工业可控硅行业产业链分析

第一节 可控硅行业产业链概述

可控硅行业产业链简图

第二节 可控硅上游行业发展状况分析

一、上游原材料生产情况分析

（一）主要原材料产量情况

1、硅单晶

硅单晶又称单晶硅，是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势，近三十年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。单晶硅建设项目具有巨大的市场和广阔的发展空间。在地壳中含量达25.8%的硅元素，为单晶硅的生产提供了取之不尽的源泉。

2007年，中国市场上有各类硅单晶生长设备1500余台，分布在70余家生产企业。2007年5月24日，国家“863”计划超大规模集成电路（IC）配套材料重大专项总体组在北京组织专家对西安理工大学和北京有色金属研究总院承担的“TDR-150型单晶炉（12英寸MCZ综合系统）”完成了验收。这标志着拥有自主知识产权的大尺寸集成电路与太阳能用硅单晶生长设备，在我国首次研制成功。这项产品使中国能够开发具有自主知识产权的关键制造技术与单晶炉生产设备，填补了国内空白，初步改变了在晶体生长设备领域研发制造受制于人的局面。

硅材料市场前景广阔，中国硅单晶的产量、销售收入近几年递增较快，以中小尺寸为主的硅片生产已成为国际公认的事实，为世界和中国集成电路、半导体分立器件和光伏太阳能电池产业的发展做出了较大的贡献。

可控硅上游主要原材料硅单晶产量增长统计表

单位：吨

2、钼片

钼片是一种重要的无机矿物。从地质学角度来看,钼片就是地球外壳的天然矿物。钼片矿床有3种类型:石灰石、白垩和大理石。据有关部门研究,世界碳酸岩(包括钼片和白云石)的分布面积达534万平方公里,占地球陆地表面积的4%。中国碳酸岩分布面积为344万平方公里,占世界的64%。

钼片分轻质钼片(PCC)和钼片(GCC)两种。钼片的特性是可以人工调控色泽、粒径、表面特性、分散度、流变性、触变性以及晶型等,而且钼片化学纯度高,化学惰性强,热稳定性好,在400摄氏度以下不会分解。另外,钼片还具有吸油率低、硬度低、磨耗值小、无毒、无臭、无味,分散性好等优点。

由于上述特殊性能,钼片的应用发展较快,目前已广泛地应用于工农业领域,如橡胶、塑料、造纸、涂料、油漆、油墨、电缆、制药、化肥、饲料、食品、制糖、纺织、玻璃、陶瓷、卫生用品、密封剂、胶粘剂、杀虫剂和农药载体以及烟道除硫、水处理等环保方面。轻质钼片用途与钼片有重叠也有不同,主要用于造纸、塑料、人造橡胶、食品、食用色料、医药、黏结剂和卫生用品等领域。近年来,因为有资料谈及轻质钼片可增强某些材料的性能,所以它的使用范围有所增加。

（二）主要原材料供应厂家情况 

可控硅上游主要原材料硅单晶供应厂家情况

可控硅上游主要原材料钼片供应厂家情况

二、上游原材料需求情况分析

1、硅单晶的应用

在日常生活里，单晶硅可以说无处不在，电视、电脑、冰箱、电话、手表、汽车，处处都离不开单晶硅材料，单晶硅作为科技应用普及材料之一，已经渗透到人们生活中各个角落。人类在征服宇宙的征途上，所取得的每一步进步，都有着单晶硅的身影。航天飞机、宇宙飞船、人造卫星都要以单晶硅作为必不可少的原材料。直拉单晶硅产品，可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造，其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域，在军事电子设备中也占有重要地位。

近年来，各种晶体材料，特别是以单晶硅为代表的高科技附加值材料及其相关高技术产业的发展，成为当代信息技术产业的支柱，并使信息产业成为全球经济发展中增长最快的先导产业。单晶硅作为一种极具潜能，亟待开发利用的高科技资源，正引起越来越多的关注和重视。与此同时，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家正掀起开发利用太阳能的热潮并成为各国制定可持续发展战略斩重要内容。

在跨入21世纪门槛后，世界大多数国家踊跃参与以至在全球范围掀起了太阳能开发利用的“绿色能源热”，一个广泛的大规模的利用太阳能的时代正在来临，太阳能级单晶硅产品也将因此炙手可热。此外，包括我国在内的各国政府也出台了一系列“阳光产业”的优惠政策，给予相关行业重点扶持，单晶硅产业呈现出美好的发展前景。

