颗粒硅行业深度研究报告

1.1.产品质量、成本、应用已优势渐显，有望成为新一代光伏硅料技术 1.2.颗粒硅供给：规划产能超50万吨，协鑫和上机数控合资建30万吨 1.3.颗粒硅需求：晶澳15万吨采购合同，隆基、中环、上机加快试用 2.1.传统硅料：产能紧缺、价格高涨超140%，未来2年将处紧平衡状态 2.2.颗粒硅：进展超预期，产能有望加速释放、解行业燃眉之急 2.3.颗粒硅：“十四五”期间光伏需求大，颗粒硅市占率有望加速提升 3.1.上机数控：210大硅片+颗粒硅强力推动者！光伏硅片有望“三分天下” 3.2.保利协鑫能源：多晶硅龙头，颗粒硅主推力量 图2：光伏颗粒硅示意图 图3：颗粒硅在拉棒电耗、水耗、氢耗上均优于传统硅料 图4：颗粒硅是CCz连续加料及ERCz外置复投技术的必选硅料 图5：FBR法流程短，损耗低，排放少，出料的颗粒硅无需破碎，可直接用于投料 图6：100%掺杂颗粒硅不影响晶棒头尾少子寿命 图7：2020年全球多晶硅料产量达49.6万吨 图8：2020年国内多晶硅料产量达39.2万吨 图9：2020年12月至今硅料价格走势，累计涨幅超140% 图10：2020年12月至今硅片价格走势，累计涨幅超40% 图11：目前颗粒硅产能占比全行业硅料份额仅不到3%，预计未来有望加速渗透 图12：“十四五”国内光伏新增装机量有望年均达70-90GW/年 图13：预计全球光伏新增装机量有望年均达222-287GW/年 图14：2021年Q1，公司营收16亿，同比增长269% 图15：2021年Q1，归母净利润3.15亿，同比增长402% 图16：上机数控：此前切片机累计市占率达45% 图17：2020年，单晶硅收入占比91%，为公司核心收入来源 图18：2021年Q1，公司单晶硅利润占比93%（模拟值） 图19：2020年，行业各公司单晶硅业务毛利率对比 图20：2020年至今，公司单晶硅盈利能力情况（单季模拟值） 图21：2020上半年公司营收73亿元，同比降低29% 图22：2020上半年公司归母净利润负20亿元 图23：2021年2月3日，保利协鑫颗粒硅正式迈入万吨级产能 图24：公司乐山一期6万吨颗粒硅项目已于2021年4月初正式打桩 表1：颗粒硅生产成本有望较传统硅料降低 表2：保利协鑫颗粒硅扩产计划，合计规划产能达50万吨 表3：隆基、中环、晶澳已与保利协鑫签订包括颗粒硅在内的硅料长单协议 表4：2021年，预计全球硅料产能预计达57.5万吨，可对应支撑190GW需求 表5：预计2021年按行业前6名硅片厂家总产能将达314GW以上，远超硅料可供给范围 表6：上机数控在光伏切片机领域主要竞争对手 表7：颗粒硅项目有望进一步保障上机未来硅料供应 表8：上机数控硅料采购合同超265亿元 表9：上机数控与天合光能、东方日升、阿特斯、正泰、通威大单合同统计，合计金额超305亿元 表10：上机数控：与单晶硅主要上市公司估值比较：公司估值被低估 表11：上机数控：与光伏设备主要上市公司估值比较：公司估值被低估 ■颗粒硅作为光伏硅料环节新一代技术，具备更大的成本降低潜力，对光伏行业降低度电成本、在全球大范围推广从而实现“碳中和”至关重要。■目前，光伏行业的上游原材料主要分为2种：块状硅和颗粒硅。1)块状硅：生产工艺为西门子法工艺。通过气相沉积方式，生产棒状硅、块状硅，为目前光伏行业主流的上游原材料，占比全球总产能95%以上。2)颗粒硅：生产工艺为硅烷流化床法（FBR）。在流化床中，通过使硅烷裂解并在晶种上沉积，生产颗粒硅、颗粒状多晶硅。