單多晶技術(shù)路線分化出現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)鏈最前端，轉(zhuǎn)型難度大

       從目前看，光伏的技術(shù)路線主要分為兩種，單晶路線及多晶路線。所謂單晶與多晶路線，主要是指光伏硅片采用單晶材質(zhì)還是多晶材質(zhì)。由于硅片在光伏產(chǎn)業(yè)鏈制造環(huán)節(jié)中處于最前端，因此，選擇技術(shù)路線也直接影響到后續(xù)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈工藝的選擇。

       單多晶技術(shù)差異主要源自硅片環(huán)節(jié)。因此，在硅片環(huán)節(jié)兩技術(shù)工藝成本則基本決定了最終組件產(chǎn)成品的成本。而硅片行業(yè)是典型的重資產(chǎn)制造業(yè)，設(shè)備資本開(kāi)支相對(duì)較大，而兩種工藝所采購(gòu)設(shè)備的截然不同，使得硅片企業(yè)一旦選擇某種工藝路線，后續(xù)經(jīng)營(yíng)路線較難調(diào)整。

單晶拉棒主要工藝

多晶鑄錠主要工藝流程

       直觀上看，單多晶各具優(yōu)勢(shì)。多晶硅片優(yōu)勢(shì)在于鑄錠工藝更加簡(jiǎn)單，單次投入硅料較多，并且對(duì)硅料本身要求相對(duì)較低，這樣導(dǎo)致多晶硅片生產(chǎn)成本更低，這種低成本優(yōu)勢(shì)則一直傳導(dǎo)至終端產(chǎn)品。而單晶硅片優(yōu)勢(shì)在于其在晶片表面缺陷少、雜質(zhì)少，因此其光電轉(zhuǎn)換效率較多晶硅更高。兩者各具明顯優(yōu)勢(shì)。

       生產(chǎn)成本與轉(zhuǎn)換效率是主要變量

       1.長(zhǎng)晶成本直接決定成本差異

       硅片制造分為長(zhǎng)晶和切割兩個(gè)過(guò)程。長(zhǎng)晶是指硅片生產(chǎn)企業(yè)在特定環(huán)境下，使得硅料生長(zhǎng)成硅晶體的過(guò)程。單晶硅與多晶硅的最大區(qū)別在于其長(zhǎng)晶過(guò)程中，單晶硅采用西門子法直拉進(jìn)行單晶硅棒生產(chǎn)，其原子排列有序。而多晶硅則是相對(duì)簡(jiǎn)單的硅料鑄錠，內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)沒(méi)有變化(仍為無(wú)序排列)。

       長(zhǎng)晶成本差異大，直接決定單多晶技術(shù)路線成本，成本優(yōu)勢(shì)是多晶賴以存在的基礎(chǔ)。根據(jù)Solarzoom的最新數(shù)據(jù)，單晶拉棒后每千克附加成本(不考慮硅料本身)為44元，多晶鑄錠后每千克附加成本為21元。單晶的拉棒環(huán)節(jié)成本是多晶的一倍以上。

單多晶長(zhǎng)晶成本直接對(duì)比

單晶長(zhǎng)晶部分坩堝、電力等占比仍高

       單晶主要高于多晶的成本在于坩堝、石墨熱場(chǎng)以及電力。這主要是由于單晶的單爐產(chǎn)出量相對(duì)較小。目前，多晶硅單爐產(chǎn)出為1200kg，熱能、電能等利用效率較高，而單晶硅單爐產(chǎn)出僅為270kg。例如石英坩堝的使用一般是每爐更換一套，雖然單晶單爐用量?jī)H為多晶一半，但其單爐產(chǎn)出更低，因此其耗費(fèi)坩堝量也更大。

       2.硅料成本存在一定差異，切片效率單晶略占優(yōu)勢(shì)

       單多晶硅片對(duì)硅料品質(zhì)要求存在差異，相應(yīng)硅料價(jià)格反映至成本端。單晶硅片對(duì)硅料要求相對(duì)較高，通常采用價(jià)格較高的致密料，而多晶則采用質(zhì)量稍差但價(jià)格更低的菜花料。并且兩者的供需結(jié)構(gòu)和成本價(jià)格均有較大程度的差異。

       致密料國(guó)內(nèi)產(chǎn)能仍有缺口，部分依賴進(jìn)口。單晶硅采用的致密料技術(shù)壁壘相對(duì)較高，國(guó)內(nèi)硅料質(zhì)量相對(duì)較差。過(guò)去幾年，硅致密料較為依賴進(jìn)口，進(jìn)口額度占比在60%以上。雖然19年以來(lái)我國(guó)硅料產(chǎn)能快速提升，但是在致密料領(lǐng)域，未來(lái)仍部分依賴進(jìn)口，預(yù)計(jì)進(jìn)口份額仍在15%左右。目前，國(guó)內(nèi)致密料不合格率較高，國(guó)內(nèi)能大量供應(yīng)致密料的供應(yīng)商主要有四家，永祥硅業(yè)(通威子公司)、大全新能源、新特能源(特變電工)及協(xié)鑫。

