硅產(chǎn)業(yè)簡介

硅是一種非金屬元素，僅次于氧的最豐富的元素存在于地殼中，主要以熔點(diǎn)很高的氧化物和硅酸鹽的形式存在。硅是一種半導(dǎo)體用的材料，是太陽能電池片與LED燈的主要原材料。也可用于制作半導(dǎo)體器件和集成電路。目前，硅的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)滲透進(jìn)我們生活中的方方面面。金屬硅位于硅基新材料產(chǎn)業(yè)鏈的頂端，是光伏、有機(jī)硅、合金等下游產(chǎn)業(yè)的核心原料。

工業(yè)上制硅采用碳還原法，即用硅石，碳質(zhì)還原劑在礦熱爐內(nèi)進(jìn)行冶煉。目前國內(nèi)普遍采用硅石為原料，石油焦、木炭、木片、低灰煤為還原劑，在礦熱電中高溫熔煉，從硅石中還原出金屬硅的工藝流程。其中二氧化碳排放涉及還原反應(yīng)直接排放和使用燃料的間接排放。

硅產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

上游：硅礦石

硅石

硅石是脈石英、石英巖、石英砂巖的總稱，主要用于冶金工業(yè)用的酸性耐火磚。我國硅石資源主要分布在石英巖中，占比達(dá)53.4%；其次為天然石英砂，占比達(dá)31.5%，石英砂巖占比達(dá)14.2%。

石英砂產(chǎn)量、需求量

我國石英砂行業(yè)近幾年保持小幅增長態(tài)勢，產(chǎn)量從2014年7167萬噸，增長至2020年8765萬噸。需求量從2014年7193萬噸，增長至2020年9091萬噸。

石英砂進(jìn)口與出口

我國每年都要進(jìn)口大量石英砂產(chǎn)品。2014年我國石英砂進(jìn)口量僅為27.2萬噸，到2020年已經(jīng)增長至334.5萬噸。進(jìn)口產(chǎn)品數(shù)量占國內(nèi)總需求比重也從2014年0.38%增長至2020年的3.68%。

石英砂行業(yè)細(xì)分市場結(jié)構(gòu)分析

我國一般通過硅砂及石英砂的SiO2及Fe2O3含量的不同對其進(jìn)行細(xì)分。主要分為普通石英砂，精制石英砂，高純石英砂，其中普通級的SiO2≥90—99%、 Fe2O3≤0.06—0.02%；精制級的SiO2≥99—99.5%、 Fe2O3≤0.005%；高純級的SiO2≥99.5—99.9%、 Fe2O3≤0.001%；超過純的SiO2≥99.995%。

中游：工業(yè)硅

工業(yè)硅（金屬硅）

工業(yè)硅，又稱結(jié)晶硅或金屬硅，是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品。據(jù)硅業(yè)分會數(shù)據(jù)顯示，2020年中國工業(yè)硅產(chǎn)量210萬噸左右。因新疆檢修產(chǎn)能增多、云南限電減產(chǎn)等原因，工業(yè)硅產(chǎn)量有所下滑。

工業(yè)硅：全球產(chǎn)能分布情況

全球主要工業(yè)硅生產(chǎn)國包括巴西、美國、挪威、法國等國，根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會硅業(yè)分會的統(tǒng)計(jì)，2020年全球工業(yè)硅產(chǎn)量為303萬噸，其中中國工業(yè)硅產(chǎn)量210萬噸，約占全球產(chǎn)量的69.3%，位列第一位。由于資源優(yōu)勢中國具備低成本工業(yè)硅優(yōu)勢，工業(yè)硅產(chǎn)量集中在中國。巴西工業(yè)硅產(chǎn)量占比達(dá)7.3%，位列全球第二位;再次是挪威，產(chǎn)量占比達(dá)6.6%，位列全球第三位。美國占比4.3%，位列全球第四位。

工業(yè)硅：中國產(chǎn)能、產(chǎn)量分布情況

2020年中國工業(yè)硅產(chǎn)量主要省份有云南、新疆、四川等，其中新疆地區(qū)工業(yè)硅產(chǎn)量為88萬噸，占中國產(chǎn)量的41.9%。

工業(yè)硅：電力能源使用情況

2020年國內(nèi)工業(yè)硅產(chǎn)量210萬噸，其中水電為能源的工業(yè)硅約88萬噸，對應(yīng)國內(nèi)2020年工業(yè)硅產(chǎn)量總排放為0.26億噸二氧化碳當(dāng)量，約占國內(nèi)總碳排放的0.19%，是有色金屬碳排放第三高的產(chǎn)業(yè)，僅次于鋁和銅。