2、钼片的应用

（1）钼片在造纸业的应用

在造纸工业使用钼片,可使纸张亮度好、结构坚实、利书写、涂布均匀、摩擦度低、易排湿以及易干燥等。由于世界造纸业从上世纪80年代初开始成功地由酸性工艺转向碱性工艺,使填充料的使用发生了革命性的变化:钼片代替木桨和其他颜料,可改善纸张的光亮度、不透性、空隙度、松密度等。碱基加工主要用于生产精细印刷和书写纸张,对新闻纸等一些重要用纸,虽然使用酸基环境生产,但也可使用钼片。目前造纸涂料配方中钼片使用量大幅增加,已从5%～10%上升到30%左右。

世界由酸性转向碱性工艺造纸在上世纪90年代中期达到高潮,以造纸生产能力计,1997年美国碱性或中性造纸工艺占造纸总生产能力的80%,西欧占65%;到2000年,美国除少量特殊纸品外,95%生产能力已采用碱性或中性,欧洲也达80%。这种转向给了钼片一个巨大的市场。目前我国生产的造纸涂布级钼片不能满足需求,缺口尚需进口补足。

（2）钼片在塑料聚合物方面的应用

钼片是非常重要的填充料,特别是在欧洲,以重量计,占矿物填充剂和加强剂市场的60%。钼片填充料的主要用途有增塑PVC(电缆、地板人造革等,重钙占10%～30%,),硬聚氯乙烯(rigidPVC门窗、异型材、板材、管材、薄板中占5%～20%,地板砖中占40%～80%),不饱和聚酯材料(汽车、电器和器具工业的薄板模塑和整体模塑),聚丙烯(家具、汽车、包装、纤维等)和聚乙烯。

重钙作为填料加入塑料中,不仅起到增容、增量、降低成本、使布料均匀作用,还能提高加工性能、耐磨性能、拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、断裂伸长率和制品热学性能等,另外,加入重钙,可改进塑料制品的稳定性。

据报道,重钙目前广泛应用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和各种不饱和树脂中,其中PVC制品是钼片最早和最大的市场,比如,在软质聚乙烯电线、聚氯乙烯、聚氯乙烯瓦、钙塑料材料中,占20%～50%,在聚乙烯、聚丙烯包装材料中占10%～30%,在汽车零部件、天棚中占20%～60%。

（3）钼片在生产油漆、涂料方面的应用

生产油漆是钼片的另一个重要用途。钼片是油漆生产中重要的填充剂,细度和颗粒分配决定了油漆的透明度。还有,钼片耐候性好,具有耐磨损、低电解液含量、PH稳定效应、可提高耐腐蚀性能和涂料的流变性等重要特性。钼片在水基涂料系列也非常重要,它能提高速干性能,在公路划线方面有重要意义。

另外,在油漆中使用钼片可以减少钛白粉的用量,从经济上考虑是有利的。这必将进一步刺激钼片在油漆、涂料中的用量增长。

第三节 可控硅下游行业发展情况分析

一、下游主要行业发展情况分析

可控硅主要使用在输电、变电和配电行业，电机驱动行业，钢铁及金属冶炼行业，轨道交通行业，大功率电源行业，电焊机行业等领域，其需求约占大功率半导体市场需求的90%以上。以下选取其中的四个行业加以叙述，即输配电行业、电机驱动行业、钢铁及金属冶炼行业及轨道交通行业。

（一）输配电行业

输配电与发电资产的比例可以反映一个国家对电能的利用水平。根据CCID的市场调研报告，目前，发达国家中输配电与发电资产的两者的投资比例约是6:4，其资产结构较为科学合理。而2005年前中国输配电和发电资产的比例是4:6，2006－2007年新增投资中两者比例更达到了3:7，可见近年来我国在输配电方面的投资落后于发电设备方面的投资，输配电资产比例严重偏低，电能的利用水平不高。因此，未来持续加大输配电领域的投资是中国电力工业长期发展的必然趋势。

