構建綠色硬核科技矩陣,差異化競爭突出重圍。
1. 顆粒硅量質雙升,釋放降本減碳優勢
1.1. 技術實力過硬,客戶關系深厚
硅烷流化床法低電耗、連續投產,引領多晶硅生產新變革。多晶硅是光伏產業鏈中 最上游的原材料,由工業硅提純制成,工業硅和電力是其主要成本。目前主流的多晶硅 生產技術路線有改良西門子法和硅烷流化床法,產品形態分別為棒狀硅和顆粒硅。改良 西門子法為市場主流工藝,目前頭部企業通威、大全、新特等企業均使用該工藝,核心 工藝流程包含“合成-提純-還原”。硅烷流化床法為市場新興工藝,目前協鑫科技、陜 西天宏均布局該技術應用于顆粒硅生產。核心工藝流程包含“氫化-歧化-還原”。硅烷 流化床法的核心優勢在于電耗低、轉化率高、可自動投料實現連續化生產。
相比于棒狀硅,FBR 顆粒硅具有以下優點: ①更低成本,減少了破碎環節,助力 應用端成本降低 19%; ②更低損耗,減小對加料筒的內壁沖擊力; ③省時省力,自動 加料/復投裝置; ④加料筒多裝 10%-20%,避免大塊料堵塞; ⑤投產周期短,生產電 耗僅為 14.8 度電/公斤; ⑥品質穩定,全面滿足 N 型單晶指標要求; ⑦流動性更好, 加速應用端智能化升級。此外,過去顆粒硅的規模化生產面臨金屬雜質、氫跳等技術瓶 頸,目前行業內已通過研發內襯材料、改進拉棒方式等途徑緩解。
堅持差異化戰略,久久為功孕育新科技。①長期研發投入見收獲;過去 17 年,協 鑫科技取得過冷氫化技術實現降本、顆粒硅從無到有、CCz 技術改良等多項重大突破, 每一項都孕育了 6-7 年,體現公司的戰略定力與布局眼光。②技術升級迭代迅速:從研發到應用迅速迭代改進,陸續解決濁度、碳含量、氫含量等質疑點,顆粒硅朝著半導體 級與電子級努力。
緊密聯系客戶,讓利雙贏渡難關。早在 2008 年金融危機期間,公司就讓利于眾多 下游企業,保證產業鏈整體利益;2012-2013 年,公司遭遇行業寒冬,下游企業主動簽 約回饋。當下,公司的運營人員、技術人員和下游的客戶聯系在一起。鑒于產業鏈形勢 不佳,材料端能賺錢,而下游經營困難,公司將攜手客戶共同渡過難關,保證唯一供應 商地位而非貿易合約。協鑫科技與客戶間的紐帶良性傳承,時時牽拉,能助力企業在一 個個行業周期的涌動中始終“得道多助”。 產能、產量快速提升,長單支撐市場需求。協鑫科技在國內布局徐州、樂山、內蒙 古呼和浩特和包頭四大生產基地,過去兩年產能、產量 CAGR 分別為 237%/376%。23 年有效產能 34 萬噸,產量 20.36 萬噸。到 24 年底,并入呼和浩特和徐州新增產能,總 產能預計達 48 萬噸,產量將達 30 萬噸。23 年顆粒硅市場占比達到 17.3%,同增 130.7%。 依據 CPIA 預測,24-25 年顆粒硅市場占比將維持在 16%-17%。伴隨市場對顆粒硅接受 度提升,依托主要客戶長單支撐,協鑫科技產能釋放有充分的市場承接。
1.2. 低成本高品質贏得市場,節能減排順應大勢
優勢一:顆粒硅成本優勢突出。N 型棒狀硅和 N 型顆粒硅的價格差維持在 3-4 元, 差異主要來自成本。對比協鑫與大全,協鑫科技同期披露的各基地生產成本均比大全低 10 元左右。拆分成本看,工業硅價格與用量差異不大,而顆粒硅的生產過程所用電耗在 20 年已達到西門子法的 1/3,22 年顆粒硅綜合電耗已優化至 13.8kWh/kg-Si。24H1 顆粒 硅成本持續優化,產線系統優化工程帶來硅耗、能耗、生產效率顯著進步,顆粒硅現金 成本預測后續將降低到人民幣 30 元/KG 以下。
