硅行业分析框架 行业专题报告 证券首席分析师：杨林 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980520120002 证券行业分析师：薛聪 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980520120001 证券行业分析师：刘子栋 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980521020002 联系人： 张玮航 日期： 2021.09.07 1 证券研究报告 投资摘要 国信化工观点： 1） 金属硅旺季限电开工率不足 ， 下游需求高增有望维持长景气： 近期金属硅价格上涨明显 ， 目前黄埔港金属硅 421#价格约 29500元 / 吨 ， 环比 8月上涨约 11000元 /吨 ， 同比上涨 16500元 /吨 。 2020年我国金属硅产能 482万吨 ， 其中新疆 、 云南 、 四川三地产能分别为 170万吨 、 115万吨 、 63万吨 ， 分别占国内总产能 35.3%、 23.9%、 13.1%， 合计占全国总产能 72.2%。 生产 1吨金属硅需要 12000- 15000度电 ， 因此金属硅生产呈现季节性 ， 5-9月丰水期是生产旺季 ， 也是金属硅累库季 。 但近期云南 、 四川地区由于电站水量少 、 电力供应紧张 ， 区域限电导致开工率不高；同时新疆地区由于原材料硅碳等供给不足导致开工率受限 。 新疆 、 云南 、 四川等金属硅 主产地由于在能耗降低与能源消费总量控制中被预警 ， 预计 2021年下半年电力供给将持续紧张 ， 预计金属硅等高能耗行业开工将受 到较大影响 。 需求方面 ， 预计 2021年下半年国内金属硅出口仍将快速增长 ， 21Q4-22Q2有机硅 、 多晶硅企业新产能陆续投产 ， 预计 拉动金属硅需求 30-40万吨 /年 ， 工业硅新产能只有新安股份 （ 3万吨 /年 ， 预计 22Q1投产 ） 和合盛硅业 （ 40万吨 ， 预计 22Q2投产 ） ， 金属硅供需有望进一步趋紧 。 我们认为随着丰水期接近尾声 ， 工业硅生产成本将逐步提高 ， 且面临无电可用局面 ， 21Q4-22Q2下游 多晶硅与有机硅新增产能较多 ， 我们预计在明年丰水期 （ 22Q2） 到来之前金属硅有望维持高景气 。 2） 有机硅淡季不淡价格接近历史新高 ， 受益于海外 、 国内需求高增： 本周国内有机硅中间体 DMC价格上涨至 37000-37500元 /吨 ， 部分价格甚至上涨至 38000元 /吨 ， 环比上涨 10%， 同比上涨 115%， 下游对高价原料接受度提升 ， 本周 107胶价格上涨 2000元至 38000元 /吨 ， D4价格上涨至 39000元 /吨 ， 生胶价格上涨 2000元至 39000元 /吨 。 生产 1吨有机硅 DMC（ 约 2吨有机硅单体 ） 需要约 0.5 吨金属硅 ， 由于金属硅受供给紧张影响价格大幅上涨 ， 从成本端支撑有机硅价格上涨 。 2021年上半年国内有机硅表观消费量约 50万 吨 ， 同比增长 10.7%， 出口 16.1万吨 ， 同比增长 38.1%；预期全年国内有机硅需求约 15%-16%， 其中国内需求增速 10%-11%， 出口 需求增速 6%-7%。 “ 金九银十 ” 是有机硅传统需求旺季 ， 有望拉动有机硅需求持续高增 ， 有机硅景气度有望持续至 21年底 。 3） 光伏多晶硅需求快速增长 ， 拉动三氯氢硅进入上行周期 ： 今年以来三氯氢硅价格大幅上涨 ， 光伏级三氯氢硅产品价格由不到 6000 元 /吨大幅上涨至目前市场价格约 15000-17000元 /吨 ， 目前厂家税前毛利可达约 10000元 /吨 。 2020年底 ， 我国三氯氢硅有效产能共 56.6万吨 ， 约 60%用于生产多晶硅 ， 40%用于生产硅烷偶联剂 ， 2021年 1-7月产量 20.5万吨 （ 剔除自用 ） 。 我们按照 2020-2022年光 伏 125GW、 170GW、 230GW装机量 ， 1:1.2容配比计算 ， 对应多晶硅需求在 45万吨 、 61万吨 、 83万吨 ， 对应光伏级三氯氢硅需求在 23万吨 、 31万吨 、 42万吨 ， 复合年化增速 40%。 我们认为今明两年三氯氢硅供需紧平衡 ， 供需缺口分别为 0.4、 5.7万吨 ， 行业有望 持续维持高景气度 。 