2023年全球与中国光伏硅片行业上下游产业链市场运行格局分析及产量、销售情况、细分应用市场规模研究预测
（1）光伏硅片行业发展情况：
①硅片产量规模持续扩大，我国硅片企业占据全球主导地位：光伏装机终端市场的快速发展有效拉动了对产业上游包括硅片在内的原材料的需求，全球硅片市场规模发展迅速。截至2021年末，全球硅片总产能约为415.1GW，同比增长67.8%，继续保持快速增长趋势，尤其是单晶硅片规模大幅提升，2021年公布及投产的产能均为单晶产品，多晶硅片存量产能加速退出市场。截至2021年末，单晶硅片产能超过339GW，同比增长约69.7%；多晶硅片产能占比持续下降。
截至2021年末，我国大陆硅片产能约为407.2GW，同比增长69.7%，占全球硅片产能的98.1%。我国企业凭借在单晶连续拉棒和金刚线切割方面的技术创新以及低电价区位布局资源优势，建立了生产成本优势，进一步巩固了硅片环节产业领先地位。近十年我国硅片产量总体呈逐年增长态势，占全球产量比重已由2010年的47.83%提升到2021年的97.3%，且已连续七年保持在80%及以上。
2010-2021年中国硅片产量及占全球产量比重分析
数据统计：中金企信国际咨询
②P型单晶已基本替代多晶，N型高效单晶将成下一代主流技术路线：光伏硅片是制造光伏电池的核心材料，其品质高低直接影响最终产品的光电转化效率，成本高低直接影响下游电池、组件产品的竞争力。晶硅电池作为市场上主流的光伏电池产品，单晶、多晶技术路线长期并存，早期由于成本上的劣势，单晶产品虽然转换效率更高，但市场份额长期由多晶产品占据。随着连续投料、金刚线切割以及PERC高效电池等一系列新工艺和新技术的普及和应用，单晶产品成本大幅下降，效率优势得以充分体现，开始加速取代多晶产品，单晶市场份额（P型+N型单晶）已由2016年的20%左右快速上升至2021年的94.5%左右，其中P型单晶占比约90.4%，N型单晶占比约4.1%。
目前，P型单晶已基本完成对多晶的替代，但也开始面临效率进一步提升的瓶颈，2021年P型单晶PERC电池量产平均转换效率达到23.1%，已接近24%左右的量产效率极限，进一步挖掘潜力的空间较小，而N型单晶产品由于效率提升潜力较大，量产效率有望从目前的24%左右提升至接近26%，并且还具有双面率高、温度系数低、无光衰、弱光性能好等优势，成为行业公认的下一代主流技术路线，未来将逐步成为市场主流。
③单晶硅片大尺寸化、薄片化进程加快，N型硅片薄片化潜力更大：在降本和提效的双重因素驱动下，大尺寸和薄片化已成为硅片环节的主要发展方向。“大尺寸”通过直接增大硅片面积，摊薄光伏产业链各环节的加工成本，降低BOS成本，进而实现降低光伏发电度电成本。根据中国光伏行业协会数据，2021年，182mm和210mm尺寸合计占比由2020年的4.5%迅速增长至45%，预计未来其占比仍将快速扩大。
“薄片化”能够有效减少单片耗硅量，在金刚线切割技术的助力下，已成为硅片企业共同瞄准的技术降本方向。根据中国光伏行业协会数据，2021年多晶硅片平均厚度为178μm，P型单晶硅片平均厚度在170μm左右。根据TCL中环发布的《关于技术创新和产品规格创新降低硅料成本倡议书》，硅片厚度从175μm减薄至160μm，可以消化多晶硅料8元/公斤的价格涨幅，如产业链内全规格单晶硅片全面转换到160μm厚度，预计可节省6.8%的硅耗。与此同时，N型硅片厚度下降潜力显著高于P型硅片，2021年用于TOPCon电池的N型硅片平均厚度为165μm，用于HJT电池的硅片厚度约150μm，用于IBC电池的硅片厚度约130μm。N型超薄硅片更符合行业对快速降本的诉求，渗透率有望快速提升。
