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前期我們陸續(xù)調(diào)研了隆基股份、陽(yáng)光能源、卡姆丹克等單晶硅片企業(yè)，以及青島隆盛等下游企業(yè)，逐步印證了單晶未來(lái)相比多晶更好的發(fā)展趨勢(shì)，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在更高的轉(zhuǎn)換效率與向上空間、相同W數(shù)組件更多的發(fā)電量、更快的成本下降速度等幾個(gè)方面。

關(guān)于轉(zhuǎn)換效率和多發(fā)電量方面，屬于技術(shù)性原因，通過(guò)企業(yè)調(diào)研等已經(jīng)得到部分印證（詳見(jiàn)我們前期發(fā)布的【單晶，等風(fēng)來(lái)】系列郵件），這里我們將就單晶與多晶主要的成本差異，以及單晶成本下降路徑進(jìn)行分析，探尋未來(lái)單晶可能持續(xù)實(shí)現(xiàn)的成本下降空間。

觀點(diǎn)摘要

1、從P型單晶與多晶的生產(chǎn)工藝來(lái)看，單晶與多晶的差異主要在于硅片前的單晶拉棒與多晶鑄錠，這也是當(dāng)前單晶和多晶主要的成本差異來(lái)源；

2、目前國(guó)內(nèi)單晶硅棒領(lǐng)先企業(yè)非硅成本約90元/kg，多晶鑄錠領(lǐng)先企業(yè)的非硅成本約35元/kg左右，成本差異主要由單位產(chǎn)出不同造成：生長(zhǎng)一爐單晶硅棒與多晶鑄錠時(shí)間差異不大，但目前單晶單爐投料量?jī)H150kg左右，連續(xù)投料可以達(dá)到300kg，而多晶單爐投料已經(jīng)達(dá)到800kg，甚至更高的水平；

3、單晶硅棒主要通過(guò)多種手段提高單位產(chǎn)出，以降低成本：1）提高拉速；2）應(yīng)用連續(xù)投料技術(shù)，增加單爐產(chǎn)出；3）縮短非生產(chǎn)時(shí)間，如換料時(shí)間等。根據(jù)隆基股份本次募投項(xiàng)目計(jì)算，本次募投項(xiàng)目單爐產(chǎn)量達(dá)到3.63MW，相比公司銀川隆基三期的單爐2.60MW增加近40%。而多晶投料水平已經(jīng)逐步接近規(guī)模與成本的臨界值，在大型熱場(chǎng)、坩堝等成本取得突破下降前，單爐投料量進(jìn)一步做大的區(qū)間并不算大。因此，單晶硅棒成本下降空間要大于多晶鑄錠。

4、硅片環(huán)節(jié)，單晶相比多晶同樣更具下降空間，由于內(nèi)部晶格原因，單晶在引入金剛線切割、薄片化等方面具有多晶無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

5、除了生產(chǎn)工藝外，單晶未來(lái)的更大的成本下降空間源于更高的轉(zhuǎn)換效率提升空間，以高轉(zhuǎn)換效率攤薄單W成本。根據(jù)我們的測(cè)算，當(dāng)轉(zhuǎn)換效率增加1%時(shí)，單晶硅片單W非硅成本下降4.94%。

詳細(xì)內(nèi)容

（一）單晶與多晶的成本差異主要在拉棒與鑄錠環(huán)節(jié)

從生產(chǎn)工藝來(lái)看，目前，單晶組件與多晶組件的生產(chǎn)差異主要體現(xiàn)在拉棒與鑄錠環(huán)節(jié)，后期的切片、電池(單晶是堿制絨，多晶為酸制絨)、組件環(huán)節(jié)差別不大。

因此，單晶與多晶組件的成本差異同樣也主要在前期的拉棒與鑄錠環(huán)節(jié)。
此外，隨著近年來(lái)硅片薄片化的推進(jìn)，以及金剛線切割的引進(jìn)，單晶與多晶在硅片環(huán)節(jié)的生產(chǎn)成本同樣開(kāi)始出現(xiàn)差異。這點(diǎn)我們將在后面詳細(xì)介紹。

（二）單晶拉棒與多晶鑄錠成本比較：?jiǎn)挝划a(chǎn)出不同導(dǎo)致的成本差異

單晶硅棒與多晶硅錠使用的原材料均為太陽(yáng)能級(jí)多晶硅，兩者的生產(chǎn)工藝及差異如下：

1.單晶拉棒過(guò)程

單晶硅棒生產(chǎn)需經(jīng)過(guò)“籽晶熔煉-引晶-放肩-等徑生長(zhǎng)”等過(guò)程，拉棒過(guò)程中對(duì)于晶體生長(zhǎng)晶序要求較高，因此對(duì)于人工控制要求較高。