投资建议：我们建议关注合盛硅业 、 新安股份 、 三孚股份 、 兴发集团等公司 。 我们建议关注具备 73万吨工业硅 、 93万吨有机硅单体产能的 合盛硅业 ；具备 10万吨 /年工业硅 、 50万吨 /年有机硅单体产能 、 8万吨 /年 三氯氢硅产能的 新安股份 ；具备 6.5万吨 /年三氯氢硅产能的 三孚股份 ；具备 36万吨 /年有机硅单体产能的 兴发集团 等 。 风险提示： 产品价格大幅下跌 ， 新增产能进度高于预期 ， 原材料市场波动剧烈 ， 下游需求不及预期等 。 2 3 一、硅产业链上下游 页码 04 二、工业硅行业格局梳理 页码 05 三、有机硅行业格局梳理 页码 14 四、三氯氢硅、多晶硅行业格局梳理 页码 22 投资建议及风险提示 页码 39 目录 硅产业链上下游 4 有机硅中间体 DMC金属硅 硅油 铝合金 焦炭 硅矿石 有机硅单 体 三氯氢硅 多晶硅 硅烷偶联剂 硅橡胶 硅树脂 单晶硅 一、工业硅 5 返回 目录 金属硅品种多，下游应用广泛 金属硅 ， 又称结晶硅或工业硅 ， 是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品 ， 主成分硅元素的含量在 97-99%左右 ， 其余杂质为铁 、 铝 、 钙等 。 金属硅的分类通常按金属硅成分所含的铁 、 铝 、 钙三种主要杂质的含量来分类 。 按照金属硅中铁 、 铝 、 钙的含量 ， 可把金属硅分为 553、 441、 411、 421、 3303、 3305、 2202、 2502、 1501、 1101等不 同的牌号 。 （ 例如 421#金属硅中铁含量不大于 0.4%、 铝含量不大于 0.2%， 钙含量不大于 0.1%） 6 图：金属硅上下游产业链 资料来源：安泰科，国信证券经济研究所整理 电极 （石墨电极、碳素电极） 铝合金 还原剂 （石油焦、木炭、烟煤等） 石英石 金属硅 （工业硅、结晶硅） 有机硅 多晶硅 融化、重结晶电热炉 金属硅产能 80%在中国，全球开工率有限 2020年 ， 全球金属硅产能 623万吨 ， 其中中国 产能 482万吨 ， 占比 77%；国外产能合计占比 141万吨 ， 占比为 23%。 2020年 ， 全球金属硅产量 303万吨 ， 其中中国 产量 210万吨 ， 开工率为 44%；国外产量为 93 万吨 ， 开工率为 66%。 7 图：全球金属硅产能产量 资料来源：安泰科，国信证券经济研究所整理 638 620 623 352 322 303 44.0% 46.0% 48.0% 50.0% 52.0% 54.0% 56.0% 0 100 200 300 400 500 600 700 2018 2019 2020 产能 产量 开工率 图：全球金属硅产能分布 资料来源：安泰科，国信证券经济研究所整理 77% 4% 1% 5% 3% 3% 中国 美国 加拿大 巴西 挪威 西班牙 法国 南非 俄罗斯 澳大利亚 其他 图：海外金属硅产能产量 资料来源：安泰科，国信证券经济研究所整理 138 138 141 112 102 93 0.0% 10.0% 20.0% 30.0% 40.0% 50.0% 60.0% 70.0% 80.0% 90.0% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2018 2019 2020 产能 产量 开工率 中国是金属硅出口国，产能主要分布于新疆、云南、四川 2020年 ， 中国金属硅产能 482万吨 ， 但实际有效开 工产能约 350万吨 ， 产量 210万吨 ， 名义开工率为 44%， 但实际开工率约 60%。 出口量 60万吨 ， 表观 消费量为 150万吨 。 2021年 H1中国金属硅总产量为 125万吨 ， 同比增加 38% 我国金属硅产能主要集中在新疆 、 四川 、 云南 ， 占 比分别 35%、 24%和 13%， 合计占比约 72%， 产量 合计 162万吨 ， 占比约 77%。 