2023年中国单晶硅行业发展现状：产业向高质量发展，国产替代趋势明显[图]

单晶硅王秋霞 2023-11-26 09:32 来源：

内容概要：单晶硅片作为光伏、半导体等行业最为重要的原材料之一，在全球低碳、智能发展趋势的推动下，行业内龙头企业凭借先进制造工艺占据较大的市场份额，行业集中度逐渐提升，产业规模不断扩大。2022年，我国单晶硅片市场规模为530.11亿元，同比增长15.31%。

关键词：单晶硅、光伏电池、发展现状

一、上游产业发展增速放缓，原料供应趋紧

单晶硅即硅的单晶体，是一种较活泼的非金属元素，通常是硅原子以一种排列形式形成的物质。单晶硅生产纯度要求较高，具有基本完整的点阵结构，具备良好的半导体性能，被广泛应用于半导体器件、太阳能电池、芯片制造等领域。石英砂的主要成分是氧和硅，首先将石英砂与含碳元素的煤、焦炭、木屑等一起在电弧炉中加热至2100°C左右，将硅从石英砂中还原出来，得到含有约2%杂质的冶金级硅，纯度较低。其次将冶金级硅与氯化氢气体在流化床反应器中混合，得到三氯化硅，再混入氢气经过加热反应去除氯气，得到块状多晶硅，纯度高达99%。最后，将块状多晶硅再次加热熔化并置于惰性气体环境中，并使用钨丝悬挂硅晶种探入熔融硅中，将单晶硅体缓慢从溶液中拉出，从而得到纯度极高的单晶硅棒。为满足制作电池、芯片等细小零部件，还需将单晶硅棒切割成为几毫米的薄片，以控制产品厚度及重量。该单晶硅的制作方法被称为切克劳斯基法，因制作成本相对较低而被广泛采用。

单晶硅上游为生产原材料石英砂，以及用于还原、提纯等工艺的反应设备、特种气体、煤炭等；中游为不同纯度、不同形态的单晶硅棒或单晶硅片；单晶硅的下游应用领域较广，例如组成太阳能电池应用于光伏产业，或组成集成电路应用于航空航天、汽车、通讯技术等产业。

高纯石英砂具备耐高温、高度绝缘等特性，是高端制造业不可或缺的优质原材料，随着光伏发电、半导体等新兴产业迎来高速发展时期，高纯石英砂市场需求不断增长。2022年，我国高纯石英砂市场规模为68.37亿元，同比增长28.44%。高纯石英砂应用领域广泛，在电子信息技术快速发展的环境下，市场规模有望进一步扩大；但不同细分市场对石英砂的纯度、形态要求不同，使高纯石英砂生产工艺繁琐复杂，行业进入壁垒较高，产能扩张受限。预计到2023年，我国高纯石英砂市场规模为74.69亿元，较2020年同比增长9.24%。高纯石英砂作为生产单晶硅的直接原料，其市场规模现状直接影响到单晶硅的产量，从而间接影响我国新兴产业发展。

含碳元素的原煤等物质性能稳定，行业发展较为成熟，是将硅从石英砂中还原出来的重要辅助材料。由于全球疫情及国际形势严峻的影响，俄罗斯、乌克兰等国原油、天然气供应减少，全球煤、油、气价格走高，我国煤炭开发力度加大。2023年前三季度，我国原煤产量较2022年同期增长3%至34.42亿吨。此外，煤炭等不可再生能源供能成本骤增，短期矛盾与长期积累的深层次问题相互叠加，电力安全、供应链安全问题苗头显现，推动我国加速布局光伏等新能源发电战略，填补能源供需缺口，单晶硅市场需求持续增加。

相关报告：发布的《中国单晶硅行业市场供需态势及发展前景研判报告》

二、市场规模持续扩大，产业向高质量发展迈进

在全球经济发展放缓的大背景下，我国光伏产业高速发展，行业规模持续增长，景气指数较高。游需求拉动我国单晶硅需求市场上涨，光伏单晶硅片、半导体单晶硅片等产品供不应求，吸引大量的企业和资本涌入，原有企业加速扩产项目建设，单晶硅新增产能持续提升。2022年，我国单晶硅片产能同比增长59.58%至650.3GW，增速较快。2023年以来，我国聚力重点产业链提质增效，致力于新兴产业高质量发展，单晶硅产业出现结构性产能过剩，低端产品迭代速度加快。单晶硅产业内具备全球化综合竞争力的企业将加大增产项目的投资，以在产业链利润重新分配过程中牟取更多的收益，我国单晶硅产能有望进一步提升。

