1. 等靜壓石墨是單晶生長爐熱場的重要原材料,國產水平較低:等靜壓石墨是單晶生長爐熱場系統的主要原材料,且無法用其他較低品質的石墨制品代替。目前國內供應較少,以進口為主,每年進口約2萬噸。雖然等靜壓石墨成本占比并不高,約5%,但不可或缺。
2. 行業低谷引起價格下跌且持續疲軟,造成等靜壓石墨產能萎縮:海外名義產能約6-7萬噸,而從2012年開始,由于光伏行業需求疲軟,等靜壓石墨價格從12-15萬元/噸下跌至6-7萬元,企業處于盈虧平衡線上,企業對部分落后產能進行了淘汰。同時國內由于污染整治也導致一部分企業減產。
3. 光伏行業需求旺盛,供給或持續緊張:上半年由于國內乃至全球光伏市場需求旺盛,同時單晶占比逐漸增加,等靜壓石價格開始上漲,目前已上漲至約10-12萬元/噸左右,供給呈現緊張局面。未來一方面國內外光伏裝機需求持續旺盛,同時單晶替代趨勢明顯,未來供給局面或持續緊張。同時半導體領域等靜壓石墨需求也在快速上升,預計全球需求將從3萬噸上升至5萬噸。
4.等靜壓石墨或影響單晶擴產,龍頭企業提前布局,鎖定供應確保擴產:等靜壓石墨熱場有替代產品(如碳碳熱場,國產和進口等靜壓石墨混合),但是需要對工藝進行一定的調整,且供應商數量更少,將會影響成本和生產效率。目前龍頭企業開始鎖定等靜壓石墨熱場供應,同時議價能力較強,產能擴張受將不受影響。
1. 等靜壓石墨是單晶硅片生產的重要耗材
1.1等靜壓石墨是單晶石墨熱場原材料
單晶爐系統包括基座、坩堝提升旋轉機構、主爐室(下爐室)、翻板閥、副爐室(上爐室)、晶體提升旋轉機構、液壓驅動裝置、真空系統、沖氬氣系統及水冷系統,另外還有電氣部分,控制柜、加熱系統等。其中主爐室是單晶爐的心臟部位,熱場系統安裝在內,由于熱場的原材料主要是石墨,因此熱場石墨又稱為石墨熱場。
熱場主要由加熱器、保溫桶、石墨坩堝、導流筒、石英坩堝等主要部件和一些其他小規格配件構成。其中主要部件除石英坩堝、保溫氈外,幾乎全部用等靜壓石墨制成。
單晶熱場石墨配件的原材料等靜壓石墨不可用其他石墨材料替換:從下表可以看出,單晶長晶熱場的坩堝、加熱器、保溫筒等主要配件無法用其他較低品質的石墨制品代替,而多晶熱場的加熱器、定向塊雖然也需要等靜壓石墨,但也可也能夠擠壓或震動成型石墨這些石墨代替。
對等靜壓石墨性能要求更高:等靜壓石墨根據不同的純度、規格可進行等級劃分。而單晶長晶采用直拉法對設備配件提出很高的要求,除了要求設備具備耐熱性和較長的使用壽命外,也要求配件具備極高的耐腐蝕性和極高的材料純度;另一方面隨著目前對高效電池片和組件的需求,對單晶硅片要求也越來越高,這更加要求熱場配件中石墨的高純度。因此單晶石墨熱場需要高品質、高純度、高規格的等靜壓石墨。
1.2 以進口為主,國產化水平低
等靜壓成型指將待壓物料經過密封后置于高壓容器中,利用液體介質不可壓縮的性質和均勻傳遞壓力的性質從各個方向對物料進行均勻加壓,采用上述方法使粉料致密成坯體的方法稱為等靜壓成型,用該方式制得的石墨制品為等靜壓石墨。
等靜壓石墨生產主要有磨粉、冷卻、二次磨粉、等靜壓成型、焙燒、石墨化等過程,其中等靜壓環節最為重要,該環節直接決定成型后石墨的密度和環節;同時前面的磨粉等環節也決定了最后成型等靜壓的灰分、顆粒度等指標。
國內等靜壓石墨起步晚,產量小:在高品質等靜壓石墨生產的過程中,對生產技術、操作工人的熟練程度都有較高的要求。我國等靜壓石墨生產起步于上世紀90年代后期,相對較晚,生產成本較高;另外國外主流企業等靜壓石墨產能超過60000噸,但
是我國企業的產能僅有10000噸以上,同時部分企業在生產過程中中還存在成品率較低、品質較差等問題,所以實際銷售量應該遠低于10,000噸。
國外各主流企業早已布局國內市場,在國內設廠(除新日本碳素外),目前我國每年須從國外企業購買約2萬噸的高品質等靜壓石墨。
