2023年TCL中环研究报告 光伏硅片为主要核心业务

1、 TCL中环：发端半导体产业，领先的光伏硅片全球龙头

TCL 中环为光伏行业硅片制造环节全球龙头，210（G12）大尺寸硅片的引领者， 2021 年以来硅片对外销售规模保持领先，全球市占率超过 20%。公司通过工业 4.0 制造模式转型打造“智慧工厂”，成为行业先进制造标杆；差异化布局叠瓦、 IBC、TOPCon 电池组件，逐步实现全产业链延伸覆盖，形成良好业务协同，打 下全球化布局基础。公司也是国内名列前茅的半导体材料企业，实现了 4-12 英 寸半导体硅片规模化量产，坚持区熔与直拉工艺双轮驱动，深耕 Power+IC 双 路线。 公司前身为创立于 1958 年的天津市半导体材料厂，拥有悠久行业历史，1969 年 开始进行半导体单晶硅的研发制备，1981 年开始拓展赛道成为国内最早一批进 入光伏领域的企业，2007 年在深交所上市并在 2020 年完成混改成为 TCL 科技 集团旗下的民营企业，此后开始于内蒙和宁夏建立大规模光伏单晶硅片制造基地， 并逐步参与电池与组件业务，2022 年营收突破 670 亿元，净利润达到 68 亿元。

1.1、 混改激活内生潜力，多轮激励凝聚骨干力量

混改后转为民企，TCL 科技控股。公司控股股东为 TCL 科技集团， 直接持有公司 2.41%股权，并通过全资公司 TCL 科技集团（天津）间接持有公 司股份 27.37%。此外公司现任董事长李东生个人还持有 0.07%的股份。

公司于 2020 年 9 月完成混改成为民营企业，此前实际控制人为天津市国资委， 全资控股公司第一大股东天津中环电子信息集团，后TCL 科技受让天津中环100% 股权，转让金额为 125 亿元人民币。混改后，公司拥有更加市场化的经营导向， 决策方面更为灵活、快速，研发创新优势可以更好的发挥，内部员工积极性良好 调动起来，企业的效率、产品品质都得到极大的提升。同时 TCL 所著称的国际 视野和战略模式也融入中环。

核心管理者产业背景深厚。公司董事长李东生为 TCL 集团创始人，在电子行业 已有 30 年产业经验，目前为 TCL 科技董事长、CEO。公司总经理沈浩平为享 受国务院特殊津贴专家，1983 年进入公司，在半导体领域引领技术创新，曾前 瞻性提出“2+1”战略，引领公司在光伏领域进行重点发展，带领公司穿越行业周 期，混改后继续为公司的主要领导者。

加码激励，充分调动内部积极性。公司坚持“以人为本”理念，重视员工利益， 激发员工动能，自 2018 开始一共进行了五轮股权激励计划，有效强化核心团队 稳定性和凝聚力。 公司在 2018 年便出台了股权激励基金方案，根据当年公司业绩情况计提的股权 激励基金用于员工持股计划，被激励的员工可根据所分配的激励金，再搭配个人 资金，按照 1 比 1 出资认购员工持股计划份额。按照此方案公司进行了两次员 工持股计划，皆有超 400 名员工参与，除董监高数名外广泛覆盖管理、技术、营 销等骨干。

混改后，公司继续大力推动股权激励，针对重要的董监高推出股票期权计划，并 持续扩大工持股计划覆盖范围，2021 年和 2022 年方案覆盖人数分别超 800 和 1400 人，此外不再需要个人出资配套，但享受相关权益需满足公司层面业绩增 长和个人层面考核要求，在激发核心员工工作动力同时更好的实现了利益绑定。

1.2、 大尺寸光伏硅片引领者，组件电池差异化战略

光伏硅片为主要核心业务，下游电池组件差异化发展，半导体材料快步突破。公 司业务跨光伏和半导体两大领域，目前以单晶硅片为核心的光伏制造业务在规模 上占绝对主导地位，自 2017 年开始收入占比都在 90%左右，半导体材料业务相 对历史悠久，也在快步突破。 在光伏产业链上，硅片的生产处于中上游环节，目前基本都为单晶产品，又可细 分为硅棒的拉晶生产和切片加工两个部分。生产好的硅片是光伏电池的主要材料， 数十片电池再通过封装成为光伏组件。公司凭借在硅片方面的强大优势，已向下 游通过差异化的技术路线对电池和组件进行布局，而对于硅料，公司及控股股东 也分别与上游企业进行了合作参股。此外，公司也参与开展部分终端光伏电站的 建设与运营业务。

公司主要通过旗下子公司开展制造业务，其中硅片拉晶环节主要由内蒙中环晶体 和宁夏中环光伏（六期项目公司）开展，切片环节则主要由内蒙中环光伏、天津 环欧半导体和无锡中环应用材料运营，组件和电池则主要通过环晟光伏（江苏） 及其参股的 MAXEON 公司及拟成立的环晟光伏（广东）开展。而半导体业务主 要通过天津中环领先开展。