中金企信国际咨询公布的《2023-2029年全球及中国光伏硅片行业市场监测调研及竞争格局评估预测报告》
（2）行业竞争格局：从全球来看，硅片产能主要集中在我国。截至2021年末，全球硅片产能规模前十企业均为中国企业，这十家企业产能合计约376.2GW，占全球硅片总产能的90.6%，产量合计约223.2GW，占全球硅片总产量的95.8%。目前隆基绿能和TCL中环在单晶硅片市场的占有率合计达45%以上，硅片行业呈现双寡头竞争格局。同时，由于光伏装机需求持续增长，行业技术快速进步，其他拥有客户、技术、资金等优势的硅片企业仍有较大发展空间，硅片市场格局仍处于动态变化中。
光伏硅片企业主要有两类经营模式：以隆基绿能、TCL中环、晶科能源、晶澳科技、双良节能为代表企业采用“垂直一体化”模式，以公司及京运通、上机数控为代表的企业主要采用“独立专业化”模式。垂直一体化，即企业涉足产业链上中下游的多个制造环节，能够实现供应链的资源整合，从而确保供应稳定、降低生产成本，有利于发挥各环节之间的协同效应；独立专业化，即企业经营专注于光伏产业链的个别环节，通过集中资源加强精细化管理、提升技术水平、提高产品品质等，在单环节中做到产品品质和性价比领先，此外，“独立专业化”厂商与下游客户不存在直接竞争关系，有利于加强与客户的合作关系。
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（3）供需分析：2021年以来，受能源结构转型和光伏行业“平价上网”预期影响，从市场供求关系及变动情况来看，光伏硅片环节呈现长期产能缺口和高效产品供给相对不足的特点：
①从静态来看，硅片产能高于产量水平，但从动态来看，现有硅片产能仍不能满足日益增长的光伏应用市场需求：据中国光伏行业协会统计，2021年全球光伏新增装机量约为170GW，2021年全国硅片产量约为227GW，2021年末全国硅片产能约为407GW，硅片环节呈现总体产能高于产量局面。由于新增产能需要一定扩产周期，在下游市场持续稳定增长的预期引导下，上游硅片企业为快速抢占市场先机，其硅片产能建设速度通常会领先当年下游光伏装机需求，因此从静态来看，产能前置建设导致了硅片总体产能大于产量水平。
但从动态发展来看，随着下游应用市场规模的扩大，硅片市场需求预计亦将有所增加，硅片行业现有产能仍不能满足未来市场需求。2022年至2030年期间，全球光伏新增装机量将出现明显增长，2022年、2025年、2030年全球光伏新增装机量将分别达到205~250GW、270~330GW、315~366GW。在硅片需求端，根据组件产量与装机量1.2:1的容配比以及从硅片到组件端5%的损耗率计算，2022年、2025年、2030年新增装机量对应硅片需求预计将分别达到259~316GW、341~417GW、398~462GW。而在硅片供给端，2022年度全国硅片产量将超过293GW，未来一年内光伏单晶硅市场的整体供需基本平衡，但较2025年及以后的市场需求仍存在较大缺口。因此，随着下游市场规模的扩大，现阶段硅片环节产能仍存在缺口。
②从硅片产能结构来看，大尺寸高效硅片产能仍显不足，行业先进产能的释放预计将推动低效或无效产能逐步淘汰：在大尺寸硅片需求方面，根据中国光伏行业协会统计，2021年市场上182mm和210mm尺寸占比已从2020年的4.5%迅速增长至45%，大尺寸硅片进入快速发展期，市场空间广阔。预计2022年、2025年182mm及210mm尺寸硅片的市场份额占比将分别达到75%（即约215GW）、95%（即约360GW）。目前，182mm及以上大尺寸硅片的切片产能不足，大尺寸及薄片化硅片产品的切割良率仍存在进一步提升空间。结合中国光伏行业协会新增光伏装机规模预测及各类型硅片占比数据进行测算，2022年至2030年期间，大尺寸硅片的需求情况如下表所示：