單晶生長對熱場的規格、品質等要求越來越高:國內等靜壓石墨接近60%用于單晶生長爐熱場,一般來說石英坩堝的尺寸是對應硅棒尺寸的2.5~3倍,而石墨坩堝、加熱器、保溫筒是按順序包圍在石英坩堝外層的,因此這些石墨熱場大配件需要是對應硅棒尺寸的3倍,目前國內主流單晶硅棒為6英寸和8英寸,且未來朝著12英寸或更大方向發展,而目前對應的熱場規格都在26英寸和28英寸(600-800mm),需要的等靜壓石墨配件規格越來越大。
另外隨著對高效電池的要求,對電池基底材料硅片的要求也越來越高,而單晶石墨熱場材料的純度、強度等指標直接影響硅棒的質量進而影響硅片的性質。
單晶石墨熱場用等靜壓石墨主要依靠進口:目前國內等靜壓石墨的品質無論是從規格還是性能上都不及國外企業,雖然近年來國內企業多以單晶熱場用石墨的標準生產等靜壓石墨,但符合光伏行業(主要是單晶石墨熱場)應用的高品質、大規格等靜壓石墨生產量仍較小,預計每年僅有1000-4000噸產量,大量的單晶熱場用等靜壓石墨主要依靠進口。
2. 等靜壓石墨價格疲軟導致產能萎縮
等靜壓石墨用途豐富:等靜壓石墨是上世紀60年代發展起來的一種新型石墨材料,具有一系列優異的性能。其一,耐熱性好,在惰性氣氛下,隨著溫度的升高其機械強度不但不降低,反而升高,在2500℃左右時達到最高值;其二,與普通石墨相比,結構精細致密、均勻性好;其三,熱膨脹系數很低,具有優異的抗熱震性能;其四,耐化學腐蝕性強,導熱性能和導電性能良好,具有優異的機械加工性能。
由于具有以上一系列的優異性能,等靜壓石墨在冶金、化學、電氣、航空宇宙及原子能工業等領域得到廣泛應用。
光伏行業應用(主要是單晶石墨熱場)需求最大:從下表的歷史數據來看,國內的等靜壓石墨分行業需求,光伏行業需求一直占比在50%以上,而根據調研信息,近年隨著光伏行業的快速發展以及單晶需求的增加,光伏行業用等靜壓石墨需求占比已經達到60%左右;同時從全球等靜壓石墨需求來看,光伏行業的需求占比最高、增長最快,占比已經超過50%。
由于光伏行業需求不及預期,產能擴張迅速,導致等靜壓石墨產業能過剩,等靜壓石墨價格從12-15萬元/噸開始一路下跌,由于生產成本在7萬元/噸左右,價格跌至成本線6-7萬元/噸左右保持一定的穩定,之后并未出現復蘇的跡象,這種頹勢一直保持到2016年年底。
迫于盈利壓力國外企業等靜壓石墨產能或有所萎縮:價格持續疲軟在成本線徘徊,直接導致主要等靜壓石墨企業利潤下滑甚至為負,為防止損失進一步擴大,據調研信息,各企業在減少落后產能。
國內環境整治也導致擴產艱難:而從國內情況來看,一方面需求不足導致供給有所過剩造成盈利能力下降,另一方面環境污染整治,等靜壓石墨擴產艱難。
由于需求增長導致價格上漲,我們推測目前實際產能應該在4-5萬噸。
等靜壓石墨企業開工復產緩慢,供給短期恐難以跟上:受需求影響各企業等靜壓石墨生產紛紛開工,但由于等靜壓石墨生產工序較為復雜,生產周期通常為4~6個月的時間,時間較長,因此開工后增產較為緩慢,產能復蘇難;另一方面國內環保整治力度加大,許多企業開工緩慢甚至難以開工。綜合來看,等靜壓石墨短期供給恐難跟上。
3. 單晶擴張導致等靜壓石墨供應緊張
3.1需求旺盛、單晶擴張,短期供給緊張局面或持續
全球其他國家光伏裝機需求持續增加:全球光伏裝機歷史數據顯示,過去幾年中國、美國、日本、印度、歐洲的德國、英國等國家新增裝機占全球比超過80%以上,是光伏裝機的主要需求來源。未來雖然部分小國需求會崛起,但是大國裝機需求也將占據全球的70%以上。美國未來部分州市場啟動,光伏裝機穩步上升;日本市場補貼下調可能會有小幅下滑;印度市場遠未達到指引量,未來將大幅上升;歐洲土耳其等小國需求出現,未來裝機穩步增長;智利等小國實現平價,內生性需求出現。