目前生产颗粒硅的主要企业包括：江苏中能 ■颗粒硅VS块状硅：在成本、质量、应用端优势渐显，有望成为新一代光伏硅料技术后处理工序更少、占地空间更小。其投资强度下降30%、生产电耗降低约70%、项目人员需求降低30%、水耗下降30%、氢耗下降42%。据实测数据，FBR法颗粒硅电耗仅为18度电/KG，远低于传统多晶硅综合电耗60-70度电/KG。2)使用端：颗粒硅填充性更好、利于连续直拉拉晶。颗粒硅形似球状，流动性好，可以多装15%-20%的颗粒硅（增加单位产出，降低生产成本，避免大块料堵塞），是大规模CCz技术应用的必要条件，相比目前传统的RCZ单晶复投法，拉晶效率更高。同并降低破碎成本，消除破碎过程中引入杂质的风险，综合品质已达到了单晶用料要求。■展望未来：关注颗粒硅产品品质提升、下游硅片客户验证、关键设备国产化主要为下游拉晶厂商掺杂使用。未来随着颗粒硅氢气、金属杂质、含碳量等方面进一步优化，叠加下游使用颗粒硅的工艺提升，将得到彻底解决。2）下游客户端：目前行业包括中环、上机、隆基、晶澳等主流硅片厂商纷纷进行不同程度的使用，反应良好。如顺利验证，需求有望快速释放。3）设备端：目前颗粒硅大部分设备已实现国产化，但核心硫化床相关的设备主要来自进司正研发特殊复合材料替代石墨件，用于满足关键设备的长周期和洁净化生产。450400350300250200500第一根头寿命第一根尾寿命第二根头寿命第二根尾寿命第三根头寿命第三根尾寿命拉干寿命500■供给端：目前颗粒硅行业主要有2家量产供应商，1家已实现中试阶段。1)保利协鑫：目前公司在徐州的颗粒硅项目年有效产能达到1万吨。到2021年3季度末，将实现3万吨量产；2022年上半年实现徐州5.4万吨全部达产。目前，公司已在徐州、乐山、内蒙古3地布局，合计规划产能近50万吨。如未来扩产进展顺利，将验证颗粒硅技术的可复制性，推升行业渗透率加速提升。2)陕西天宏：公司成立于2014年，是由陕西有色天宏新能源和美国REC共同出资组建的中外合资企业，目前拥有颗粒硅量产产能1.8万吨/年。3)亚洲硅业：2018年6月，公司在青藏地区成功出炉首批颗粒硅，产品各项技术参数检测结果均达到国家标准，目前暂未大规模量产。公告/开工地点产能规划拟投资金额项目规划合作方式2021/2/28内蒙古共30万吨，总投资180亿元其中一期6万吨，总投资36亿元上机数控在一期6万吨项目参股35%，江苏中能65%2020/10/18乐山70亿元2021年4月正式打桩，5月22日进行首套装置土建施工，预计调试时间在2022年2月28日一期已引入战略投资者2020/9/8徐州一期拟投资48亿元首期5.4万吨，2020年底已实现1万吨产能投产募集资金合计产能规划需求端：中环、隆基、上机已纷纷布局。我们判断，颗粒硅的品质及应用已逐步得到下游认可，未来渗透率有望加速提升。1)晶澳科技:2021年5月28日，晶澳与协鑫全资附属公司江苏中能签订颗粒硅采购协议。将于2021年7月1日至2026年6月30日计总采购量约14.58万吨，折算平均每年采购达2.9万吨。2)中环股份：公司于2019年开始使用颗粒硅。2021年2月3日，公司公告与保利协鑫签订《多晶硅购销合作长单框架协议》。合同规定在2022年1月期间，向保利协鑫采购包括颗粒硅在内的多晶硅料合计共350,000吨，产品结构包括颗粒硅、特级免洗疏松料、特级免洗致密料。3)隆基股份：2021年2月1日，隆基股份公告7家子公司银川隆基硅材料有限公司、宁夏隆基硅材料有限公司、丽江隆基硅材料有限公司、华坪隆基硅材料有限公司、银川隆基光伏科技有限公司、曲靖隆基硅材料有限公司、腾冲隆基硅材料有限公司与江苏中能硅业科技发展有限公司签订多晶硅料采购协议，根据协议，双方2021年3月至2023年12月期间多晶硅料合作量不少于9.14万吨。