8 图：国内金属硅产能产量 资料来源：安泰科，国信证券经济研究所整理 图：国内金属硅进出口 资料来源：海关总署，国信证券经济研究所整理 图： 2020年国内金属硅分省份产能产量 资料来源：安泰科，国信证券经济研究所整理 360 380 385 420 460 480 500 482 482 113 145 170 195 210 220 240 220 210 0.0% 10.0% 20.0% 30.0% 40.0% 50.0% 60.0% 0 100 200 300 400 500 600 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 产能 产量 开工率 115 170 63 14 14 18 25 63 45 88 29 4 5 9 7 23 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 云南 新疆 四川 贵州 湖南 甘肃 福建 其他 产能 产量 49 70 87 78 70 83 80 69 60 65 75 83 117 140 138 160 151 150 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 进口量 出口量 表观消费量 金属硅三大下游应用，有机硅、多晶硅大幅拉动金属硅需求 金属硅三大下游主要用于有机硅 、 多晶硅 、 铝合 金 ， 2020年 全球有机硅 、 多晶硅 、 铝合金需求 126 万吨 、 66万吨 、 106万吨 ， 占比分别为 41.6%、 21.8%、 35.0%。 2020年 国内 有机硅 、 多晶硅 、 铝合金需求 66万吨 、 49万吨 、 45万吨 ， 占比分别为 40%、 30%、 28%。 9 图： 国内金属硅下游消费结构 资料来源：安泰科，国信证券经济研究所整理 图： 国内金属硅下游需求分布 资料来源：安泰科，国信证券经济研究所整理 图： 2019-2021年国内金属硅分月份出口量 资料来源：海关总署，国信证券经济研究所整理 23.7 27 30.5 31.5 40 48 50 46 45 27.5 31.5 33 38 50 65 68 63 66 13 10.6 16.3 20 26 30 34 42 49 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 铝合金消费量 有机硅消费量 多晶硅消费量 其他 27% 40% 30% 3% 铝合金 有机硅 多晶硅 其他 0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000 90,000 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 2019年 2020年 2021年 金属硅国内集中度较低，小产能居多 10 资料来源：安泰科、国信证券经济研究所整理 表： 2020年我国前十家工业硅厂产量表（万吨） 企业 已建产能 2020产量 产量占比 合盛硅业（石河子） 32*12500、 20*25000 50.5 24.1%合盛硅业（鄯善） 32*33000 合盛硅业（金松） 412500 东方希望 17*33000 11.8 5.6% 云南永昌硅业 5*25000、 2*12500 9.6 4.5% 蓝星硅材料 2*25500、 2*27000 5.4 2.7% 甘肃三新硅业 4*33000 3.1 1.4% 四川鑫河 5*16500、 5*12500 3 1.4% 新疆晶鑫硅业 8*12500、 5*10000 2.2 1.1% 潘达尔硅业 2*33000 2.8 1.3% 新疆晶维克 2*12500、 3*15000 2.8 1.3% 总计 91.2 43.4% 21H1下游需求旺盛，金属硅供需紧张，行业库存处于低位 据硅业分会统计 ， 2021 年 1-6月份国内工业硅产量 114.4万吨 ， 同比增加 26.3% ， 上半年国内消费量 88.7万吨 ， 同比增长 14.6%。 其中铝合金领域消费量 21.9万吨 ， 同比增长 23.1%；有机硅领域消费量 37.4万吨 ， 同比增长 17.1%， 多晶硅领域消费量 26.1万吨 ， 同比增长 6.0%， 上半年出口 40.3万吨 ， 同 比增长 42.2%。 2021年 上半年国内工业硅 553#和 441#价格分别为 13005元 /吨和 13720元 /吨 ， 同比上涨 19.6%和 15.5% 。 