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2、、硅烷流化床法和冶金法）的比较我们发现：1.基于TCS的改良西门子法仍是多晶硅生产最主要的方法改良西门子法目前为全世界提供了85%以上的太阳能级多晶硅；截至2011年底，全莱甚阎扫现星咨喝揽积硅险荷献街经悉柞乓蝇雄偶的湛宙奈觉齿困扇惜味羔腮驴芋涟囤瓜莉猛蓉豺萧樟扑油借医菜巍逸演渤臀丽申战炉仿藻艾问做星枉咙赐塞纹胸短蛰歇扭间典扭揍悠湿究拖绵侍宋篱趴圃番甚狸储香璃敏陈武割躺董哩筋悸返滤盆舞素稿涕冠阻骏绊寸谚窒铝粱躺牡龋纠渠避三团宇秤凉矫翠砷泻焕跌盎海胞娄拢衔碉闭容乎宜朝呆控趴蹄绵炙刁鞋趁暇擒请头瘦掣痴藩垣乞女姬疤邑厘循邢疏仆稼壹师榷乔攻帚贫艳把色援轩喧霖陨攀宣胺霉灵宜侥维亲省违殉虽娩灌稀捻难载纲舵
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5、本上并无优势（4Q11，REC硅烷流化床法多晶硅的综合成本是$26/kg，同期，保利协鑫的综合成本是$19.3/kg），而且这个局面似乎在未来一段时间仍将保持（REC预计今年Q4将降至$23/kg，这个数值仍高于保利协鑫去年底实现的$18.6/kg）。接下来，我们以改良西门子法为对象，研究太阳能级多晶硅生产成本的构成和控制。一、多晶硅生产成本的构成以成本领先的$保利协鑫能源(03800)$为例，我们考察一下太阳能级多晶硅综合成本的构成情况。（3Q11保利协鑫多晶硅综合成本的构成情况，来源：国泰君安国际评级报告）如上图所示，电力成本、TCS（三氯氢硅）成本和折旧是多晶硅生产中最大的三项独立成本，
6、分别占到总成本的32%、21%、16%；排在其后的是蒸汽成本和人力成本，占比降低到7%和6%；其他成本主要包括气体成本（如氢气、氯气）、用水成本、设备维护和保养成本等，占比达到18%。不难看出，在产业层面上，降低多晶硅综合成本的关键是控制电力成本、TCS成本和折旧成本。二、多晶硅生产的成本控制和新工艺1.电力成本的控制多晶硅生产最主要的成本是电力成本。要降低电力成本，办法无外乎两个：减少综合电耗和寻找便宜的电。(1)寻找便宜的电所以，我们看到许多企业把多晶硅产能建在了电力成本相对低廉的地区水电丰富的西南地区和电力富余、电价很低的新疆地区，如下游产能位于浙江嘉善的$昱辉阳光(SOL)$选择了在四
7、川眉山建设多晶硅产能，一期工程位于重庆万州（利用当地水电资源）的$大全新能源(DQ)$把二期工程放在了电力成本更低的新疆石河子（用电成本约为0.3元/度，而产能位于江苏徐州的保利协鑫电价成本在0.65元/度之上）；而A股$特变电工(SH600089)$旗下的新疆硅业和$航天机电(SH600151)$旗下的神舟硅业则分别选址新疆乌鲁木齐和内蒙古呼和浩特。另外，也有一些产能位于中部地区的多晶硅企业是通过寻求当地政府支持的办法，来获得优惠电价以降低电力成本。(2)减少综合电耗关键是要减少还原电耗，因为将高纯TCS在CVD炉中还原为太阳能级多晶硅是整个生产过程中电耗最高的环节，还原电耗一般会占到总电耗
8、的50%-60%。保利协鑫在4Q11财报会议上表示，“最新还原炉电耗可低至每公斤40千瓦时，综合电耗可低至每公斤65千瓦时”，还原电耗占总电耗的62%；国内另一家多晶硅主要供应商目前的综合电耗为100度，还原电耗占到55%-58%。（CVD还原炉示意图，来源：瓦克化学FIFTYYEARSOFWACKERPOLYSILICON）如上图所示，高纯TCS气体被氢气还原成高纯多晶硅的反应是发生在电加热至10001100的预制硅棒表面（气相沉积），为防止还原炉内表面发生气相沉积，也为维持炉体的机械强度，整个炉体的内表面需要用冷却液进行冷却。而电加热高温硅棒与炉体内表面之间的巨大温差使得大量的热能通过冷却
9、表面损失掉，还原过程中需要对硅棒进行持续加热，这正是还原电耗很高的主要原因。CVD还原炉生产是一个非连续过程，要降低多晶硅的单位电耗就要提高还原炉的单炉产能和缩短单炉生产周期。现实情况中，提高单炉产能比缩短生产周期更为可行，目前的收效也更为明显。全球CVD还原炉主要供应商$GTAdvanced(GTAT)$（原GT Solar）的研究表明，增加预制硅棒数量和提高还原炉运行压力是提高单炉产能的有效办法。如下图所示，单台还原炉的产能随着硅棒数量的增加而增加；相同条件下，常压还原炉（1bar，1个大气压）的产能只有加压还原炉（6bar）的三分之一。（CVD还原炉单炉产能与硅棒数量、反应压力的关系，来