随着社会经济步入常态化发展阶段，我国光伏发电、电子信息等高新技术产业步入又一个高速发展时期，面对产业周期及未来市场的不确定性，我国各产业向高质量发展过渡，提升综合竞争力，增强抵御风险能力。单晶硅片作为光伏、半导体等行业最为重要的原材料之一，在全球低碳、智能发展趋势的推动下，行业内龙头企业凭借先进制造工艺占据较大的市场份额，行业集中度逐渐提升，产业规模不断扩大。2022年，我国单晶硅片市场规模为530.11亿元，同比增长15.31%。目前，我国高性能单晶硅产品在国内占据主流地位，中低端产品市场竞争力下降，同时，单晶硅行业的消费群体进一步扩大，对品质要求进一步提升，推动我国单晶硅行业市场规模继续保持良好的发展趋势。

我国单晶硅产业发展相较于发达国家起步较晚，但行业发展速度远超世界平均水平，产品性能较高，品质较好，部分优质产品畅销海外，市场占有率迅速提升。我国单晶硅产品出口量远低于进口量，是单晶硅行业出口大国，2023年前三季度，我国单晶硅产品出口量为6.88万吨，其中单晶硅片出口量达56.84亿片，是亚洲主要的单晶硅出口国，出口金额达45.29亿美元。中国内陆自主生产单晶硅产品以小尺寸单晶硅片为主，大尺寸单晶硅片制作对技术工艺要求更高，高质量产品产出率低，生产成本更高，全球大尺寸单晶硅片生产技术仍掌握在少数发达国家手中，中国大尺寸单晶硅片依然严重依赖进口。2023年前三季度，我国单晶硅产品进口量为0.39万吨，其中直径＞15.24cm的单晶硅切片进口量达1.69亿片，占总进口量的87.7%，进口总金额为18.81亿美元。未来，高质量、大尺寸的单晶硅材料仍是我国技术发展的重点突破方向，持续增大单晶硅圆片尺寸，以刻制更多集成电路，降低芯片制造成本，提升国产芯片综合竞争力。

三、市场需求不断增加，国产替代趋势明显

全球能源结构转型深入推进，太阳能利用技术获得长足发展动力，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。在我国节能减排的发展战略下，太阳能发电等光伏产品应用率逐渐提升，产业逐渐由居民生活向工业生产渗透，市场规模逐渐扩大。2023年前三季度，我国太阳能电池产量为38428.3万千瓦，较2022年同期增长63.2%。继我国高质量发展以来，高新技术及新兴产业在我国东部和沿海地区发展迅速，市场占比不断扩大，我国布局引导产业向中西部转移策略，推动地区重点产业布局调整，以带动中西部地区城镇化进程加快。我国中西部地区地广人稀，且平原山脉地区较多，便于推进大型太阳能发电项目并网投产，实现规模化发展；同时，为资源密集型、劳动密集型产业向中西部转移提供能源动力，促进产业降本增效，节能减排。单晶硅的利用是太阳能电池发展至关重要的一环，目前，国外发达国家太阳能发电技术逐步成熟，我国正逐步由理论向实际应用过渡，市场需求量增大。

集成电路是一种微型半导体电子器件，其经过氧化、光刻等制造工艺，将电路所需的半导体、电阻、电容等元件焊接在硅片上，封装在管壳内成为具备一定功能的微型器件。目前我国集成电路产业发展已经具备一定的历史周期，广泛应用于各类电子产品中，促进我国电子信息技术向小型化、智能化、可靠化发展。集成电路作为信息产业的基础与核心，行业发展对经济建设、社会发展和国家安全具有重要的战略意义。近年来，为摆脱国际发达国家对我国芯片制造的强势制约，我国集成电路产品研发、优化进程加快，解决“卡脖子”技术问题，国产替代持续推进，集成电路市场规模持续扩大。但伴随着电子产品更新迭代速度加快，产品差异化竞争力下降，消费者换机周期拉长，促使电子产品产量普遍下滑，上游集成电路供过于求，去库存需求增加，产能下滑。2023年前三季度，我国集成电路产量为2447.2亿块，较2022年同期下降-2.5%。