改良西門子法是多晶硅生產的主流工藝。硅烷流化床法雖在原理上具有很大的成本削減潛力，但因技術不成熟，目前尚無成本優勢；未來隨著技術的革新，其市場份額將呈現緩慢增長。
目前，國內外企業生產多晶硅的成本結構不同，海外企業因人工成本高，在競爭中不具有優勢。多晶硅生產成本的壓縮源于用電成本的下降、原材料成本的削減、設備投資額的減少及人工成本的降低，預計至2025年末，多晶硅生產的現金成本存在13%~20%的下降空間。
太陽能光伏發電，是指通過光電效應，使太陽光直射至光伏材料表面而產生電流直接發電的過程。光伏發電可分為晶硅材料發電和薄膜材料發電。目前，晶硅材料發電在我國的市場份額超過99%。
光伏（晶硅）產業鏈自上而下可分為光伏級多晶硅（以下簡稱“多晶硅”）生產、鑄錠與切片、電池與組件制造、電站建設與運營四個行業節點，涵蓋化工、機械、電力等多個領域。本文將從歷史沿革與價格走勢、生產工藝與成本控制等角度出發，分析光伏（晶硅）產業鏈的最上游節點：多晶硅生產。
一,多晶硅的歷史沿革和價格走勢
多晶硅價格走勢在不同歷史時期表現不同。2013年前，多晶硅價格在供需經常性錯配的影響下大幅波動。但2013年后隨著市場出清引發的供需再平衡，多晶硅價格的波動幅度明顯減緩，價格出現穩定區間。
多晶硅的專用性極強，下游光伏電站的供需變動對多晶硅的市場價格具有決定性影響。多晶硅的價格走勢曾隨著光伏發電景氣度的變化，出現大起大落。但自2013年起，隨著多晶硅落后產能被相繼淘汰，供需出現新的平衡點，多晶硅市場價格基本穩定在13美元/千克~22美元/千克的區間內，具體而言：
1950~1980年，我國多晶硅處于科學研究階段，研究成果主要應用于航天領域，國家尚未提出相關的行業扶持政策。受產品用途限制，多晶硅價格缺乏指導意義。
1981~2003年，我國多晶硅行業開始緩慢發展，后期多晶硅市場價格穩定。1981年，“第六個五年規劃”正式將太陽能在內的可再生能源納入國家科技政策體系，并安排了專項科研經費。在該時期，中國引進了多條光伏電池生產線，產能從八十年代初期的幾百千瓦提升到4.5兆瓦。其中，2000~2003年，光伏級多晶硅需求增長平緩，價格穩中有升，但基本維持在20~30美元/千克。
2004~2008年10月，受歐洲光伏市場興起影響，全球多晶硅需求暴漲，市場價格出現飆升。2004年后，隨著德國頒布上網電價法，歐洲光伏市場興起，光伏發電需求迅速增長。但由于供給端無法及時響應擴充產能，市場出現供不應求，多晶硅價格迅速上升。2005~2006年，多晶硅短缺成為制約光伏行業發展的最主要因素。2005年，多晶硅價格漲至65~70美元/千克，2006年則超過200美元/千克。
此時，大量資本涌入多晶硅行業，但受投產周期影響，新增產能無法迅速滿足需求增長，多晶硅供不應求的狀況更加嚴峻，市場價格出現飆升。2007~2008年上半年，多晶硅交易價格已達400~450美元/千克。此時，中國光伏企業仍集中于電池制造環節，而產業附加值較高的多晶硅生產與光伏電站運營均被國外廠商占領，我國光伏產業呈現“兩頭在外”的格局。
2008年10月~2010年初，多晶硅市場價格因全球金融危機影響出現暴跌。2008年金融危機爆發，2009年歐債危機爆發，發達國家經濟增速放緩，對新能源補貼的力度有所減弱。德國政府于2008年下調了光伏上網電價；2009年，歐洲新增裝機規模同比增速由282.16%下滑至2.19%。受制于前期產能的集中釋放，多晶硅從供不應求開始轉向產能過剩。至2010年初，多晶硅市場價格跌至50美元/千克左右。
2010年初~2012年，多晶硅價格在反彈后，再次出現斷崖式下滑。歐美市場受金融和債務危機的影響最為直接，導致光伏產業的景氣度陷入低谷。為了應對外部環境變化，中國加快了實體經濟的發展，而光伏行業作為一項戰略性新興行業，被給予充分重視，各地紛紛興建光伏產業園生產光伏產品，導致光伏組件供應量提升，價格大幅下跌，直至降幅超過了歐洲光伏電價補貼的下降幅度，使得光伏電站運營商的盈利空間上升，投資熱情回暖，再次拉升了多晶硅的市場需求。