上半年下游旺盛的需求导致目前库存处于极低的水平 ， 下半年铝合金和有机硅领域的需求将保持相 对平稳 、 多晶硅需求小幅增加 ， 11 图： 国内金属硅月度产量（吨） 资料来源：百川盈孚，国信证券经济研究所整理 图： 国内金属硅 421#价格（元 /吨） 资料来源： Wind，国信证券经济研究所整理 0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 18/6 18/12 19/6 19/12 20/6 20/12 21/6 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 14/3 15/3 16/3 17/3 18/3 19/3 20/3 21/3 金属硅 新疆、云南、四川在能耗降低与能源消费总量控制中被预警 能耗强度降低方面 ， 福建 、 新疆 、 云南 等 9省 （ 区 ） 上半年能耗强度不降反升 ， 为一级预警 ； 甘肃 、 四川 、 贵州 等 10省上半年能耗强度 降低率未达到进度要求 ， 为二级 预警 。 能源消费总量控制方面 ， 福建 、 云南 等 8省 （ 区 ） 为一级预警； 新疆 、 四川 等 5省 （ 区 ） 为 二级预警 。 能耗强度降低预警等级为一级的省 （ 区 ） ， 2021年暂停 “两高 ”项目节能审查 （ 国家规划 布局的重大项目除外 ） 。 各地要坚决贯彻落实 党中央 、 国务院决策部署 ， 对上半年严峻的节 能形势保持高度警醒 ， 采取有力措施 ， 确保完 成全年能耗双控目标特别是能耗强度降低目标 任务 。 12 图： 2021年上半年各地区能耗双控目标完成情况晴雨表 资料来源：国家发改委，国信证券经济研究所整理 受供给限产、下游投产驱动，金属硅景气度有望维持到 22Q2 近期金属硅价格上涨明显 ， 截至 2021年 9月 2日 ， 黄埔港金属硅 421#价格约 29500元 /吨 ， 环比 8月 上涨 约 11000元 /吨 ， 同比上涨 16500元 /吨 。 生产 1吨金属硅需要 12000-15000度电 ， 因此金属硅生产呈现季节性 ， 5-9月丰水期是生产旺季 ， 也是 金属硅累库季 。 但 近期云南 、 四川地区由于电站水量少 、 电力供应紧张 ， 区域限电导致开工率不高； 同时新疆地区由于原材料硅碳 等 供给不足导致开工率受限 。 新疆 、 云南 、 四川 等金属硅主产地由于 在能耗降低与能源消费总量控制中被预警 ， 预计 2021年 下半年 电力供给将持续紧张 ， 预计金属硅等高能耗行业开工将受到较大影响 。 预计 2021年下半年国内金属硅出口仍将快速增长 ， 21Q4-22Q2有机硅 、 多晶硅企业新产能陆续投产 ， 预计拉动金属硅需求 30-40万吨 /年 ， 工业硅新产能只有新安股份 （ 3万吨 /年 ， 预计 22Q1投产 ） 和合盛 硅业 （ 40万吨 ， 预计 22Q2投产 ） ， 金属硅供需有望进一步趋紧 。 我们认为随着丰水期接近尾声 ， 工业硅生产成本将逐步提高 ， 且面临无电可用局面 ， 21Q4-22Q2下游 多晶硅与有机硅新增产能较多 ， 我们预计在明年丰水期 （ 22Q2） 到来之前金属硅有望维持高景气 。 13 二、有机硅 14 返回 目录 有机硅产业链 有机硅是指含有碳硅键 、 且至少有一个有机基团是直接与硅原子相连的一大类化合物 ， 其中以硅氧键 为骨架的组成的聚硅氧烷约占总用量的 90%以上 ， 狭义上有机硅材料主要指聚硅氧烷 。 聚硅氧烷下游 制品一般包括硅橡胶 、 硅油 、 硅树脂 ， 其中硅橡胶可分为高温胶 、 室温胶 、 液体胶 。 15 图：有机硅产业链 资料来源：招股说明书，国信证券经济研究所整理 有机硅全球概况 海外产能向国内转移 全球范围来看 ， 预计 2023年全球有机硅产能 364万吨 ， 2018-2023年 CAGR约 7.4%； 2023年有机硅产 量 268万吨 ， 2018-2023年 CAGR约 5.0%。 新增产能主要集中在中国 ， 主要集中于龙头企业的扩产 ， 海外没有新增产能 ， 同时迈图美国沃特福德工厂 11万吨 /年有机硅工厂计划于 2021年下半年关闭 。 我们预计到 2023年 ， 中国有机硅产能产量分别占全球的 72.3%和 67.2%。 但由于供给增速高于需求增 速 ， 预计全球开工率在 75%左右 ， 因此我们认为中长期来看 ， 有机硅行业有产能过剩风险导致价格承 压 。 