从各业务的收入端来看：1）光伏硅片近三年收入占比在 75%左右，2022 年实 现收入 509.01 亿元，在下游景气周期的带动下当年增速超 60%，两年间规模扩 大 2.6 倍，不过原材料价格水平大幅上升导致售价提高也是重要原因；2）光伏 组件收入则从 2020 年的 26.7 亿快速增长至 2022 年的 108.4 亿，占比从 14% 提升至 16%左右；3）半导体材料近年来实际也增长迅速，收入从 2020 年的 13.5 亿增长至 2022 年的 32.7 亿，但占比到 2022 年已下降至 4.9%；4）光伏电站业 务收入从 2020 年的 5.3 亿稳步增长至 2022 年的 6.2 亿。 在毛利率方面：1）核心的光伏硅片自 2020 年以来都在 20%左右，2022 年同比 下降超 3pct.，但主要为原材料价格推升售价影响，从单瓦毛利润来看我们预计 2022 年在 0.14 元/W 左右，实际略有提升，在 2021 年则明显提升；2）光伏组 件方面，总体毛利率较低，一个主要原因在于业务尚在发展期，2022 年仅 7.36%， 则主要受原材料成本压力影响下降较多，此前两年均在 10%以上；3）半导体材 料毛利率在 2020 年企稳，到 2022 年从 23.1%稳步提升至 25.2%；4）电站业 务毛利率水平较高，主要系业务特点不同，虽然近两年有所下降，但仍高于 50%。

外销硅片全球第一，率先推出 G12 大硅片引领行业大尺寸化。凭借先发技术优 势，公司在较早时期便与隆基绿能在光伏单晶硅片领域形成了双寡头局面，2021 年开始公司成为硅片对外销量全球第一的企业。2022 年公司对外销售硅片 106.47 亿片（按标准 M6 折算），对应出货 68GW，在单晶替代多晶实现渗透 率快速提升后，仍连续三年维持 30%以上增速。 产能方面，公司截至 2022 年底已实现光伏单晶晶体产能 140GW，建成了内蒙 呼和浩特一到五期和宁夏银川六期项目。其中六期项目也是全球单体规模最大的 单晶硅材料智能化绿色工厂，目前产能可达 70GW。到 2023 年公司晶体产能还 将扩大到 180GW，保持全球领先。而在切片端，公司分别于天津、内蒙、宁夏、 宜兴配套建立多个 DW 金刚线切片产能。 另一方面，公司于 2019 年 8 月，公司率先发布 210mm（G12）超大尺寸硅片， 面积较当时主流的 M2 常规尺寸大 80.47%，较 166 尺寸大 60.85%，理论上可 以发挥通量优势，更好的降低光伏组件成本及系统度电成本。截止 2022 年公司 G12 产能已达到 90%，出货量保持市场第一。

此外，公司最新建成的宁夏银川六期项目以及天津、宜兴、内蒙已建和宁夏银川 在建的 DW 切片项目均为基于工业 4.0 先进制造模式打造的“智慧工厂”，具有 行业领先的智能制造水平和生产效率，配套 G12 平台技术，能更好的发挥规模 生产和大尺寸化成本优势。

公司在将 G12 产品全面推向市场同时，也与东方日升等 39 家企业共同组建了 “600W+光伏开放创新生态联盟”，成员一致认同 600W+超高功率组件和系统 集成新技术平台是光伏行业未来发展的重要方向。我们认为大尺寸硅片是超高功 率组件不可或缺的特征要素，公司在产业链的发展升级中将起到重要的引领作用， 截止 2021 年末，该联盟成员已超过 90 家。

以专利行差异化，环晟高效叠瓦组件出货领先，持股 Maxeon 布局 IBC。公司 的控股子公司环晟光伏（江苏）在 2017 年引入 SunPower 高效叠瓦组件技术， 是国内唯一取得合法知识产权许可授权的制造商，在 2021 年时已取得连续三年 叠瓦组件销售全球第一，2022 年组件销售达 6.6GW。 同时，公司目前为美股上市公司 Maxeon 的最大股东，持有其 36.5%的股份（普 通股持股比例 23.93%），该公司总部位于新加坡，在 2020 年由 SunPower 分 拆而成，拥有叠瓦组件及 IBC 电池-组件技术专利，2022 财年组件销售量达 2.34GW，其中 IBC 技术 998MW。

叠瓦技术利用导电胶将分切好的电池片叠片串接，不再使用焊带，是唯一可做到 零间距的封装技术，可以充分利用组件受光面积，输出更高功率，同时减少发电 损失。公司目前已实现“G12+叠瓦”3.0 产品迭代，结合柔性制造和上下游协同 联动，可以良好发挥超规硅片消化能力。 Maxeon 领先的 IBC 电池技术具有无正面栅线的突出特点，高效性和美观性优势 显著，作为一种平台型技术还可与其他电池技术叠加为 XBC 电池，发展潜力巨 大，基于 IBC 技术的 Maxeon6 组件目前可以达到 22.8%的量产效率。此外公司与 Maxeon 在全球范围内进行生产与渠道的相互促进和协同发展，提升整体全 球化的商业竞争优势，为制造全球化奠定基础。

产能方面，公司截止 2022 年已建成投产 12GW 叠瓦组件产能，在 2023 年有望 继续扩大至 30GW；电池环节公司已经完成宜兴 2GW 电池片 G12 电池工程示 范线，自动化、智能化水平行业领先，此外公司还将建设 25GW 的 N 型 TOPCon 电池智慧工厂，大力扩充产能的同时进一步发挥差异化技术优势。

半导体材料居国内前三，产品门类齐全，合并鑫芯快步增强国产大硅片地位。公 司 2021 年在半导体硅片市场居于国内前三，全球前十，2022 年实现销售量 7.44 亿平方英寸。公司持续推动“全尺寸”、“全结构”、“全种类”以及“全商业 化应用”的制造及商业模式，坚持区熔与直拉工艺双轮驱动，目前已实现 8 英寸 及以下主流产品全覆盖，12 英寸已完成 28nm 以下产品的量产。目前公司已为国内外主流厂商 6 英寸及以下产品的重要合作伙伴；8 英寸产品技术及质量控 制能力可对标国际先进厂商；应用于存储及逻辑领域的 12 英寸产品进入量产 阶段，应用于特色工艺领域的产品已成为国内基准。 生产能力方面，公司同样围绕 Total Solution 和工业 4.0 制造转型，此前预计在 2022 年底 6/8/12 英寸实现 90/100/30 万片/月以上产能规模。2023 年 2 月， 控股子公司中环领先增资收购鑫芯半导体 100%股权，合并后 12 英寸整体产能 预计在 2023 年底可达到 130 万片/月，在良好整合协同下，规模优势和市场竞 争力有望显著增强，成为国产大尺寸半导体硅片的重要引领者。