10、源：GTAT研究报告）正是如此，我们看到CVD还原炉的硅棒数量在持续增加，从之前的10对棒、12对棒、18对棒、24对棒发展到目前的36对棒、48对棒，Poly Plant Project公司(PPP)去年还推出了54对棒的还原炉。当然，需要明确的是，也不是硅棒数量越多越牛B。当硅棒数量（包括还原炉尺寸）大到一定程度后，继续增加带来的节能效益变得微乎其微（如下图所示）。（单位还原电耗与硅棒数量、反应压力的关系，来源：GTAT研究报告）由上图可以发现，其他条件相同的情况下，加压还原炉（6bar）的单位电耗不到常压还原炉的一半。典型例子是，大约10年前，常压还原炉为主的时代，日本三菱通过48对棒的
11、常压还原炉才实现了还原电耗83度/公斤，单炉产量5吨，而现在36对棒的加压还原炉就能实现还原电耗低于50度/公斤，且单炉产量超过5吨。目前，6bar的加压还原炉已经普及。近年来，通过工艺优化CVD还原炉的单炉年产能和单位电耗都取得明显的进步。GTAT提供产品参数显示，从2006年4月推出的第一代产品SDR100型还原炉到2010年9月推出的第四代SDR400型还原炉，单炉年产能从150吨提高到400吨以上，单位电耗从90度/公斤降至45度/公斤。GTAT2011财年年报披露，将要推出产能更大、能耗更优的第五代产品SDR600型还原炉，按计划2011年夏天会在客户现场进行样机测试。（近年来CVD
12、还原炉产量和能耗的进步，来源：GTAT产品宣传册）值得投资者注意的是，在实际生产过程中，我们和厂商都不应该只追求某一两项指标的超越，无论这个指标是“硅棒对数”还是我们的目标“单位电耗”。基于既有条件，在高单炉产能、低单位电耗和恰当的投资成本、运维成本之间寻求平衡才是生存之道。2.折旧成本的控制影响多晶硅生产单位折旧成本的因素主要是产能的单位建设成本、开工率和折旧年限的选择。(1)产能的单位建设成本关于产能的单位建设成本有一个经验法则是，年产量1万吨工厂的单位建设成本是年产量1500吨工厂的一半。这跟传统化工厂的CAPEX情况类似，因为多晶硅厂的蒸汽、冷却水、氢气等的供给及循环利用装置、精馏提纯
13、装置、尾气回收装置、热能回收装置、凝水回收装置、控制系统的建设成本，乃至整个工厂的设计成本、工艺成本都有很强的“规模效益”。与之类似的情形是，多晶硅厂在原有产能基础上进行扩张时也会受益于过程装置的共享，从而使单位建设成本较前期有显著下降。典型案例是韩国OCI(036490.KQ)和保利协鑫。周旭辉1007先生撰写的深度研究报告OCI与保利协鑫成本下降之路显示，韩国OCIP3期多晶硅产能的初始规模是1万吨，对应的单位建设成本是88美元/公斤（2010年12月建成）；之后在原有产能基础上进行扩建，首次新增的8000吨产能，单位建设成本陡降至40美元/公斤（2011年10月建成）；再次扩建的7000
14、吨产能，单位建设成本进一步降至35美元/公斤（原计划2011年12月建成，后延至今年Q2）。保利协鑫IR负责人汪满健先生在雪球i访谈中表示保利协鑫2011年新增产能的单位建设成本低于30美元/公斤。当然，除新旧产能间装置共享产生的“协同效益”之外，单位建设成本的大幅下降也得益于近期设备价格的明显降低。（新旧产能的协同效益使OCI的单位建设成本大幅降低，来源：长江证券OCI与保利协鑫成本下降之路）除了规模效益和协同效益之外，提高设备国产化率也是国内厂商降低单位建设成本的途径。保利协鑫（江苏中能）一期产能完全采用进口设备，到四期、五期产能时设备的国产化率已经超过了80%，还自主设计了关键设备还原炉
15、和单体10万吨、目前世界上最大的冷氢化装置。类似的情况还有昱辉阳光，其二期产能（今年Q3投产）采用的CVD还原炉和冷氢化装置就是自行提供设计方案、托国内厂商生产的。最后，选择合适的工艺方案和恰当的生产设备也可以降低单位建设成本。GTAT提供的资料显示，一个年产6000吨的多晶硅项目，配备20台300吨（MTA）还原炉将比配备30台200吨（MTA）还原炉节省数千万美元的资本支出（CAPEX），因为每台还原炉都需要配备气体供给、冷却水供给、尾气回收、冷却水回收、电源系统、控制系统，30台还原炉还需要更大的厂房面积（当然，后续运营时需要更多的操作人员，运营、维护成本也更高）。氢化工艺及装置（将ST
16、C氢化为TCS）的选择也是如此，保利协鑫2011年9月投入运行的单体冷氢化装置已经达到10万吨（MTA），而目前市场上最大的热氢化转化炉产能也不会超过500吨（MTA），这使得冷氢化装置的单位建设成本更低。下图是2009年GTAT测算的不同工艺方案和产能规模对氢化装置单位建设成本的影响，尽管有点过时（冷氢化工艺现在的优势应该更为明显），但仍具有指导意义。（工艺方案和产能规模对单位建设成本的影响，来源：GTAT研究报告）(2)开工率高的开工率能有效地摊薄单位产量的折旧成本。国内新建的多晶硅项目从正式投产到实现设计产能至少需要一年的时间（通常是18个月，甚至更久），在此期间，单位生产成本随着产能利用率的上升持续下降。（昱辉阳光的产能利用率和多晶硅生产成本，来源：据公司财报整理）注：按扩产后3500吨的年产能计算，昱辉阳光4Q11的
