年底，中国多晶硅产能将达到400多万吨/年，可以满足1000GW左右的装机量需求。
从需求角度来看，2025年全球的装机需求400GW，折算成多晶硅需求量为151万吨。2030年全球的装机需求量达到1000GW，折算成多晶硅需求量为294万吨。
供给需求结合来看，多晶硅市场未来需求将继续创新高，光伏装机市场还很大，2025年产能扩产规划可以远远满足同年的装机需求，甚至可以满足2030年全球的装机需求。虽然多晶硅的需求未来有很大的增量，但是考虑到2025年前过度投资规划的250万吨/年产能可能会导致未来多晶硅市场供大于求。
从2022到2025年中国前6大多晶硅企业预计产能来看，保利协鑫和永祥股份分别排在第一和第二位。永祥股份预计投资70亿元，投产20万吨多晶硅项目，并分两期完成；保利协鑫预计2023年投产在乐山12万吨多晶硅（乐山三期项目），这说明到2025年乐山仍占据中国龙头企业榜首，且将持续发力为中国多晶硅产能提升贡献力量。
单位：万吨/年
多晶硅产能规划统计（数据来源：中国有色金属工业协会硅业分会）
07
风险因素
国内新产能投产进程不及预期风险；产能集中投放导致市场竞争加剧风险；国际贸易摩擦风险；原材料价格波动风险；不可抗力导致正常生产受阻风险；政策风险等。
END
特别说明
本篇报告是天府对冲基金学会产学研项目成果展示。由对冲学会产学研负责人李一辉指导，包括：AI量化培训、投研报告撰写以及走访金融机构等。
本文作者介绍：刘梓垚，西南财经大学国际商务专业。
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