2007年中国与日本电源和电网投资比例比较（假设发电资产投资为1）

输配电行业的投资主要是电网投资。国家电网公司、中国南方电网有限责任公司两家公司是国内电网的投资主体。根据“十一五”电网规划调整报告，国家电网公司计划“十一五”期间投资电网11,300亿元，中国南方电网有限责任公司预计电网建设和改造投资的总额则在3,000亿元左右，行业总投资规模是“十五”期间电网投资的2倍多。根据投资规划，预测“十一五”后三年仍能保持16%的年均复合增长率。

2008年-2010年中国电网投资总额图

单位：亿元

（二）电机驱动行业

可控硅在电机驱动领域主要应用在变频器和软启动器。因生产和工艺需要，许多设备需频繁启动、制动、反转、变速，上述动作严重影响设备能耗水平，其中风机、水泵、机床尤为明显。变频器通过改变交流电的频率进行调速，实现节能和对电机的高精度控制。软启动器则可以减少电动机起动时对电网带来的冲击，避免电网的电压波动影响电网中电气设备的正常运行，降低了无用功的损耗，节约能源，同时提高电动机及传动机械的使用寿命。因此，变频器和软启动产品近年来在各行各业得到越来越广泛的应用。

1、变频器

我国变频器行业在过去的20年中逐步从起步阶段发展到趋于成熟。进入21世纪以来，中国变频器市场快速增长，中国变频器市场的年均增长速度超过了20%，远远大于近几年的GDP增长水平。

2、软启动器

根据有关部门统计，全国总电机功率的50%-70%未使用任何软启动产品而直接并网运行，所以软启动器的市场需求量巨大，随着工业领域的现代化进程加快，在今后的几年内软启动器的市场需求量预计每年都会有数亿的快速增长。2008年中国软启动器的市场需求量在12亿人民币以上，软启动器未来的年市场需求将稳定在15-20亿人民币。

（三）钢铁及金属冶炼行业

近年来，随着我国国民经济的快速发展，钢铁工业也取得了稳定发展。2002年至2008年，我国生铁、钢、钢材年产量从1.71万吨、1.82万吨和1.93万吨分别增长至4.71万吨、5.0万吨和5.82万吨，期间年复合增长率高达18.40%、18.34%和20.20%。

2002年-2008年中国钢铁重要产品产量情况表

单位：亿吨

（四）轨道交通行业

1、铁路机车

根据《2008-2012年中国铁路机车车辆市场需求分析报告》，2009年我国的客车（内燃机车和普通电力机车）新增大约2000辆。截至2008年11月，铁道部动车组招标总计为420列。铁道部在2009-2010年间的动车组采购数量为370列，2011-2012年，需要采购动车组1000列。

2、城市轨道列车

近年来，中国城市轨道交通发展迅速。到2006年底，全国已开通城市轨道交通的城市有北京、上海、天津、广州、长春、大连、重庆、武汉、深圳、南京10个城市，共20条线，运营线路总长近500公里。根据中国城市轨道交通建设规划，到2010年，中国规划新建城市轨道交通约500至600公里，总投资约1700亿元。2010-2015年间，中国规划建设的城市快速轨道交通项目总长度达1700公里，6000多亿元投资将聚集在这一领域。

二、下游主要行业对可控硅的应用现状分析

1、输配电行业

可控硅是输变电及配电控制设备的核心器件，因此，本行业中可控硅需求与设备的需求呈正相关，而设备需求又与电网投资呈正相关。

电网的投资将直接拉动直流输电(HVDC)等装置需求的增长，而直流输电(HVDC)等装置需要配套一定比例的可控硅，因此，电网投资及直流输电等装置的增长直接推动了可控硅的市场需求。

2、电机驱动行业

凡用电场合，都可能应用电力电子技术进行电能优化，而目前电机系统（如风机、泵类、压缩机、空调制冷机等）用电量大、使用面广，使用量大，总用电量约占全国发电量的60%。目前大多数电机未使用电力电子技术进行控制，致使大量电机能耗高、效率低；且国内电机制造技术和工艺与国外有差距，电机传动调速及系统控制技术差距较大，导致电机系统运行效率比国外先进水平低10－20个百分点。因此，节电潜力巨大，电力电子技术在电机驱动领域发展空间巨大。根据《“十一五”十大重点节能工程实施意见》，全国现有各类电机系统总装机容量约4.2亿千瓦，相当于每年浪费电能约1500亿千瓦时；以三峡电站2008年完成发电量808.12亿千瓦时计算，约相当于两个三峡电站。