如按照中国有色金属工业协会硅业分会2021年1月27日公布的单晶高纯硅料成交均价9.06万元/吨测算，预估本合同总金额约73.28亿元人民币（不含税）。根据保利协鑫能源相应的公告，多晶硅供应量之中将包含颗粒硅产品。2021年2月9日，隆基股份在投资者交流平台表示，目前有小批量颗粒硅应用。但拥有金属含量高、碳含量高、有粉料、含氢的4大缺点，如果缺点能够低成本的很好解决，公司愿意使用。4)上机数控：2021年2月28日公司与协鑫全资附属公司江苏中能签订战略合作框架协议书，拟成立合资公司，于内蒙古地区共同投资建设30万吨颗粒硅项目，预计总投资180亿元。该项目分为三期实施，第一期设计产能为6万吨（对应可供约20GW公告时间采购方采购数量采购时间备注2021/5/28晶澳科技折算平均每年采购达2.9万吨2021/2/2隆基股份9.14月多晶硅供应量之中将包括颗粒硅产品2021/2/3月产品包括颗粒硅、特级免洗疏松料、特级免洗致n2020年国内多晶硅料产量达39.2万吨，同比提升5万吨产量。但2020年全球多晶硅料产量为49.6万吨，同比下滑1.2万吨，主要因近年硅料价格持续走低、行业扩产意愿较弱、部分海外落后产能退出导致。5080%4060%3040%020082009201020112012201320142015201620172018201920205080%4060%02008200920102011201220132014201520162017201820192020n供给端：因过去2年行业扩产意愿下降，2021年行业新增产能有限、供给偏紧。据Trendforce统计，硅料产能在2020、2021年底将分别达到54.5、57.5万吨，2021全年新增硅料产能供给有限。假设按照3000吨/GW测算、满产满销，2020-2021年可分别支撑年化180GW、190GW的需求。8742697626926需求端：据不完全统计，预计2020年、2021年按行业前6名硅片厂家总产能将达到193GW和314GW以上，远超硅料产能可供给范围。底产能（GW）底产能公告时间5通22775资料来源：各公司公告、官网、光伏们，浙商证券研究所整n综上，在现有产能正常运行的状态下，2021年硅料供需处于紧平衡状态。但因硅片产能将更多在2021年三、四季度集中释放、及下半年光伏装机旺季的原因，下游硅片厂提前屯硅料库存意愿强烈，导致硅料供给比理论情况更为紧张、价格高企。n同时，硅料是光伏产业链扩产速度最慢的环节之一，传统西门子法硅料扩产周期基本在1.5-2年以上。预计大部分新增产能将在2022年逐季释放，但受制于产能爬坡等实际运行情况原因，2022年硅料环节实际产出有限，行业供给预计仍将处于紧平n据PVInforlink5月27日最新报价统计，目前多晶硅致密料价格已上涨至200元/KG（均价自2020年12月至今累计涨幅超140%，硅料行业单亿元以上，大幅挤压下游各环节盈利水平。环节对上游成本传导能力较弱、盈利能力已接近盈亏平衡线，实际开工率已大幅下滑。如下游终端电站对高价组件接受能力不及预期，可能影响全年行业需求。22020年12月2021年1月2021年2月2021菜花料（元/kg）致密料（元/kg）987654322020年12月158尺寸（元/片）182尺寸（元/片）166尺寸（元/片）210尺寸（元/片）n颗粒硅已获下游客户大规模认可，产能释放更快、成本更低，解行业燃眉之急。1)重要进展：5月28日，晶澳公告采购协鑫中能颗粒硅14.58万吨。