2020年中國工業(yè)硅生產(chǎn)電力來源分布：

工業(yè)硅：全球產(chǎn)量

2020年，全球工業(yè)硅產(chǎn)能623萬噸，其中中國產(chǎn)能482萬噸，占比77%；國外產(chǎn)能合計(jì)占比 141萬噸，占比為23%。2020年，全球工業(yè)硅產(chǎn)量303萬噸，其中中國 產(chǎn)量210萬噸，開工率為44%；國外產(chǎn)量為93 萬噸，開工率為66%。

中游：全球工業(yè)硅消費(fèi)量

2020年全球工業(yè)硅消費(fèi)量約304萬噸，其中中國消費(fèi)量約163萬噸，占全球消費(fèi)比重53.6%。

中游：中國工業(yè)硅進(jìn)口與出口

從工業(yè)硅進(jìn)出口數(shù)量來看，出口數(shù)量對于進(jìn)口數(shù)量。其中2021年中國工業(yè)硅出口數(shù)量為78萬噸，同比增加28.1%。

全球工業(yè)硅下游消費(fèi)分布

2016-2018年全球工業(yè)硅消費(fèi)量需求增長的主要驅(qū)動力是中國工業(yè)硅需求增長迅速，2020年受疫情影響，全球工業(yè)硅需求下降明顯。從細(xì)分產(chǎn)品來看，工業(yè)硅主要分為鋁合金、有機(jī)硅、多晶硅(單晶硅)。其中，有機(jī)硅的應(yīng)用最為廣泛；其被廣泛應(yīng)用于建筑，電子電器、紡織服裝、能源，醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)等等。根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會硅業(yè)分會的數(shù)據(jù)顯示，2020年，工業(yè)硅在鋁合金、有機(jī)硅、多晶硅三大領(lǐng)域的消費(fèi)占比分別為27%、40%、30%。

工業(yè)硅：中國工業(yè)硅下游消費(fèi)占比

我國工業(yè)硅下游市場需求以有機(jī)硅為主，2020年中國有機(jī)硅消費(fèi)量達(dá)66萬噸，同比增長4.8%；其次為多晶硅消費(fèi)量為49萬噸，同比增長16.7%；硅鋁合金消費(fèi)量為45萬噸，同比下降2.2%。2021年受海外需求刺激，有機(jī)硅、多晶硅產(chǎn)銷均出現(xiàn)了大幅增長。

國內(nèi)工業(yè)硅供需平衡表

工業(yè)硅：中國主要生產(chǎn)企業(yè)情況

工業(yè)硅：產(chǎn)量季節(jié)性分析

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工業(yè)硅：碳排放問題

火電為能源的金屬硅單噸排放15.91噸二氧化碳，水電為能源則單噸排放5.32噸二氧化碳。按SiO2+2C==Si+2CO↑，2CO+O2==2CO2的反應(yīng)方程式，每生產(chǎn)1噸金屬硅直接產(chǎn)生3.14噸二氧化碳。實(shí)際生產(chǎn)中由于硅煤有損耗，每生產(chǎn)一噸金屬硅需要消耗硅煤超過2噸，即對應(yīng)5.32噸二氧化碳排放，單噸金屬硅生產(chǎn)耗電13000噸電，按1噸標(biāo)準(zhǔn)煤2.66噸二氧化碳的折算方法，1噸金屬硅間接碳排放量為10.59噸，合計(jì)15.91噸二氧化碳。

水電金屬硅合計(jì)5.32噸二氧化碳。

下游：有機(jī)硅

有機(jī)硅簡介

有機(jī)硅是當(dāng)前工業(yè)硅最主要的下游，作為硅產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工業(yè)硅和有機(jī)硅之間有上下游關(guān)系，生產(chǎn)有機(jī)硅的基礎(chǔ)原料包括工業(yè)硅、甲醇、氯化氫等，有機(jī)硅行業(yè)的整體發(fā)展以及有機(jī)硅產(chǎn)品的產(chǎn)量對工業(yè)硅行業(yè)發(fā)展起著舉足輕重的作用。 

其中，以硅氧鍵（-Si-O-Si-）為骨架組成的聚硅氧烷，是有機(jī)硅化合物中為數(shù)最多、研究最深、應(yīng)用最廣的一類，約占總用量的 90%以上。因此，狹義上的有機(jī)硅材料主要是指聚硅氧烷。聚硅氧烷下游制品一般包括硅橡膠、硅油、硅樹脂三大類產(chǎn)品，少量中間體也可以在一些下游領(lǐng)域直接應(yīng)用。