受需求拉動上半年價格上漲,企業陸續開工,收入增加:上半年國內光伏裝機大超預期,同時由于“領跑者”等計劃的推動使得單晶占比持續上升,單晶組件需求增加,推動用于單晶長晶爐的進口等靜壓石墨從去年同期的7-8萬元/噸左右上漲至目前的10-12萬元/噸左右,國內外企業的等靜壓石墨開工率開始提升,如國內等靜壓石墨生產企業成都炭素同比收入大幅增加;德國企業西格里石墨材料分部收入實現小幅增長,其中來自光伏市場特種石墨的收入從2015年的不到10%上升至2016年的11%。
國內文件上調裝機指引,需求有望超預期。根據國家能源局《關于可再生能源發展“十三五”規劃實施的指導意見》,給定各省份(除北京、天津、上海、福建、重慶、西藏、海南)未來4年的光伏電站新增建設指引裝機量共86.5GW,到2020年累計光伏裝機目標比此前上調56%。同時《指導意見》規劃指引并不包含分布式,對分布式項目建設不設限。2017年到7月底分布式新增裝機量高達13GW,遠超行業預期,預計2017全年分布式將突破15GW,2018-2020年分布式有望保持10-12GW的裝機量,行業將持續發展。
單晶組件未來將是趨勢。海外單晶性價比有待提升,未來占比將上升:海外市場的單多晶組件價差保持在6-10美分/W左右波動保持動態平衡,隨著BOS(非組件成本)的下降,單晶組件性價比優勢不明顯。隨著像隆基股份這樣有成本優勢的企業的海外戰略的推進,單多晶組件價差將會縮小至6美分以下,單晶的性價比將凸顯,海外占比將上升。
國內價差縮小,推動單晶滲透率不斷提升:國內裝機2014年開始應用單晶組件,2015年與2016年由于隆基股份單晶硅片成本迅速下降,單晶組件價格僅高于多晶組件0.1元/瓦,所以單晶組件在國內占比迅速由5%上升至27%,預計今年國內單晶組件占比將上升至35%。
單晶性價比未來將持續提升且高于單晶:單晶硅片在高效電池和薄片化領域有明顯的應用優勢。國內領先企業單晶硅片厚度年內可從190-200μm的水平逐步下降到180μm,未來有望降至150μm。而多晶硅片的易碎,不易彎折,在薄片化的應用上有先天的劣勢。
在高效電池的應用上,目前所有已知的高效電池技術均已經成功應用于單晶硅片,高效記錄保持者IBC和HIT技術均是采用單晶硅片,而多晶硅片由于晶體的不規則,所以導致了應用上確實存在難度。
單晶硅片強勢擴產,等靜壓石墨需求將進一步增加:單晶替代趨勢不減,國內單晶占比從2014年的5%迅速提升至2016年的27%,今年預計可達到35%,單晶的旺盛需求使各下游企業紛紛進行單晶硅片產能擴張,預計今年全年單晶硅片產能將由去年的20GW增加到40GW,只單晶生長環節的等靜壓石墨需求將至少增加一倍,經測算約為1.5萬噸,而等靜壓石墨生產企業擴產緩慢,預計下半年供給局面將會更為緊張。
3.2 其他領域的等靜壓石墨需求也在不斷提高
等靜壓石墨在半導體、LED行業中的應用于其在光伏行業中的應用類似,主要是拉晶過程中的坩堝、加熱器、保溫筒等配件的原材料。
上半年半導體價格上漲帶動企業營收上漲:由于上半年半導體產品價格普遍上揚,如快閃儲存器價格從2016年下半年起上漲達11.6%、PCDRAM合約均價從2016年一季度至今漲幅逼近40%,因此半導體各企業的營收相比此前有較大幅度上升,就統計主要企業的營收來看同比增速達到15%,環比增速也達到2%。
半導體企業的資本支出增加,等靜壓石墨的需求將增加:在價格進一步上漲的刺激下,臺積電等主要半導體企業增加資本支出,欲進一步擴大產能,到2017年二季度,半導體資本支出同比增長超過100%,環比增長達到34%。
隨著半導體行業發展的持續擴大,各企業的擴張與資本支出的增加,該行業需求的等靜壓石墨量也將隨之較快增長,這將會加劇供給的緊張局面。
3.3 等靜壓石墨或影響單晶擴產
等靜壓石墨目前是單晶應用主流熱場,雖然有替代熱場(如碳碳熱場,國產和進口等靜壓石墨混合),但是需要對工藝進行一定的調整,而且付款條件和供應商數量更少,從而影響了成本和生產效率。
龍頭企業如隆基、中環開始對2018年等靜壓石墨通過提高預付比例的形式將價格和總量進行鎖定,而中小企業尚未對此有所察覺及反應。