1.3、 业绩增长亮眼，经营效益提升

受益光伏行业高景气，收入业绩高速增长。公司 2022 年营业收入 670.10 亿， 同比增长 63.02%，两年复合增速达到 87.52%，主要受益于 2020 年以来光伏行 业高景气及公司产能的快速建设，拉动硅片、组件等主要产品出货量和价格提升。 业绩方面，公司 2022 年实现归母净利润/扣非归母 68.19/64.83 亿元，同比增长 69.21/66.97%，两年复合增速高达 150.23/160.87%，一方面系收入快速增长带 动，另一方面也得益于规模效应、机制改革和制造升级带来的降本提效。

盈利能力增强，经营费率下降明显。公司毛利率主要随核心硅片业务变动，2022 年为 17.8%，总体来看系原材料涨价推升主要价格而有所下降。在经营相关费用 率方面公司近两年优化明显，总体体现了收入快速增长的规模效益及混改后运营 效益的提升，因此净利率水平自 2021 年开始也有较明显提升。 期间费用方面具体来看，整体从 2020 年的 12.9%持续下降至 2022 年的 7.3%， 其中财务费用率下降最明显，由 2020 年的 5.4%下降至 2022 年的 1.2%，主要 系债务结构优化，管理费用率费同样下降较快，从 2020 年的 3.4%下降至 2022 年的 1.4%，销售费用则从 2020 年的 0.8%下降至 2022 年的 0.4%，在研费率方 面，由于近几年加大投入力度，从 2020 年的 3.3%上升至 2021 年的 4.5%，2022 年则为 4.4%。

运营能力持续加强，低库存、高周转策略显效。公司 2022 年存货周转天数为 33.04 天，同比略有上升，但 2020 年以前周转水平皆在 40 天以上，体现近年 “低库存、高周转”策略效果，并有利于硅料价格下行周期中降低减值风险。2022 年应收账款周转天数为 18.5 天，近几年持续下降，体现运营能力及产业地位加 强。 现金流比营收水平有所下降，预计与公司加强应收管理有关。公司经营活动净现 金流/营收为 7.5%，连续两年下降，同时公司提供商品及劳务现金流/营收水平自 2021 年开始下降明显，我们预计主要系近两年营收增长较快情况下，公司采用 更多如出售票据应收款等方式提前收回货款，增加流动性所致。

净资产收益率自 2021 年起明显提升。公司 2022 年年摊薄 ROE 达到 18.13%， 在 2020 年仅 5.67%，到 2021 年提升至 12.72%，两年间提升明显，主要系盈 利能力增强同时资产运营能力明显提升，公司 ROA 从 2020 年的 2.74%连续提 升到 2021 年的 6.49%和 2022 年的 7.56%。此外资产负债率方面，经过连续几 年的下降，2021 年时已达到 50%以下，但在 2022 年又提升至 56.88%，我们预 计与公司近几年产能扩张较快，固定投资大幅增加有关。

2、 制造力水平及关键资源准备筑起硅片竞争壁垒

2.1、 硅料产能大幅释放，行业高增长有保障，硅片原料 采购影响弱化

硅料产能释放再提速，供给由不足转向充裕，高价松动将向常态水平持续回归。 对于光伏产业链，由于上游端硅料环节扩产周期长（1.5 年左右），近两年随终 端需求大幅增长，硅料在供不应求的背景下价格大幅抬升，致密料均价在 2019-2020 年为 76 元/kg，到 2021/2022 年则分别达到 185/271 元/kg。 另一方面，硅料新产能在 2022 年里也进入了大规模投放期，行业月产量增长在 后期提速明显，到 12 月国内产量已接近 10 万吨/月水平，较 2021 年 12 月近乎 翻倍。根据我们估算，在 2022 年底，硅料年化总产能保守已经能支撑 379GW 的年装机量，到 2023 年底则会扩大到 870GW，相比之下 CPIA 对 2023 年全年 装机乐观预测也仅约 330GW 水平，我们可以判断硅料供给已经进入充裕阶段。 因此，2022 年 12 月以来硅料价格已经出现了大幅下跌，致密料价格一度降至 150 元/kg 水平，虽然后期随行业淡季接近尾声，下游开工提升补库增加而反弹 至 200 元/kg 左右，但向下趋势已经明确，未来预计将回归至大幅上涨前水平。

原材料成本回落奠定 2023 年全球光伏市场“高增长”基调。硅料作为光伏产业 主要原材料，此前价格高涨对下游产品造成不小的成本压力，价格回落则能为下 游降价留出较大空间。 从组件端来看，随硅料价格回落，主流 182/210 产品平均价格已经从 2022 年 11 月的 1.98 元/W 回落至 1.72/1.73 元/W 水平。组件价格的下降则将带动光伏系 统成本降低，光伏发电项目收益率显著提升，从而激发更多的建设投资。 因此，我们预计 2023 年全球光伏市场将保持较高的增速，总装机量有望突破 350GW，硅片作为主要中间材料也将迎来高速增长。从更长期角度来看，光伏 发电量占比目前不到 5%，根据 IRENA 预测，到 2050 年全球总装机量有望突破1.4TW，仍有很大增长空间。