2.多晶鑄錠過(guò)程

多晶鑄錠主要包括“裝爐-加熱熔化硅材料-生長(zhǎng)-退火處理-停爐冷卻”等過(guò)程，多晶鑄錠爐為方爐，在硅料生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)于生產(chǎn)控制要求相對(duì)較低。

單晶提拉生長(zhǎng)的過(guò)程對(duì)于設(shè)備、人員生產(chǎn)控制要求較高，提拉的過(guò)程限制了單晶爐爐體做大的速度與范圍，逐層生長(zhǎng)的原理則一定程度限制了拉棒速度與大直徑硅棒的生產(chǎn)難度。從單晶生產(chǎn)爐與多晶鑄錠爐的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，多晶鑄錠爐一次投料量從早期的200kg逐步增加到800-1000kg，而單晶生長(zhǎng)爐一次投料量雖然同樣在不斷增加，但目前依然主要集中在120-150kg的投料規(guī)模，最高也僅達(dá)到300kg的投料量，與多晶投料規(guī)模差距較大。

由于單晶拉棒與多晶鑄錠一爐的生產(chǎn)時(shí)間差異不大（基本均為一個(gè)月9-11爐），這就使得投料量較大的多晶鑄錠在單位kg的電費(fèi)、折舊、坩堝、人工等方面，具有明顯的攤薄效應(yīng)，成本也就更低，這點(diǎn)也是目前多晶鑄錠具備成本優(yōu)勢(shì)的主要原因。

我們根據(jù)單晶爐生產(chǎn)工藝參數(shù)與多晶爐生產(chǎn)工藝參數(shù)簡(jiǎn)單估算，單晶硅棒每kg的非硅生產(chǎn)成本在75-100元左右，多晶鑄錠每kg的非硅生產(chǎn)成本在25-35元左右。當(dāng)然，通過(guò)設(shè)備的參數(shù)理論上的成本測(cè)算低于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的成本水平，據(jù)我們了解，目前國(guó)內(nèi)單晶硅棒領(lǐng)先企業(yè)非硅成本約90元/kg，多晶鑄錠領(lǐng)先企業(yè)的非硅成本約35元/kg左右。


（三）切片環(huán)節(jié)非硅成本拆分

切片方面，我們這里考慮砂漿切割，根據(jù)梅耶博格DS271切片機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)，以及我們調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單估算，目前硅片切割成本在1.56-1.90元/片左右，其中砂漿占比30%左右、鋼線占比17%左右、電費(fèi)占比約15%。
（四）單晶硅片未來(lái)能否取得成本優(yōu)勢(shì)，或者逐步縮小與多晶的成本差？

從成本下降的角度來(lái)看，單晶未來(lái)相比多晶更大的下降空間同樣體現(xiàn)在拉棒和切片環(huán)節(jié)。

1.單晶拉棒：提高單位產(chǎn)出

首先，拉棒方面，前面提到，單爐產(chǎn)出較低是單晶相比多晶成本差距的主要來(lái)源，未來(lái)單晶縮小與多晶成本的主要方式也是通過(guò)提高單爐產(chǎn)出：1）提高拉速；2）應(yīng)用連續(xù)投料技術(shù)，增加單爐產(chǎn)出；3）縮短非生產(chǎn)時(shí)間，如換料時(shí)間等。

根據(jù)隆基股份本次募投項(xiàng)目計(jì)算，募投項(xiàng)目單爐產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到3.63MW，相比公司銀川隆基三期的單爐2.60MW增加近40%，這也必將帶動(dòng)成本大幅下降。多晶方面，目前行業(yè)龍頭企業(yè)單爐投料量已經(jīng)達(dá)到800kg的水平，已經(jīng)逐步接近規(guī)模與成本的臨界值，在大型熱場(chǎng)、坩堝等成本取得突破下降前，單爐投料量進(jìn)一步做大的區(qū)間并不算大。因此，我們認(rèn)為未來(lái)單晶拉棒環(huán)節(jié)的成本下降空間要明顯大于多晶鑄錠的下降空間。

2.單晶切片：引入金剛線

從硅片環(huán)節(jié)來(lái)看，單晶相比多晶明顯的優(yōu)勢(shì)在于金剛線的引入方面。目前金剛線已經(jīng)逐步應(yīng)用于單晶硅片切割，多晶切割由于晶體結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，金剛線僅在切方環(huán)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行，硅片切割方面仍處于試驗(yàn)階段，能否實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行仍存在不確定性。

