“拥硅为王”的局面与翻涌的多晶硅技术“江湖”
作为光伏产业的上游原材料 , 今年以来，硅料价格从每吨8万元左右，涨到了每吨20万元以上 , 涨幅高达150％ 。
在上半年产业链上游价格大涨的基础上，光伏产业的利润环节向上游迁移。上游硅料、硅片等企业赚的盆满钵满，而下游光伏电池、组件、电站企业的业绩乏善可陈。
每一个行业都需要相应的技术，技术的更迭是整个行业变化的开始。作为备受关注的光伏电池，包括了晶体硅电池、薄膜电池、有机电池、染料敏华电池、钙钛矿电池等各种技术流派。
在众多流派中，晶体硅电池一直牢牢占据着霸主的地位，自2006年以来市场份额一直在80%以上。然而，即便是晶硅电池之间亦有竞争，关于技术的竞争从未停歇过。
作为晶硅电池的上游材料——高纯度的硅料拥有着吸引人的高毛利，占据着光伏市场的制高点。但国内光伏企业曾在这一环节长期依赖国外的技术，只有Wacker、hemlock等企业能完全生产电子级多晶硅产品。大量的光伏企业，特别是高纯晶硅企业，因为没有核心技术支撑，最终倒了下去。
如今国内已经突破了技术封锁。当前光伏行业制作多晶硅主要是用改良 西门子 法。不过，在改良西门子法之外，近期颗粒硅制法被市场所热捧，大有替代之氛围。技术切磋是行业进步的重要推动力，但颗粒硅对光伏行业是否会有颠覆性的影响呢？
颗粒硅并不是新鲜事物
被行业所追捧的电子级多晶硅一直都是国家发展集成电路产业的战略原材料，在芯片场景应用越来越多的背景下，未来对作为半导体电子材料的硅料，需求会越来越多。
多晶硅按纯度要求及用途不同，分为太阳能级多晶硅和电子级多晶硅，其中太阳能级多晶硅主要用于太阳能电池的生产制造，而电子级多晶硅对纯度要求更高，主要作为半导体电子材料。
相对于光伏产业所用的太阳能级多晶硅99.9999%纯度，电子级多晶硅的纯度要求高达99.999999999%。
目前主流的多晶硅，主要为改良西门子法和硅烷法生产出来的柱状多晶硅。而颗粒硅，是硅烷法生产出来的颗粒状多晶硅。我们知道，双碳的背景下，成本更低的光伏发电是未来必然的趋势。
而颗粒硅因为密度小、流动性好、电耗低、单位投资额少等优势而被一部分人所看好，市场担心颗粒硅可能会对西门子法造成巨大冲击。那么，颗粒硅究竟有何玄机，它真的能颠覆改良西门子法么？
首先，我们需要了解的是，颗粒硅并不是新鲜事物，已经存在很久了。
棒状硅和颗粒硅是多晶硅原材料里常见的类型。棒状硅是采用目前主流的生产工艺改良西门子法生产，而最近被热炒的颗粒硅则是采用硅烷流化床工艺生产的。
棒状硅和颗粒硅二者生产采用的原料相同均是工业硅，不同之处在于还原硅过程中采用的中间体。改良西门子法采用的中间体是三氯氢硅，而硅烷流化床法工艺采用的中间体是硅烷。
从本质上来讲，不论是改良西门子法生产的棒状硅还是硅烷流化床法生产的颗粒硅，都是将工业硅提纯为高纯电子级硅（11N）或者太阳能硅（6N）。
流化床法制备颗粒硅已经拥有比较悠久的研发历史，早在上世纪五十年代就有学者提出了通过化学气相沉积的原理来制备多晶硅。随后在此基础上不断改进，形成了目前的工艺。
由于多晶硅发展初期需求主要来自于半导体，要求的纯度很高，流化床法颗粒硅不能满足要求。国际上实现流化床颗粒硅商业化的企业较少。
总体上来说，流化床法下的颗粒硅生产技术在过去10年是有进步的。但我们从成本端、产能以及性能上将两者进行对比，可以发现目前颗粒硅似乎还不具备颠覆当前主流技术西门子法多晶硅的能力。
为何说颗粒硅还不具备颠覆主流技术的能力？
这里面，最主要的原因是产能还比较少，产品性能相比棒状多晶硅还不成熟。
根据产能投放及爬坡的节奏，颗粒硅2021年出货大致在1.5万吨，占全部总需求（55万吨）不到3%。主要的颗粒硅出货厂商，主要供给中环以及自用，所以对于行业供需以及竞争格局的影响有限。