硅片成本端原材料采购影响弱化，制造技术水平重要性将逐步凸显。在硅料价格 高企时，硅料在硅片整体成本中占据绝大部分，因此原材料采购的具体价格、时 点节奏把握、未来趋势判断、库存管理等方面对硅片企业的盈利影响较大，而由 生产技术、工艺、管理水平等方面因素决定的非硅成本影响不易体现。 我们根据资料测算，硅料价格在 300/200 元/kg 时，主流 182 型号硅片的成本约 5.69/4.10 元/片，其中硅成本占比分别达到 84/78%，非硅成本仅 0.9 元/片。当 硅料成本下降至 80 元/kg 以下时，非硅成本占比将提升至 40%以上，优秀硅片 企业本身的制造能力和规模竞争优势将会凸显，与行业一般水平拉开差距。

2.2、 “高效 N 型+大尺寸+薄片化”，行业技术壁垒加深

产业降本需求无止境，驱动光伏技术持续进步。光伏作为一种输出电力的能源形 式，具备“无碳排、可持续”等绿色优势，然而对这种能源的实际需求空间最主 要还是取决于经济性：1）更强的成本竞争力是光伏替代其他能源的基础，随发 电成本进一步下降，能源结构中光伏的占比有望能加速提升，2）光伏成本的下 降也可以带来电力需求的进一步增长。 光伏降本的实现，主要是通过技术和制造工艺升级，降低单位发电功率组件产品 的成本，从而降低发电系统初始固定投资。而从制造企业的角度来看，实现技术 上的突破，带来成本的降低，也就获得了更强的竞争力和盈利能力。因此，虽然 在多年的技术积累下，光伏平价上网目前已经基本实现，但产业对于持续降本的 追求难以停息，技术升级也将持续进行。

硅片端三大趋势明确。在单晶对多晶的替代基本完成后，硅片环节“高效 N 型、 大尺寸化和薄片化/细线化”的进一步趋势明确，不仅能实现硅片本身硅成本和 非硅成本的降低，还能在电池、组件以及系统 BOS 端实现降本。而这对制造能 力的要求也不断提高，能在低成本条件下实现技术升级的优秀硅片企业将与行业 逐步拉开差距。

2.2.1、 高效 N 型：产业化提速开启，对硅片品质和拉晶生产要求提升

提升光伏电池的光电转换效率是实现降本的核心方式：在同等条件下，随同规格 电池和组件的功率提升，1）单位发电功率电池和组件端的硅片、非硅材料（胶 膜、玻璃）及制造费用（设备、电力耗用等）可以节省，2）同等装机容量的组 件使用数量的减少，土地、支架、线缆、安装运输等与面积相关的 BOS 成本节 省。 当前来看，基于 P 型单晶硅片的 PERC 电池技术仍然是市场主流，但在量产转 化效率方面已经临近理论极限（24.5%），工艺成本也趋于成熟，而 TOPCon、 HJT 等基于 N 型单晶硅片的新兴技术具有更高的转化效率和上限空间 （TOPCon28.7%、HJT28.5%），成本端也有较大下降空间。

随技术水平的快速突破，TOPCon 技术的效率成本优势已逐步显现，特别是在近 期因需求旺盛组件溢价提升，达到约 0.1 元/W 左右，而相关产能也持续大规模 投放和建设中，正加速成为主流。而 HJT 技术待关键降本手段实现突破后，也 有望快速迎来大规模产业化。 根据我们此前测算在 2022 年底行业 TOPCon 产能已超 70GW，HJT 产能也已 达到 10GW 规模，二者规划产能均达到数百 GW，而在 2023 年内 TOPCon 预 计会有超 100GW 的项目投产。而根据 CPIA 预测，2022-2025 年随 N 电池市场 份额的快速提升，N 型硅片的市场份额将从 10%提升至 58%左右。

为搭配更高效率的电池技术，N 硅片在品质要求上更高，最主要一个方面是非平 衡少数载流子寿命，在一定电阻率下至少要达到 500 甚至 1000μm 以上，而 P 型硅片仅需要达到 50μm 以上。而氧、碳、金属等杂质及晶体缺陷等都会对少 子寿命和单晶品质造成影响，其中，氧作为第一大杂质，与光衰和同心圆问题联 系紧密，对不同技术路线电池效率也可能产生明显影响，金属杂质大多为深能级， 容易造成缺陷中心复合从而减少载流子寿命。

因此，生产 N 型硅片对拉晶环节的技术工艺要求提高，包括工艺制程、自动化 水平、车间环境洁净度、热场设计和纯度以及石英坩埚和各种与原材料接触工具 的纯度。同时，多晶硅原材的品质纯度品质也需要逐步达到电子级的高水平，包 括在清洗破碎环节的优化，防止引入金属杂质。另外，因下游实际需求的差异化 较大，N 型硅片的具体品类目前已接近 300 种，进一步加大了生产管理难度。

2.2.2、 大尺寸：高经济性快速成为行业主流，制造水平要求提升

硅片大尺寸化可以带来三方面的整体降本效果：1）单位时间硅片/电池端的面积 产出增加，节省非硅材料耗用和制造费用；2）组件中电池间缝隙占比减小，节 省单位功率非硅材料；3）组件大型化功率提升，节省与面积相关的光伏系统 BOS 成本。 根据 ISE 位于德国 Brandenburg 的 10MW 电站数据显示，基于大尺寸硅片，组 件、逆变器、人工、配电系统、支架初始等投资成本都能得到降低，其中配电系 统和支架成本下降最为明显，其中 210-665W 版型的降幅可以达到 21.28%和 22.79%，而初始投资成本整体方面可下降 7.42%，对应度电成本 LCOE 可下降 7.68%。