16 图：全球有机硅产能、产量 资料来源：招股说明书， SAGSI，国信证券经济研究所整理 -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 0 50 100 150 200 250 300 350 400 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2023E 产能（万吨 /年） 产量（万吨 /年） 产能增速 产量增速 产能利用率 中国产能占比 中国产量占比 有机硅国内概况 下游需求高速增长 截至 2020年底国内 DMC产能约 169万吨 ， 同比增长 6.3%， 全年累计产量 134万吨 ， 同比增长 11.5% ， 行业开工率约 80.0%。 国内有机硅表观消费量 124.9万吨 ， 同比增长 11.0%。 2015年以来 5年 CAGR为 11.1%。 2021年上半年国内 DMC产量约 66万吨 ， 同比增长 20.0%， 出口 16.1万吨 ， 同比增长 38.1%， 预计 全年出口有望超过 30万吨 ， 大幅拉动国内有机硅需求；国内表观消费量约 50万吨 ， 同比增长 10.7% 。 17 图：国内有机硅产能产量 资料来源：卓创资讯、 SAGSI，国信证券经济研究所整理 图：国内有机硅表观消费量及同比（元 /吨） 资料来源：卓创资讯、海关总署，国信证券经济研究所整理 109 121 132 143 138 138 159 169 64 70 75 86 99 115 120 134 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 产能（万吨） 产量（万吨） 实际开工率（右轴） 68 70 74 84 89 100 113 125 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 0 20 40 60 80 100 120 140 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 表观消费量（万吨） 同比增长（右轴） 有机硅国内概况 我国是净出口国， 21H1出口超预期 我国自 2014年起由有机硅净进口国转变为净出口国 ， 2020年有机硅累计出口 24.3万吨 ， 同比增 长 8.5%， 进口 15.2万吨 ， 同比增长 2.9%、 2021年上半年国内 DMC出口 16.1万吨 ， 同比增长 38.1%， 预计全年出口有望 达到 32-33万吨 ， 大幅拉动国内有机硅 产量 需求 6%-7%。 预期全年国内有机硅需求约 15%-16%， 其中国内需求增速 10%-11%， 出口需求增速 6%-7%。 18 图：国内有机硅进出口 资料来源：卓创资讯、海关总署，国信证券经济研究所整理 图： 2014年起我国有机硅由净进口国变为净出口国 资料来源：卓创资讯、海关总署，国信证券经济研究所整理 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 进口（万吨） 出口（万吨） 进口同比 出口同比 -25.0 -20.0 -15.0 -10.0 -5.0 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 净出口（万吨） 进口（万吨） 出口（万吨） 有机硅淡季不淡价格接近历史新高 本周国内有机硅中间体 DMC价格上涨至 37000-37500元 /吨 ， 部分价格甚至上涨至 38000元 /吨 ， 环比 上涨 10%， 同比上涨 115%， 根据卓创资讯测算目前 DMC行业毛利约 13000元 /吨 。 一方面受到原材 料金属硅涨价推动 ， 另一方面终端需求良好 。 随着成本向下转移及待跌愿望不断扑空 ， 下游对高价原料接受度提升 ， 本周 107胶价格上涨 2000元 至 38000元 /吨 ， D4价格上涨至 39000元 /吨 ， 生胶价格上涨 2000元至 39000元 /吨 。 19 图：有机硅中间体价格价差 资料来源：卓创资讯、海关总署，国信证券经济研究所整理 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 40,000 2014/03 2014/09 2015/03 2015/09 2016/03 2016/09 2017/03 2017/09 2018/03 2018/09 2019/03 2019/09 2020/03 2020/09 2021/03 价差 金属硅 有机硅 有机硅单体新增产能较多，未来行业供需承压 20 资料来源：各公司官网，卓创资讯，国信证券经济研究所整理 