《中国光伏产业发展路线图（2022-2023 年）》之3 – 硅片篇
【前言】为引领产业发展方向，引导我国光伏产业健康良性发展，在工业和信息化部电子信息司指导下，中国光伏行业协会、赛迪能源电子发展研究中心已发布六版《中国光伏产业发展路线图》。
在此基础上，我们组织行业专家编制了《中国光伏产业发展路线图（2022-2023 年）》（以下简称《路线图（2022-2023 年）》），内容涵盖了光伏产业链上下游各环节，包括多晶硅、硅棒/硅锭/硅片、电池、组件、薄膜、逆变器、系统、新型储能等各环节共81 个关键指标。
本篇为《中国光伏产业发展路线图（2022-2023 年）》之3 – 产业链各环节关键指标 – 硅片环节。
产业链各环节关键指标 – 硅片
由于本环节将边界条件由166mm 改为182mm 产品，若无特殊说明，本环节指标均以生产182mm 尺寸硅片为基准。
1、拉棒电耗
单晶拉棒电耗是指直拉法生产单位合格单晶硅棒所消耗的电量，可以通过改善热场、保温性能、提升设备自动化、智能化程度、提高连续拉棒技术等方法，降低拉棒生产电耗。
2022年，因热场尺寸增加以及石英砂的不确定性导致成晶率下降，带来能耗增长。因此2022年，拉棒平均电耗水平从2021 年23.9kWh/kg-Si 增长至24.4kWh/kg-Si（方棒）。预计到2025 年，有望下降至21.5kWh/kg-Si。
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图19 2022-2030 年拉棒电耗变化趋势（单位：kWh/kg-Si）
2、铸锭电耗
铸锭电耗是指通过定向凝固技术生产硅锭（大方锭）所消耗的电量。2022 年，铸锭电耗为8.0kWh/kg-Si，较2021 年仅有小幅升高。主要上升原因为2022 年铸锭炉较多的被应用于生产铸锭单晶产品。
而与生产多晶相比，生产铸锭单晶的装料量有所下降，导致单位电耗增加，铸锭炉机型仍以G7 系统为主，预计未来铸锭电耗下降也将呈持续放缓趋势。
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图20 2022-2030 年铸锭电耗变化趋势 [单位：kWh/kg-Si（大方锭）]
3、切片电耗
切片电耗是指通过切片工序，从方棒/方块到成品硅片所消耗的电量。2022 年，切片电耗约为8.3 万kWh/百万片，较2021 年小幅上升。主要因为2022 年硅片尺寸从166mm 增加到182mm，相应的脱胶槽体、清洗槽体体积呈几何形式增加，使得加热的水体积增加，相应用电量有所提升。未来，棒长增长，切速增加，细线化、薄片化带来的单次出片量增加，都将促进切片电耗继续下降。
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图21 2022-2030 年切片电耗变化趋势（单位：万kWh/百万片）
4、拉棒单炉投料量
拉棒单炉投料量是指一只坩埚用于多次拉棒生产的总投料量，其中坩埚使用时间为关键因素之一。2022 年，拉棒单炉投料量约为3100kg，较2021 年的2800kg 有小幅提升，主要是由于热场尺寸增大以及拉棒数增加。
未来随着坩埚制作工艺、拉棒技术的不断提升以及坩埚使用的优化，投料量仍有较大增长空间，或向着连续投料的方向发展。
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图22 2022-2030 年拉棒单炉投料量变化趋势（单位：kg）
5、铸锭投料量
铸锭投料量是指用于铸锭的单只坩埚的最大装料量，铸锭炉可以生产多晶和铸锭单晶（准单晶）。2017年行业已经出现G8 系统（1500kg）的应用，但因为市场中多晶硅片需求下滑，铸锭单晶技术发展不及预期等原因，G8 系统铸锭炉未能更大范围普及。
2022年我国铸锭炉仍以G7系统为主，多晶投料量约1200kg，铸锭单晶因为品质控制原因投料量暂约1100kg。未来，多晶技术投入会减少，所以多晶投料量保持不变，但铸锭单晶目前仍有企业在积极投入，随着铸锭单晶技术的进一步提升，预计2024 年以后铸锭炉有可能普遍升级为G8 系统，铸锭单晶投料量可增长至1500kg。
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图23 2022-2030 年铸锭单炉投料量变化趋势（单位：kg）
6、耗硅量
耗硅量是指生产每公斤方棒(含边皮复投料)所消耗的多晶硅原料量（按年度统计）。2022 年铸锭耗硅量为1.10kg/kg，与2021 年持平。由于铸锭研发投入有限，预计未来几年内数值变化不大。
2022 年拉棒耗硅量为1.06kg/kg，与2021 年基本持平。清洗、破碎环节的损耗降低，生产环节环境控制，降低埚底料比例，优化机加环节精度控制，减少加工余量，提升降级硅料的分级和处理技术等，都将促使拉棒耗硅量继续下降。