優勢二:顆粒硅品質提升迅速。①金屬雜質含量降低,提升下游產品轉換效率:光 伏電池技術正處于從 P 型向 N 型的轉換期,對金屬含量雜質提出更高要求。2024H1, 協鑫科技顆粒硅品質再突破,公司顆粒硅基本全面實現 5 元素總金屬雜質含量低于 1ppbw ;同時,5 元素總金屬雜質含量≤0.5ppbw 產品整體比例提升至約 95%;顆粒硅 18 元素總金屬雜質的產品比例由 2023 年 Q4 的 43.0% 提升至 2024 年 6 月的 69.5%, 該類產品優于市場 N 型致密復投料的質量標準。N 型率亦快速提升,并于 24 年 Q1 達 83%,24Q2 協鑫科技 FBR 顆粒硅質量躍升新能級,品控標準在電子級水平基礎上再次 收嚴,N 型(901A 及以上) 比例超 96%成為 N 料的主要供應者。②濁度改善降低斷線 率,提升單產:濁度高會影響斷線率,在 N 型產品中尤為明顯。2024Q2 協鑫顆粒硅濁 度<120 NTU 比例 99.9%%(不考慮爬坡新基地),100 NTU 以下比例達 90.4%,更先 進的技術支持小批量產出濁度<30 NTU 的顆粒硅,下游 N 型單產問題將得到有效改善, 單產與棒狀硅齊平有利于顆粒硅的定價。

優勢三:顆粒硅減碳環保價值突出。與棒狀硅相比,顆粒硅低碳優勢顯著:①生產 過程單位碳排放少。顆粒硅生產過程低耗高產更節能,2021 年協鑫顆粒硅產品獲得由法 國環境與能源控制署頒發的碳足跡認證,證明其每生產 1 千克 FBR 顆粒硅,碳足跡數 值僅為 37 千克二氧化碳當量,較棒狀硅的碳足跡 57.56 千克下降 35%。為了保證下游 產品到歐洲、世界,協鑫科技計劃今年末用綠電支撐綠硅,除去本身為水電的四川基地, 內蒙項目也會用綠電。②應用下游損耗少打造低碳組件。顆粒硅下游應用過程中有免破 碎、降低耗材損耗等一系列優勢。據協鑫測算,顆粒硅應用于下游生產相較于棒狀硅最 優水平每萬噸可減少約 24 萬噸二氧化碳排放,每萬噸貢獻減碳價值 1.29 億元,將助力 光伏全產業鏈降低碳排放 28%。未來一體化組件在終端銷售時,用顆粒硅的下游企業有 更明顯的碳足跡優勢從而帶來產品溢價。
2. 持續優化 CCZ 技術,降本增效高品質
協鑫自主研發的 CCZ 連續直拉單晶技術(Continuous Czocharlski)是下一代高效 單晶技術。采用特殊直拉單晶爐,將 RCZ 技術中一些需要串聯順序進行的工序,優化 為并聯同時進行,一邊進行單晶拉制,一邊加料熔化,在坩堝所允許的壽命周期內可完 成 8-10 根的晶棒拉制。CCZ 技術采用的坩堝為雙層坩堝,顆粒硅通過加料器加入到外 層坩堝內,石英擋板能夠有效隔絕加料引起的熔液擾流,防止內層坩堝的拉制過程受到 加料過程影響。