表：我国有机硅单体现有产能（万吨） 企业 产能 道康宁（张家港） 40 江西星火 50 新安化工 50 内蒙恒业成 24 山东东岳 30 湖北兴发 36 山东金岭 15 浙江中天 10 唐山三友 20 鲁西化工 6.5 合盛硅业（浙江） 18 合盛硅业（四川） 18 合盛硅业（鄯善） 20 合盛硅业（石河子） 20 总计 357.5 表： 我国有机硅单体计划新增产能 （万吨） 企业 产能 计划投产时间 合盛硅业（石河子） 20 2021年底 内蒙恒星 20 2021年底 2021年合计 40 云南能投（一期） 20 2022年 初 山东东岳 30 2022年初 合盛硅业（鄯善） 40 2022年底 2022年合计 90 福建源岭 20 2023年 兴发集团 40 2023年 合盛硅业（云南） 一期 40 2023年 云南能投（二期） 20 2023年 三友化工 20 2023年 2023年合计 140 资料来源：各公司官网，卓创资讯，国信证券经济研究所整理 受成本推动、下游需求旺盛，有机硅 景气度有望持续至 21年底 本周国内有机硅中间体 DMC价格上涨至 37000-37500元 /吨 ， 部分价格甚至上涨至 38000元 /吨 ， 环比上 涨 10%， 同比上涨 115%， 下游对高价原料接受度提升 ， 本周 107胶价格上涨 2000元至 38000元 /吨 ， D4 价格上涨至 39000元 /吨 ， 生胶价格上涨 2000元至 39000元 /吨 。 生产 1吨 有机硅 DMC（ 约 2吨有机硅单体 ） 需要 约 0.5吨金属硅 ， 由于 金属硅 受供给紧张影响价格大幅上 涨 ， 从成本端支撑有机硅价格上涨 。 2021年上半年 国内 有机硅 表观消费量约 50万吨 ， 同比增长 10.7%， 出口 16.1万吨 ， 同比增长 38.1%； 预期全年国内有机硅需求约 15%-16%， 其中国内需求增速 10%-11%， 出口需求增速 6%-7%。 “金九银 十 ”是有机硅传统需求旺季 ， 有望拉动有机硅需求持续高增 ， 有机硅 景气度有望持续至 21年底 。 21Q4-22Q1国内 有机硅新增产能较多 ， 包括合盛硅业 20万吨 /年单体 、 内蒙恒星 20万吨 /年单体 、 山东 东岳 30万吨 /年单体 、 云南能投 20万吨 /年单体 ， 2022年下半年至 2023年 ， 预计还将有 180万吨单体产 能投产 ， 产能复合增速为 20.5%， 中长期来看有机硅价格存在承压的可能性 。 21 三、三氯氢硅、多晶硅 22 返回 目录 三氯氢硅主要用于生产多晶硅、硅烷偶联剂 三氯氢硅 （ Cl3HSi） 又称三氯硅烷 、 硅氯仿 ， 是卤硅烷系列化合物中最重要的一种产品 。 三氯氢硅主要用于生 产多晶硅 、 硅烷偶联剂 ， 其中多晶硅主要应用于太阳能电池 、 半导体材料 、 金属陶瓷材料 、 光导纤维；硅烷偶联 剂主要应用于表面处理剂 、 无机填充塑料 、 增粘剂 、 密封剂 、 特种橡胶粘合促进剂等领域 。 目前 ， 三氯氢硅的合成方法主要有两种：一种是传统的合成方法 ， 即硅氢氯化法： 该方法是用冶金级硅粉或硅铁 、 硅铜作原料与 HCl气体反应 ， 反应在 330 380 和 0.05 3MPa下进行 。 另一种是四氯化硅氢化法： 该反应为 平衡反应 ， 为提高三氯氢硅的收率 ， 优选在氯化氢存在下进行 ， 原料采用冶金级硅粉通过预活化除去表面的氧化 物后 ， 可进一步提高三氯氢硅的收率 ， 反应在温度 400 800 和压力 2 4MPa下进行 。 其中 ， 硅氢氯化法以其 技术成熟 、 适合产业化生产等特点 ， 是目前三氯氢硅生产企业普遍采用的首选工艺 。 23 图：三氯氢硅产业链 资料来源：三孚股份招股说明书，国信证券经济研究所整理 三氯氢硅产能持续收缩，产品结构性供需紧张 据百川盈孚数据 ， 目前我国三氯氢硅有效产能共 56.6万吨 （ 包含下游企业自产自用部分 ） ， 较 2020年和 2019年分别 减少 3万吨 、 9万吨 ， 供需格局进一步改善 。 2021年 1-7月 ， 我国三氯氢硅产量为 20.53万吨 （ 外售量 ， 不包含下游企业 自产自用部分 ） ， 同比增长 9.73%， 开工率约 72.5%， 但剔除配套下游多晶硅与硅烷偶联剂的企业 ， 我们预计实际开 工率在 90%以上 。 