来源:紫金天风期货研究所
【20241224】多晶硅:品种手册
目录
1.基本概念及产业链介绍
1.1 基本概念及分类
多晶硅的物化属性:多晶硅又称硅料,是单质硅的一种形态;其外表呈现为银灰色,有金属光泽。其是由硅粉与氯化氢气体在一定条件下经过氯化、再冷凝、精馏、还原而得。承接上游,多晶硅是工业硅下游三大应用领域之一,占工业硅下游消费近50%;延续下游,多晶硅是制造硅抛光片以及光伏电池的主要原材料,是光伏产业、半导体工业、电子信息产业最主要、最基础的功能性材料之一。
按表面质量不同,多晶硅可分为致密料、菜花料和珊瑚料(见图)。
按纯度不同,可以将多晶硅块状硅分为太阳能级多晶硅和电子级多晶硅。太阳能级多晶硅要求硅含量在6N-9N之间,主要应用于光伏产业,电子级多晶硅要求硅含量在9N以上。
多晶硅对于硼、磷元素的要求较为严苛,而这种严格也直接体现在对上游工业硅的采购中,即采购时会对工业硅中的硼、磷等微量元素有相应要求。
据CPIA数据,2023年全球多晶硅产量约161万吨,其中电子级多晶硅、块状硅、颗粒硅产量分别为3.9、90、6.16万吨,占比分别达4%、90%、6%。
数据来源:《GB/T 25074-2017》;《GB/T 35307-2023》;《GB/T 12963-2022》;紫金天风期货研究所
1.2 生产工艺
目前多晶硅的生产工艺主要分为三氯氢硅法和硅烷流化床法。其中,三氯氢硅法产出的多晶硅形态为块状,硅烷流化床法产出的多晶硅形态表现为颗粒状。
目前主流工艺为三氯氢硅法,本质上是一个高纯晶硅单质的化学提纯过程。改良西门子法主要包括了三氯氢硅(SiHCl3)的合成与提纯、SiHCl3氢还原、四氯化硅(SiCl4)氢化、尾气分离与回收等工序。三氯氢硅法具有生产经验丰富、沉积速率块、产品纯度高等优势,但工艺流程较为复杂、单程转化率低、沉积温度较高、电耗高等缺点。
另一种工艺为硅烷硫化床法,原料四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅在流化床内(沸腾床)生成三氯氢硅,三氯氢硅进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅,继而生成硅烷气(SiH4),制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应,生成粒状多晶硅产品。硅烷流化床法具有反应温度低、分解效率高、循环物料少、副产物少、污染小、装置简单,较改良西门子法具有能耗低、环保清洁等优势,但其仍然具有产品纯度相对较低、氢跳问题等劣势,目前颗粒硅基本作为填充料使用。
1.3 产业链概览
注:单晶与多晶的区别在于晶粒的晶面取向是否相同,单晶体中晶粒的晶面取向一致,而多晶体中晶粒取向不一致,多晶硅可通过拉棒方式得到单晶体
数据来源:广州期货交易所;紫金天风期货研究所
2. 供需格局
2.1 供应:中国是多晶硅主要生产国
全球多晶硅产能、产量集中在中国。2018-2023年,国内多晶硅产能、产量占全球比重分别从60%、58%增长至94%、92%。
增速方面,2018-2023年全球多晶硅产能、产量分别从64.9、44.5万吨增长至245.8、160.8万吨,年均复合增长分别达31%、29%。中国多晶硅产能、产量分别从38.8、25.9万吨增长至230.5、147.2万吨,年均复合增长分别达43%、42%。
2.1 供应:硅料企业集中度高
企业集中度方面,全球多晶硅产能、产量的前十占比均在70%以上,中国多晶硅产能、产量的前十占比均在80%以上。
其中国内产能集中度方面,就2024年总产能来看,国内产能排名前五的硅料生产企业,产能占国内的比重达80%。
2.1 供应:生产集中于北方 西南生产占比有所提高
地区分布方面,国内多晶硅生产集中于新疆、内蒙、四川等地,截至2024年11月,新疆、内蒙、四川、青海、云南等地累计产量占比分别达到25%、28%、17%、10%、10%。
其中2022-2023年各地区产量有显著增长,但2024年多晶硅价格进一步下跌至企业生产成本,地区产量增速放缓,乃至部分地区产量出现负增长。
2.3 需求:主材环节产能、产量均集中于中国
全球硅片产能、产量集中在中国。2019-2023年,国内硅片产能、产量占全球比重维持在94%以上。
增速方面,2019-2023年全球硅片产能、产量分别从185.3、138.3GW增长至974.2、681.5GW,年均复合增长分别达51%、49%。中国硅片产能、产量分别从173.7、134.6GW增长至953.6、668.3GW,年均复合增长分别达53%、49%。
企业集中度方面,全球硅片产能、产量的前十占比均在80%以上,中国多晶硅产能、产量的前十占比均在80%以上。
整体来看硅片的企业集中度居高,但随着近两年硅片产能的陆续释放,集中度有所降低。
全球电池片产能、产量集中在中国。2018-2023年,国内电池片产能、产量占全球比重从74%-77%增长至90%-92%。
增速方面,2018-2023年全球电池片产能、产量分别从173.9、113.6GW增长至1032.0、643.6GW,年均复合增长分别达43%、41%。中国电池片产能、产量分别从128.0、87.2GW增长至929.8、591.5GW,年均复合增长分别达49%、47%。
