本报告由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国（仅为本报告目的，不包括香港、澳门、台湾）提供。在遵守适用的法律法规情况下，本报告亦可能由中信建投（国际）证券有限公司在香港提供。同时请参阅最后一页的重要声明。证券研究报告 行业深度报告 石 英 砂、坩 埚 供 需 紧 平 衡，预 计 价 格 持续 上 涨，但 不 会成 为 硅 片 生 产 瓶颈 核心观点 供需方面，我们判断 2023-2024 年高纯石英砂 供应都 将比 较紧张，构成软约 束，但 不会成 为光 伏产业链 的卡脖 子环节，因 为硅片端还有调节 空间，方法 包括：延长石英 坩埚使 用时间、提 升拉晶速率、缩短 复投料 时间、提 升 方棒成品 率以及 减少石 英坩 埚内层砂占 比，根 据 我 们 的 测 算 结 果，以 上 方 法 同 时 使 用，能 够 使 2023年石英砂 需求量 下降至 7.4 万吨（减少 1.9 万吨），从 而 应对高纯石英砂供 应紧张 的问题。价 格 方 面，综合考虑 2023 年光伏高 纯石英 砂供需 紧平 衡、头部硅片企业 为了稳 固行业 地位 可能主动 囤货、石 英砂/坩 埚 在硅片和组件中成 本占比 较低，预计 2023 年高纯石英砂价 格、石英坩 埚持续上涨，2024 年价格继续 维持高位。硅 片 成 本方 面，石英坩埚价 格上涨、使 用寿命 缩短 可能 导致硅片企业之间 成本出 现较大 分化。摘要 高纯石英 砂一般 是指 二 氧化 硅（SiO 2）含量高、三氧 化铁（Fe 2O 3）含量低的 高端石 英砂，主要 用于光伏 坩埚、电子元 器件 的绝缘材料等。当 前 高 纯 石 英砂 在 石英 坩 埚 成本 占 比超 过 90%，是 光 伏 石英 坩 埚 的核 心 原材 料，石英坩 埚 当 前在 硅 片、组 件 中的成 本 占 比分别 3.5、1.5%，成 本占 比较 低，但可 靠 性要 求 高。我们判断 2023-2024 年 高 纯石 英 砂 供应 都 将比 较 紧张，构成软约束，但 不 会成 为 光伏 产 业链的 卡 脖 子环 节，因为 硅 片端还 有 调 节空间。需求方面，我们预计 2023-2025 年全球光伏硅片 对应高 纯石英砂需求 量分别为 9.3、13.1、16.8 万吨，通过延 长单 个石英坩埚的 使用时 长 25 个 小 时、提升 拉晶速 率 0.1mm/min，缩短复投 料时间 3h，提 升方 棒成品率 3pct，预 计 2023 年光伏高纯石 英砂需 求量最 多可 以减少 1.9 万吨至 7.4 万吨；供 给 方 面，由于稳定的矿源 稀缺，检 测和提 纯技术 壁垒 较高，国 内 厂 商 扩 产 高 纯 石 英 砂 步 履 维 艰，海 外 供 应 商 尤 尼 明、TQC 又考虑其石英矿有云 母、长石这类低价伴生矿也 对扩产较为慎 重，最 终扩产 的压 力绝大部 分落在 了太平 洋石 英股份肩上。根据 各家 供应商 扩 产节奏，我们 预计 2023-2024 年光伏高纯 石英砂 产量分 别为 9.5、15.2 万吨；供需平衡分析：在 不 考 虑 石 英 坩 埚 内 外 层 要 求 不 同 的 前 提下，预计 2023 年供应紧平 衡，2024 年将得到缓解；若 进一步考虑石 英坩埚 内层用 砂要 求较高，必 须使用 尤尼明、TQC 维持 强于大 市 朱玥 SAC 编号：S1440521100008 王吉颖 SAC 编号：S1440521120004 发布日期：2023 年 03 月 13 日 市场表现 相 关 研 究报 告-30%-10%10%30%2022/3/92022/4/92022/5/92022/6/92022/7/92022/8/92022/9/92022/10/92022/11/92022/12/92023/1/92023/2/92023/3/9光伏设备 上证指数光 伏 设备 行业深度 报告 光伏设备 请参阅最后一页的重要声明 的进口砂，按照 内层用 砂占 比在 35%左 右，预 计 2023-2024 年内层砂分别 会出 现 0.4、0.9 万吨缺口，则需要 通过降低石 英砂单 耗或者 内层 砂占比来 填补，具体 而言，填补 2023 年缺口可以通过 降低内层 砂占比 4.8pct 或者 降低石英砂 单耗 13.7%，填 补 2024 年缺口可以通过 降低 内层砂占 比 6.6%或者 降低 石英砂单 耗 19%，以 上参数 均在可行范 围内。