光伏需求拉动三氯氢硅进入上行周期.docx

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1、三氯氢硅是一种重要的卤硅烷化合物三氯氢硅主要用于生产多晶硅、硅烷偶联剂三氯氢硅（CI3HSi）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。根据国标工业三氯氢硅GB/T28654-2018,工业三氯氢硅分为I、II两类,I类用于生产多晶硅，II类用于生产硅烷偶联剂，I类的纯度要求高于H类，生产难度也更大。其中，随着我国光伏产业技术不断进步并迈向高端领域，多晶硅行业已步入规模经济效益阶段，

2、未来3-5年仍处于快速增长期；硅烷偶联剂市场平稳增长，据QYResearch数据，2019年全球硅烷偶联剂市场规模达到T 30亿元，2020年我国硅烷偶联剂产能达到59万吨。图1 :三氯氢硅产业链上下游资料来源：三孚股份招股说明书，整理硅氢氯化法是目前三氯氢硅生产企业普遍采用的首选工艺目前，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HCI气体反应，反应在330380和0.053MPa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

3、步提高三氯氢硅的收率，反应在温度400800c和压力24MPa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，三氯氢硅的主要原料为硅粉和氯化氢，在生产中会消耗大量的氯气和氢气，是氯碱企业的一种很好的平衡氯气提高经济效益的产品。比较适合通过离子膜烧碱生产装置合成获取氯化氢原料的企业采用，也是目前国内三氯氢硅生产的主流方法。图2 :硅氢氯化法工艺流程：31 叱: :资料来源：三孚股份招股说明书，整理光伏拉动三氯氢硅结构性供需紧张，价格大幅上涨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

4、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、口本、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，并非所有企业都有光伏级三氯氢硅生产技术，可外售光伏级产能只有1

5、6.5万吨，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；硅烷偶联剂表现尚可，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。图3 :三氯氢硅产能持续收缩，开工率提高有效产能（万吨，左轴）数据来源：百川盈孚，整理图4 :三氯氢硅实际开工率处于高位，结构性产能不足数据来源：百川盈孚，整理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

6、，目前厂家不含税毛利可达约10000 元/吨。表1 ：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，外售表1: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图6 ：三氯氢硅成本占比图5 ：三氯氢硅产能持续收缩，开工率提高020/820/1020/1221/221/421/6数据来源：百川盈孚，整理

7、原材料能源动力人工折旧其他数据来源：公司公告，整理数据来源：百川盈孚，整理表2 :三氯氢硅成本分拆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）4,05015,0000.27氯化氢（不含税）8008001能源动力170人工90折旧60其他150毛利率64.53%数据来源：百川盈孚，公司公告，预测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），其他多品硅企业扩产时暂未大规模配套三氯氢硅产能的计划。多品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

8、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I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。表3 :国内三氯氢硅新增产能统计企业有效产能(万吨)备注新安化工2.52021年10月，技改可产光伏级天祥化工12021年12月东方希望7.52022年6月数据来源：百川盈孚，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

9、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品硅、太阳能级多晶硅和电子级多品硅，电子级多品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，据数据，2020年全球多品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%。图7 :改良西门子法为生产多晶硅的主流方法图8：多晶硅材料分类及下游应用领

10、域6050403020100三.缸泡硅法生产多晶硅.504742562017201678如大用能或多品H大收包包化冷金/舒学数据来源：，整理数据来源：立昂微招股说明书，整理(1)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。(2)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。(3)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

11、热分解，生成粒状多品硅。(4)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。表4 ：多晶硅生产工艺比较工艺改良西门子法硅烷流化法冶金法工艺成熟，应用经验丰富，产品质量高，转化率低副产物少，能耗低，生产连续性高,转化率高成本低，能耗低，无污染缺百工艺流程长，投资高周期长，能耗高,转化率低，生产连续性低。硅烷易燃易爆，安全性差，纯度稍低产品质量不稳定，杂质多，还有技术问题未解决资料来源：CNKI,整理改良

12、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，CI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11.5吨，随着工艺进步，目前单耗比例约0.5吨左右。相比于改良西门子法，硅烷流化

13、床法具有投资强度低、能耗低、人员需求少等竞争优势。但硅烷易燃C易爆，且沸点低导致提纯难度大，加上硅烷流化床法生产的产品纯度不高而使其仍然未大规模应用。冶金法制备的多晶硅纯度低，而且尚有许多技术问题还未解决，目前国内仅有零星的小厂如宁夏银星等在用此方法。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品硅的品质、能耗、产量高低的关键因素。发展至今，改良西门子法

14、通过不断改进还原炉、冷氢化技改、精储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，三氯氢硅需求主要取决于下游多晶硅产能及太阳能电池组装业务需求。三氯硅烷法产物多为棒状多晶硅，硅烷流化法多为流化床粒状多晶硅。两种多晶硅料在硅片铸锭或者拉晶的过程中配合使用，可以增加装料量降低成本。多品硅的生产技术对产品的质量和成本控制十分关键，是进入多晶硅主要的行业壁垒之一。应用于光伏行业的多晶硅产品中，单晶硅片用料的价格高于多晶硅片用料，需求缺口大。同时电子级多晶硅价格较太阳能级多晶硅工艺要求高，价格也更高。图9：改良西门子法多晶硅工艺流程图H2.HCI/tHH*就7 $械口9HG) 5(SiO2)，。:a电解水&G4 SJH2CC.9HQ?，资料来源：CPIATS理表5 :多晶硅行业主要厂商的生产技术公司名称新疆大全通威股份江苏中能新特能源东方希望亚洲硅业德国瓦克韩国OCI生产成本概况具有全球唯一一家单体7万吨的