内层石英砂在未来二年的中期维度内将成为产业链瓶颈

一、关于光伏坩埚使用石英砂基本概念

1. 光伏坩埚使用石英砂分类介绍

（1）光伏坩埚使用石英砂主要矿石来源有：国产矿，美国矿，非美国矿之外的进口矿（主要来自于印度，石英股份接近全包垄断）。

（2）光伏坩埚用石英砂分为内、中、外层，其中内层主要使用美国矿砂、中层使用印度矿砂、外层使用国产矿砂。

（3）由于印度矿砂主要被石英股份接近全包垄断，所以石英股份进口印度矿石后在国内进行提纯，这部分提纯后的石英砂非进口高纯石英砂，而是成为了国产石英砂与国产高纯石英砂。印度矿砂经过在国内提纯之后，主要使用范围在坩埚中层，另有约5%总产量占比（由于印度矿越开越深，纯度也出现随之提升，明年预计提升到10%）的高纯石英砂也可作为内层坩埚使用（主要使用范围在小尺寸，或者内层掺杂使用）。目前印度矿石开采量较大，扩产积极性较高，供应不会成为瓶颈。

（4）国内石英矿砂经过提纯之后，主要使用在坩埚外层，国内矿砂开采扩产很快，供应更不可能成为瓶颈。

（5）美国矿砂是目前全球发现的唯一花岗岩石伴生的石英脉矿，目前此矿美国尤尼明、挪威TQC独有（二家共矿开采），此矿优点除了纯度相对较高之外，做内层砂使用时不易产生气泡，成为现阶段使用美国矿砂做石英坩埚内层事实上最优解。

（6）石英矿石经过筛选与提纯之后，成为光伏坩埚使用的高纯石英砂，目前国内提纯技术与工艺已经达到国外最先进水平，国内也可以承接国外大厂石英砂提纯代工业务。因此，矿石来源是区分外、中、内层砂的主要差异，而非由提纯生产工艺所决定。

因此，以下几个概念必须需加以区分：石英砂不等同于国产高纯石英砂、进口高纯石英砂；国产高纯石英砂不等同于进口高纯石英砂；进口高纯石英砂专指进口用美国矿石提纯后的内层专用高纯石英砂。

2. 关于石英砂与热场、坩埚、良率、非硅成本、寿命问题

（1）由于度电成本始终贯穿光伏产业链发展的第一性原理，光伏硅片不断大尺寸化演进已经成为降本增效的最有效措施之一，预计今年182&210大尺寸占比90%，已经成为市场绝对主流，明年预计占比将进一步提升至95%以上，小尺寸事实上已经成为落后与淘汰产能。

（2）大尺寸硅片在拉晶过程中需要配套更大尺寸热场32~40英寸，尤其从去年开始投产的拉晶新产线坩埚热场普遍配套32寸及以上大尺寸，热场与配套坩埚越大拉晶效率越高，生产效率越高，单瓦成本越低，投入产出比越高。其中通过落后产能升级182拉晶热场最低限度也需要配置28寸及以上热场，不同尺寸规格的热场需要配套同等比例尺寸的石英坩埚。

（3）由于印度矿随着开采深度不断提升，开始出现纯度也随之明显提升的现象，目前印度矿经过提纯之后的高纯石英砂在纯度指标上已经高于进口美国高纯石英砂，但是为什么还不能作为替代大尺寸坩埚内层石英砂使用？

印度矿经过提纯之后的高纯石英砂虽然在纯度指标上比美国矿砂还要高，但是另一项关键指标在坩埚使用过程中会出现大量的气泡，而大量气泡出现将会导致高温下的大尺寸坩埚出现局部塌陷现象发生，进而引发质量安全生产事故。

因此，目前只有美国矿砂经过提纯之后的高纯石英砂除了纯度符合要求之外，同时在另一项关键指标气泡数量也达到了符合技术安全性容忍度范围之内。

（4）182&210去年新投入晶体生产线，所配套使用坩埚尺寸普遍在32寸及以上；部分落后产能升级改造为182晶体产线，所配套使用坩埚尺寸至少是28寸及以上；24寸及以下可以使用印度矿提纯之后的高纯石英砂作为内层。

（5）如果因为美国进口石英砂过度紧缺，182&210大尺寸热场一旦普遍开始更换使用石英股份印度矿经过提纯之后的高纯石英砂作为内层砂使用，这时期改用大量24寸坩埚会导致什么现象出现？

假设原有28寸热场及配套坩埚原来单炉能拉5根，现在改用24寸热场与配套坩埚就会出现少拉1根，单位产出减少了20%；32寸热场及坩埚原来单炉能拉6根，现在改用24寸热场与配套坩埚就会出现少拉2根，单位产出减少33%。这将导致生产效率大幅度下降，出现大马拉小车现象，投入产出比严重下降。此外，还没有考虑更改热场与坩埚成本支出。