万吨级大规模采购表明技术成熟度获得市场认可，是大规模产业化的开端。此前隆基、中环与保利协鑫签订硅料厂单，包含颗粒硅，但并未说明具体采购量。2)产能释放节奏：目前协鑫中能颗粒硅年有效产能达1万吨，2021年3季度末实现3万吨量产，可对应支撑下游年化约10GW的需求；我们预计2022年保利协鑫在徐州+乐山+包头3地的颗粒硅合计产能有望爬升至15万吨以上，可对应支撑年化约50GW3)我们预计，相较传统西门子法棒状硅，颗粒硅技术成熟在即、成本售价将更低，且产能扩产周期更短，未来产能有望加速释放，推动全行业降本，解行业硅料紧缺、展望未来：“十四五”期间，预计中国光伏行业年均新增装机有望达70-90GW，全球达222-287GW。未来行业对硅料产能需求将进一步加大，预计颗粒硅渗透率有望1)CPIA对光伏行业“十四五”期间进行展望，预计在2019-2025年期间，可再生能源将满足99%的全球电力增量。到2025年，可再生能源在新增发电装机中占比将达到95%，其中光伏将在所以可再生能源的新增装机量占比中达到60%。2)2020年国内和全球光伏新增装机量为48.2GW和130GW。在“十四五”期间，CPIA预计中国年均新增装机有望达70-90GW，全球年均有望达222-287GW，远超目前水平，光伏行业硅料供需缺口急需解决。3)目前颗粒硅在全行业硅料市场份额占比仅不到3%左右。我们预计，随着颗粒硅技术的不断成熟、得到下游认可，市占率有望加速提升。下”以来，公司拓展下游单晶硅业务，业绩快速上升。50350%300%250%200%50%0%-50%6543210500%400%300%200%100%0%-100%营业收入（亿元）yoy归母净利润（亿元）yoyn切片机业务：2018年公司国内市占率达45%。在行业内与大连连城（隆基股份关联方企业）、青岛高测（科创板上市）形成三方寡头垄断。光伏单晶硅趋向大尺寸化。主流光伏组件厂商纷纷布局210、182等大尺寸组件，带动210、182等大尺寸单晶硅需求，从而带来光伏切片机迭代需求。制造、销售，全球金刚线切片机主要生产商之一。主要产品包括多线切方机系列、多线切片机系列和单n光伏单晶硅业务：2019年起，公司从单一设备商向单晶硅独立第三方供应商转型，抓住单晶硅向“210/182大尺寸”升级机遇“弯道超车”，有望在大尺寸硅片领域迅速形成核心竞争力。公司和行业龙头的比较优势包括：同时新上的部分设备具备兼容210大尺寸硅片的生产能力；（2）上机数控和下游电池片、组件客户不存在竞争关系，有利于形成良好稳定的客户关系，使销售更顺畅。n单晶硅已成为公司第一大业务：2021年Q1，公司单晶硅业务（模拟值）实现收入14.5亿元，占总营收90%；净利润2.9亿元，占总利润93%。n单晶硅盈利能力向龙头看齐：2021年Q1，公司单晶硅业务（模拟值）毛利率28%、净利率20%。在一季度硅料价格大幅增长20%-30%的背景下，公司单晶硅盈利能力仍保持较高水平。5%2020年Q12020年Q22020年Q32020单晶硅毛利率（模拟值）单晶硅净利率（模拟值）n颗粒硅项目：2021年2月28日，公司与协鑫全资附属公司江苏中能签订战略合作框透率将加速提升，强力推动颗粒硅应用在行业的发展。目前保利协鑫已在徐州、乐有望打通产业链上下游，助于保障公司硅料供应。颗粒硅项目：与保利協鑫能源合资建设颗粒硅项目：与保利協鑫能源合资建设30万吨颗粒硅项目，总投资180亿元拟投资金额（亿元）备注一期6万吨：上机参股35%，江苏中能占产能规划（万吨）颗粒硅项目上机&协鑫公告时间2021/2/28n硅料保障：硅料采购合同超265亿元，2021年硅料已大部分得到保障。