良好的经济性增益使得大尺寸硅片市场份额快速提升，根据光伏业协会数据， 2020-2022 年间 182mm 和 210mm 大尺寸硅片合计市占率由 5%左右提升至 83%，成为绝对市场主流，166mm 以下小尺寸则在加速退出市场。 硅片大尺寸化同样提升了制造技术水平要求，拉晶时硅棒直径越大，径向温差就 会越大，容易引起增殖位错以及单晶失败、断线问题，同时，大直径拉晶会增加 硅棒重量，对生产企业的提拉工艺和后续加工处理技术提出更高的要求。

2.2.3、 薄片化/细线化：降低硅成本，摊薄拉棒非硅，工艺难度加大

光伏行业中将拉晶制成的硅棒加工成硅片采用金刚线多线切割的方法，即通过表 面附着金刚石微粒的钢线在硅棒进行高速往复运动，以线锯的形式切割成片。 硅片薄片化和金刚线细线化都能增加单位长度硅棒所能产出硅片的数量，这样主 要可以达到降低硅片硅成本的效果：1）在对后道电池效率不产生明显影响的情 况下，硅片厚度越薄，单片直接耗用的硅料就越少，2）金刚线线径越细，磨削 损耗掉的硅料也越少；同时，也可以摊薄每片硅片对应的硅方棒非硅制造成本。

在近两年硅料价格高企的促进下，硅片薄片化和细线化推进迅速，根据光伏业协 会数据：2020 年-2022 年，1）P 型单晶硅片平均厚度从 175μm 下降至 155μ m，TOPCon/HJT 所用 N 型硅片平均厚度则从 175/150μm 降至 140/130μm， 2）晶硅线母线直径从平均 48μm 下降至 38μm。即使未来硅料价格回落，我 们预计趋势也不会发生逆转，二者仍会有下降空间。

根据 TCL 中环 2021 年 3 月公布资料，当 G12 硅片的厚度从 180μm 下降至 170/160/150μm 时，下游 A 类电池厂成本降幅可达 0.01/0.02/0.027 元/W，B 类电池厂则可达 0.013/0.025/0.033 元/W，而根据 PV Infolink 数据， 2021Q1 多晶硅致密料均价约 98 元/kg，远低于当前 200 元/kg 左右的水平，降本作用明 显。

我们基于 210 型号硅片，进一步分析细线化/薄片化对硅成本和非硅成本的影响。 首先，我们测算了在不同的金刚线母线直径（30μm -40μm）与硅片厚度（125 μm -155μm）下单公斤方棒的出片数情况：等量的硅片厚度下降与金刚线母线 直径下降带来的出片数增加效果相同，厚度/线径每下降 5/1μm，出片数可增加 超过 1/0.2 片，且随厚度的减薄或母线直径下降，出片数增量会小幅上升。 更直观来看，以厚度 150μm、金刚线母线直径 38μm 情况作为参照，出片数 约 45.9 片，当厚度下降至 140/130μm 时出片数可增加至 48.2/50.7 片，当母线 直径下降至 36/34μm 时出片数可增加至 46.3/46.8 片，当厚度和母线直径同步 下降时（即分别下降至 140μm/36μm，130μm/34μm），出片数可增加至 48.7/51.8 片。

然后，我们测算了不同硅料价格下（含税 70-300 元/kg），不同的方棒出片数（44- 51）对应硅片的硅成本情况：硅料价格对出片数带来的硅成本下降影响较大，在 硅 料 价 格 300/200/100 元 /kg 时 ， 出 片 数 每 增 加 一 片 ， 可 带 来 平 均 0.012/0.008/0.004 元/W 的硅成本降幅，但幅度随出片数的增加略为减少。 具体来看，以硅料价格 300/200/100 元/kg，出片数 45 片为的情况参照，硅片对 应硅成本约 0.611/0.408/0.204 元/W，当出片数上升至 48 片时，硅成本为0.573/0.382/0.191元/W，当出片数进一步上升至51片时，硅成本为0.539/0.360/ 0.180 元/W。

最后，我们还测算了不同出片数下（44-51 片），硅片所分摊的方棒非硅成本情 况：总体来看出片数增加对方棒非硅成本分摊影响较小，随方棒非硅成本增加而 增大，出片数增加 1 片对成本的影响在 0.001-0.002 元/W 之间。 当方棒非硅成本为 40/35/30 元/kg 时，出片数 45 片对应硅成本约 0.087/0.076/ 0.065 元/W，当出片数上升至 48 片时为 0.081/0.071/0.061 元/W，而当出片数 上升至 51 片时为 0.077/0.067/0.057 元/W。

硅片薄片化和金刚线细线化相辅相成共同推进，这也使得切片工艺的难度持续提 高，如对切割时金刚线张力、进线速度等方面的控制需要更为精细，否则可能造 成切片良率过低，线耗过高，反而使得成本增加，因此有利于具备良好技术积累 和应用能力的硅片企业进一步增强竞争优势。

2.3、 石英砂已成关键资源，坩埚成本拉开行业差距

石英坩埚是生产单晶硅棒的必要器件，硅片品质的重要决定因素。光伏单晶硅片 的生产方法为先通过切克劳斯基法（CZ 法）将熔融的硅料拉制出单晶硅棒，然 后切割加工成片，而整个拉晶过程都是在由石英（SiO2）制成的坩埚中进行。