预计 2023 年高 纯 石英 砂 价格、石 英坩 埚 持续 上 涨，2024 年 价格 继 续维 持 高位。截止 2023 年 3 月 7 日，石英股份内、中、外层石 英砂 价格已经 分别来 到 12、13、14 万元/吨，进口 砂价格已经来到 20 万元/吨；2023 年：考虑光伏高纯 石 英砂供需 比已经 来到 105%、头部硅 片企业 为了稳 固行 业地位可 能主动 囤货、石英坩埚在 硅片、组件 成本中 占比分别 仅为为 3.5%、1.5%，占 比较低，但其 质量可 靠性在硅 片拉晶 关节至 关重要，我 们判断 硅片厂、一 体化组件 厂对石 英坩埚 成本 不敏感，石英坩 埚、高纯 石 英砂价格 弹性较 大，我们判断 2023 年内高纯石英 砂价格可 能持续 上涨。2024 年：随着石英股份 新产 能释放，预 计高纯 石英砂 供 应紧张的 情况能 够略微 缓解，但考虑石 英砂环 节格局集中度 极高（2022 年 TOP3 市占率合计 88%），行业 龙头议价 能力较 强，我 们预 计 2024 年高纯石英砂价格依然将 维持高 位。石 英 坩 埚价 格 上涨、使用 寿命 缩 短 可能 导 致硅 片 企业 之间 成 本 出现 较 大分 化。根据 我们的测 算结果，在使 用寿命相同的 情况下，石 英坩埚 含税价格 买上涨 1 万元/只，对应硅片 成本增 加约 1.6 分/W；石英坩 埚价格 相同的 情况下，使 用寿命 从 350h 下降到 200h，硅片 成本涨 价幅 度在 0-3.5 分/W；若石 英坩 埚价格从 1.5 万元/只 上涨至 3万元/只，同时 寿命从 350h 下降至 200h，对 硅片成 本的 影响最多 可达 6 分/W。合 成 石 英价 格 较高 且 性能 尚不 能 满 足合 光 伏石 英 坩埚 要求，目 前主 要 在半 导 体石 英器 件 中，短 期 来看 对 缓解 光伏 高 纯 石英 砂 供应 紧 张局 面的 作 用 有限。目前海外进 口 的合成石 英价格 已经上 升到 50 万元/吨以上，价 格极高；另外，由 于合成 石英中 铝含 量较低，制作的 石英坩 埚耐 高温性相 对较差，长时 间在 高温环境 中坩埚 容易发 生形变，不能 满足光 伏硅片 拉晶 长时间高 温环境 的使用 需求。投 资 建 议：（1）高 纯石 英 砂：高纯石英砂 当前供 应紧张，预计 2023 年价格上涨且 弹性较大，2024 年价格继续维持高位，石英 砂供应 商集 中受益，建议关 注 石 英 股 份、菲 利 华；（2）石 英坩 埚：核心原材 料高纯 石英砂 供应量有限，此前与 海外高 纯石 英砂供应 商签订 长协的 石英 坩埚厂预 计盈利 水平将 显著 提升，在 高纯石 英砂保 供方面有优势 的石英 坩埚厂 也将 受益，建 议关注欧晶科技、晶盛机电、天宜 上佳。（3）硅 片：我们认为龙头硅 片厂商在供应 链方面 有显著 优势，有望拉 开与二 线公司 非硅 成本差距，提示 关注 隆 基 绿 能、中 环股 份。风 险 提 示：（1）主 流供 应 商高 纯 石 英砂 扩 产进 度 不及 预期。当前高纯石英 砂主要 依 赖石英股 份、尤 尼明、TQC三大供应 商扩产，但若 扩产 进度不及 预期，光伏硅 片产 能可能会 受到石 英坩埚 产量 的限制，导致光 伏产业 链再次 陷入博 弈，影 响光伏 终端 需求与石 英砂相 关公司 业绩。（2）石 英 砂矿 源 有重 大 突破，导 致二 线 供应 商 石英 砂扩 产 速 度加 快。稳定、大规模的矿源 是高纯 石英砂 的扩 产壁垒之 一，当 前全球 优质 石英矿床 较少，国内企 业常用的脉石 英比较 分散且 提纯 难度较高，因此 国内高 纯石 英砂扩产 难度较 大，但 若在 石英砂矿 源上有 重大突 破，石英砂扩 产速度 可能加 快，导致高纯 石英砂 价格下 降。（3）合成 石 英砂 进 展加 快。合成石英目 前价格 和性能 还不能满足 光伏拉 晶需求，但 若后续国 产合成 石英砂 在成 本、量产 方面进 展较快，可 能会缓解 当前石 英砂供 应紧张的局面，导致 高纯石 英砂 价格下 降。（4）硅 片 拉 晶环节 石 英 坩埚 单 耗大 幅 下降。根据我们 的测算 结果，通过通过延长 单个石 英坩埚 的使 用时长、提升拉 晶速率、缩 短复投料 时间能 够有效 减少 硅片拉晶 环节的 石英坩 埚单耗，若上 述三个 方案进 度超 预期，可 能导致 石英坩 埚单 耗大幅下 降，石 英砂供 不应 求的局面 也将得 到缓解。