相比于砂漿切割，金剛線切割具有切速快、線徑小、切割過(guò)程無(wú)需砂漿等特點(diǎn)，從目前的成本來(lái)看，主流單晶硅片企業(yè)的金剛線切割成本已經(jīng)基本達(dá)到與砂漿切割相同的水平，但金剛線切割明顯具有更大的成本下降空間：

1）砂漿切割方面，經(jīng)過(guò)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，砂漿切割技術(shù)已相對(duì)成熟，工藝改進(jìn)范圍不大，而砂漿切割中成本占比較大的砂漿、鋼線等輔材價(jià)格已經(jīng)逼近成本區(qū)間，向下空間不大；

2)金剛線切割方面，目前尚處于推廣的初級(jí)階段，生產(chǎn)工藝完善、規(guī)模化等均將帶動(dòng)后期成本的下降；

3）另一方面，根據(jù)調(diào)研情況，目前金剛線價(jià)格約0.18元/米，未來(lái)企業(yè)規(guī)劃下降至0.1元/米以下，成本下降空間較大。

因此，金剛線切割的引入使得單晶硅片切割單片切割成本具有30%以上的成本下降空間，砂漿切片則已接近極限水平，單晶硅片未來(lái)切割成本優(yōu)勢(shì)明顯。

3. 單晶切片：推進(jìn)薄片化

除金剛線切割外，單晶相對(duì)多晶另一優(yōu)勢(shì)為可以推進(jìn)薄片化。隨著電池技術(shù)的進(jìn)步，硅片厚度已經(jīng)逐步從此前超過(guò)200μm的水平逐步下降至190、180μm的水平，單晶硅片實(shí)驗(yàn)室切割水平硅片厚度已經(jīng)可以達(dá)到140μm，甚至更低的水平。我們認(rèn)為，伴隨電池技術(shù)進(jìn)步，硅片薄片化是未來(lái)必然的發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)薄片化可以降低硅片硅耗，提高硅片產(chǎn)量，進(jìn)而降低硅片切割的硅成本、單位折舊和電費(fèi)等成本。而對(duì)于多晶，由于其自身內(nèi)部晶格的影響，硅片薄片化后碎片率將明顯增加，這也就制約了多晶薄片化的推進(jìn)過(guò)程，從這點(diǎn)來(lái)看，單晶未來(lái)同樣具有更高的成本下降空間。

我們根據(jù)硅片切割成本與參數(shù)，簡(jiǎn)單估算薄片化對(duì)硅成本、單位折舊、單位電費(fèi)等成本的影響。

首先，硅成本方面，薄片化可以降低單片硅片的耗硅量，進(jìn)而降低硅片成本。經(jīng)過(guò)我們的測(cè)算，當(dāng)硅片厚度由180μm下降至160μm，硅片硅成本將下降0.144元/片。
折舊方面，由于推進(jìn)薄片化將提高硅片產(chǎn)量，因此可以降低單位折舊成本，根據(jù)測(cè)算，當(dāng)硅片厚度由180μm下降至160μm，可降低折舊成本0.012元/片。

電費(fèi)方面，根據(jù)測(cè)算，硅片厚度由180μm下降至160μm，可降低電費(fèi)成本0.015元/片。

綜合來(lái)看，薄片化對(duì)于硅片成本的影響明顯，當(dāng)硅片厚度由180μm下降至160μm，可節(jié)約成本0.17元/片，折合0.037元/W。
4.硅片-電池-組件：提高轉(zhuǎn)換效率降低單W成本

除了以上幾點(diǎn)直接的成本降低手段外，單晶未來(lái)的另一條成本下降路線是提高轉(zhuǎn)換效率，降低組件的單W成本。

對(duì)于156*156*200的單晶硅片（電池片），當(dāng)單晶轉(zhuǎn)換效率增加0.5%，單晶電池片功率增加0.12W。

我們假設(shè)目前單晶電池轉(zhuǎn)換效率為19.24%，對(duì)應(yīng)電池片功率4.6W，非硅成本3.25元/片，折合0.71元/W。假設(shè)效率提高后非硅成本不變，根據(jù)我們的測(cè)算，當(dāng)電池轉(zhuǎn)換效率提高0.2%時(shí)，單晶硅片單W非硅成本下降1.03%；當(dāng)轉(zhuǎn)換效率增加1%時(shí)，單晶硅片單W非硅成本下降4.94%。


目前全球量產(chǎn)多晶的轉(zhuǎn)換率在17.5%-18%左右，P型單晶轉(zhuǎn)換率在18.5%-19.5%左右，N型單晶轉(zhuǎn)換率在21%-24%左右。目前多晶轉(zhuǎn)換率已接近極限，單晶則仍有較大的提升空間，從這點(diǎn)看，單晶未來(lái)也更具發(fā)展空間。