而电力电子技术的关键点即是可控硅的运用，由此可见随着电机驱动行业的迅速发展，可控硅的需求将进一步提升。

3、钢铁及金属冶炼行业

在钢铁及金属冶炼领域，各种复杂的、精密的，对电能质量敏感的用电设备被广泛使用。冶炼企业通常采用的设备中包括电弧炉、感应炉或矿热炉等熔炼加热设备以及轧机调速、谐波抑制、无功补偿等大量的控制类电源设备，例如，矿热炉等设备在生产过程中，产生大量谐波，造成电网污染，使供电质量下降，对其他用户造成不良影响，电力电子技术的应用可有效化解这类不良影响；同时，精密铸造、透热、淬火、保温等热处理装置的变流电源大量采用可控硅；此外，由于节能的压力以及提高效率的要求，钢铁企业作为用电大户越来越重视无功补偿所发挥的重要作用，各种调压器、整流器、功率补偿装置因此得到广泛利用，从而带动了可控硅需求的增长。

熔炼、铸造、轧机等设备需配备电力电子设备，其需求与炼钢量的增长正相关，可控硅需求又与电力电子设备需求正相关；此外，由于可控硅在使用过程中属于易损件，带来了设备维修市场的需求。据公司估计，在钢铁及金属冶炼领域，每年新装机所需可控硅与维修需求比例为5：1。

4、轨道交通行业

轨道交通机车完全靠电机牵引，由变流电源设备供电。上述电源部分安装在机车上，部分安装在轨道沿线。根据国务院批准的《综合交通网中长期发展规划》，为适应全面建设小康社会的目标要求，铁路网要扩大规模，完善结构，提高质量，快速扩充运输能力，迅速提高装备水平。到2020年，全国铁路里程达到12万公里以上，复线率和电气化率分别达到50%和60%以上，且主要技术装备达到或接近国际先进水平。其中，建设客运专线1.6万公里以上，规划建设新线约4.1万公里，规划既有线增建二线1.9万公里，既有线电气化2.5万公里。2010年阶段目标调整为：到2010年，全国铁路里程达到9万公里以上，其中客运专线约7000公里，复线、电气化率均达到45%以上。

在机车沿线电力系统领域，2020年要实现全国铁路里程达到12万公里以上，复线率和电化率分别达到50%和60%以上，要相应加大对机车沿线变流设备投资。由于变流设备与里程数的增长呈正相关，因此，铁路里程的迅速延展也将带来对可控硅的大量需求。

第四节 上、下游行业对可控硅行业发展的影响分析

可控硅的上游行业包括：单晶硅、钼片、管壳、化学试剂、机械零部件加工等；下游行业涉及到工业的各个领域，主要有输配电行业、电机驱动行业、钢铁及金属冶炼行业、轨道交通行业、大功率电源行业及电焊机行业等。

1、关联性

可控硅与上游行业有一定关联性，主要与硅片、钼片、管壳存在较高的关联性；可控硅作为基础性的电子元器件，因其所服务的领域非常广泛，所以与下游的单个行业变化不敏感，与宏观经济景气度的关联度相对较高。

2、上游行业发展对本行业发展的影响

作为可控硅制造业的上游行业，单晶硅、钼片、管壳的价格直接影响到行业的整体成本。自2003年至2008年中期，由于上游产业的生产要素价格大幅上涨，导致可控硅生产企业面临较大的成本压力。2008年第三季度以来，钼片、管壳（主要材料为铜）两大主要原材料的价格因经济危机影响大幅下滑，同时单晶硅的价格上涨趋势也得到了遏制。

单晶硅、钼片、铜属于本行业基础原材料，广泛应用于国民经济诸多行业，尽管价格存在波动，但长远来看，发展稳健，对本行业发展不会产生不利影响。

3、下游行业发展对本行业发展的影响

可控硅应用集中的行业有：电力输变电、钢铁及冶炼、电机驱动、轨道交通、大功率电源、电焊等领域。

受国民经济快速发展影响，各个行业的投资、设备需求以及可控硅的需求均保持快速的增长。可控硅在电机驱动和大功率电源领域的应用是所有下游需求中发展较快的两类。下游行业广泛，加之节能驱动，下游行业会快速发展，必将拉动本行业的发展。