1ZFUyRsPnOmNtNoNrMrOoP8O9R7NtRqQsQpMiNmMoNkPqRtPaQpPzRwMnQrQuOoMmQ 行业深度 报告 光伏设备 请参阅最后一页的重要声明 目录 核心观 点.1 1、高 纯石 英砂：石 英坩 埚核心 原材 料，2023 年 光 伏产业 链短 板.1 1.1、高纯 石英 砂是 光伏 石 英坩埚 的主 要原 材料，成 本占 比 90%以上.1 1.2、高纯 石英 砂、石英 坩 埚在硅 片、组件 中成 本占 比分别 仅 为 3.5%、1.5%.3 1.3、石英 坩埚 价格 上涨、使用周 期缩 短对 硅片 成本 影响较 大，可能 导致 硅片 企业成 本分 化.4 2、高 纯石 英砂 需求：预 计 2023 年 需求 约 9.3 万 吨，单耗 是核 心变 量.8 2.1、预计 2023-2024 年光 伏行业 高纯 石英 砂需 求量 分别 为 9.3、13.1 万吨.8 2.3、硅片 端提 升拉 晶效 率 能够有 效降 低石 英砂 单耗，最多 可以 减 少 1.9 万吨 石英砂 需求.9 3、高 纯石 英砂 供需 平衡 分析.13 3.1、高纯 石英 砂生 产壁 垒 较高，矿源 和检 测、提纯 技术是 难点.13 3.2、投产 节奏：海 外扩 产 意愿不 强，主要 依靠 国内 龙头，预 计 2023 年 产量 约 9.5 万吨.16 3.3、平衡 表分 析：预计 2023 年 供应 紧张，价 格持 续 上涨，但不 是硬 缺口.18 3.4、合成 石英 砂：进口 价 格过高，国 内量 产还 需要 时间.20 4、投 资建 议.21 5、风 险提 示.24 1 行业深度 报告 光伏设备 请参阅最后一页的重要声明 1、高 纯 石 英 砂：石英 坩 埚 核 心 原 材料，2023 年 光 伏产 业 链 短 板 1.1、高纯石英砂是光伏石英坩埚的主要原材料，成本占比 90%以上 高纯 石 英砂 一 般是 指 二氧 化 硅含 量 高、三 氧化 铁 含量 低 的高 端 石英 砂，是 石 英经 过 粉碎、筛选、酸洗、水洗、煅烧等工 艺制成 的石英 颗粒，主要用 于光伏 坩埚、电子 元器件的 绝缘材 料等场 景。图表1：高 纯石英砂 是二氧 化硅含 量高、三氧化铁 含量低 的高端 石英砂 产品名称 二氧化硅 SiO2 含量 Fe2O3 含量 主要用途 普通石英 砂-99%-0.02%普通玻璃、铸造、耐火 材料 精制石英 砂-99.5%光学、仪 器玻璃 等 高纯石英 砂-99.9%光伏坩埚、电子 元件的 绝缘材 料、大型集成 电路封 装，不 透明石 英玻璃、高 级光学 玻璃、硅酸钾 等 资料来源：智研 咨询，中信建 投 图表2：高 纯石英砂 在光伏 行业主 要用于 制作硅片 拉晶使 用的石 英坩埚 资料来源：欧晶 科技招 股说明 书，中信建投 光 伏 行 业中，高纯 石 英砂 主要 用 于 拉晶 环 节的 石 英坩 埚，光 伏 石英 坩 埚使 用 的石 英砂 对 纯 度和 不 同杂 质 含量 均有 要 求，具 体 而言：纯度方面，石英砂纯度是影 响石英坩 埚品质 的重要 因素，尤其 是与硅 料直 接接触 的 内层。石英砂 纯度 越低，在高温熔 制的过 程中就 越容 易产生黑 点气泡，如果用 在 内层砂，长 时间在 高温环 境 下石英坩 埚内壁 所含气泡将受热 释放，从 而影响 拉 晶的稳定 性和良 率，因此 石 英坩埚内 层对石 英砂的 纯度 要求最高，对应价 格也更高。杂质方面，石英坩埚对不同 杂质含量 都存在 要求，例 如：碱金 属杂质 含量过 高会 促 使坩埚析 晶，使坩埚 失透（也叫 析晶）和变形；羟基含量 过高会 导致坩 埚鼓 包等。2 行业深度 报告 光伏设备 请参阅最后一页的重要声明 图表3：石 英砂品质 会影响 石英坩 埚的质 量 石英坩埚质量问题 现象 影响 导致的原因 石英坩埚析晶 石 英 坩 埚 在 高温 下 具 有 趋 向变 成 二 氧 化 硅的 晶 体（方 石英）。这 个 过 程称为再结 晶，也称为 失透，通常也称为 析晶。严重的析晶对拉单晶的影响很大，石英 坩埚 内壁 发生 析晶 时 有可 能 破换 坩埚 内壁 原有 的涂 层，这 将 导致 涂层 下面 的气 泡层 和 熔硅 发 生反 应，造成 部分 颗粒 状 氧化 硅 进入 熔硅 内，使得 正在 生 长中 的 晶体 结构 发生 变异 而无 法 正常 长 晶。