       2019年，國(guó)內(nèi)致密料產(chǎn)能確實(shí)有較大幅度提升，但依然無(wú)法滿足單晶硅片下游景氣的需求。仍然需要海外進(jìn)口。按照全球單晶硅光伏新增裝機(jī)量55GW以及單片電池片發(fā)電5.3W的中性預(yù)測(cè)進(jìn)行測(cè)算，2019年需致密料17.34萬(wàn)噸。而從國(guó)內(nèi)能夠滿足單晶生產(chǎn)的硅致密料產(chǎn)能來(lái)看，各廠擴(kuò)產(chǎn)按照相應(yīng)計(jì)劃樂(lè)觀估計(jì)，約在15萬(wàn)噸左右，并且未考慮良率提升以及硅料利用率問(wèn)題。因此，國(guó)內(nèi)致密料仍需部分依賴進(jìn)口，拉動(dòng)致密料整體價(jià)格處于相對(duì)高位，且支撐力強(qiáng)。

       致密料價(jià)格相對(duì)而言支撐力度更強(qiáng)。自2018年二月以來(lái)，由于我國(guó)硅料擴(kuò)產(chǎn)潮，硅致密料與菜花料價(jià)格出現(xiàn)較大幅度下跌。而從下跌幅度來(lái)看，致密料的支撐力相對(duì)更強(qiáng)，并且與菜花料拉開(kāi)了較大幅度的價(jià)差。目前，致密料價(jià)格仍在70元/kg以上，而菜花料已經(jīng)降至60元/kg水平線上，接近硅料企業(yè)成本。因此多晶技術(shù)路線在硅料部分的成本較單晶技術(shù)路線更低，成為多晶的優(yōu)勢(shì)所在。

       多晶金剛石線切片普及后，單晶切割成本仍略優(yōu)于多晶。2014年，單晶掀起金剛石線革命，在新技術(shù)下，單晶切割效率大幅提升，切割成本快速下降，這也為未來(lái)單晶份額占比提升奠定了基礎(chǔ)。隨后，金剛石線切割技術(shù)開(kāi)始在多晶領(lǐng)域采用，也帶動(dòng)多晶切割效率大幅提升。但由于多晶硅錠硬質(zhì)點(diǎn)較多，切片的斷線率、切割速度都比單晶要差，因此多晶切片成本仍高于單晶。單晶在切片領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

       3.單晶轉(zhuǎn)換效率占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)

       單晶電池片光電轉(zhuǎn)換效率更高，是單晶的主要優(yōu)勢(shì)所在。由于單晶硅片的位錯(cuò)密度更低，單晶電池的能量轉(zhuǎn)換效率較多晶具備一定優(yōu)勢(shì)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，單晶與多晶在轉(zhuǎn)換效率方面近年來(lái)持續(xù)提升，但是普通P型單晶電池較P型多晶電池的轉(zhuǎn)換效率始終多1.2-1.4個(gè)百分點(diǎn)。近年來(lái)隨著PERC等高效技術(shù)的應(yīng)用，單晶產(chǎn)品則有更高的轉(zhuǎn)換效率。

       現(xiàn)階段單晶性價(jià)比增強(qiáng)，下游普及度提升

       技術(shù)更迭帶來(lái)成本優(yōu)化及效率提升是單多晶技術(shù)路線的核心競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。回望歷史，單晶與多晶互有勝負(fù)，在特定時(shí)期也各占上風(fēng)。這主要是由于各自技術(shù)路線優(yōu)化帶來(lái)的特定時(shí)期內(nèi)相對(duì)更優(yōu)的性價(jià)比決定的。1950至1980年，光伏市場(chǎng)僅有單晶電池產(chǎn)品。1980年后，多晶電池憑借低成本的經(jīng)濟(jì)效益，份額逐漸提升。至2011-2015年，單晶節(jié)節(jié)敗退，份額僅占30%左右。后來(lái)由于單晶金剛石線切割技術(shù)的應(yīng)用，單晶迅速與多晶成本差距縮小，并且高轉(zhuǎn)換效率使得其占比持續(xù)快速提升。

       從單瓦成本來(lái)看，單晶性價(jià)比快速追趕，但仍略低于多晶。根據(jù)最新調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行，普通P型單晶硅片單瓦成本降至0.9元-1元區(qū)間，直追多晶單瓦成本，但與多晶仍然相差不到0.1元/W。在單晶成本劣勢(shì)逐步縮窄的背景下，單晶電池在PERC、雙面電池等領(lǐng)域技術(shù)突破更快，因此逐漸得到下游電站的青睞，其份額也得到進(jìn)一步提升。2019年，假設(shè)硅致密料均價(jià)維持在76元，單晶電池轉(zhuǎn)換效率平均達(dá)到21%，那么單晶硅片單瓦成本能夠降至0.87元。