1. 中國硅石資源
我國硅石資源豐富，石英礦(砂)種類多，礦石儲量超過 40 億噸。主要分布在西北、中南、華東地區。我國硅石資源存在的主要問題是品質不高，高品質脈石英不到 1%。
工業硅用硅石，在國內分布的地域特征較為明顯；硅石的品質決定了工業硅的品質，也影響了工業硅生產企業的分布，如云南昭通保有 1 億噸較高品質冶煉級硅石，吸引了合盛硅業新建產能。我國工業硅所需優質硅石規?；蟮V主要集中在湖北、甘肅、陜西、云南等地，江西、貴州、廣西等地也有儲量分布，而工業硅生產大省四川、新疆產能的平穩運營與硅石運輸、供應的關聯度較大。
【資料圖】
2. 中國工業硅的生產
2.1 產能產量基本情況
2010-2021 年，隨著光伏、有機硅產業的快速發展，我國工業硅產量總體呈現上行趨勢，工業硅年產能從 275 萬噸增至 498 萬噸；產量從 130 萬噸增至 317 萬噸，年復合增長率 9.3%(SMM 數據，2021 年產量含 97 硅、再生硅，各機構統計口徑中最大)。從下游需求發展形勢倒推，我們認為工業硅產能“天花板”的說法比較動態，梳理 2021 年以來的新增項目，市場普遍認為未來國內工業硅產量還將穩步增長，2022 年工業硅產出將刷出歷史新高，預計達到 355 萬噸左右(SMM 樂觀預測)。
我國工業硅年產量波動主要與與產能擴產、淘汰落后產能、硅石供應、生產成本及價格激勵有關。分階段看，2015 年工業硅產能大規模投產，年產量提高到 200 萬噸/年；2019-2021 年間，工業硅產能面臨供給側改革及生態環保壓力、新疆等地的硅石原料供應緊張，工業硅產量增長速度放慢，新增產能建設也受到 2020 年疫情及 2021 年能耗雙控影響。不過由于需求增速兌現強勁，工業硅價格爆漲，各機構統計的 2021 年國內工業硅產量在產能變化不大的背景下創出新高。
較長遠看，工業硅需求增速更加確定，盡管工業硅高耗能，在能耗管控政策上接近鐵合金、有色金屬板塊，但 2022-2023 年仍有大規模的產能擴產計劃。這些新建產能主要有兩個特點：第一是選址多在電力和硅石資源充沛的西北、西南地區。新疆地區 200 萬噸工業硅產能限額指標已經發完，云南 2020 年曾有 130 萬噸工業硅產能控制目標，目前以減量置換為主；第二是工業硅的擴建、新建項目多與多晶硅、有機硅等下游產業鏈相互一體延伸有關，由于光伏產業屬于新能源支持行業，或可豁免能耗雙控，過往產能控制總量難以貫徹執行的不確定性較高。因此，市場預測到 2025 年國內工業硅產能、產量整體延續增長態勢，產能峰值預計在 2023、2024 年間，產量未來四年的復合增長率達到 12%。
通過產能利用率的變化可以看出我國工業硅上游生產的特點及發展方向。過往，我國工業硅產能利用率經常不到 50%，主要原因包括：1)部分優勢產能集中在西南水電地區，而水電有明顯的 6-11 月豐水季生產特點，淡季開工不足；2)我國工業硅頭部產能的集中度有個不斷提高的過程，尤其新疆地區規模企業的生產技術、成本優勢發揮顯著。2020 年前十企業合計供應量已達 44%，較 2015 年有大幅提升；同期，新疆工業硅產量占比提升近 10%至 37%。市場預計未來幾年國內工業硅產能利用率將首先面臨擴產形勢挑戰，長遠看將接近海外工業硅產能利用率。
2.2 各省分布與生產特點
從生產成本看，工業硅的主要成本包含兩大塊，第一是電力，第二是還原劑材料，兩項成本占到生產總成本的 60%-70%。因此，我國工業硅產區主要投資在有豐富煤炭資源的西北地區以及水電資源充沛的西南地區。
2021 年我國工業硅前三大產區依次是新疆(127 萬噸)、云南(52 萬噸)、 四川(49 萬噸)，分別占比 44%、18%、17%，三省份合計供應量接近八成，其他產量零散分布在福建(11 萬噸)、內蒙古(10 萬噸)、甘肅(10 萬噸)、陜西 (7 萬噸)、貴州(6 萬噸)等省份。
我國西北、西南兩大主產區的生產特點非常鮮明：
