我国是全球最大的工业硅生产、消费和出口国，工业硅是广期所拟上市的第一个品种，对当下硅产业的发展具有重要意义。一方面有利于中下游厂商应对原料价格的大幅变动；另一方面工业硅作为光伏产业链上游的主要原料，为广大投资者提供了参与到新能源投资的新渠道。
一、工业硅简介
工业硅又被称为金属硅，是由硅石和还原剂在矿热炉内冶炼生成的一种硅单质(硅含量98%以上)产品，工业硅在固体状态下呈暗灰色，质地坚硬而脆，导电率介于金属和非金属之间，可以用来制作半导体，是光伏产业中生产太阳能板、微电子行业制作硅圆晶的重要原材料，被称为是光伏产业的源头。
(资料图片仅供参考)
按照工业硅中硅含量和铁、铝、钙杂质含量不同，可以将工业硅划分为不同牌号，市场上比较常见的有Si5530、Si4410、Si4210、Si4110等。牌号的后四位数字依次代表产品中主要杂质元素铁、铝、钙的最高含量要求，杂质含量越低的工业硅品质更好，价格也更高。
其中Si5530、Si4210工业硅因下游用途广泛且成分要求较低，成为我国主要的工业硅型号。
一、工业硅产业链
工业硅的产业链主要分为采选、冶炼、加工和终端需求四个部分。工业硅的上游是采选及冶炼环节，目前工业硅的冶炼工艺已经较为成熟，主流工艺为电弧炉法。原理是将硅石与木炭、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，使用石墨电极将原料加热到2000摄氏度以上，硅石中的二氧化硅被碳质还原剂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。
工业硅的下游产品主要聚集于三大应用领域，分别是有机硅、多晶硅和硅铝合金。有机硅是目前工业硅消费的第一大领域，产品种类最为丰富，下游产品主要包括硅树脂、硅油、硅橡胶，广泛应用于建筑材料、电子电器和日化纺织等多个行业；多晶硅主要应用于光伏，其次是半导体，目前国内消费占比排在第二，但多晶硅的消费增速快，即将在消费量上超过有机硅；硅铝合金是工业硅的第三大消费方向，也是消费量长期表现最稳定的，主要应用在汽车、摩托车、铝合金压铸行业。
二、工业硅的生产成本模型
在成本模型中，工业硅主要的成本构成为电耗、硅石和还原剂。我国工业硅每吨成本在16000—25000元之间，生产1吨工业硅大约需要2.7-3吨硅石，2吨碳质还原剂(种类包括木炭、石油焦、低灰煤等)，0.1-0.13吨电极；每吨工业硅冶炼电耗在11000-14000度，电力成本约占总成本结构的35%。因生产工艺、产品牌号等的不同，成本结构存在一定差异，但主要成本支出还是电力和还原剂。
数据来源：广期所
拿工业硅的生产工艺来说，工业硅的生产工艺可分为全煤工艺与非全煤工艺两大类，非全煤工艺由于存在还原剂价格高昂且不符合环保要求等问题，多用于生产高品级工业硅，我国目前主流采用的是全煤工艺。比较两种工艺下的生产成本，全煤工艺比非全煤工艺成本每吨低800元左右。
此外，我国不同省份主产的工业硅型号不同。新疆以生产通氧 553#、421#为主，国内74.86%的通氧553#和 36.08%的421#源自新疆，而云南、四川主打生产421#。新疆因具有自备电优势，工业硅生产成本普遍低于四川及云南。
三、工业硅产能分布
工业硅的生产对资源能源依赖性强，我国工业硅产能依托于丰富的煤电、水电资源，主要分布在新疆、云南、四川等地。新疆是我国工业硅第一大产区，产能占全国总产能的32%。云南、四川两省供应占比分列二、三位，2021年两省工业硅产能占全国总产能比分别达到22%和19%。前三大产区供应占比合计接近80%，地域集中度较高。剩余产量零散分布在内蒙古、甘肃、福建等地。
数据来源：百川盈孚
我国三大工业硅产区各有优劣势，其中新疆的硅石和电力优势明显，火电全年稳定，但运输成本略高，生产技术管理劣势突出；云南硅石和电力优势明显，运输成本较低，但水电受季节影响大，企业规模较小；四川电力优势明显，运输成本中等，但水电受季节影响大，缺乏矿石资源。
2011年起，中国成为全球范围内最大的工业硅生产和消费国，我国工业硅产能增长经历了十余年的高速发展期，到2021产能达到499万吨，产量在291.3万吨，全球占比均接近80%，处于全球工业硅供应格局中的核心地位。
需求方面，得益于有机硅和多晶硅行业的发展，全球硅需求总体呈现上升趋势。中国是工业硅的第一大消费国，2021年的消费量为186万吨，全球占比57%，预计2022年将进一步提升。
一、工业硅生产情况
工业硅的生产依托于丰富的煤电、水电资源，主要分布在新疆、云南、四川等地。我国工业硅产能虽然地域集中度较高，但行业集中度偏低，多以中小民营企业为主。
从统计数据来看，行业前十的企业产能、产量有明显的断崖特点，呈现一超多强局面。据百川盈孚数据，2021年我国工业硅生产企业超250家，其中前四家产量占比达38.21%，仅第一名合盛硅业产量占比就达27%，远超排在其后的企业，预计2022年行业供给集中度会进一步上升。
从各企业产能规模看，云南、四川多以小厂为主，产能较为分散，而新疆企业的平均产能相对较高，尤其是合盛硅业、昌吉吉盛的产能处于行业内领先地位。
数据来源：SMM
二、工业硅消费格局
我国工业硅依托三大下游及出口构建总体的消费格局，消费结构上来看，有机硅消费占比第一，未来有机硅和多晶硅或成为主要的需求增量点。从消费的区域分布上来看，我国工业硅主要消费区域是华东、华北、华南，主要消费大省是广东、江苏、新疆、浙江等。
数据来源：中国有色金属协会硅业分会
1、多晶硅
得益于近年来光伏行业的不断发展，多晶硅未来发展潜力巨大。我国的多晶硅生产企业主要分布在西北、西南及华中区域，龙头企业有通威股份、保利协鑫、新特能源、新疆大全等。
2、有机硅
下游有机硅是我国工业硅最主要的应用领域，消费占比接近三成。我国的有机硅企业主要分布于华东、西北两大区域，国企和上市公司较多，产能集中度较高，国内龙头企业主要有天赐材料、合盛硅业、新安股份等。由于有机硅下游产品广泛用于建筑、家电、医疗、纺织等行业，因应用领域众多，有机硅需求与宏观经济密切相关。
3、硅铝合金
由于汽车消费进入平稳增长期，硅铝合金的消费对工业硅的需求拉动远不如有机硅和多晶硅，占工业硅消费量约16%。铝合金企业的产能较为分散，数量庞大，主要分布区域在华东及华南，龙头企业有君正集团、青海物通等。
三、工业硅对外贸易格局
中国是全球最大的工业硅生产和消费国，现阶段工业硅的生产基本能够覆盖国内消费需求，进口量过小，几乎可以忽略不计。另一方面，中国也是全球最大的工业硅出口国，中国工业硅年出口量在60-80万吨，占国内工业硅总产量近30%，广州黄埔港是我国第一大工业硅出口港。出口主要流向亚洲地区，以日本、韩国和部分东南亚国家为主。其中日本及韩国占比最重，分别为24%及11%。
数据来源：中国海关
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