拉晶所用的石英坩埚有着很高的品质要求，主要系光伏单晶硅片的纯度要求达到 99.9999%以上（业内简称 6N），有时可达 9N，同时拉晶时温度一般会达到 1430℃ -1500℃。因此石英坩埚本身必须具有很低的杂质含量，且对高温要有较强的承 受能力，防止软化、开裂、鼓包、塌边等现象，否则将容易造成位错、断线、漏 液等问题，导致成晶率低拉晶失败，石英坩埚本身也是主要的氧杂质来源。 拉晶石英坩埚具有多层复合结构，一般最内层为透明层，厚度在壁厚中占 1/3， 大约 3-5mm，气泡含量较低，外层则气泡含量较高，起到支持石英坩埚变形强 度、保证热源均匀辐射作用。随技术进步，石英坩埚目前已发展出具有透明层、 气泡透明层、外层薄气泡层这样的三层结构，同时也有在最内层涂碱金属（如 Ba） 离子溶液或增加超高纯合成石英的技术，为实现提升品质或优化成本的效果。

单个石英坩埚可用于硅棒拉制的次数有限，使用寿命受品质影响。在当前多次拉 晶技术（RCZ）下，一根硅棒拉制完成后，直接对坩埚中的剩余硅液进行补充填 料即可再次拉晶，因此使用一个石英坩埚可以拉制多根单晶硅棒，但单炉重复拉 晶存在数次上限，其中一个核心原因便是坩埚本身使用寿命有限： 1）析晶层会导致坩埚破裂，高于 1000℃的温度下坩埚外表面 SiO2 分子振动加 速，产生越来越厚的析晶层，达到一定厚度后石英坩埚随之破裂。2）微气泡破 裂会影响成晶率和引入过量杂质，坩埚透明层中的气泡不能完全去除，随拉晶的 进行，气泡会逐步膨胀破裂，导致 SiO2 颗粒等杂质进入熔融硅液，导致位错发 生和污染，而坩埚外层气泡也可能移动至内层。 因此，品质良好的石英坩埚内层的微气泡含量较少，可以有较长的使用寿命。一 般正常 P 型拉晶坩埚使用时间可达到 400 小时以上，N 型则在 250 小时以上， 根据 2022 年 12 月三方数据，单个坩埚可以拉制的 182 硅棒在 8 根左右。 石英砂品质决定坩埚质量，内层原料要求较高。石英坩埚由石英砂加工而成，其 中的杂质、微气泡也都是源于天然石英砂原料，因此坩埚用石英砂也需要具备很 高的纯度：1）各类元素杂质含量需要很低，2）对于造成微气泡的气液包裹体杂 质也需要尽量少，特别是用于内层透明层的石英砂。

按照宽泛的标准，SiO2 含量达到 99.9%以上即可被视为高纯石英砂。根据国内 质量标准，用于光伏坩埚的生产的石英砂 SiO2 含量不能低于 99.99%（4N）， 同时 Al、Ca、Fe 等十三种杂质元素总含量应不大于 25μg/g（ppm），其中会 促使坩埚析晶的 K、Li、Na 碱金属含量总和小于 2.5μg/g。而国际公认的光伏 坩埚行业标准为高纯石英砂龙头尤尼明（现矽比科）制定的 IOTA CG，其对元素 杂质含量要求更为严苛，该标准下的坩埚适合长时间的拉晶生产。另外，人工合 成石英可以达到更高等级的纯度（6N 以上），但本身价格昂贵，且软化点过低， 一般仅可用于最内一个薄层。

优质矿源稀缺，内层坩埚砂依赖于进口。由于高纯天然石英砂是通过石英矿加工 提纯所得，因此需要有良好矿石质量和先进的生产设备及工艺。通过酸洗、高温 等加工处理工艺，石英砂中的许多杂质和气液包裹体都可以被提纯处理掉，国内 部分企业目前也较好掌握了相关技术，但是否具有足够的品质还是取决于石英矿 的特点。 当前来看，石英坩埚内层透明层仍需要使用美国尤尼明或挪威 TQC 公司的进口 高纯石英砂，二者都源于美国北卡罗来纳州的斯普鲁斯派恩矿床（Spruce Pine）， 其独有的白岗岩型高纯石英原料矿，提供了全球 90%的高纯石英砂。中层用砂 方面则可以使用国内石英股份通过海外矿源加工而成的部分石英砂。

进口高纯石英砂供给增量不明朗，紧平衡趋势明显。按目前普遍使用的三层结构 光伏石英坩埚来看，可生产内层用进口砂的尤尼明和 TQC 公司 2022 年总供给 能力大概在 2.3 万吨左右，但扩产增产情况并不明朗，即使扩产也需要 1.5 年左 右的周期。而发现其他合适矿源的不确定性更高，开发周期也更长。若要进一步 增加低品级石英砂在坩埚中使用占比，则将导致坩埚使用寿命的明显缩短。 因此，在硅片需求随光伏终端需求快速增长的背景下，高品质的内层石英砂将持 续呈现紧缺态势。我们根据一些关键假设对全球石英砂供需情况进行测算： 1）全球新增光伏装机在 2022-2024 年为 230-408GW，对应硅片需求 290- 514GW，2）单 GW 硅片生产所需单晶炉 80 台，3）单个石英坩埚内中外层占 比为 3:4:3，石英砂用量为 100kg/只，4）用于 P 型生产坩埚寿命为 400h，用于 N 型生产寿命为 250h，N 型占比 2022-2024 年从 9.7%提升到 57.7%。 根据测算，内层石英砂在 2022-2024 年的需求量为 1.6/2.6/3.4 万吨，仅依靠尤 尼明和 TQC 现有供给能力，将在 2023-2024 年分别出现 0.3/1.1 万吨缺口。另 外，虽然中外层石英砂总体供给尚能覆盖需求，但我们认为实际也可能存在结构 问题，过量的外层砂对缓解坩埚需求帮助较小，而较高要求的中层砂则同样可能 面临供给不足。

石英坩埚价格抬升耗量增加，非硅成本影响越发显著，拉开各企业竞争力差距。 原本石英坩埚在硅片成本中的绝对量和占比都很小，根据三方数据显示，在 2022 年下半年来看坩埚对应的硅片成本仅 1 分/瓦左右。而石英砂在石英坩埚成本中 虽然占绝大部分，但随低价国产砂使用比例的增加也有所下降。