相較于目前業界主流的 RCZ 技術,CCZ 技術的優勢有:(1)生產成本低:采用 CCZ 技術可以有效降低拉晶時間、坩堝成本和能耗,采用連續加料的方式,單位電耗降 低 20%以上,單爐生產成本比 RCZ 法生產成本至少降低 10%。(2)生產效率高:傳統 RCZ 產能為 150-170kg/天,而 CCZ 產能預期為 200-220kg/天,生產效率可以達到 RCZ 的 1.4 倍以上。目前公司產能已超過 185kg/天,已超越普通 CCZ,有顯著的提升。(3) 更適合 N 型硅片:傳統 RCZ 拉制環境熱場不穩定,拉制單晶無法避免頭尾電阻率不均 的問題,而 CCZ 技術一邊進行單晶拉制,一邊加料熔化,拉制單晶軸向電阻率分布均 勻,波動可以控制在 10%以內,采用 CCZ 技術拉制的單晶硅棒氧含量更低且更均勻、 金屬雜質累積速度更慢,適用于制備 N 型單晶硅片。
3.鈣鈦礦技術不斷迭代,高研發開啟新紀元
鈣鈦礦太陽能電池(PSC)是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料 的太陽能電池,屬于第三代太陽能電池,也稱作新概念太陽能電池。其包括鈣鈦礦結構 的化合物,最常用的是雜化有機-無機鉛或錫鹵化物類材料,作為捕光有源層。1876 年, 英國科學家 Adams 等人發現,當太陽光照射硒半導體時,會產生電流。此后, 太陽能技 術發展大致經歷了晶硅太陽能電池、薄膜太陽能電池和新概念電池。
鈣鈦礦電池的優勢:(1)高效率:鈣鈦礦電池的理論能量轉換效率單結可達 31%, 雙疊層可達 43%,多層理論可達 50%,超過了傳統晶硅電池 29%的上限,發展潛力巨 大。從原料到組件只需單一工廠,耗時 45 分鐘,效率遠遠高于傳統晶硅四大流程。(2) 發展快:鈣鈦礦從發現到用來發電只用了 15 年左右,而第一代晶硅太陽能電池用了 50 多年。(3)成本低:相比傳統電池,鈣鈦礦電池的制備過程更短,設備投資成本更低, 同時對材料要求更低,廉價易得,對雜質容忍度更高,在成本上具有很大優勢,原材料 成本是傳統晶硅的 1/20。(4)性能佳:鈣鈦礦吸光性能更好,膜層只要達到 0.3μm 就 能發電,而晶硅硅片需要達到 150μm-160μm 才可以發電,反映到每塊組件的材料用 量上,晶硅組件需要一千克的硅料,而鈣鈦礦只需要兩克的鈣鈦礦材料。
(5)能耗低: 晶硅使用高溫工藝(>1000 度),而鈣鈦礦只需要 100-200 度。(6)發電強:鈣鈦礦的 發電量大且穩定,綜合來看,受益于其優越的溫度系數和弱光性,鈣鈦礦組件可以比晶 硅多發 5%-10%左右的電,實際運用中,鈣鈦礦的度電成本也低于晶硅。 公司不斷發展完善技術,開啟鈣鈦礦新紀元。作為一種高效、低成本、環保的光伏 技術,鈣鈦礦具有廣闊的應用前景和市場潛力。2017 年起,公司技術團隊開始進行鈣鈦 礦技術的研發;2019 年,子公司協鑫光電成立,專注鈣鈦礦太陽能組件的研發、生產; 同年 11 月,協鑫納米鈣鈦礦組件獲得 TÜV 認證;2021 年中旬,公司完成 1m*2m 的全 球最大尺寸鈣鈦礦組件的 100MW 中試線建設并進行試生產;2023 年 11 月,單結鈣鈦 礦組件光電轉換效率已達 19.04%,疊層鈣鈦礦轉換效率超 26.34%,屬行業領先水平。 2024 年底協鑫 GW 級量產線將全線跑通,公司預計 1GW 裝置生產線中的 500MW 將在 24 年末調試,25 年一季度投產。