光伏产业及光伏石英坩埚行业发展情况
思瀚产业研究院 美晶新材    2024-04-01

（1）光伏产业发展情况

近年来，全球对清洁能源需求逐步提升，光伏发电作为目前最有竞争力的新兴可再生能源产业之一，其清洁高效及可持续利用的特点使得各国都先后投入至该产业的开发与利用中。同时，受到国际冲突和地缘政治影响，引发石油、天然气等传统能源发生供应危机，越来越多的国家将可再生能源上升到国家战略，纷纷出台政策制定清洁能源发展目标。随着光伏产业技术的逐步成熟与进步，在经济复苏、政策支持和技术进步等因素的驱动下，全球光伏产业持续发展。

Trend Force 预计 2023、2024 年全球光伏新增装机将分别达到 411GW、474GW。下游需求的快速增长为光伏石英坩埚行业带来了良好的发展机遇。

2023 年 6 月，国家能源局发布《新型电力系统发展蓝皮书》，明确提出新型电力能源替代的时间节点和发展路径，随着“双碳”战略的持续推进，中国光伏产业在技术和规模上持续加强其在全球的核心竞争优势。据国家能源局统计，我国 2023 年光伏新增装机 216.88GW，同比增长 152.04%。

（2）光伏硅片发展情况

近年来，受下游电池制造、装机、电站建造行业持续放量带动的市场需求提升以及“碳达峰”“碳中和”等行业鼓励性政策的积极影响，光伏硅片产量呈现持续增长态势。预期未来硅料价格将维持低位，并且伴随着下游产业持续放量，光伏硅片产业将进一步扩张。

我国光伏硅片产销量已在全球市场占据主导地位，根据 CPIA 数据，2022年中国光伏硅片产量达到 357GW，同比增长 57.55%，预计 2023 年产量将达到457GW。同时受我国对相关技术保护性政策影响，未来国产光伏硅片及上游耗材在全球市场的份额和竞争力将进一步提升。

目前我国光伏硅片制造技术世界领先，可利用技术优势进一步扩大在全球光伏硅片市场的占有率，进而带动对光伏石英坩埚需求的扩张。

（3）光伏石英坩埚发展情况

光伏行业的持续发展也带来了耗材需求量的快速增长，石英坩埚就是其中的典型代表。石英坩埚是单晶硅生产中需求数量大且价值高的耗材。近年来，我国石英坩埚技术水平快速进步，在坩埚尺寸、纯度、拉晶时间和拉晶次数等方面均取得显著进步。

根据海通国际证券预测，2025 年光伏石英坩埚需求量将从 2022 年的 59.17万只增长至 159 万只，年复合增长率达到 39.03%。

根据中金公司的研究报告预测，2023-2025 年，全球光伏石英坩埚市场空间分别为 118 亿元、153亿元及 199亿元，年复合增长率达 29.86%。

目前我国光伏石英坩埚产业在全球居垄断地位，主要市场参与者包括美晶新材、欧晶科技、裕能石英、锦州佑鑫等。

从技术水平来看，目前国内市场主流光伏石英坩埚的尺寸为 28-36 英寸，以发行人为代表的少数行业领先企业已经可以生产出 42 英寸石英坩埚。行业部分头部企业高品质石英坩埚的寿命可达到 400 小时以上（发行人的光伏石英坩埚使用寿命已突破 500 小时），而受制于内层用高纯石英砂进口量及坩埚加工工艺，国内部分厂商生产出的石英坩埚寿命约为 300-400 小时。

（4）光伏石英坩埚行业发展态势

①N型电池取代 P型电池，对石英坩埚技术指标要求提升

光伏电池根据制备技术的差异区分为 P 型电池和 N 型电池。N 型单晶电池由于效率提升潜力巨大，将成为接力 P 型电池、推动发电成本继续下降的下一代主流电池，市场份额将逐步占据主导。根据 InfoLink 预测，2024 年 N 型TOPCON 电池的市占率或将大幅提升到 64%左右，前景十分广阔。

生产要求上，相比 P 型硅片，N 型硅片对于控碳、含氧量和纯度要求更高，因此对石英坩埚杂质含量、微气泡含量等性能要求进一步提升。耗材使用上，由于 N 型硅片相对 P 型硅片对于辅材的纯度要求更高，一个石英坩埚通常可以制备 6 根 P 型单晶硅棒，而 N 型单晶硅棒只能制备 4-5 根，因此生产 N 型硅片对坩埚的需求量更大，出于降低耗材成本以及更换坩埚产生的能耗支出考虑，N 型硅片厂商更加倾向于使用持续拉晶时间更长，拉晶次数更多的高品质石英坩埚。

下游企业可以明显降低耗材成本以及减少更换坩埚时产生的能耗支出。品质较低的石英坩埚使用量的减少也可以提高整个光伏行业对于石英砂的使用效率，实现全产业链降本增效。

综上，下游行业的技术更新对于能够生产高品质石英坩埚的头部企业而言将会是一次有利的市场发展机遇。

②大尺寸化石英坩埚将是未来技术的发展方向

光伏产业存在“降本增效”的产业逻辑。从效率和成本两个方面来看，大尺寸硅片相较于普通硅片都具备显著优势，能帮助产业下游的电池制造、组件生产和电站建设降本增效。在增效方面，大尺寸硅片可以提升电池功率，优化组件设计，从而提高组件效率。在降本方面，随着单片组件的功率和效率提升，大尺寸硅片将降低电池制造及电站建设中支架、汇流箱、电缆、土地等成本，摊薄单瓦成本。此外，大尺寸硅片还可以使硅片、电池和组件的产量提升，也能使单瓦生产成本下降。

在技术的发展以及降本增效的要求下，大尺寸化已经成为光伏硅片技术升级的主要方向。光伏硅片尺寸已从上世纪八十年代的 100mm 增大到现在的182mm 和 210mm，大尺寸硅片的市场占比也不断增加。根据 CPIA 统计，2022年 182mm+210mm尺寸光伏硅片市场占比已提升至 82.8%；到 2030 年，210mm硅片的市场占有率将达到 65%以上。

大尺寸石英坩埚不仅能满足光伏硅片对尺寸的生产要求，还能有效节省硅片的生产时间，因此大尺寸化也成为石英坩埚领域未来发展的大趋势。目前国内市场用于光伏领域的 36/37 英寸石英坩埚占比正逐渐上升，包括发行人在内的少数行业领先企业已经可以生产出 42 英寸石英坩埚。

③高品质长寿命坩埚可以有效降低下游客户的非硅成本

降低非硅成本成为硅片生产厂商实现盈利的重要手段。石英坩埚是生产所需的核心耗材，如硅片生产厂商使用低品质石英坩埚将从以下方面增加其非硅成本：A.低品质石英坩埚持续拉晶时间短，拉晶次数少，需要频繁更换石英坩埚，浪费有效生产时间，降低生产效率；B.每次更换石英坩埚后，需要重新投料并将硅料升温至 1,500℃以上进行熔化，升温过程消耗大量能源，产生额外能源支出；C.低品质石英坩埚杂质过多易导致拉晶断裂，投料报废，产生硅料浪费，若出现漏硅损坏热场，造成的损失更为巨大。

因此，光伏硅片生产厂商采购持续拉晶时间长、拉晶良率高、杂质及气泡含量低的高品质石英坩埚是降低非硅成本的重要手段之一，也是光伏石英坩埚的未来发展方向。