至2011年中期，國際多晶硅價格回升至約75美元/千克。但是，自2010年起新建的產能規模過大，待2012年初投產后，導致行業供需格局迅速惡化，多晶硅市場價格自2011年的高點跌至2012年的低點（約16美元/千克）。多晶硅行業在經歷了此輪洗牌后，不具有成本優勢的企業被大量淘汰。
2013年至今，隨著市場出清，多晶硅市場價格相對穩定。2013年，隨著市場出清，落后產能被逐步淘汰，加之中國光伏裝機規模的迅速增長，光伏行業景氣度略有上升，多晶硅價格在13美元/千克~22美元/千克的區間內徘徊。
短期，多晶硅的市場價格低于12美元/千克（現金成本）的可能性很小，同時受到“搶裝潮”影響可能出現脈沖式波動；長期，多晶硅均衡價格將由社會平均生產成本決定，在技術進步和政策引導等因素的影響下，預計至2025年，仍有20%左右的下降空間。
多晶硅的市場價格是供需關系、競爭格局、成本控制、行業政策等因素共同作用的產物。就多晶硅的短期價格走勢來看，考慮到國內外主流多晶硅供應商的現金成本，我們推測，短期內多晶硅市場價格低于12美元/千克的可能性很小。此外，受“搶裝潮”影響，多晶硅需求在某一特定時期內可能出現脈沖式增長，直至“搶裝潮”過后，其市場價格將再次回歸平衡水平。
就多晶硅的長期價格走勢來看，其仍存在一定的下降空間。
首先，多晶硅需求的增長速度可能低于預期，行業產能過?；驅⒏用黠@；
其次，多晶硅的生產成本仍存在下降空間，預計未來10年我國多晶硅生產的現金成本將存在13%~20%的下行預期；
最后，全球光伏（晶硅）產業鏈的發展路徑趨同，即“政府補助推動企業創新、企業創新推動降本增效、降本增效引起補助降低、補助降低再次促使產業升級，直至實現與火電的平價上網”，而多晶硅價格下降是實現上述目標的先決條件。
因此，多晶硅均衡價格將由社會平均生產成本決定，在技術進步和政策引導等因素的影響下，預計至2025年，仍有20%左右的下降空間。
二,多晶硅生產的工藝流程及成本控制
1、多晶硅生產的工藝流程
改良西門子法是多晶硅生產的主流工藝。硅烷流化床法雖在原理上具有很大的成本削減潛力，但因技術不成熟，目前尚無成本優勢；未來隨著技術的革新，其市場份額將呈現緩慢增長。
多晶硅的生產方法主要有改良西門子法和硅烷流化床法兩種，改良西門子法是當前多晶硅生產的主流工藝。全球主要多晶硅生產企業中，除挪威REC集團外，均完全或主要采用改良西門子法。
具體而言，改良西門子法主要包括以下步驟：（1）工業級硅料的冶煉與提純；（2）三氯氫硅的生成與精餾；（3）光伏級多晶硅的還原制備；（4）尾氣的分離與再利用；（5）冷氫化：將副產物四氯化硅與氫氣及硅粉反應重新生成三氯氫硅返回循環。
硅烷流化床法生產多晶硅的原料并非三氯氫硅，而是硅烷氣。其工藝流程是將硅烷氣通入裝有硅籽晶的流化床內進行連續熱解。經還原的硅烷氣在流化床內的硅籽晶表面不斷沉積，進而形成顆粒硅。隨著生產的推進，顆粒硅從流化床底部不斷排出，而硅籽晶則從流化床頂部加入。
從兩種工藝的對比來看，硅烷流化床法在原理上具有很大的成本削減潛力。首先，硅烷流化床法化學反應轉化率高，物料利用充分，有利于減少循環次數、削減生產成本。其次，硅烷流化床法是一個連續的生產過程，而改良西門子法是一個非連續的生產過程，連續生產能夠降低能耗。此外，硅烷流化床法生產的顆粒硅可加大鑄錠環節的填料量。由于顆粒硅較改良西門子法生產的多晶硅塊更加致密，其可增加約30%的坩堝填料量，故可降低鑄錠環節的現金成本。
但是，硅烷流化床法在實踐中較改良西門子法尚無成本優勢。目前，硅烷流化床法存在安全隱患大、技術不成熟、控制難度高、產出的顆粒硅過于致密反而容易擠碎坩堝等缺點，導致其實際現金成本較改良西門子法不具有優勢。2016年四季度，挪威REC集團利用硅烷流化床法生產多晶硅的現金成本為11.20美金/千克，而江蘇中能硅業科技發展有限公司（以下簡稱“中能硅業”）、新特能源股份有限公司（以下簡稱“新特能源”）、新疆大全新能源股份有限公司（以下簡稱“新疆大全”）采用改良西門子法生產多晶硅的完全成本分別僅為11.88美金/千克、11.15美金/千克、11.40美金/千克。
