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來自時代的共振

這一輪顆粒硅的異軍突起，是宏觀政策、行業(yè)環(huán)境和技術突破的共振的影響。

首先，在政策層面上，“碳中和”已經(jīng)成為國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心目標，能耗更小的顆粒硅具備了政策上的發(fā)展?jié)摿��?yōu)勢。

一直以來，硅廠是知名的耗電大戶，電費是太陽能級多晶硅的重要成本。

在通威股份2020年報中，電費占據(jù)太陽能級多晶硅39．54％的產(chǎn)品成本。而根據(jù)亞洲硅業(yè)招股書，其在2020上半年，電費占采購金額的53．35％。也正因此，大型硅料廠往往分布在內(nèi)蒙古、新疆等電價較低，以及四川、云南等水電資源豐富的區(qū)域。

據(jù)《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》數(shù)據(jù)，目前改良西門子法硅料綜合電耗達每公斤60－70度，未來隨著技術發(fā)展，有望下降至50－60度，盡管整個產(chǎn)業(yè)仍有下降空間，但與顆粒硅相比已然還是太貴了。

一般而言，顆粒硅的綜合電耗僅為每公斤30－40度。而根據(jù)保利協(xié)鑫的公告，其顆粒硅產(chǎn)品電耗每公斤已降低到了18度以下，相較于改良西門子法電耗降低約三分之二。低電耗自然帶來更低的碳排放，這在碳中和的大環(huán)境下是難得的優(yōu)勢。

其次，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，也讓顆粒硅有了一定競爭力。

目前，硅廠主要在直拉式單晶爐中生產(chǎn)單晶硅：將硅料和摻雜劑在坩堝中融化為液體，然后通過具有固定晶向的單晶硅籽晶提拉制備為單晶硅。

隨著單晶硅棒多根拉制技術發(fā)展，一個坩堝已經(jīng)可以拉制多根硅棒，但在拉制過程中卻需要間歇或連續(xù)加料，導致廠商對流動性更好的復投料需求增大。

顆粒硅往往是被當做輔料與西門子法小塊料摻雜使用，摻兌比例一般不超過10％－20％，但這一比例有持續(xù)提升的趨勢。

從去年以來，硅料供應緊缺，也讓顆粒硅企業(yè)加速了對顆粒硅產(chǎn)品的推廣。

2020年疫情影響疊加部分廠商事故，多晶硅料產(chǎn)能不足以應對下游高漲的擴產(chǎn)需求，硅料價格持續(xù)上漲。在硅料供不應求的情況下，顆粒硅的質(zhì)量劣勢被削弱，保利協(xié)鑫加大了推廣力度，其顆粒硅產(chǎn)品已被眾多下游廠商所采用。

最后，則是顆粒硅產(chǎn)品在質(zhì)量上的進步，雜質(zhì)不斷減少，其與傳統(tǒng)硅片的差距正在縮小。

數(shù)據(jù)顯示，目前保利協(xié)鑫和天宏瑞硅顆粒硅產(chǎn)品基本滿足流化床法顆粒硅特級標準，在施受主雜質(zhì)濃度、碳氫氧濃度、金屬雜質(zhì)濃度上均已達到太陽能級多晶硅特級國標要求。

來源：天風證券

顆粒硅崛起，絕非單一維度的爆發(fā)，而是由時代所帶來的共振。

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革命還是空夢？

現(xiàn)在的顆粒硅只是摻雜使用，是塊狀硅料的有益補充。而一旦顆粒硅被大量采用，或許將掀起光伏行業(yè)第三次革命。

這種革命將最先體現(xiàn)在單晶硅制備環(huán)節(jié)。

單晶硅生長速度緩慢，同時需要穩(wěn)定的熱動力環(huán)境，這就導致單晶制備環(huán)節(jié)效率較低。以前單晶硅分批拉制，一個坩堝只能拉制一根晶棒。后來為了提升效率，行業(yè)發(fā)展出復投拉晶技術（RCZ），每次拉制完硅晶棒以后保持坩堝高溫，繼續(xù)加料熔化，用于下次晶棒拉制。

很明顯，這一技術效率并不高。因為隨著單晶拉制，硅溶液液面持續(xù)下降，單晶硅生長速度越來越緩慢。同時，為了保持穩(wěn)定，單晶拉制期間不能加料。這一難題，已經(jīng)成為制約光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的最大短板。

目前，解決這一難題的重要突破方向即是連續(xù)加料直拉技術（CCZ）。

CCZ可以通過連續(xù)加料，保持硅溶液含量一致，節(jié)省拉制時間，提升拉制效率，同時保持硅溶液各成分濃度一致，提升單晶質(zhì)量。

制約CCZ技術發(fā)展的核心問題之一即在于復投料選擇。復投料必須破碎成小粒，但目前業(yè)內(nèi)大多破碎方式原始且成本較高，但顆粒硅的應用正好能夠解決這一問題。

一旦顆粒硅獲得普遍認可，連續(xù)投料技術即有望實現(xiàn)，這將大大提升單晶拉制效率，可以稱得上是光伏行業(yè)的第三次革命。

但目前來說，顆粒硅想要得到行業(yè)普遍認可，還有很長一段路要走。

核心還是質(zhì)量問題。雖然協(xié)鑫和天宏顆粒硅產(chǎn)品在雜質(zhì)指標上已經(jīng)媲美太陽能特級多晶硅，但和改良西門子法的多晶硅產(chǎn)品仍然差距較大。

近年來，隨著光伏電池的迭代和發(fā)展，行業(yè)對原材料多晶硅品質(zhì)的要求也在不斷提升。

幾年前，PERC電池片取代了AI－BSF的傳統(tǒng)P型電池，電池效率快速提升至接近23％，與此同時，過去使用太陽能三級料就能滿足需求，而現(xiàn)在的PERC電池則需要使用太陽能特級料和電子三級產(chǎn)品。

未來，隨著TOPCon、HJT等技術的不斷發(fā)展，轉(zhuǎn)換效率更高的N型電池片進入應用，對上游多晶硅材料的品質(zhì)要求也更高，基本上可以確定的是，N型電池片必須使用電子二級以上的多晶硅原料，與半導體集成電路使用的電子一級標準接近。

這就對顆粒硅的質(zhì)量提出了更高的要求。目前主要顆粒硅企業(yè)量產(chǎn)產(chǎn)品均達到太陽能特級產(chǎn)品，未來驅(qū)動顆粒硅行業(yè)發(fā)展的關鍵動力即在于質(zhì)量提升。

此外，行業(yè)對顆粒硅能否應用至N型硅片，尚未達成一致認可。

據(jù)保利協(xié)鑫半年報，全球主要下游廠商均全面通過顆粒硅拉晶測試，金屬含量、碳含量、施受主雜質(zhì)均達到N型用料標準，也能滿足電子級多晶硅要求，但最終結(jié)果如何尚未可知。

顆粒硅正處于商業(yè)化起步階段，如果其質(zhì)量能夠?qū)崿F(xiàn)繼續(xù)提升，那就能夠?qū)Ω牧嘉鏖T子法多晶硅產(chǎn)品實現(xiàn)更大比例的替代，甚至引發(fā)第三次光伏革命。但如果質(zhì)量瓶頸難以突破，那就注定只能是一場空夢。