一、硅材料行业概述
硅材料,化学元素符号Si,电子工业上使用的硅应具有高纯度和优良的电学和机械等性能。硅是产量最大、应用最广的半导体材料,它的产量和用量标志着一个国家的电子工业水平。
硅材料是最主要的元素半导体材料,包括硅多晶、硅单晶、硅片、硅外延片、非晶硅薄膜等,可直接或间接用于制备半导体器件。半导体广泛应用于制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件等领域,支撑着通信、计算机、信息家电、网络技术、国防军工以及近年来兴起的光伏、LED等行业的发展。
二、硅材料行业发展现状分析
1、单晶硅
硅片又称硅晶圆片,是制作集成电路的重要材料,通过对硅片进行光刻、离子注入等手段,可以制成集成电路和各种半导体器件。 硅片是以硅为材料制造的片状物体,直径有 6英寸、8 英寸、12 英寸等规格。单晶硅是硅的单晶体,是一种比较活泼的非金属元素,具有基本完整的点阵结构。
单晶硅片的上游低成本高纯多晶硅料正处于密集投产期,原材料来源更加充沛,价格也更为低廉。单晶硅片的上游低成本高纯多晶硅料正处于密集投产期,原材料来源更加充沛,价格也更为低廉。单晶硅片是经由融化的高纯多晶硅提拉生长而来,多晶硅是单晶硅片的主要原材料。2017 年光伏行业高景气下,多晶硅料迎来涨价,提升的盈利水平激发了较多的硅料扩产计划,因此即在 2018 年 Q4-2019 年 Q4 迎来多晶硅料的密集投产期。而且新建产能普遍集中在内蒙、新疆、四川等拥有低廉煤电、水电的地区,使得主成本项中电费相对较低,同时新建产能设备国产化高,单线产能更大,产品质量更为优质,80%+的产品能够满足 P 型甚至 N 型单晶需要。
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2、多晶硅
多晶硅材料是以金属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。按纯度要求及用途不同,我国将多晶硅分为太阳能级硅(6N)和电子级硅(11N),太阳能级硅主要用于太阳能电的生产制造,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。目前而言,随着光伏产业的迅猛发展,太阳能电池对多晶硅的需求量的增长速度远高于半导体多晶硅的发展。
2007年是我国多晶硅 规模化生产 的元年 , 2013 年起国内多晶硅行业迎来黄金发展期。新中国成立后近40年里,由于发达国家的技术封锁和市场垄断,我国多晶硅行业发展缓慢,全国多晶硅年产量不到世界总年产量的 0.5%。直到 2005 年,我国首条300 吨/年多晶硅产业化示范线建成,标志着多晶硅规模化生产技术体系的形成,打破了国外多年的技术封锁。而四川新光年产千吨多晶硅产线 2007 年的投产,则标志着我国迈入了千吨级生产技术。2009 年国发 38 号文将多晶硅列为 6 大产能过剩行业之一,加之国外倾销压制和信贷紧缩三重致命利空叠加使我国多晶硅产业陷入泥潭。2013 年 10 月国发 892 号文将多晶硅从产能过剩行业中摘除,我国多晶硅产业迎来黄金发展期,到 2017 年连续五年多晶硅产量位居全球首位,2017 年全球产量占比达 54.7%。
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多晶硅行业集中度较高 ,国内厂商 地位逐步提升 。2017 年全球多晶硅厂商排名中,保利协鑫(江苏中能)、德国 Wacker、韩国 OCI 分别占据前三位,产能分别为 7.4 万吨、6万吨、5.2 万吨,合计产能达 20 万吨,占全球总产能的 34.1%。第二梯队企业包括新特能源、四川永祥、新疆大全、洛阳中硅、韩国 HK silicon 以及亚洲硅业等,产能分别位于 1.5万吨-3 万吨之间。近年来,我国多晶硅企业产能逐步突破技术壁垒,产能不断提升,在全球多晶硅产业版图中占据越来越重要的地位,2017 年全球产能前十名中 7 个为中国企业。
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相关报告:华经产业研究院发布的《2019-2025年中国硅材料行业发展潜力分析及投资方向研究报告》
三、硅材料下游需求分析
1、光伏发电
随着我国光伏发电装机容量的迅速提升,光伏发电的应用成本对上游硅片等原材料精密加工机床设备的加工效率也提出了更高的要求。切割硅片是电池片加工的重要步骤,硅片制造过程可能出现断线、停机、厚度不均匀、粗糙度过大等问题,同时在硅片切割过程中材料损失较大,因此硅片切割技术对光伏发电成本有重要影响。2018年全年,中国光伏发电新增装机4426万千瓦,仅次于2017年新增装机,为历史第二高。到当年12月底,全国光伏发电装机达到1.74亿千瓦,其中,集中式电站12384万千瓦,分布式光伏5061万千瓦。
资料来源:国家统计局
资料来源:国家能源局
2、集成电路
此外,硅材料也是集成电路中最重要的材料。在我国,集成电路工业是信息产业的基础和核心。目前90%以上的芯片和传感器是基于半导体单晶硅片制造而成,随着集成电路市场的快速发展,硅材料的需求亦将大幅提升。2018年,中国集成电路产量达到1712亿块,同比增长9.7%。
资料来源:工信部
我国硅材料行业落后产能占比较大,在环保督查趋严、供给侧改革持续推进的情况下,产业布局及产业结构不断优化,落后产能将不断退出市场,行业产能及产量增长将趋于理性。我国政府对新材料、新能源产业的支持力度不断加大,下游市场需求短期内出现波动,但长期来看,硅材料市场需求依然强劲,硅材料行业发展前景依然广阔。