随高品质石英砂不断面临供应紧张，此前石英砂价格已呈现逐步抬升，近期则快 速上行，反映供需矛盾加剧。在 2022 年，即使国产石英砂的价格也从上半年 2.5- 3 万元/吨上涨至年底 4.5 万/吨左右，到 2023 年 3 月则迅速上涨至 7 万元/吨。 坩埚端来看，单个价格在 2022 年上半年维持 12000 元，下半年则上涨至 15000 元，在近期则已经涨至 30000，另一方面，由于高品质石英砂用量的减少，坩埚的使用寿命也受到影响，导致消耗量明显增加。综合来看，目前石英坩埚成本对 应的硅片成本已经达到 3 分/瓦，成为非硅成本中占比最大的项目，若供给偏紧 进一步加剧则还有可能继续抬高。

对于部分硅片企业，在当前优质坩埚供给紧张、成本快速上升的背景下，在成本 端有机会再与其他企业拉开差距，实现成本竞争力的进一步增强，特别是综合实 力优秀的龙头企业，主要依靠：1）良好拉晶技术积累，可以将同样品质的坩埚 使用更长时间，2）高品质坩埚供应保障较强，能较好掌控进口石英砂资源。 另一方面，从行业格局来看，虽然近两年产能扩张较快新进入者较多，但综合产 能利用率和成本因素考量，硅片企业对坩埚和石英砂资源的把控能力较大程度决 定了企业实际生产出货和进一步扩张能力，竞争有可能向更为有序方向发展。

3、坚定践行工业 4.0 战略，铸就硅片先进制造优势

3.1、多年半导体领域积淀，打造工业 4.0“智慧工厂”

半导体硅片品质与工艺要求极高，建立深厚“know-how”积淀和行业经验。光 伏单晶硅片的基本生产方法来自于半导体产业，但在半导体领域中，出于对下游 集成电路或其他器件产品的可靠性保证，硅片方面的品质性能要求非常高，例如： 1）半导体硅片纯度标准要求为 99.999999999%（11N）以上，而光伏硅片纯度 要求较低，2）表面平整度、光滑度需要控制在 1nm 以内，对洁净度的要求也较 高，3）点缺陷、位错等晶体缺陷尽可能少等。 因此，半导体硅片生产在原材料、工艺等方面的要求也更高，如需要使用杂质浓 度更低、载流子寿命更高的电子级多晶硅料，拉晶过程中对熔体温度、提拉速度 及籽晶/石英坩埚转速良好控制，加工过程中还需要用到研磨、抛光等精细工艺。 公司作为历史悠久的国内半导体硅片主要生产企业，长年积累了大量知识、技术 与工艺经验，成为光伏制造领域“know-how”的重要基石，对行业发展和管理特点也有着深刻理解。

不断践行工业 4.0，结合创新技术，向柔性化“智慧工厂”升级。公司自 2015 年 开始推进以“智能工厂”“智能生产”和“智能物流”为主题的工业 4.0 制造体 系，建立具有自动化、标准化、信息化、数字化、智慧化特点的生产模式。 公司结合不断完善的制造工艺定式，持续开发“Deep Blue”AI 学习模型作为工 业 4.0 的重要核心，打造“黑灯工厂”、形成“柔性化制造能力”、实现“人力 赋能”，向具有低成本和大规模个性化制造能力的“智慧工厂”升级。 1）在“黑灯工厂”中，从原材料到最终成品，所有的加工、运输、检测过程均 无需人工操作，智能化的设备可实现高效、实时、自动运行，产线生产状态数据 细节也将被实时监控，可随时做出预警和调整。 2）“柔性化制造能力”可体现为通过中央信息处理，使得每台设备按照最优化 工艺运行，同时能与客户协同合作，凭借大规模工艺配方自由切换的能力，满足 其定制化、差异化的需求，实现硅片 Totalsolution 产品供应体系。 3）“人力赋能”方面，低价值重复性劳动被智能化设备所解决，技能人才的 KnowHow 沉淀成为核心，一线员工掌握智能化技术和思考方式，集体向工程师转型，而人才队伍也将被打造成“橄榄型”结构，中坚骨干团队更加年轻化、专业化。

工业 4.0 强化“大尺寸、薄片化、N 型”硅片制造优势。生产大尺寸、薄片化硅 片本身要求制造水平的提高，公司作为 G12 大尺寸硅片的引领者，通过 G12 技 术平台与工业 4.0 产线的深度融合，实现了技术优势的协同强化。对于产品品质 和差异化要求更高的 N 型硅片，按具体参数规格可达百余种以上，公司凭借本 身的半导体基因结合工业 4.0 制造体系，则在技术、成本和客制化方面能形成强 大优势。从 2021 年来看，公司 G12 硅片和 N 型硅片全球市占率皆为第一。 “智慧工厂”更有利全球化生产布局。基于工业 4.0 打造的先进“智慧工厂”具 有较强的可复制性，能够较容易地将已经形成的工艺技术优势迁移，并在不同环 境下良好适应，更有利于全球化的生产能力布局，特别是对于人力成本较高、法 律规范较为严格的发达国家地区。

3.2、赋能提效成果斐然，成本领先行业翘楚

生产效率全面提升，达成“333”成本领先目标。制造体系工业 4.0 的推进，从 实际效果来看已经为公司带来了生产效率、品质良率和人均劳动生产率的全面提 升，也帮助公司取得了显著的成本优势。公司在 2022 年实现了“单公斤硅料成 本领先 3 元以上，单公斤开炉成本领先 3 元以上，圆棒单位公斤出片数领先 3 片 以上”的目标。