单位：GW
数据统计：中金企信国际咨询
预计2022年度全国硅片产量将超过293GW，而2021年227GW的硅片产量中166mm及以下尺寸硅片占比约为55%，即约125GW，这部分硅片产能将自2022年开始逐步沦为落后、低效产能。扣减上述低效产能对应的产量后，预计2022年，大尺寸高效硅片年产量约为168GW，仍不能满足2022年215GW的大尺寸硅片市场需求。
综上，从动态来看，现有硅片产能仍不能满足日益增长的光伏应用市场需求，从硅片产能结构来看，大尺寸高效硅片产能仍显不足。
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（4）行业进入壁垒:
①技术壁垒:降低制造成本和提高产品品质是光伏行业技术进步的主要方向，也是硅片企业竞争的关键因素。降低成本，对单晶硅片而言，主要通过提高单晶硅的成品率、减少硅片切割损耗、提高单产、降低单耗等实现；而提高品质，主要通过改善单晶硅的品质，从而提高光电转换效率、降低衰减率等实现。低成本、高品质的单晶硅片生产具有较高的工艺技术要求，需要通过不断地技术研发、设备改造、生产流程优化来实现。以166mm硅片为例，目前主流硅片生产厂商的硅片制造非硅成本已经达到0.7~0.8元/片，而其他后进入者由于缺少长期生产和检测经验的积累以及先进技术的掌握及储备，无法在短时间内建立起完善的生产体系和标准，在成本上处于较大劣势，将面临被市场淘汰的风险。因此，进入硅片行业存在较高的技术壁垒。
②资金壁垒:光伏制造业属于资金密集型产业，投资强度大，需要硅片企业具备较强的资金实力。如前所述，低成本是硅片企业的竞争焦点，规模化生产则是降低成本的有效手段。为实现规模化生产，硅片企业需要投入大量资金用于购买机器设备和其他固定资产，不断升级改造设备和技术工艺，淘汰落后产能以建立和巩固技术、成本优势，对企业的资金实力要求较高。根据中国光伏行业协会的数据，2021年拉棒和机加环节的设备投资额为5.3万元/吨，换算成GW投资额约为1.9亿元/GW，若加上切片设备、厂房建设以及其他建设施工费用，单GW投资额超过3亿元。因此，资金实力是进入硅片行业的重要门槛之一。
③人才壁垒:光伏产业技术涉及面广，集物理学、化学、材料学等多学科知识于一体，综合性要求高，我国发展光伏产业的时间相对较短，具备相关理论知识和行业经验的人才相对匮乏；与此同时，光伏行业知识更新较快，新技术、新工艺不断涌现，有些新技术的出现甚至对原有技术形成完全替代，行业的快速变化对研发和管理人员的素质也提出了更高的要求。近几年光伏产业的发展速度远超人才培养的速度，新进入光伏行业的企业在专业化人才的引进上往往面临一定的困难。因此，硅片行业具有一定的人才壁垒。
④品牌和客户资源壁垒:硅片制造企业的技术水平、产品质量、市场信誉和售后服务所形成的综合品牌效应是下游电池厂商选择硅片供应商所考虑的重要因素，良好的品牌效应需要长时间的沉淀和积累，在与下游电池厂商初步建立合作关系后，需进行长时间的交流与磨合以提高产线工艺适配度，提高最终产品的光电转换效率，进而取得客户的认可。因此，进入硅片行业存在较高的品牌及客户资源壁垒。
3、光伏硅片的上下游行业：
（1）上游多晶硅料行业--供给端:
①多晶硅料现已摆脱进口依赖，中国多晶硅产业在全球占据主导地位:多晶硅料的生产制造环节处于光伏产业链最上游，通过化学反应从金属硅中提炼高纯度多晶硅，以备下游进一步拉晶、切片制成光伏硅片，系光伏产业链初始原材料。多晶硅料行业存在技术及资金双重高壁垒，规模效应明显。在2011年以前，多晶硅料制备技术一直掌握在美、德、日、韩等国外厂商手中，国内企业主要依赖进口采购多晶硅料，且多晶硅料市场供给极为紧缺，成为制约我国光伏产业发展的“瓶颈”和暴利环节。
随着国内多晶硅料厂商在技术及工艺上取得突破，国外厂商对多晶硅料的垄断局面被打破。我国一线多晶硅料生产企业已掌握冷氢化、万吨级生产线集成等技术，生产能力不断提高，综合能耗不断下降，生产管理和成本控制已达全球领先水平。随着一线硅料企业加速产能扩张，部分高成本国内外企业停产或宣布退出多晶硅业务，多晶硅料产业集中度进一步提升。2021年我国多晶硅产能约62.3万吨，产量约50.6万吨，分别占全球的80.5%和78.8%，且2021年全球产量前十的多晶硅企业中有7家是中国企业，2021年末这7家企业的产能之和占全球产能的73.9%，世界多晶硅料生产中心已移至中国，我国多晶硅料自给率大幅提升。
2008-2021年中国多晶硅料产量及占全球产量的比重分析
数据统计：中金企信国际咨询
②多晶硅料新建产能将在未来一年内陆续投产，硅料价格有望逐步回落：硅料扩产周期明显长于下游，且产能应对下游需求变化的调节灵活度相对较低，因而易形成产业链扩产进度的错配和短期供需失衡，导致硅料价格变动具有明显的周期性。硅料厂商2018年至2019年因硅料价格持续下降、盈利状况不佳扩产谨慎，2020年因下游需求增长开始扩产，但由于2020年三季度受部分多晶硅工厂发生安全事故以及水灾等因素影响，硅料出现阶段性供应紧张、价格大幅上涨，四季度虽有一定缓解，但受多晶硅料扩产周期较长所导致的产业链上下游阶段性发展不平衡影响，2021年硅料价格继续大幅攀升，2021年11月末多晶硅料价格已由2020年6月最低59元/公斤左右大幅上升至269元/公斤左右。
与此同时，在硅料环节高利润水平及下游光伏装机需求预期增长的双重驱动下，现有硅料企业扩产节奏逐渐加快，并吸引大量新投资者进入。目前主要硅料厂商均为上市公司，预计随着新建产能的陆续投产，硅料市场供不应求的状况将逐步缓和。根据企业公告、行业新闻等公开信息不完全统计，主要硅料企业在建及拟新建产能超过400万吨，结合硅料扩产周期合理估计，预计2023年主要硅料企业产能将达到210万吨，较2021年末增长约171.32%，按2,800吨/GW的比例换算，预计2023年末硅料产能可保证750GW硅片的原材料供应。
随着上述新增产能的陆续释放，多晶硅料市场供需将得到根本性改善，硅料价格将有望逐步回落至正常水平。2022年以来，多晶硅料价格增幅放缓，2022年6月29日多晶硅料最新价格为272元/公斤左右。
（2）下游电池片行业——直接需求端:
①电池片厂商持续扩产，电池产能整体大于硅片环节:近年来，以通威股份、爱旭股份为首的专业化电池片厂商不断扩大产能规模，2021年通威股份电池片产量位列全球第一、产能位列全球第二，爱旭股份电池片产能产量均位列全球第三，专业化电池片厂商市场领先地位稳固。与此同时，一体化厂商也加速电池片扩产，将电池片作为配套环节以增强主业的盈利能力和风险防控能力。根据统计数据，预计2022年末全球电池片产能将达到520GW，相当于同时点硅片产能的128.00%，电池片对硅片的需求缺口较为明显。