析晶 将减 薄石 英坩 埚 原有 的 厚度，降 低了 坩埚 的强 度 容易引起石 英坩埚 的变形。1)石英坩埚 受到沾 污，在 所有队 石英 坩埚的沾 污中，碱金属 离子钾（K）钠（Na）锂（Li）和碱土 金属离 子钙（Ca）镁（Mg）这 些离子 的存在是石 英坩埚 产生析 晶的主 要因 素；2)在操作过 程中，因 操作方 法不当 也 会产生析 晶如在 防止石 英坩埚 和装填硅料 的过程 中，带 入的汗 水，口水，油 污，尘 埃等；3)新 的 石 墨 坩 埚 未 经 彻 底 煅 烧 或 受 到 沾 污 就 投 入 使 用 是 造 成 石 英 坩埚外层析 晶的主 要原因。4)用于拉晶的原料纯度低，所含杂质 太多或清洗工艺存在问题；5)熔料时温 度过高，也将 加重析 晶的 程度；6)石英坩埚 的生产，清洗，包装 过程 中受到沾 污。石英坩埚变形 石英坩埚 使用后变形 石英坩埚 变形后，在拉 晶过程 中随着埚 位 的上升，石英 坩埚变 形的凸出部 分将碰 撞到导 流筒，影响或无法 继续正 常的拉 晶；溶料中发 生挂边 造成的 石英坩 埚变形，坩 埚上口 向内凸 出过多，当溶完料 埚位上 升到正 常引晶 位置时，已 碰撞到 导流筒，这将 直接导致不 能拉晶 的严重 后果；溶料中发 生鼓包 且鼓包 较大时，在拉晶过 程中随 着液位 的下降，鼓包会渐 渐露出 液面，这时已 经拉出的晶 棒会碰 擦鼓包，如不 及时停炉会 发生晶 棒跌落 的严重 事故。1)装料方法 不当。在液位 线上的 料与 石英坩埚 的接触 呈面接 触状态，这在熔料 过程中 容易发 生挂边 导致 坩埚变形。坩 埚最上 部全部 装了碎小细料，这在熔 料时易 发生下 部 已溶 完，上 部呈结 晶状态 而造成坩埚变形。2)熔料方法 不当。3)温度过高。由于 硅熔点 为 1420，一般的熔 料温度 在 15501600 左右，如 果熔料 温度过 高，在 熔料 过程中极 易发生 变形。4)温度过低。当熔料 料温度 偏低时，坩埚上部 的料与 埚壁接 触处易 发生似熔非 熔的状 态，当下部 料熔完 上部已挂 边的块 料将石 英坩埚 下拉二发生 变形。5)原料质量参差不齐，其所含杂质 远 高于原始多晶，酸洗工艺不尽完善，这对坩埚的正常使用影响也 非 常大，主要表现在容易发生严重析晶。6)石英本身 存在质 量问题。石英 坩埚 在生产，清洗，包装 中受到 沾污发生析晶（包括液 位线以 上 的部 分）这样石英 坩埚原 有的厚 度会减薄，强度 也随之 下降，容易发 生变 形。资料来源：石英坩 埚对拉 晶的影 响和常见 石英坩 埚问题 解析，中 信建投 当 前 高 纯石 英 砂在 石 英坩 埚中 的 成 本占 比 超过 90%，是 石 英 坩埚 的 核心 原 材料。目前主流 的 32、36 寸坩 埚 石英砂单耗 分别约 为 90kg、110kg，参 考当前 石英坩 埚厂 内、中、外层砂 占比分 别 为 35%/35%/40%，内、中、外层高纯石 英砂含税 单价 分别 为 7、12、20 万元，对应高 纯石英砂 成本占 比分别 为 92%、93%。3 行业深度 报告 光伏设备 请参阅最后一页的重要声明 图表4：高 纯石英砂 在石英 坩埚中 的成本 约为 92-93%资料来源：欧晶 科技招 股说明 书，中信建投 1.2、高纯石英砂、石英坩埚在硅片、组件中成本占比分别仅为 3.5%、1.5%当 前 石 英坩 埚 在硅 片、组 件成 本 中 占比 分 别为 3.5%、1.5%（按照 32 寸 石英 坩 埚含 税 价 格 1.5 万元/只），占比较 低，但其 质 量可 靠 性在 硅片 拉 晶 关节 至 关重 要，因 此硅 片 厂、一 体 化组 件 厂对 石英 坩 埚 成本 不 敏感，石英 坩埚、高 纯石 英 砂价 格 弹性 较大。参考 CPIA 数据，2022 年拉棒单炉 投料量 已经达 到 3100kg，按照 硅料价 格 23万元/吨，对应 单锅硅 料价值 量在 71.3 万元，石英坩 埚承 载的产品 价值量 极高。