新疆，作為我國工業硅最大產出省，開工率在全國屬偏高水平，主要優勢包括：1)硅礦儲運充足、便利，價格低廉；2)煤炭資源豐富，可以滿足工業硅生產中的還原劑需要；3)依托煤炭資源，工業硅生產企業常采用自備電廠發電，生產成本比西南水電成本更低、更穩定；4)工業硅企業投產時間偏晚，25000kVA 和 33000kVA 的大爐型居多；5)產量集中度高，2020 年底我國工業硅生產企業 220 余家，自治區內企業數量占到全國的 11%，產量占比達到了 37%(2021 年已增至 44%)。新疆產區的劣勢主要是上下游運距遠、整體運輸的成本較高。
云南，作為我國工業硅第二大產出省，主要特點有：1)硅石資源豐富，且資源較優質；2)工業硅產成品規格較高，部分產能延用 12500kVA 爐型、不滿足相關產業政策對 25000kVA 爐型規格的要求，近幾年有行業淘汰、整合的壓力；2)水電生產具備成本優勢，但有很強季節性，豐水期與枯水期的發電能力、購電成本差別很大，限制了當地企業的開工率；3)向下游發運的成本較低。四川產區與云南的生產特點基本一致，采用水電、全年開工率一般，運輸成本居中，但明顯更缺乏硅石資源。西南兩省工業硅企業數量占到全國總數的近五成，其中 90%是年產量 1 萬噸以下的中小企業，行業集中度不高，使兩省出現合計產能大于新疆，但供應量遜于新疆的情況。
2.3 分規格供應情況及牌號價差
按國家標準，我國工業硅牌號主要規定名義硅含量及鐵、鋁、鈣的雜質含量。工業硅的編號原則為：第一、第二位代表鐵、鋁的百分比含量，第三(或有第四位)代表鈣的含量，硅元素含量由雜質元素含量的總和與 100%計算得出。如擬上市牌號 5530 或 553#，表示鐵元素<0.5%、鋁元素<0.5%、鈣元素<0. 3%， 硅含量不小于 98.7%。
我國工業硅牌號較多，擬上市交割品必須選擇市場上生產穩定、質量標準、流通較好、應用較廣的規格。廣期所目前選擇以應用最廣泛的 553#做標準交割品，產量最大的 421#以確定升水的方式做替代交割品。工業硅以牌號交割，需要注意 441#、521#同樣符合交割要求，即達到 Si5530 標準的工業硅就可以進行交割。
具體看，553#工業硅 2021 年國內供應占比達到 35%、102 萬噸，廣泛應用在多晶硅、鋁合金行業；421#(含 521#、411#)工業硅 2021 年產出占比達到 37%、108 萬噸，下游有機硅行業主要使用 421#、441#工業硅。選擇 553# 工業硅做標準交割品的考慮，我們認為主要包括：1)553#以新疆大爐型生產為主，在供應連續性上，較小爐型有質量優勢、較產能普遍位于西南的 421#更加穩定，且西南中小企業 12500kVA 爐型有淘汰落后產能的壓力，容易干擾 421# 的市場供應；2)553#具備價格優勢，下游尤其光伏多晶硅方向經常按生產要求、市場狀況混用不同牌號的工業硅；3)隨著高品位硅石資源的減少、行業生產標準化程度的提高，高品質化學級工業硅的產量逐漸降低，中長期 553#可能成為最主要的供應規格。廣期所選用 553#做標準交割品，補充 421#為替代交割品，市場上二者合計供應占比超過七成，能夠同時覆蓋冶金級、化學級兩大應用方向的保值交易需求。
主要產區依托不同的地域優勢(礦石質量、冶煉工藝)，生產的工業硅主力型號有所不同：421#工業硅在西北、西南產區均有分布；553#主要集中在新疆。依靠優質豐富的硅石資源，云南(本省供應)、福建(臨近江西)兩省能夠供應品質更高的 3303#，甚至 2202#工業硅，能夠較全面的滿足下游企業的各種需求。
市場上，553#工業硅分通氧類和不通氧類，西北產區主要生產通氧 553#產品，西南產區主要生產不通氧 553#產品，從國標看，沒有工藝上必須通氧的要求，除不通氧 553#硅外其余國標中劃定的工業硅等級多為通氧精煉所得。工業硅精煉通氧，一般指在冶煉硅水出爐后通入氧氣，去除以鈣為主的雜質，鈣含量可以降低到 0.1%以下。終端需求上，有機硅要求鈣含量在 0.1%以內，通氧 553# 質量更高。