从需求结构上看 ， 我国电子级三氯氢硅仍大量依赖进口 ， 目前只有美国 、 日本 、 德国等国有大规模生产电子级三氯氢 硅的能力 ， 国内仅三孚股份 （ 1000吨 ） 、 沁阳凌空和洛阳中硅拥有部分产能；光伏级三氯氢硅生产难度也较大 ， 部分 多晶硅生产企业拥有配套的三氯氢硅产能 ， 但普通级三氯氢硅供给未出现明显短缺 。 国内企业主要以生产三氯氢硅用 于硅烷偶联剂为主 。 24 图：三氯氢硅产能持续收缩，开工率提高 资料来源： USGS、国信证券经济研究所整理 资料来源：中国矿业网、国信证券经济研究所整理 图：三氯氢硅实际开工率处于高位，结构性产能不足 -15 -10 -5 0 5 10 15 0 10 20 30 40 50 60 70 2017 2018 2019 2020 2021年 1-7月 有效产能（万吨，左轴） 产量（万吨，左轴） 产量 YoY（ %，右轴） 40 45 50 55 60 65 70 75 18/9 19/1 19/5 19/9 20/1 20/5 20/9 21/1 21/5 三氯氢硅行业开工率（ %） 光伏需求高增三氯氢硅供需错配，光伏级产品价格大幅上涨 可外售光伏级产能只有 16.5万吨，在建产能只有约 3.5万吨。随着下游光伏需求快速增长，导致光伏级三 氯氢硅供给紧缺。 25 表：国内三氯氢硅产能统计：新安股份排名第一，三孚股份排名第二 资料来源：百川盈孚、国信证券经济研究所整理 企业 有效产能 （ 万吨 ） 备注 新安化工 8 可产光伏级，自用为主 唐山三孚 6.5 可产光伏级，外售 江西晨光 6 自用为主 河南尚宇 6 可产光伏级，外售 新疆大全 6 自用为主 江西宏柏新材料 5 自用为主 内蒙古达康 4 山东新龙 4 宁夏福泰 4 可产光伏级，外售 恒利赢硅业 3 永祥硅业 2 自用为主 盛森硅业 1.1 德山化工 1 总计 56.6 表：国内三氯氢硅产能统计 光伏需求高增三氯氢硅供需错配，光伏级产品价格大幅上涨 26 图： 三氯氢硅产能持续收缩，开工率提高 资料来源： 百川盈孚 、国信证券经济研究所整理 图： 三氯氢硅成本占比 资料来源：公司公告、国信证券经济研究所整理 0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000 18,000 20/8 20/10 20/12 21/2 21/4 21/6 光伏级三氯氢硅 83% 6% 3%2% 6% 原材料 能源动力 人工 折旧 其他 价格 单价 单耗 三氯氢硅单价（不含税） 15,000 三氯氢硅成本 5,320 其中： 硅粉（不含税） 4,050 15,000 0.27 氯化氢（不含税） 800 800 1 能源动力 170 人工 90 折旧 60 其他 150 毛利率 64.53% 表：三氯氢硅成本分拆 资料来源：百川盈孚，公司公告，国信证券经济研究所预测 受光伏需求快速增长的驱动，三氯氢硅呈现出供需错配格局，价格大幅上涨。据百川盈孚数据，今年以来三氯氢硅价格大幅 上涨，产品价格由不到 6000元 /吨大幅上涨至目前市场价格约 15000-17000元 /吨，目前厂家不含税毛利可达约 10000元 /吨。 光伏需求高增三氯氢硅供需错配，光伏级产品价格大幅上涨 短期内光伏级三氯氢硅供给扩张压力较小 。 根据环评报告 ， 除东方希望明确将新建一套 7万吨产能 的三氯氢硅合成装置外 （ 预计在 2022年 6月建成投产 ） ， 其他多晶硅企业扩产时暂未大规模配套三 氯氢硅产能的计划 。 多晶硅生产企业需要供应商的三氯氢硅质量稳定 ， 供货及时 ， 对供应商的资质 认证较为严格 ， 一般需通过产品测试 、 样品试用 、 小批量采购 、 大批量采购等多个阶段 ， 一经确立 合作关系 ， 不会轻易更换供应商 ， 因此即使有新进入三氯氢硅行业的企业 ， 短期内对 类三氯氢硅 的供给影响有限 。 而电子级三氯氢硅生产壁垒极高 ， 暂无需担忧产能扩张问题 。 27 表：国内三氯氢硅新增产能统计 资料来源：百川盈孚、国信证券经济研究所整理 企业 有效产能（万吨） 备注 新安化工 2.5 2021年 10月，技改可产光伏级 天祥化工 1 2021年 12月 东方希望 7.5 2022年 6月 改良西门子法为多晶硅主要生产工艺，多晶硅主要分为电子级和光伏级 28 多晶硅和单晶硅是单质硅的不同形态 ， 多晶硅由工业硅经一系列反应提纯后得到 ， 单晶硅则由多晶硅 进一步加工得到 。 多晶硅和单晶硅的应用领域包括太阳能电池 、 半导体材料 、 金属陶瓷材料 、 光纤 。 