图表5：石 英坩埚在 硅片成 本中占 比约 3.5%图表6：石 英坩埚在 组件成 本中占 比约 1.5%资料来源：Solarzoom，中信 建投 备注：按 照 32 寸石 英坩埚 含税单 只价格 1.5 万元/只测算 资料来源：Solarzoom，中信 建投 备注：按 照 32 寸石 英坩埚 含税单 只价格 1.5 万元/只测算 92%32 93%36 84%3.47%-1.50%-51%13%5%11%9%2%-4 行业深度 报告 光伏设备 请参阅最后一页的重要声明 图表7：石 英坩埚在 硅片、组件成 本中占 比较低，但可靠 性要求 高，因 此硅片、组件厂 对石英 坩埚成 本不敏感 场景 1 石英砂 12 万元（当前价格）场景 2 石英砂涨价 50%场景 3 石英砂涨价 100%场景 4 石英砂涨价 300%石英坩埚成本（元/只）13400 19600 25800 50600 其中：石 英砂成 本 12400 18600 24800 49600 石英砂单 耗（kg/只）100 100 100 100 石英砂加 权平均 单价（万元/吨）12.4 18.6 24.8 49.6 内层砂价 格（万 元/吨）20 30 40 80 中层砂价 格（万 元/吨）12 18 24 48 外层砂价 格（万 元/吨）7 10.5 14 28 其中：其 他材料 成本 1000 1000 1000 1000 石英坩埚 价格（元/只）18760 27440 36120 70840 毛利率假 设 40%40%40%40%单只石英 坩埚硅 片产量（MW，按 照 350 小 时）0.57 0.57 0.57 0.57 石英坩埚 单 W 成本（元/W）0.029 0.05 0.06 0.12 石英坩埚在硅片中成本占比 4.3%6.9%8.9%16.1%石英坩埚在组件中成本占比 1.9%3.1%4.0%7.5%资料来源：Solarzoom，中国 粉体网，中信建 投 1.3、石英坩埚价格上涨、使用周期缩短对硅片成本影响较大，可能导致硅片企业成本分化 1.3.1、使用 寿命 相同 的 情况下，石 英坩 埚 含税 价 格每涨 1 万元，硅片 成 本增 加 1.6 分/W 当前 32 寸 石英 坩 埚含 税 价格 约 为 1.5 万，对 应 石英 坩埚 在 硅 片中 的 成本 约 为 2.3 分/W，在 相 同 的使 用 周期 情况下，石 英坩 埚 含税 价 格每涨 1 万元/只，对应 硅 片成本 增 加 约 1.6 分/W。图表8：石 英坩埚含 税价格 每涨 1 万元/只，对应硅 片成本 增加 1.6 分/W 场景 1 默认场景 1 石英坩埚含税价格 1.5 万 石英坩埚寿命 350h 场景 2 石英坩埚含税价格 2.5 万 价格上涨 67%石英坩埚寿命 350h 场景 3 石英坩埚含税价格 3.5 万 价格上涨 133%石英坩埚寿命 350h 场景 4 石英坩埚含税价格 4.5 万 价格上涨 200%石英坩埚寿命 350h 硅片成本合计（元/W）0.670 0.686（+0.016）0.701（+0.031）0.717（+0.047）其中：硅 成本 0.560 0.56（0）0.56（0）0.56（0）其中：电 力、氩 气、开方、切片等其 他费用 0.063 0.063（0）0.063（0）0.063（0）其中：石英坩埚 0.023 0.039（+0.016）0.054（+0.031）0.07（+0.047）其中：碳 碳热场 0.006 0.006（0）0.006（0）0.006（0）其中：拉 棒人工 0.006 0.006（0）0.006（0）0.006（0）其中：拉 棒设备 0.012 0.012（0）0.012（0）0.012（0）资料来源：CPIA，中 信建投 5 行业深度 报告 光伏设备 请参阅最后一页的重要声明 图表9：石 英坩埚含 税价格 每涨 1 万元/只，对应硅 片成本 增加 1.6 分/W 资料来源：CPIA，中 信建投 1.3.2、石 英坩 埚 价格 相 同情况 下，使用 寿命 从 350h 下降 到 200h，硅 片成 本 涨价幅 度 在 0-3.5 分/W 当 石 英 坩埚 的 含税 价 格在 1.5-3 万元/只 区间 内 时，同 样价 格 前提 下，石英 坩 埚使 用寿 命 从 350h 下 降至 200h 将导 致 硅 片单 W 成 本增 加 0-3.5 分/W。根 据 我 们的 测 算结 果，成 本变 化 核 心影 响 因素 是 单位 时间 内 石 英坩 埚 的成 本，碳 碳热 场、拉棒 人 工、拉 棒设 备等 固 定 摊销 的 影响 非 常小。当 前 石 英坩 埚 使用 寿 命有 缩短 的 趋 势，主 要原 因 包括：（1）N 型硅 片 纯度 要 求提高，更 换石 英 坩埚 的 频率 也加 快，P 型硅片石英坩埚 适 应时间通 常在 350-400 小时，而 N 型 硅片可 能下降 至 200-300 小时；（2）可用 作 坩埚 内 层的 优质 高 层 石英 砂 供应 紧 张，部分坩埚内 层砂占 比大幅 降低 导致在 P 型 硅片拉 晶时使用寿命 缩短到 200-300 个小时。