通氧 553#與不通氧 553#間存在價差，2015 年新疆大規模產能投產前，市場主要跟蹤西南地區不通氧 553#、421#工業硅的價格變化，青海、內蒙等地不通氧 553#產品的品質低于西南；隨著 2017 年新疆合盛鄯善項目的投產，工業硅產能重心完成向西北地區的轉移，市場更關心通氧 553#、421#的價格表現。當前，不通氧 553#與通氧 553#硅的價差用來判斷局部西南地區季節性供應的強弱，北方地區不通氧 553#產能已基本退出，而西南地區因生產連續性更低，不通氧 553#硅價的年化波動率要更高。就生產工藝成本，同一地區通氧應高出 400-500 元/噸，如云南。全國市場角度，在沒有南北產能政策約束的背景下，通氧(新疆)與不通氧 553#(西南)地區間的價差多在 500-1000 元/噸間波動。因通氧 553#工業硅雜質含量更少，且新疆提供市場上七成的通氧 553#工業硅、供應更強，目前南北市場無明顯價格差異，北方報價易引導南方。
另外，從三方調研的生產情況看，符合國標要求的工業硅實際產量可能低于統計產量。西南地區中小企業生產的不通氧 553#工業硅合格率較低，較難符合交割標準，產能淘汰的壓力較大，主要在現貨市場上交易。
目前，421#與通氧 553#是市場交易的典型牌號，兩個牌號在需求方向、主產地成本變動、產銷環境上差別較大，價差并不恒定。2015-2020 年間，421# 與通氧 553#間的價差 80%落在 500-2000 元/噸間，但 2021 年 9、10 月份硅價漲勢劇烈，主要供應 421#工業硅的云南省面臨能耗雙控、淘汰落后產能及保障優質硅石的挑戰，高價背景下，兩者甚至出現 2 萬多元/噸的極端價差(SMM 華東工業硅日度平均價最大價差超過 2 萬元/噸，安泰科天津港周度平均價最大價差 1 萬元/噸，鐵合金在線云南產區最大價差接近 5000 元/噸)。合約設計上， 廣期所預期中長期硅價震蕩在 2 萬多元/噸，按 10%價差比例，擬為 421#硅設置 2000 元/噸升水。我們認為，不排除交割替代品 421#工業硅的升水設計未來有動態調整的可能。
最后，更多運用在有機硅方向上的 421#硅，上下游間多以長單或招標的方式交易，接近定制化生產，歷史價格的年化波動略小。也正因此，421#硅的現貨散單貿易量低，刺激了 2021 年秋季短線大幅飆漲的幅度。
2.4 行業集中度與主要生產企業
國內工業硅總產能高，但產能集中度分散、行業龍頭排前十的企業其產能、 產量斷崖特點明顯。2021 年 SMM 統計國內工業硅有效產能 499 萬噸，百川統計的含瀕臨淘汰企業的產能樣本合計 518 萬噸，占全球產能比的 75-78%；不同機構統計的企業數量或 220 家(SMM)、或 250 余家(百川)。2021 年行業前九名生產企業產能占比達到 30%(百川)，2020 年前十家企業工業硅供應占比超過 44%(SMM)。由于生產企業眾多，大部分中小企業年產量僅 1、2 萬噸， 產值 1-2 億元/年，月度滾動連續保值資金量較低，而南方地區小爐型一年僅開工 4-6 個月。
工業硅上市后需要關注產能產量絕對龍頭合盛硅業的經營動向，它是全球最大工業硅、有機硅單體生產企業，覆蓋從原料硅礦、電廠、電極廠到工業硅、下游硅膠的全產業鏈，一體化優勢明顯、生產連續性強。合盛現有產能 73 萬噸， 超負荷產量可達 80 萬噸。合盛之下，工業硅主要生產企業的生產能力斷層下滑，東方希望產能 20 萬噸排第二，后面四家產能降到 10 萬噸級，再往下降到 5、6 萬噸級。因此，合盛硅業的龍頭話語權極強，在云南昭通正在布局 80 萬噸新產能。
由于工業硅市場規模偏小，行業利潤率不高，國有資本并未廣泛涉足工業硅領域，除永昌硅業(當前為云南能投)、三新硅業、國貿硅業等，大部分工業硅生產企業為民營企業。SMM、百川資訊、鐵合金在線統計的主要企業的行業排名略有差異，在 SMM 的基礎上我們通過標增生產企業地理位置的方式加以區分。
縱觀工業硅各企業的產能擴產計劃，投產年份多集中在 2021、2022 年，新增產能分布在新疆、云南、內蒙等地，因監管部門多把工業硅劃入高耗能領域，單獨新建金屬硅產能已經無法報批，新增產能多為下游多晶硅、有機硅向上游的延伸。市場預計未來五年，我國工業硅產能集中度繼續提升，樂觀預計 2025 年合盛硅業、東方希望的年產量可能達到 142 萬噸、32 萬噸，前十企業集中度提升到 50%以上。
資料致謝：廣州期貨交易所、SMM、百川盈孚、鐵合金在線、安泰科
（文章來源：國投安信期貨）
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