2020 年，我國聚硅氧烷表觀消費(fèi)量約為 121萬噸，同比增長 11%，其中，硅橡膠、硅油、硅樹脂及其他消費(fèi)分別占比 67%、29%、4%。

有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)鏈由原材料、單體及中間體、下游深加工產(chǎn)品及終端應(yīng)用等環(huán)節(jié)組成，其特點(diǎn)是集中的單體和中間體生產(chǎn)、分散的產(chǎn)品深加工。甲基單體是目前使用最廣泛的一類單體，占總量的 90%以上。

有機(jī)硅市場發(fā)展

有機(jī)硅屬于高性能新材料，由于下游需求十分廣泛，有機(jī)硅需求增速一直高于全球 GDP 增速。SAGSI 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2008-2018 年全球有機(jī)硅需求復(fù)合增速約為 6.37%，而同期全球 GDP 增速僅為 3.04%。由中國貢獻(xiàn) 由于海外企業(yè)生產(chǎn)有機(jī)硅成本較高，且屬于危化品 ，近年來海外產(chǎn)能 受疫情、高成本等因素影響 陸續(xù)退出 2020 年 8 月邁圖 宣布在兩年內(nèi) 關(guān)閉其位于紐約沃特福德的有機(jī)硅工廠，關(guān)停 產(chǎn)能折 DMC 約 11 萬噸 。我國有機(jī)硅 產(chǎn)能 2 019 年 約占全球 5 9%。2 020 年末達(dá) 1 68 萬噸， 已成為全球最大的有機(jī)硅生產(chǎn)基地 。據(jù)《近十年（ 2 009-2019 我國工業(yè)硅產(chǎn)業(yè)格局變化淺析》我國有機(jī)硅生產(chǎn)工藝持續(xù)進(jìn)步 甲基單體合成工序中二甲選擇性從 2006 年 的 80% 提升至 2 019 年的 83%~86%，逐漸接近國外龍頭 85%~90% 的水平。

全球有機(jī)硅市場發(fā)展

據(jù) SAGSI 預(yù)測， 2024 年全球有機(jī)硅總產(chǎn)能折 DMC 將達(dá)334.8 萬噸， 較 2019 年增長 7 9.6 萬噸，中國產(chǎn)能比重進(jìn)一步提升至 70.5% 。

根據(jù) SAGSI 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截止 2018 年，我國共有甲基單體生產(chǎn)企業(yè) 13 家（含陶氏-瓦克張家港工廠），聚硅氧烷總產(chǎn)能141.5萬噸/年（在產(chǎn)產(chǎn)能130.7 萬噸/年），產(chǎn)量113.0 萬噸，同比分別增長2.83%和10.68%，2008-2018年年均復(fù)合增長率分別為19.41% 和 19.21%，行業(yè)發(fā)展迅猛。

從需求端看，近十余年，我國的有機(jī)硅產(chǎn)品需求較為旺盛，需求量保持了快速增長。根據(jù) SAGSI 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018 年，我國聚硅氧烷表觀消費(fèi)量（產(chǎn)量＋凈進(jìn)口）達(dá) 104.4 萬噸，同比增長 7.41%，2008-2018 年均復(fù)合增長率達(dá) 11.14%。

重點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)

全球聚硅氧烷生產(chǎn)狀況

中國聚硅氧烷供需平衡表

下游：多晶硅

多晶硅產(chǎn)業(yè)簡介

多晶硅按照產(chǎn)品純度的不同，可分為工業(yè)硅、冶金級多晶硅、太陽能級別多晶硅、及電子級別多晶硅。太陽能級硅主要用于太陽能電的生產(chǎn)制造，而電子級多晶硅作為主要的半導(dǎo)體電子材料，廣泛應(yīng)用于電子信息領(lǐng)域。

電子級別的多晶硅對于產(chǎn)品純度要求更高，一般要求9N以上，應(yīng)用于電力電子上的硅材料純度要求更高，通常要求純度達(dá)到11N以上。

用于光伏生產(chǎn)的是太陽能級多晶硅，一般純度在6N~9N之間，國標(biāo)根據(jù)具體的參數(shù)差異將太陽能級多晶硅分為太陽能一級、太陽能二級、太陽能三級。

目前而言，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，太陽能電池對多晶硅的需求量的增長速度遠(yuǎn)高于半導(dǎo)體多晶硅的發(fā)展。

