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工业硅行业专题研究报告

工业硅行业专题研究报告

1、工业硅产业链：生产环节清晰，下游应用丰富

工业硅生产的上游原料清晰，生产工艺较为固定。上游生产

原料包括硅石和碳质还原剂，以上原料在矿热炉内发生高温还原

反应，从而将硅石中的二氧化硅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。以此生成的工业硅中

硅元素的含量大于98.7%，含少量铁、铝、钙等杂质。生产工艺

上主要采用矿热炉法，又称电弧炉法，其原理是利用电极之间电

弧的能量对金属进行熔炼，是目前中国工业硅生产的主要工艺。

工业硅的下游产品主要聚集于三大应用领域，在国民生活中

得以广泛应用。工业硅的三大用途分别是生产有机硅、制取高纯

度的晶体硅材料，以及配置有特殊用途的硅铝合金。其中，有机

硅产品涵盖了硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂及气象白炭黑，

涉及到建筑材料、电子电器和日化纺织等常见领域；晶体硅产品

主要包括太阳能电池片、芯片，主要用于光伏和半导体产业；而

铝合金产品是指添加了少量工业硅的铝产品，最重要的用途是汽

车制造业。

2、分类：成分决定牌号，各自流向不同领域

工业硅的性质与锗、铅、锡相近，导电率介于金属和非金属

之间，因此工业硅又称金属硅。工业硅通常呈暗灰色，有金属色

泽，形态为块状或粒状。工业硅的主要成分是硅单质，其含量在

98.7%以上，此外含少量铁、铝、钙等杂质。市场中成分不同的

工业硅具有不同用途，因此工业硅主要有两种分类方式，一是按

成分分类，二是按用途分类。

3、成本：工艺路线成熟，电力成本占据核心

目前全球工业硅的生产工艺较为成熟，主流工艺为电弧炉法。

工业硅冶炼过程的实质是高温还原反应，首先对硅石进行破碎、

筛分、干燥处理，将其与木炭、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。在2000℃的高温条件下，

硅石中的二氧化硅被碳质还原剂还原生成工业硅液体。为进一步

降低工业硅中铝、钙等易与氧气结合的杂质含量，通常在工业硅

液体底部通入氧气。最后将硅锭冷却脱模，进行破碎、分级、包

装、称量、入库等工序。中国生产工业硅的电弧炉主要有12500kva、

25000kva和33000kva三个型号，随着生产技术的进步以及淘汰

落后产能政策的实施，中国电弧炉逐渐向大型化方向发展。2022

年中国116个工业硅冶炼新增项目中，至少71个项目的炉型为

33000kva，新增大型炉占比高于往年。

工业硅的生产成本主要包括原料、电极和电力消耗，其中电

力成本占据核心位置。原料可分为硅石和还原剂，硅石经破碎筛

选后符合入炉粒度要求，还原剂则包括石油焦、精煤、木炭，再

加入适量木块对炉料进行疏松。企业在实际生产中通过调整还原

剂的种类与配比，以实现不同规格工业硅的生产，并有效降低生

产成本。根据还原剂种类，中国工业硅生产可分为全煤工艺与非

全煤工艺，前者还原剂仅包含精煤和木块，而后者还原剂为精煤、

石油焦、木炭、木块。目前中国新疆等煤炭资源丰富的地区主要

采用全煤生产，在保证正常生产的同时具备成本优势。对中国工

业硅生产在两种工艺下的成本进行估计，全煤生产的总成本约为

14627.5元/吨，非全煤生产的总成本约为15449元/吨，比前者

高出821.5元/吨。超出部分大多源自还原剂损耗，全煤生产中

的还原剂成本约为5107.5元/吨，较非全煤生产低986.5元/吨，

且全煤生产中还原剂占比约为34.92%，较非全煤生产低4.53%。

此外，两种生产工艺情况下电力成本占比分别达到了42.45%、

38.71%，均在总成本中占据核心地位，其次是硅石、电极和各类

还原剂。其中，硅石和电极的占比较为固定，前者约为12%-13%，

后者约为9%-10%；各类还原剂的占比则因工艺而异，用于全煤

生产的还原剂中成本最高的精煤占比接近31.72%，用于非全煤

生产的还原剂中成本最高的木炭占比约为17.28%，石油焦、精

煤分别占比10.36%、9.39%。电价的影响至关重要，此处假定电

价为2022年5月新疆、云南、四川的平均电价0.46元/千瓦时，

若只考虑新疆地区生产情况，则更低的电价0.31元/千瓦时会导

致约2025元/吨的成本下降；反之，云南、四川相对较高的电价

0.50-0.58元/千瓦时，将带来云南四川约520-1650元/吨的成本

增量。

回顾中国三大主产区的工