从现有电池片和组件的产能配比来看，截至2021年末，全球已建成电池片产能423.5GW，组件产能465.2GW，电池片产能占组件产能的91.04%；再结合一体化企业对电池片和组件的产能规划，根据统计数据，2022年一体化龙头企业规划中的电池片产能约195GW，组件产能约237GW，电池片拟新增产能不足组件拟新增产能的83%，一体化厂商对第三方电池片的产能需求呈现扩大趋势，专业化电池片厂商发展潜力巨大。随着专业化电池片厂商产能规模的持续扩张，预计专业化硅片厂商的市场需求将得到充分保障。
②单晶PERC电池占据主流，N型晶硅电池技术发展呈现多样化：电池片制备技术变革带来的电池光电转换效率提升是光伏发电成本下降的重要路径之一。在相同的光照条件下，电池的光电转换效率越高，发电量就越多，对应光伏发电的单瓦成本就越低，越有利于太阳能发电系统的推广应用。因此，提升光电转换效率是电池片行业技术研发的重点方向。发射极及背面钝化（PERC）电池技术具有高转化效率、制程相对简单、设备和工艺成熟等优势，已成为目前主流的高效技术路线，但2021年单晶PERC电池量产平均转换效率达到23.1%，已接近24%的量产效率极限；其他高效电池技术包括隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）电池技术、交指式背接触（IBC）电池技术、异质结（HJT）电池技术等N型高效电池技术，具有更大的效率提升潜力，量产转换效率有望达到26%。
诸多高效电池技术经过近年来的持续验证，从2021年起逐步进入大规模量产的导入期，电池行业现有厂商及新进入企业均积极布局高效电池产能。据统计数据，预计2022年末N型电池片产能将达到57.8GW。因此，高效电池技术的发展和应用将有效拉动对上游高效硅片的需求。
（3）下游组件及电站行业——最终需求端：
①组件性能持续提升，大尺寸高功率组件成为市场主流：光伏组件生产具有投资规模相对较小、建设周期相对较短、技术和资金门槛相对较低、接近市场终端消费等特点，产品更新换代较快，需要有很强的市场应变机制，对设计开发能力要求较高。在“平价上网”和“双碳”目标的推动下，全球市场对于高效光伏组件的需求日益增大。随着大尺寸硅片的逐渐应用，以及半片、多主栅、叠片和叠瓦等高密度封装技术的普及和叠加使用，组件功率得到了明显提升，有效降低了下游系统的度电成本。2021年，组件行业主要企业陆续发布了大尺寸、高功率组件新产品，量产组件最高功率达到700W。未来随着大尺寸技术、高密度封装技术在新增产能中更广泛地应用，组件性能将进一步提高，高效组件产能及产品占比将持续上升，将相应地增加对上游高效电池的需求。
②大基地建设、分布式光伏电站快速发展，光伏发电基本实现平价上网：光伏发电包括大型地面集中式电站、工商业和居民户用光伏系统等应用形式。大型地面集中式电站目前仍是我国光伏装机总量的主要部分，近年来我国大力推动“风光大基地建设”，200GW的风光大基地项目将成为“十四五”期间地面电站装机主力，有助于推进国内光伏装机规模快速发展。与此同时，随着“整县推进”等分布式电站鼓励政策不断出台，我国分布式光伏发电市场呈现多元化发展格局，利用工商业屋顶、城乡居民用户屋顶，结合农业大棚、渔业养殖的“农光互补”、“渔光互补”以及“光伏扶贫”等多种应用方式，促进分布式光伏发电应用快速发展。
在产业技术进步、效率提升、新建光伏发电成本不断下降的背景下，光伏发电已经基本实现不依靠补贴而产生经济效益，行业对平价上网也形成高度共识。国家发改革委出台新能源上网电价政策，明确2021年起对新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目不再实行中央财政补贴，即从2021年起，除户用光伏外，我国将进入全面无补贴时代，光伏发电将在市场需求驱动下开启中长期增长空间。