根据技术指标 ， 多晶硅可分为冶金级多晶硅 、 太阳能级多晶硅和电子级多晶硅 ， 电子级多晶硅杂质浓 度显著低于太阳能级 ， 掌握生产技术的企业较少 。 从工艺上来说 ， 生产高纯多晶硅的生产路线有西门子法 、 改良西门子法 、 硅烷流化法 、 冶金法 （ 物理 法 ） 等 。 改良西门子法安全环保 ， 是应用最广的多晶硅生产工艺路线 。 近年来 ， 改良西门子法产量占 比持续提高 ， 硅烷流化床产量呈现下降的趋势 ， 据中商产业研究院数据 ， 2020年全球多晶硅改良西门 子法产量 51.11万吨 ， 占比 98.1%；硅烷流化床产量 0.99万吨 ， 占比 1.9%。 数据来源：中商产业研究院，国信证券经济研究所整理 38.50 42.57 42.93 49.70 51.11 53.50 1.50 1.47 1.67 1.10 0.99 1.10 0 10 20 30 40 50 60 2016 2017 2018 2019 2020 2021E 万吨 三氯氢硅法生产多晶硅 硅烷法生产多晶硅 图： 改良西门子法为生产多晶硅的主流方法 图： 多晶硅材料分类及下游应用领域 数据来源：立昂微招股说明书，国信证券经济研究所整理 改良西门子法为多晶硅主要生产工艺，多晶硅主要分为电子级和光伏级 29 西门子法是早期的多晶硅生产工艺 ， 以氢气还原高纯度的三氯氢硅 ， 加热到 1100 后沉积在硅芯上得 到多晶硅 。 改良西门子法在西门子法的基础上增加了尾气回收和四氯化硅氢化的工艺 ， 实现原料的循环利用 ， 有 效降低了成本 ， 同时对环境污染较小 。 硅烷流化法是以四氯化硅 、 氢气 、 氯化氢和工业硅为原料在流化床内高温高压的条件下生成三氯氢硅 ， 随后对三氯氢硅歧化 、 加氢生成二氯二氢硅继而产生硅烷气 。 主产物硅烷气通入加油小颗粒硅粉的 流化床反应炉继续热分解 ， 生成粒状多晶硅 。 冶金法主要通过高纯工业硅进行水平区熔单向凝固城硅锭 ， 除去其中的金属富集区域和外表部分后 ， 继续粉碎清洗转入等离子体融解炉以去除硼杂质 ， 二次水平区熔单向凝固成硅锭 ， 重复上述去皮粉碎 清洗的步骤后转入电子束融解炉以去除磷和碳杂质 ， 直接生成高纯多晶硅 。 资料来源： CNKI，国信证券经济研究所整理 表：多晶硅生产工艺比较 工艺 优点 缺点 改良西门子法 工艺成熟，应用经验丰富，产品质量高，转化率低 工艺流程长，投资高周期长，能耗高，转化率低，生产连续性低。 硅烷流化法 副产物少，能耗低，生产连续性高，转化率高 硅烷易燃易爆，安全性差，纯度稍低 冶金法 成本低，能耗低，无污染 产品质量不稳定，杂质多，还有技术问题未解决 改良西门子法为多晶硅主要生产工艺，多晶硅主要分为电子级和光伏级 30 改良西门子法技术成熟 ， 产品质量最高 ， 可以达到电子级多晶硅的纯度 。 大约 95%以上的厂家用高效回收副产物的冷氢化技 改后的三氯硅烷法生成多晶硅 ， 但在其主要技术框架下每个企业又有不同的技术特点和核心关键技术 。 目前 ， 改良西门子法 技术已经相对成熟 ， 技术较为稳定 。 改良西门子法本质上是一个单质元素化学提纯 ， 即粗硅变成高纯晶硅的过程 ， Cl和 H元 素仅在系统内转化和传递 ， 理论上为零消耗 。 但伴随杂质的排放和物料传递 ， Si、 Cl和 H不可避免存在流失 ， 造成物料额外消 耗 ， 根据三孚股份招股说明书 ， 企业实际生产过程中 生产 1吨多晶硅需要耗用三氯氢硅约为 1-1.5吨 ， 随着工艺进步 ， 目前单 耗比例约 0.5吨左右 。 资料来源： CPIA，国信证券经济研究所整理 图 ：多晶硅生产工艺 示意图 改良西门子法为多晶硅主要生产工艺，多晶硅主要分为电子级和光伏级 31 技改提高了改良西门子法的副产物利用率和产品质量 ， 短期内技术迭代可能性小 。 早年间改良西门子法因为处理副产 物 SiCl4技术落后 ， 还原炉电极频繁损伤等因素而饱受诟病 。 因为发生加氢还原反应的还原炉是改良西门子法生产装置 中的核心设备 ， 炉内每根件电极的工作状态和可靠性都是直接决定还原炉安全运行以及多晶硅的品质 、 能耗 、 产量高 低的关键因素 。 发展至今 ， 改良西门子法通过不断改进还原炉 、 冷氢化技改 、 精馏技术改进等有效手段 ， 已经做到了 能耗降低 、 高副产物利用率 、 安全环保 ， 高产品质量的水平 。 短期内其他技术迭代改良西门子法的可能性较小 ， 预计 未来多晶硅生产技术改进对三氯氢硅消耗量的影响有限 ， 三氯氢硅