除了出现上述因素导致生产效率大幅度下降之外，由于内层砂使用国产高纯石英砂之后，也将会导致坩埚使用寿命随之大幅度下降，就需要生产线频繁更换新坩埚。由于更换次数的提升，也将导致生产效率继续下降，同时也会因为更换次数过多导致能耗指标大幅度提升，从而增加成本支出。

据传京运通使用石英股份高纯石英砂作为内层的小尺寸坩埚之后，非硅成本增加30%，这等于接近宣判国产高纯石英砂用作内层砂死刑。

大尺寸热场及配套坩埚除了提升生产效率之外，还可以减少单位能耗（中环能耗比同行低20%）、提升拉速（中环单炉产出比同行高30~35%）、提升良率（中环在晶体与切片端良率整体比同行高3%左右）、减少硅耗（中环在晶体与切片端整体硅耗比同行减少3%）。

二、进口高纯石英砂现状概括

1. 目前进口高纯石英砂由美国尤尼明、挪威TQC二家公司所垄断，每年供应中国市场2.7~3万吨高纯石英砂。其中0.5万吨用于半导体晶体生产，大约2.2~2.5万吨用于光伏晶体生产，对应 300GW 左右年硅片生产所需配套。

2. 除了美国高纯石英砂做内层、印度矿砂做中层，国产矿砂做外层之外，也需要在中层与外层要掺杂一定比例的美国高纯石英矿砂。

3. 目前内层、中层、外层用砂比例分别是4：3：3，目前中环坩埚整体使用美国高纯石英矿砂比例达到50%；由于未来相当长一段时期内美国矿砂将出现紧缺，为了最大限度在可接受范围内节约使用，中环通过研发与工艺创新之后，2023年准备把内、中、外层配比调整为3：4：3，中环坩埚整体使用美国矿砂比例将下降到40%。

4. 除了坩埚之外，石英舟也需要美国高纯石英砂按一定比例掺杂使用与消耗。

5. 美国尤尼明、TQC现阶段是否有扩产计划？最新答案已经出现，尤利明否决了扩产计划，TQC已经决定扩产。

（1）TQC目前已经正式决定扩产，自正式资金投入启动扩产日开始起算，扩产周期需要18个月。目前尚不清楚前期决策与表决、审批流程是否已经走完？我们按最乐观预测，下个月正式资金拨付到位，并且项目启动资金正式开始投入并同步启动扩产项目开工。

（2）美国矿砂扩产周期需要18个月，如果再考虑双方运输＋双方报关手续＋排船期＋海运＋提货验收+坩埚厂生产周期+坩埚发货与周转时间+晶体厂生产时间＝2年左右。

通过上述分析可以得出，即使按最乐观角度考虑启动快速扩产计划，从下个月开始起算，最早也要到24年年中前后才可能有正式合格晶体产出，这也就预示着未来二年内产业链最大瓶颈将从硅料端转移至美国进口高纯石英砂。

6. 石英砂整体供求状况分析

（1）今年装机最新预测为252GW，需要配套硅片产出供应320GW硅片（按1：1.2容配比，5%因基数增大导致库存增加因素），美国高纯石英内层砂今年只能满足300GW左右的硅片生产需求，显然今年进口高纯石英砂是紧平衡状态下的略显不足。

（2）明年预测装机量在320GW左右，整体折合410GW硅片产出配套供应。但是，石英坩埚内层用美国进口高纯石英砂明年仅有TQC6000吨增量，整体供应折合370GW硅片产出配套供应，明年相比今年供应将更为紧缺，供应缺口将进一步拉大。

（3）明年随着国产矿与印度矿的大幅度扩产，可以供应600GW以上硅片配套产出需求，可以适配480GW装机组件配比。中环明年已经锁定31,000吨石英砂总供应量无论是进口高纯石英砂，还是国产砂都已经完成保供预备。

显然石英砂整体供应量十分充足，不存在国产石英砂与国产高纯石砂紧缺状况，真正紧缺的是美国矿砂提纯后的进口高纯石英砂，这是今年旺季与明年一整年产业链最大“卡脖子”制约环节。

7. 中环供应链提前布局，两年前（2020年底）已用协同的方式战略合作提前锁定目前所用的海外进口高纯石英砂，并正式锁定35%份额以上比例供给量。由于中环独家提前二年已经锁定二家美国进口高纯石英砂35％出口到中国供给份额，那也就预示市场其它十多家硅片厂（含一体化厂家）只能去瓜分余下的65%份额，明显僧多粥少！