主流硅片企业对颗粒硅的态度偏谨慎，究其原因还是氢跳、粉尘以及金属等带来的问题。由于流化床法自身的生产工艺原因，颗粒硅中氢含量相比块状硅要高，在后端拉棒环节受热容易生产跳硅，对拉棒的稳定性和质量会产生不利影响。
由于颗粒硅体积很小，因此在生产过程中会撞击器壁从而损伤生产设备器壁。为解决这一问题，一般设备的内衬多为坚硬的碳基材料（如碳化硅），但在生产过程中硅仍然会撞击器壁从而使得颗粒硅中含碳量较高。
另外，颗粒硅表面积较大，导致其容易吸附更多粉尘。两个问题均会影响产品纯度，其中N型料对于纯度的要求更高，目前颗粒硅还满足不了这么高的纯度要求，所以大多数企业对颗粒硅还是采取观望的态度。
而在备受追捧的成本优势上，其实现阶段改良西门子成本已接近颗粒硅的理论成本，未来还有进一步下降的空间。
目前改良西门子法每公斤耗电在 60 度，颗粒硅已降至18度，因此理论电耗仅为改良西门子法的 1/3；此外，由于流程工艺相对更为简单，因此颗粒硅的单位投资额相对更少（采用 6 代线后 可降至 7-7.5 亿/万吨），改良西门子法目前为8.5亿/万吨，因此相应的流化床法的折旧成本也比较低。
二者共同导致颗粒硅的理论生产成本比块状硅要低。
实际上，颗粒硅电耗的确比较低，但不可忽视的是，流化床法会使用到蒸汽、天然气等，且颗粒硅硅耗高于改良西门子法。
但颗粒硅成本不能单看硅料这一个环节，应结合拉晶环节一起看，由于氢跳、粉尘以及金属等带来的问题，对拉棒的稳定性和质量会产生不利影响，由于“氢跳”、颗粒硅撞击器壁等问题，会造成生产工序的中断，并引起碳基内衬、加热线圈、石英坩埚等部件的损坏，间接提高了拉晶环节成本。
由于颗粒硅撞击器壁的问题，根据目前掌握的信息颗粒硅的生产连续性较差，需要隔几个月就更换新的碳基内衬，造成了较大的成本增加。
此外，由于颗粒硅体积很小，目前成品中仍有较多粉状颗粒硅，属于废料，也造成了较大的成本增加。因此，这两个问题是颗粒硅后续能否成功降本的关键。
综合能耗根据收集的相关数据测算，在考虑工业硅粉耗电后的情况下，西门子法综合能耗和颗粒硅打平。
所以，硅料主流的技术路线还是改良 西门子 法，从产品品质、成本、安全上改良西门子法都是更胜一筹。
既然颗粒硅还不具备颠覆主流多晶硅的能力，那为什么还受到市场的吹捧呢？
实际上，此次颗粒硅之所以会突然被重视起来，主要还是源于硅料的缺货。因供给受限，国内硅料价格从2020年7月底的6万/吨一路上涨至20万元/吨。
不过，大厂扩产计划要到明年才能投产，面对这种情形，业内预计颗粒硅有望成为硅料紧缺场景下的备用料，因此受到资金追捧。所以，颗粒硅在更大程度上是当前产能的一个补充。
从最基本逻辑看，光伏现在是一个拼成本的行业，如果这个技术真的成熟的话，未来肯定还是有成功的可能性。但只有快速普及，形成行业规模才能全方位的降低成本。
而普及背后需要有大量的资本参与，任何新技术的推广和使用是需要产业里面多方位投入，几乎看不到单一厂商能凭借一己之力能把一个技术推成主流。
而当前颗粒硅出现的种种技术问题、成本下降难的问题使得参与的玩家并不多，资本投入的力量并不够。
多晶硅是光伏产业链里技术、资金壁垒最高、扩产周期最长的环节之一。而硅料仍大概率以供应链瓶颈的角色决定2022年光伏新增装机上限，摄取显著的超额利润背后产能尤为重要。
在硅料价格快速上涨的背景下，各硅料企业和新进入者相继公布了自己的产能扩展计划，由于扩张需求，很少有企业愿意把重心放在性能并不稳定的颗粒硅身上。
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