图表10：N 型 硅 片拉晶 或使用 劣质石 英坩 埚拉晶时，石英 坩埚的 寿命会从 350-400h 左 右 下降至 200-300h 左右 石英坩埚使用寿命 P 型硅片 N 型 硅片 优质石英 坩埚 350-400h 200-300h 劣质石英 坩埚 200-300h-资料来源：公司 公告，中信建 投 石 英 坩 埚寿 命 对硅 片 成本 的影 响 主 要通 过 石英 坩 埚、碳碳 热 场、拉 棒 人工、拉 棒设备 成 本 体现，具体 而 言：石 英 坩 埚 在 硅 片 中 的 单 位 成 本 主 要 与 石 英 坩 埚 每 小 时 寿 命 对 应 的 价 格 相 关，每 小 时的 坩 埚 成 本 越 高，对应硅片 的单 W 成本越 高，当 坩 埚 含税 价 格在 1.5-3 万元/只 区间 内 时，同一 价 格水 平 下、使用 寿 命的0.56 0.56 0.56 0.56 0.06 0.06 0.06 0.06 0.02 0.04 0.05 0.07 0.67 0.69 0.70 0.72 0.000.100.200.300.400.500.600.700.80 1 1 1.5 350h 2 2.5 67%350h 0%3 3.5 133%350h 0%4 4.5 200%350h 0%/W 6 行业深度 报告 光伏设备 请参阅最后一页的重要声明 不同 对 硅片 单 W 成本 的 影响 在 0-3.5 分/W（场景 1 vs 场景 9），影 响非 常 大。若石英坩 坩埚寿 命从 350h 下降至 200h（下降幅 度 为 43%），价 格也同 步下 降 43%，则硅片 成本中石英坩 埚的成 本不会 有变 化（参考下 表中场 景 6），因 为相同时 间内石 英坩埚 产出 的硅片数 量一致，消耗 的坩埚 成本也 一致；但若石英 坩埚寿 命下降 同样 幅度，而价格 不变，在当 前石 英坩埚含 税价格为 1.5 万元/只的情形 下，使用寿命 短的坩 埚，硅片单 片、单 W 成本 将分别 增加 0.13 元/片、1.7 分/W（参考 下 表中场景 7）；另外，在 相同前 提下，若未 来石英坩 埚含税 价格翻 倍至 3 万元/只，寿 命缩短 带来的 成本差也 会进一步扩大，硅片 单片、单 W 成本将分别 增加 0.27 元/片、3.5 分/W。碳 碳 热 场、拉棒 人 工、拉 棒设 备 在 硅片 中 的单 位 成本 主要 和 1 年 内 更换 石 英坩 埚 的次 数 以 及更 换 石英坩 埚 占 用的 时 间相 关，石英坩埚寿命 越短，1 年内更 换 次数越多，占用时 间越长，单晶炉年 产量越 低，固定成本 摊销越 高，因 此 若 石 英 坩 埚使 用 寿命 从 350h 下降至 200h，1 年中的启停 炉次数将 从 22 次增加至 37 次，假设 停炉重 启 耗时为 40h，单晶炉 年产量 将从 12.8MW 下降至 11.9GW，硅 片 碳 碳热 场、拉 棒 人 工、拉 棒设 备 成本 分别 将 增 加 0.4、0.4、0.7 分/片，合 计为 1.4 分/片，对应 0.2 分/W（参考下表中场景 6），影 响 非 常 小。图表11：石 英坩埚含 税价格 为 1.5 万元/只 时，使用 寿命从 350h 下 降到 200h，硅片 成本增加 幅度为 0-1.9 分/W 场景 1 默认场景 1 石英坩埚含税价格 1.5 万 石英坩埚寿命 350h 场景 5 石英坩埚含税价格 0.8 万 价格下降 47%石英坩埚寿命 200h 寿命缩短 43%场景 6 石英坩埚含税价格 0.9 万 价格下降 43%石英坩埚寿命 200h 寿命缩短 43%场景 7 石英坩埚含税价格 1.5 万 价格不变 石英坩埚寿命 200h 寿命缩短 43%硅片成本合计（元/片）5.11 5.11（+0.0002）5.12（+0.014）5.25（+0.147）其中：硅 成本 4.26 4.26（0）4.26（0）4.26（0）其中：电 力、氩 气、开方、切片等其 他费用 0.48 0.48（0）0.48（0）0.48（0）其中：石 英坩埚 0.18 0.16（-0.014）0.18（0）0.31（+0.133）其中：碳 碳热场 0.05 0.05（+0.004）0.05（+0.004）0.05（+0.004）其中：拉 