2022年工业硅行业产业链分析.docx

2022年工业硅行业产业链分析1、工业硅产业链：生产环节清晰，下游应用丰富工业硅生产的上游原料清晰，生产工艺较为固定。上游生产原料包括硅石和碳质还原剂，以上原料在矿热炉内发生高温还原反应，从而将硅石中的二氧化硅还原生成工业硅液体，经过浇铸、冷却、破碎等步骤生成块状或粒状工业硅。以此生成的工业硅中硅元素的含量大于98.7%，含少量铁、铝、钙等杂质。生产工艺上主要采用矿热炉法，又称电弧炉法，其原理是利用电极之间电弧的能量对金属进行熔炼，是目前我国工业硅生产的主要工艺。工业硅的下游产品主要聚集于三大应用领域，在国民生活中得以广泛应用。工业硅的三大用途分别是生产有机硅、制取高纯度的晶体硅材料，以及配置有特殊用途的硅铝合金。其中，有机硅产品涵盖了硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂及气象白炭黑，涉及到建筑材料、电子电器和日化纺织等常见领域；晶体硅产品主要包括太阳能电池片、芯片，主要用于光伏和半导体产业；而铝合金产品是指添加了少量工业硅的铝产品，最重要的用途是汽车制造业。2、分类：成分决定牌号，各自流向不同领域工业硅的性质与锗、铅、锡相近，导电率介于金属和非金属之间，因此工业硅又称金属硅。工业硅通常呈暗灰色，有金属色泽，形态为块状或粒状。工业硅的主要成分是硅单质，其含量在98.7%以上，此外含少量铁、铝、钙等杂质。市场中成分不同的工业硅具有不同用途，因此工业硅主要有两种分类方式，一是按成分分类，二是按用途分类。按照工业硅中硅含量以及主要杂质的含量，可将工业硅划分为不同牌号。根据国家标准，工业硅可分为8个牌号，其中市场上比较常见的有Si5530、Si4410、Si4210、Si4110等，日常中可将Si5530写作553#。牌号的后四位数字依次分别代表产品中主要杂质元素铁、铝、钙的最高含量要求，比如Si4210中的“4”代表工业硅中的铁含量小于0.4%，“2”代表铝含量小于0.2%，“10”代表钙含量小于0.10%。以华东工业硅价格为例，553#价格低于441#、421#，后者与3303#价格较为接近，截至2022年5月，2202#价格最高，比3303#高12400元/吨，可见杂质含量越低的工业硅价格越高，且不同品质的工业硅价差较大。此外，市场上出现了国家标准所规定范畴外的等外硅，如97硅、再生硅。97硅的硅含量在98％左右，用途类似于Si5530；再生硅在99%左右，可替代Si4410、Si3303等规格，两者仅占我国工业硅总产量的9.35%。各牌号的工业硅分别流向不同领域，由此可分为冶金级和化学级两类。冶金级工业硅主要用于制造铝合金，作为添加剂以增加合金的强度和韧性，主要牌号是553#、551#、441#和3303#，其中铸造铝合金对工业硅的需求量明显高于变形铝合金。化学级工业硅可用于生产有机硅及多晶硅，前者所用牌号为421#、411#、521#及2202#，后者主要使用421#、521#。目前部分多晶硅的原料也可采用553#、441#，这是由于晶体硅提纯技术的进步与企业降本增效的考虑。此外，不同用途均对工业硅的微量元素含量有要求。3、成本：工艺路线成熟，电力成本占据核心目前全球工业硅的生产工艺较为成熟，主流工艺为电弧炉法。工业硅冶炼过程的实质是高温还原反应，首先对硅石进行破碎、筛分、干燥处理，将其与木炭、煤、石油焦等还原剂按照一定比例进行配比，混匀后加入电弧炉冶炼。在2000℃的高温条件下，硅石中的二氧化硅被碳质还原剂还原生成工业硅液体。为进一步降低工业硅中铝、钙等易与氧气结合的杂质含量，通常在工业硅液体底部通入氧气。最后将硅锭冷却脱模，进行破碎、分级、包装、称量、入库等工序。我国生产工业硅的电弧炉主要有12500kva、25000kva和33000kva三个型号，随着生产技术的进步以及淘汰落后产能政策的实施，我国电弧炉逐渐向大型化方向发展。2022年我国116个工业硅冶炼新增项目中，至少71个项目的炉型为33000kva，新增大型炉占比高于往年。工业硅的生产成本主要包括原料、电极和电力消耗，其中电力成本占据核心位置。原料可分为硅石和还原剂，硅石经破碎筛选后符合入炉粒度要求，还原剂则包括石油焦、精煤、木炭，再加入适量木块对炉料进行疏松。企业在实际生产中通过调整还原剂的种类与配比，以实现不同规格工业硅的生产，并有效降低生产成本。根据还原剂种类，我国工业硅生产可分为全煤工艺与非全煤工艺，前者还原剂仅包含精煤和木块，而后者还原剂为精煤、石油焦、木炭、木块。目前我国新疆等煤炭资源丰富的地区主要采用全煤生产，在保证正常生产的同时具备成本优势。对我国工业硅生产在两种工艺下的成本进行估计，全煤生产的总成本约为14627.5元/吨，非全煤生产的总成本约为15449元/吨，比前者高出821.5元/吨。超出部分大多源自还原剂损耗，全煤生产中的还原剂成本约为5