上机数控硅料长单统计：采购合同合计超265亿元公告时间合同签订年限5265.82-275.18n近半年来，上机数控与天合光能、东方日升、阿特斯、正泰、通威连续签订单晶硅合同大单，2020年12月-2025年合计订单金额达305亿元。我们判断，绝大多比例为公告日期2020/11/32020/11/292020/12/22021/1/212021/1/28公司天合光能东方日升阿特斯正泰新能源通威合计金额（亿元）销售数量预计金额（亿元，含销售数量预计金额（亿元，含销售数量预计销售金额（亿元,含税）销售数量预计金额（亿元，含销售数量预计金额（亿元，含2020年12月2020年12月4000.72020年12月0.72021年420.482021年4.520.032021年960016.762021年2.17.482021年2.7213.062021年77.812022年420.482022年839.102022年1000017.462022年3.3615.76合计2.7213.062022年92.82023年420.482023年54.5合计2000034.922023年3.3617.352023年92.332024年420.48合计22.5113.63合计8.8240.592024年20.482025年420.482025年20.48合计20102.4合计305可比公司估值比较：上机数控2021-2023年PE估值低，未来潜力大在光伏单晶硅/光伏设备可比对象中，公司2021-2023年PE估值低，未来潜力大。1)光伏单晶硅：隆基股份、中环股份：2021-2023年PE平均估值为33倍、25倍、20倍；上机数控为20倍、11倍、8倍。2)光伏设备：晶盛机电、迈为股份、捷佳伟创：2021-2023年PE平均估值为45倍、33倍、23倍；上机数控为20倍、11倍、8倍。公司股价/元上机数控403隆基股份60101297.337602.33.03.94.84327.200212927.08200.40.84.17.6行业平均值597.4公司股价/元上机数控403晶盛机电30031641.45320.7417.8迈为股份300751374.63863.86.58.698584422.125.9捷佳伟创3007243653.04.36.1行业平均值45■公司成立于2006年，2007年在港股上市。旗下间接非全资附属公司中能硅业是国内西门子法多晶硅行业先行者，早在2006年引入西门子多晶硅技术，生产出国内第一批量产多晶硅，在2009年多晶硅产能已达1.8万吨。■近年来，公司受多晶硅片业务（逐步被单晶硅片替代）、光伏电站业务（补贴拖欠问题）的影响，业绩持续亏损。2019年公司收入195亿，同比-7%；净利润-1.97亿。其多晶硅料业务2019年产量为5.74万吨。020%10%0%-10%-20%-30%-40%050%0%-50%-100%-150%公司在颗粒硅领域布局领先，深耕颗粒硅行业近10年，期待产能进一步提升。1)2011年起，公司便开始了对颗粒硅的研究，但受限于技术成熟度原因一直未在市场2)2017年，公司以1.3亿美金成功收购美国SunEdison旗下的硅烷硫化床技术专利团队和设备，获得了电子级硅烷流化床颗粒硅技术及资产、第五代CCZ连续直拉单晶技术及资产等相关“工艺包”，技术实力快速提升。3)2020年，公司颗粒硅技术已经在徐州多晶硅基地实现了连续的稳产和量产，质量获下游单晶客户的不断验证和认可，形成了6000吨的颗粒硅产能。4)2021年