棒人工 0.05 0.05（+0.004）0.05（+0.004）0.05（+0.004）其中：拉 棒设备 0.09 0.1（+0.007）0.1（+0.007）0.1（+0.007）硅片成本合计（元/W）0.670 0.67（+0）0.672（+0.002）0.69（+0.019）其中：硅 成本 0.560 0.56（0）0.56（0）0.56（0）其中：电 力、氩 气、开方、切片等其 他费用 0.063 0.063（0）0.063（0）0.063（0）其中：石 英坩埚 0.023 0.021（-0.002）0.023（0）0.041（+0.017）其中：碳 碳热场 0.006 0.007（+0.0005）0.007（+0.0005）0.007（+0.0005）其中：拉 棒人工 0.006 0.007（+0.0005）0.007（+0.0005）0.007（+0.0005）其中：拉 棒设备 0.012 0.013（+0.0009）0.013（+0.0009）0.013（+0.0009）资料来源：CPIA，中 信建投 7 行业深度 报告 光伏设备 请参阅最后一页的重要声明 图表12：石 英坩埚含 税价格 3 万元/只 时，使用寿命 从 350h 下 降到 200h，硅 片成本 增加幅度 为 0-3.7 分/W 1 1 1.5 350h 7 1.5 200h 43%8 2 3 350h 9 3 200h 43%硅片成本合计（元/片）5.11 5.25（+0.15）5.28 5.56（+0.28）其中：硅 成本 4.26 4.26（0）4.26 4.26（0）其中：电 力、氩 气、开方、切片等其 他费用 0.48 0.48（0）0.48 0.48（0）其中：石 英坩埚 0.18 0.31（+0.13）0.35 0.62（+0.27）其中：碳 碳热场 0.05 0.05（+0.004）0.05 0.05（+0.004）其中：拉 棒人工 0.05 0.05（+0.004）0.05 0.05（+0.004）其中：拉 棒设备 0.09 0.1（+0.007）0.09 0.1（+0.007）硅片成本合计（元/W）0.67 0.69（+0.019）0.69 0.73（+0.037）其中：硅 成本 0.56 0.56（0）0.56 0.56（0）其中：电 力、氩 气、开方、切片等其 他费用 0.06 0.063（0）0.06 0.06（0）其中：石 英坩埚 0.02 0.04（+0.017）0.05 0.08（+0.035）其中：碳 碳热场 0.01 0.007（+0.0005）0.01 0.01（+0.0005）其中：拉 棒人工 0.01 0.007（+0.0005）0.01 0.01（+0.0005）其中：拉 棒设备 0.01 0.013（+0.0009）0.01 0.01（+0.0009）资料来源：CPIA，中 信建投 1.3.3、若 同时 考 虑石 英 坩埚价 格 上 涨、寿 命缩 短，对 硅片 的 影 响最 多 可达 6 分/W 假 设 石 英坩 埚 成本 从 1.5 万元/只上涨至 3 万元/只，同时 寿 命 从 350h 下降至 200h，预 计 石英 坩 埚对 硅 片 单 W成 本 的 影响 约 为 6 分/W，这意 味 着 对于 硅 片公 司 而言，石 英 砂 和石 英 坩埚 锁 定的 量和 价 的 水平 差 异，会导 致各家 硅 片 成本 拉 开较 大 的差 距。8 行业深度 报告 光伏设备 请参阅最后一页的重要声明 图表13：石 英坩埚价 格从 1.5 万 上涨 至 3 万，寿 命从 350h 缩 短到 200h，影 响硅片 成本约 6 分/W 资料来源：CPIA，中 信建投 2、高 纯 石 英 砂 需 求：预 计 2023 年需求约 9.3 万吨，单耗是核心变量 2.1、预计 2023-2024 年光伏行业高纯石英砂需求量分别为 9.3、13.1 万吨 我们预计 2023-2025 年 全 球光 伏 硅 片对 应 高纯 石 英砂 需求 量 分 别为 9.3、13.1、16.8 万 吨，核心 假 设包 括：（1）光 伏装 机：预计 2023-2025 年全球光伏装机规 模分 别为 350、450、550GW，对应 1.2 容配比对应组 件、硅片产量分 别为 440、565、691GW；（2）N 型 硅 片产 量：预计 2023-2025 年 N 型硅片产量 分别为 