即使與同樣受人工成本制約的其他海外企業相比（如采用改良西門子法的德國瓦克化學2016年現金成本為10.48美金/千克，按照2016年美元兌人民幣中間價均值折算），其現金成本仍處于較高水平。因此，在現有的技術水平下，硅烷流化床法的成本優勢無法得以體現，這也是其在業界市場份額很低的重要原因。
中債資信認為，未來如無重大技術突破，改良西門子法作為多晶硅生產主流工藝的地位不會改變。多晶硅生產企業將以合作研究或小幅投產等方式對硅烷流化床法的成本削減潛力進行探究，以增加其奪取成本先機與產品提質的機會。
目前，國際上以硅烷流化床法生產的多晶硅的市場份額約為5%，而我國采用硅烷硫化床法生產多晶硅的企業主要包括：中能硅業（已試投產5000噸硅烷流化床生產線）、天宏瑞科硅材料有限責任公司（截至2016年9月末尚未完成流化床新產線的投資），其他生產商仍以改良西門子法作為多晶硅生產的首選方法，對硅烷流化床法仍持觀望態度。
只有待行業領跑者積累了大量技術數據后，硅烷流化床法的市場份額才可出現明顯增長。根據中國光伏行業協會的統計，截至2016年末，我國以硅烷流化床法生產的多晶硅產品的市場份額僅為2%（不含物理冶金法）。未來隨著技術的革新，其市場份額將呈現緩慢增長。
2、多晶硅生產的成本控制
多晶硅專用性極強，下游光伏電站上網電價的下調將對光伏新增裝機的需求產生深刻的影響，并傳到至上游多晶硅領域。同時，多晶硅對下游產品價格波動的適應性差，只有通過控制生產成本，方能提升企業對市場風險的抗性。
國內外企業生產多晶硅的成本結構不同，海外企業人工成本高，在成本競爭中國內企業更有優勢。
我們選取了三家國內樣本企業（中能硅業、新特能源、新疆大全）及一家海外樣本企業（德國瓦克化學），分析國內外多晶硅生產的成本水平及成本構成情況。上述四家企業2015年多晶硅累計產量達16.13萬噸，占全球多晶硅總產量的近50%，具有較好的代表性。截至2015年末，三家國內樣本企業多晶硅生產成本約為69~74元/千克，現金成本約53~56元/千克；海外樣本企業多晶硅生產成本約為101元/千克，現金成本約85元/千克。由此可見，我國多晶硅龍頭企業的成本水平低于國際競爭對手。
從成本構成看，國內多晶硅生產的成本主要由能源動力和原材料構成，三家樣本企業的能源動力及原材料成本占總成本的比重均值分別為38.65%、26.53%，人工成本占比則很低，平均約為6%。國外多晶硅生產的成本構成與中國有所差異，其人工及原材料成本占比高，能源動力成本占比低。如德國瓦克化學人工、原材料成本在總成本中的比重均接近40%，而能源動力成本占比僅為10%左右（可能系分類口徑不同所致）。
雖然成本結構有所差異，但國內外企業能源動力及原材料成本的合計值相近，故導致國外樣本企業生產成本較高的主要原因在于其人工成本較高。另一家海外多晶硅生產商挪威REC集團的實踐也證明了這一點：2016年11月，挪威REC集團采取包括裁員70人在內的成本削減計劃，使當季多晶硅生產的現金成本由年均15.3美元/千克降至11.2美元/千克，甚至低于2014年接近滿產時的現金成本12.1美元/千克。因此，在技術水平相近的情況下，降低人工支出，是海外多晶硅企業削減生產成本的方向之一。
多晶硅生產成本的壓縮源于用電成本的下降、原材料成本的削減及設備投資額的減少。預計至2025年末，多晶硅生產的現金成本存在13%~20%的下降空間，新設備初始投資額的減少對多晶硅生產成本的降低亦具有積極作用。
多晶硅的生產成本主要由能源動力、原材料、折舊和人工構成。從長期看，由技術升級帶動的能源動力、原材料、人工消耗下降（如自動化水平提升）是我國及海外多晶硅企業控制成本的主要途徑。2010~2016年，德國瓦克化學的生產成本由27.46歐元/千克降至11.74歐元/每千克，現金成本由23.42歐元/千克降至9.48歐元/千克（其中，能源動力、原材料、人工成本降幅分別為68.42%、55.57%、59.65%）。