企业集中度上,据CPIA数据,前十名企业的合计产能为628.9GW,占据了全国总产能的67.6%。
全球组件产能、产量集中在中国。2018-2023年,国内组件产能、产量占全球比重从68%、73%增长至83%、85%。
增速方面,2018-2023年全球组件产能、产量分别从190、116GW增长至1103、612GW,年均复合增速分别达42%、40%。中国组件产能、产量分别从130、84GW增长至920、518GW,年均复合增长分别达48%、44%。
企业集中度方面,2023年全球产能、产量CR5集中度分别为42.6%、50.1%,CR10集中度分别为61.3%、67.9%。
2.4 终端:中国光伏新增装机占比显著提升
全球光伏累计装机集中于亚洲、欧洲、北美等地区,截至2023年,三大地区光伏累计装机占全球比重分别为59%、20%、11%。
从量级到增速来看,中国光伏新增装机自2020年以来有显著增长。2020-2023年,中国光伏年新增装机从48.8GW增长至216.9GW,年均复合增长达64.4%。占比方面,截至2023年,中国光伏累计装机占全球的43%,2023年新增装机占全球的63%。
2.5 多晶硅进出口情况
截至2023年我国多晶硅进口量远高于出口量。但随着我国多晶硅价格加速下跌,2024年出口量出现显著增长。
就2024年1-11月数据看,主要进口地进口德国(73%)、马来西亚(20%)、日本(3%)进口,主要出口地为越南(34%)、马来西亚(23%)、泰国(17%)。
3. 生产成本
3.1 成本模型
硅烷硫化床法相比三氯氢硅法,具有生产流程更短,碳排放更低等优势,生产成本方面,硅烷流化床法电耗、人工等单耗有显著降低,但考虑到生产过程中仍存有一定安全性问题,其供应占比走高仍需时日。
多晶硅生产成本中,电力成本及硅粉成本为主要成本项。三氯氢硅法中,电力成本占比43%,硅粉成本占比约为28%,两者合计约71%;硅烷流化床法中电力成本占比约17%,硅粉成本占比38%,两者合计约55%。
3.2 生产成本曲线
2025年全球新增装机对多晶硅需求量预计在142-147万吨,其中国内需求量在68万吨,按全球装机需求看,多晶硅价格或落在4.2-4.3万元/吨的区间内,若考虑国内32-33万吨的库存,价格或落于4.2万元/吨左右。
但需注意的是:
1.我们对于平衡状态下的价格判断,均未将海外17-18万吨/年的产能纳入供应计算。
2.行业2025年总产量的下调,需依赖明年硅料企业坚决“自律”,以此供需紧平衡的状态或得以实现。
4. 历史行情回顾
4. 历史行情概览
2022年进口量为200万吨。前三来源国为澳大利亚、印尼、越南,分别占56.9%、23.4%、10.5%。合计90.8%。
2022年出口100万吨,84%出口至俄罗斯、10%出口至阿联酋。
5. 当前关注点
关注点
6. 多晶硅期货合约及相关事项
6.1 期货合约表
上市交易时间:多晶硅期货合约自2024年12月26日(星期四)起上市交易。
交易单位:3吨/手。
首批上市交易合约:PS2506、PS2507、PS2508、PS2509、PS2510、PS2511和PS2512。
交易保证金水平及涨跌停板幅度:上市首日,多晶硅期货合约交易保证金水平为合约价值的9%,涨跌停板幅度为挂牌基准价的14%。如合约有成交,则下一交易日起,交易保证金水平为合约价值的9%,涨跌停板幅度为上一交易日结算价的7%;如合约无成交,则下一交易日继续按照上市首日的交易保证金水平和涨跌停板幅度执行。关于交易保证金水平和涨跌停板幅度的其他规定,按照《广州期货交易所风险管理办法》执行。
6.2 交割事项:替代品贴水12000元/吨
替代品贴水12000元/吨。
考虑满足下游企业多元化需求,保障交割资源的稳定,拟将P型多晶硅纳入替代品交割,达到P型硅料要求的块状硅可以作为替代品参与交割。
质量标准方面,替代品基本参考行业内对P型料的要求,需达到《电子级国标》电子3级标准,但碳含量指标根据实际下游需求情况,调整至《光伏级国标》特级标准。
6.3 交割事项:实行品牌交割制度 地区间不设升贴水
多晶硅期货实行品牌交割制度,交割品应当是交易所公布的注册品的商品。
交割区域和地区升贴水:内蒙古自治区、四川省、云南省、陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区为多晶硅期货交割区域,各交割区域间升贴水设置为0元/吨。
6.4 交割事项:仓单有效期6个月
仓单有效期:6个月,综合考虑交割品质量、交割资源稳定及市场参与者的跨期套利需求。
生产日期3个月内货物可以入库参与交割:不允许生产日期超过3个月的货物入库,货物在库最长不超过9个月。
每年5月、11月最后一个交易日闭市后,交易所对多晶硅期货仓库标准仓单和厂库标准仓单进行统一注销,但是生产日期在90日以内(含当日)的多晶硅期货仓库标准仓单除外。
数据来源:广州期货交易所;紫金天风期货研究所
(转自:紫金天风期货研究所)
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