120、240、360GW，占比分别 为 27%、42%、52%；（3）石 英 砂单 耗：假设 P 型、N 型硅片 生产的 石英砂 单耗分别 为 178、312 吨/GW（分别假设使 用时间 为 350、200 小时）；图表14：预计 2023-2025 年 全球光 伏硅片 对应高纯 石英砂 需求量 分别为 9.3、13.1、16.8 万吨 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 装机规模（GW）154 240 350 450 550 容配比 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 组件产量（GW）184.8 288 420 540 660 硅片产量（GW）193 301 440 565 691 0.67 0.002 0.017 0.041 0.73 0.650.660.670.680.690.700.710.720.730.740.75 1-1.5 350h 1.5 200h 1.5 200h 3 9-3 200h/W-1 3/200h/W-9 9 行业深度 报告 光伏设备 请参阅最后一页的重要声明 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 其中：P 型硅片（GW）185 271 320 325 331 其中：N 型 硅片（GW）8 30 120 240 360 N 型硅片占 比 4%10%27%42%52%石英坩埚 需求数 量（万 个）34.9 56.7 92.8 130.5 168.3 其中：P 型硅片 石英坩 埚单位 产出-350 小时（MW/只）0.57 0.57 0.57 0.57 0.57 其中：N 型 硅片石 英坩埚 单位产 出-200 小时（MW/只）0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 对应：P 型硅片石英砂单耗（吨/GW）178 178 178 178 178 对应：N 型硅片石英砂单耗（吨/GW）312 312 312 312 312 石英砂需求数量（万吨）3.5 5.7 9.3 13.1 16.8 石英坩埚 平均石 英砂单 耗（kg/只）100 100 100 100 100 资料来源：CPIA，中 信建投 图表15：预计 2023-2025 年 全球光 伏硅片 对应高纯 石英砂 需求量 分别为 9.3、13.1、16.8 万吨 资料来源：CPIA，中 信建投 2.3、硅片端提升拉晶效率能够有效降低石英砂单耗，最多可以减少 1.9 万吨石英砂需求 影 响 高 纯石 英 砂需 求 的核 心指 标 在 于石 英 砂单 耗，与 石英 坩 埚 的使 用 寿命 与 硅片 拉晶 的 效 率高 度 相关，通过 微调 坩 埚 使用 周 期、长 晶速 率、复 投 料时 间、方 棒 成品 率，我 们 预计 2023 年高 纯 石英 砂 需 求量 可 以从 9.3 万 吨下降到 7.4 万 吨，减 少约 1.9 万 吨，具体 而 言：（1）延长 单 个石 英 坩埚 的使 用 时 长：若将 P 型、N 型 硅片生产 的石英 坩埚使 用寿 命从当前 的 350、200 小时，提升 25 小时至 375、225 小时，预计 2023 年高纯 石英 砂总需求 量可以 从 9.3 万吨 下降至 8.5 万吨，减少约 0.8万吨；（2）提升 长 晶速 率：若将 拉晶速 率从 1.4mm/min 提 升至 1.5mm/min，预计 2023 高纯石英砂需 求量可 以从 9.3万吨下降 至 8.8 万吨，减少 约 0.5 万吨；（3）缩短 复 投料 时 间：若将复投料 时间 从 25h 下降 3h 到 22h，预 计 2023 年高纯 石英砂需 求量可 以从 9.3 万吨下降至 8.9 万吨，减 少约 0.4 万吨；（4）提 升单 晶 硅方 棒 成品率：若将单晶硅 方棒成 品率 从 63%提升至 66%，预计 2023 年高纯石英砂需 求量可 以从 9.3 万吨下降至 8.9 万吨，减少约 0.4 万吨；3.55.79.313.116.8051015202021 2022E 2023E 2024E 2025E 10 行业深度 报告 光伏设备 请参阅最后一页的重要声明（5）若以 上 4 个方 法 同时使 用，则预 计 2023 年高 纯石 英 砂 需求 量 可以 从 9.3 万吨