（1）拉晶环节：单炉月产突出，人机配比大幅领先，原材料运用能力强

基于“工业 4.0”打造的智慧工厂和领先拉晶技术，公司单晶炉单炉月产出可较 行业水平领先 25-30%，我们预计主要系单炉投料量更大，同一坩埚拉棒时间更 长，拉棒断线率更低、硅料损耗更小等原因，而能够更长时间利用坩埚的优势在 供应紧张的局面下将更为突出。假设按照单炉月产能一般 1MW 来计算，公司单 台单晶炉全年可多生产3MW以上产品，单GW所需炉台数也能减少接近20台。 另一方面，公司单人可同时管理 384 台设备，人机配比较同行业提升 200%，劳 动生产率领先 78%。

此外，在硅料使用方面，公司凭借对半导体材料制造的深厚技术积累，即使利用 低品级硅料也可以制作出相对良好的硅片产品，因此在采购成本方面也能获得一 定优势。参考近期公开价格，多晶硅菜花料可较致密料低约 4 元/kg，而颗粒硅 则较复投料低约 14 元/kg，因此我们简单测算当低品级硅料用量占比提升 10%， 硅料采购成本可降低约 0.9 元/kg。

（2）切片环节：细线化、薄片化引领行业，劳动生产率优秀

公司为国内最早采用金刚线切割工艺的硅片企业之一，本身长年的技术积累结合 工业 4.0 加持，在硅片薄片化和金刚线细线化方面持续引领行业： 1）减薄方面，在 2021-2022 两年间，公司平均硅片厚度已经从 175μm 减至 150μm， 2022 年内减薄 10μm，对于 165/160/155/150μm 等厚度规格，公 司一直都先于行业进行推广，对于 130/110μm 领先厚度的 N 型硅片，公司同 样率先进行了报价。2）细线化方面，公司 2022 年使用的金刚线线径较行业领 先 5-8μm，而根据其主要供应商原轼新材公开信息，公司近年来在领先行业的线径方面一直不断推进。 同时，高水平的良率是公司推进大尺寸、薄片化、细线化的基础，公司在 2020 年已经能做到 210 硅片规模化生产良率 95%，到 2021 年时则已实现 210 产品 良率 97%以上，整片率 98.5%以上。此外，2022 年公司还在切片环节整体劳动 生产率方面领先行业 48%。

4、上游端战略布局深远，供应链竞争力卓著

4.1、战略伙伴长期共进，龙头优势保障高品质坩埚供应

发挥自身龙头地位优势，拥有可靠长期战略供应商，快速扩张下石英坩埚无虞。 公司长期深耕硅片领域，拥有深厚的行业经验与洞见，因此在高品质石英坩埚紧 缺对行业产生较大影响时，公司仍能凭借自身规模优势和与战略合作伙伴长期紧 密关系，保障自身的使用和扩产需求。 欧晶科技是公司石英坩埚的核心供应商，按照双方协议供应公司不低于 50%的 需求。欧晶科技在 2022 年已经拥有每年 12 万只以上的石英坩埚供应能力，并 与进口高纯石英砂主要供应商尤尼明（现西比科）建立了多年合作关系，在 2019 年也与北京博雅（西比科中国代理商）和石英股份签订了五年战略合作协议，保 障高纯石英砂供应的长期稳定。 公司自 2011 年欧晶科技设立以来一直与其合作至今，作为第一大客户，近几年 采购额占欧晶科技销售额比重基本都在 90%左右。实际在欧晶设立之初，公司 就是出资方之一，到 2018 年时公司才将所持有的股份完全转让，可以说为欧晶 科技的发展提供了重要的支持，双方的战略合作关系非常深厚。

晶盛机电则是能为公司保障石英坩埚供应的另一家长期战略合作伙伴，其控股的 美晶新材料（持股 57.84%，筹划分拆上市中）通过持续扩产已拥有每年 25 万 只坩埚的生产能力。晶盛机电本身是公司单晶炉等硅片设备的主要提供商，与欧 晶情况类似，公司也是其长年的第一大客户，双方拥有十余年的合作历史，此外 晶盛机电还是中环子公司中环领先的参股方之一。

另一方面，公司本身也凭借自身地位锁定了海外石英砂企业 35%的产出，在原 材料的保障下，公司可进一步实现与欧晶、晶盛等坩埚供应商的双赢。

4.2、协同参股携手硅料龙头，主要原材料布局稳健

与协鑫科技相互战略参股，控股股东加码合资颗粒硅技术产能。公司对于主要原 材料硅料也在较早时期就进行了战略布局，特别是与硅料行业前二龙头企业协鑫 科技建立战略协同，在后来硅料供应产生瓶颈、价格高企时，无论在采购端还是 成本端都起到了积极作用。 公司于 2017 年出资入股江苏中能硅业（协鑫科技全资子公司）的新疆协鑫多晶 硅料项目，项目建成后产能达到 6 万吨，当前仍有 27%持股。同时协鑫科技也 参股投资了中环在内蒙的硅片生产核心子公司中环协鑫（内现中环晶体），目前 仍通过旗下子公司持有约 16.04%的股份，二者形成良好上下游协同。 随产业扩大，公司现控股股东 TCL 科技于 2022 年 4 月参股投资协鑫科技呼和 浩特 10 万吨颗粒硅项目及 1 万吨电子级多晶硅项目。颗粒硅作为光伏多晶硅料的一种技术路线，所用烷流化床法具有能耗更低、成本更低等优势，在品质提升 方面已不断取得下游主流客户验证，有望为公司带来进一步硅料供应保障优势。 同时，公司与通威、大全等其他硅料行业龙头，也有着长期良好的合作关系。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）