光伏產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

光伏產(chǎn)業(yè)鏈大致可分為多晶硅、硅片，中游電池片、組件，以及下游光伏發(fā)電系統(tǒng)三大環(huán)節(jié)。太陽能級多晶硅處于晶硅光伏產(chǎn)業(yè)的上游環(huán)節(jié)。多晶硅料經(jīng)過融化鑄錠或者拉晶切片后，可分別做成多晶硅片和單晶硅片，進(jìn)而用于制造晶硅電池。

生產(chǎn)工藝對比

全球多晶硅產(chǎn)能及產(chǎn)量

中國多晶硅產(chǎn)能與產(chǎn)量

中國多晶硅進(jìn)出口情況

中國多晶硅供需平衡表

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全球光伏產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)量

全球光伏相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)量

全球光伏硅料需求量預(yù)測

“碳中和”帶動下，全球光伏新增裝機(jī)量未來幾年將迎來一個高速發(fā)展期。

光伏產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)盈利情況（2022年1月29日）

下游：鋁合金

鋁合金簡介

鋁合金可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金，其下游需求領(lǐng)域分布也各有差異，鋁合金下游主要為汽車和房地產(chǎn)。

鑄造鋁合金下游消費(fèi)領(lǐng)域中：汽車占比超過60%，汽車、摩托車以及電動車等交通領(lǐng)域合計(jì)占比超過70%，是最大的消費(fèi)領(lǐng)域。

變形鋁合金方面，需求最大的是建筑領(lǐng)域，和地產(chǎn)密切相關(guān)。

鋁合金對應(yīng)工業(yè)硅需求

2018年鋁合金對應(yīng)工業(yè)硅需求達(dá)到峰值后，隨著再生鋁錠的進(jìn)口及部分替代品的出現(xiàn)，鋁合金硅消耗量出現(xiàn)了小幅的下移。隨著汽車輕量化的推進(jìn)，鋁合金對硅需求量有望重新走強(qiáng)。國際鋁業(yè)協(xié)會在《中國汽車工業(yè)用鋁量評估報告2016-2030》中預(yù)測，中國汽車行業(yè)用鋁量將從3.8%增加至29.4%，對應(yīng)910萬噸，成為鋁消費(fèi)中非常重要的一塊。

變形鋁合金消費(fèi)中，建筑行業(yè)占比最高，約40%。卓創(chuàng)數(shù)據(jù)顯示，近年來房地產(chǎn)市場用鋁量每年約1135萬噸左右。不過受政策影響，國內(nèi)房地產(chǎn)市場正在降溫，對應(yīng)鋁合金需求面臨下滑的局面。這也是工業(yè)硅下游消費(fèi)市場中為數(shù)不多的負(fù)增長行業(yè)之一。

總結(jié)

國內(nèi)工業(yè)硅供需平衡表

工業(yè)硅產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)品種價格表現(xiàn)

總結(jié)

在全球碳排放嚴(yán)約束下，工業(yè)硅新增產(chǎn)能受到約束，開功率也受到明顯影響。中小企業(yè)逐步淘汰，頭部企業(yè)占比提升。下游需求方面，光伏產(chǎn)業(yè)全球未來幾十年重將成為各國重要的能源亮點(diǎn)，對應(yīng)多晶硅需求將有望保持高增速。有機(jī)硅隨著全球經(jīng)濟(jì)的增長，需求也將穩(wěn)步提升。鋁合金板塊短期受到房地產(chǎn)降溫影響需求量面臨一定萎縮，但隨著汽車輕量化的持續(xù)推進(jìn)有望彌補(bǔ)地產(chǎn)需求的下滑，重新實(shí)現(xiàn)正增長。

不過2021年高景氣度、高利潤也刺激了有機(jī)硅、硅片、電池、組件等終端環(huán)節(jié)大幅擴(kuò)充產(chǎn)能，隨著這些產(chǎn)能的釋放未來競爭將越發(fā)激烈，價格和利潤也將回歸合理區(qū)間。

我們認(rèn)為2022年工業(yè)硅產(chǎn)業(yè)鏈將逐步分化，工業(yè)硅、硅料環(huán)節(jié)景氣度有望維持，擁有自配電、自配電極、水電等優(yōu)勢的一體化企業(yè)將長期受益。終端產(chǎn)能過剩行業(yè)競爭更加激烈。工業(yè)硅價格受到成本支撐和消費(fèi)刺激，有望維持高位運(yùn)行。