这对自今年八月份硅料产出开始明显放量后（预计单月可以供应8万吨左右，此后逐月开始环比快速提升，预计到今年12月单月可以供应近11万吨），一直到2024年年中，中环在硅片订单取得上将拥有行业绝对优势，也将在后续二年整体产业链格局演进趋势变化上起到决定性作用！中环在大硅片未来二年生产周期产出环节之上，也必将继续扩大领先幅度，行业领先优势地位也将进一步充分体现！

三、中环今年下半年与明年硅片出货数量推演

1. 中环今年进口美国高纯石英砂是按今年硅片产出量预估条件下，坩埚所耗进口高纯石英砂占比60%比例超配进口，实际用量是按50%配比使用，这为提前预备充足的安全库存打下了可靠的基础保障条件。

因此，中环是目前唯一拥有充足库存美国进口高纯石英砂的生产厂家。

2. 今年出货硅片出货预估推演

（1）今年装机最新预测252GW，测算需要320GW硅片配套供应（按1：1.2容配比，5%因基数扩大导致相应库存比例增加5%，252*1.2*1.05=320GW）。

（2）中环本周召开的宁夏投资者大会PPT展示，现有美国进口高纯石英砂平均满足每月19GW的装机需求，折合年装机228GW (19*12=228GW)，今年因美国进口石英砂形成的供应缺口达24GW（252-228=24GW）。

（3）24GW组件缺口形成的28.8GW硅片（24*1.2=28.8GW）将由中环多出的10%超配额进口高纯石英砂来补充完成。

（4）中环上半年实际硅片出货量33.8GW左右，假设下半年这部分市场份额保持不变，再叠加因进口高纯石英砂短缺由中环独揽的28.8GW硅片，下半年累计硅片出货量将达到62.6GW。

（5）全年硅片出货量累计将达到96.4GW（33.8+62.6=96.4GW），中环给出的全年出货指引90~100GW中位数大致已经浮现。

3. 2023年硅片出货数量推演

（1）明年装机预测中值325G，测算需要410GW硅片配套供应（按1：1.2容配比，5%因基数扩大导致相应库存比例增加5%，325*1.2*1.05=410GW）。

（2）中环通过研发与工艺技术进步，明年美国进口高纯石英砂使用比例将由今年50%下降到40%，经过研发与生产工艺进步可以多产出20％硅片。

（3）中环在410GW硅片总供应中占比在30～35％之间（中环美国进口高纯石英砂保供份额比例），取中值就是135GW，这是中环预估明年出货在135～140GW的基本逻辑。

4. 其它干扰因素

（1）友商拉晶与硅片良率相对中环更低，中环平均良率比友商高1.5%左右，在同等硅片产出数量条件下，友商进口高纯石英砂消耗量更多。

（2）今年四季度到明年N型硅片出货数量将会出现明显提升，虽然中环由于N型硅片生产工艺领先，坩埚不会因此牺牲寿命。但是，友商在生产N型硅片时，会明显缩短坩埚使用寿命，增加进口高纯石英砂的消耗量。

（3）中环晶体边皮有专业上市公司对口再次利用，晶体利用率比友商提升20%，这部分折算到单位产出硅片所耗费进口高纯石英砂，中环整体消耗量比例也会相应降低。而在同等硅片产出数量条件下，友商进口高纯石英砂消耗量更多。

（4）在晶体端与硅片端由于中环硅耗更低（3%左右）、切更薄，可以产出更多GW数量的硅片，折算到进口石英砂使用量，在同等硅片产出数量条件下，友商进口高纯石英砂消耗量更多。

友商在实际硅片生产过程中，同等产出数量条件下，所耗费的进口高纯石英砂数量在多项条件限制下要明显高于中环。友商由于上述原因形成的硅片产出缺口，将由中环供应来弥补，因此中环实际产出数量将略超出我上述预估值。

上述详细分析中环在锁定35%美国进口高纯石英砂供应后，已经形成了行业另一优势领先地位，也就预示着未来二年全行业近35%的产能已经被中环实际掌控，如果到现在这一点还再看不清楚，那么就不配在光伏圈做分析研究员了！

其它中环研发创新、生产工艺领先；库存周转领先虽然在硅料上涨周期丧失硅料上涨带来的额外盈利贡献，但是在即将硅到来的下行周期之中，可以发挥更强的竞争优势；硅料下降周期更有利于短流程与周转快速的专业化厂家；210与薄片化将给产业链带来巨大降本优势；210P型中环已经量产快二年了，友商月产GW的也没有出现，210N型对友商来说更是天花板的存在；目前扣除少数股东权益后单W净利达到0.11元，这还是在稼动率在75%条件下获得，还有10~15%产能提升空间；中环在研发投入占收入比重全产业链最高情况下，单W净利仍然领先……这些你一时看不懂没有关系，上面仅这一条美国进口高纯石英砂35%比例保供就来得足够简单粗暴吧~