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图24 2022-2030 年铸锭耗硅量变化趋势（单位：kg/kg）
7、耗水量
切片工序取水量包括脱胶、清洗、切片等所有环节的生产设备、辅助设备、污水处理设备等取水量或分摊量，不包含办公区域及生活用水（纯水量应折算成新鲜水量）。2022 年切片环节耗水量为906 t/百万片，未来通过循环用水、水的回收再处理再应用、工艺水平提升、清洗剂的性能优化等方法，耗水量将逐步下降。
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图25 2022-2030 年耗水量变化趋势（单位：t/百万片）
8、硅片厚度
薄片化有利于降低硅耗和硅片成本，但会影响碎片率。目前切片工艺完全能满足薄片化的需要，但硅片厚度还要满足下游电池片、组件制造端的需求。硅片厚度对电池片的自动化、良率、转换效率等均有影响。
2022 年，多晶硅片平均厚度为175μm，由于市场终端需求量较小，无继续减薄的动力，因此预测2024 年之后厚度维持170μm 不变，但不排除后期仍有变薄的可能。
p型单晶硅片平均厚度在155μm 左右，较2021 年下降15μm。目前，用于TOPCon电池的n 型硅片平均厚度为140μm，用于异质结电池的硅片厚度约130μm。未来硅片厚度的变化将与多晶硅价格息息相关。
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图26 2022-2030 年硅片厚度变化趋势（单位：μm）
9、金刚线母线直径
金刚线母线直径及研磨介质粒度同硅片切割质量及切削损耗量相关，较小的线径和介质粒度有利于降低切削损耗和生产成本。2022 年，用于单晶硅片的金刚线母线直径为38μm，降幅较大，且呈不断下降趋势。由于多晶硅片中缺陷及杂质较多，细线容易发生断线，因此用于多晶硅片的金刚线母线直径大于单晶硅片。
2022 年，用于多晶硅片的金刚线母线直径为57μm，且随着多晶硅片需求减缓，技改动力不足，未来用于多晶硅片的金刚线母线直径保持不变。目前主流金刚线为碳钢，钨丝线仍处于中试阶段，预估2024 年以后钨丝线或将进入市场，母线直径将会进一步下降。
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图27 2022-2030 年金刚线母线直径变化趋势（单位：μm）
10、单位方棒/方锭在金刚线切割下的出片量
随着金刚线直径降低以及硅片厚度下降，等径方棒/方锭每公斤出片量将增加。2022 年p型每公斤单晶方棒出片量约为59 片，n 型TOPCon 单晶方棒出片量约为63 片，n 型HJT 单晶方棒出片量约为50 片。
（2022 年，p 型多晶方锭158.75mm 尺寸出片量约为65 片；p 型166mm尺寸每公斤单晶方棒出片量约为70 片；p 型210mm 尺寸每公斤单晶方棒出片量约为44 片；n型TOPCon 210mm 单晶方棒出片量约为47 片；n 型HJT 166mm 单晶方棒出片量约为80 片。）
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图28 2022-2030 年每公斤方棒/方锭在金刚线切割下的出片量变化趋势（单位：片）
注：本指标p 单晶型和n 型TOPCon 以182mm 尺寸硅片为基准；n 型HJT 以210mm 尺寸硅片为基准，出片数以整片计算。
11、拉棒/铸锭/切片单位产能设备投资额
2022 年，拉棒和铸锭环节单位产能设备投资额（包括机加环节）分别为5.0 万元/吨和2.0万元/吨。随着单晶拉棒设备供应能力提高及技术进步，设备投资成本呈逐年下降趋势。但铸锭设备技改降本动力不足，以及设备生产商利润空间有限，未来设备投资成本无下降的动力。
切片环节单位产能设备投资是指从方棒/方锭到制成硅片的设备投资，2022 年为23.9 万元/百万片，未来呈逐渐下降的趋势，但是如果加入自动化设备，切片环节设备投资额的变化趋势可能持平甚至增加。
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图29 2022-2030 年拉棒/铸锭环节设备投资成本变化趋势（单位：万元/吨）
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图30 2022-2030 年切片环节设备投资成本变化趋势（单位：万元/百万片）
12、硅片人均产出率
硅片人均产出主要指产线员工的人均产出（包含产线直接和间接人员，不含管理人员）。随着工厂自动化水平的不断提升，单位产能逐步增加，硅片工厂的人均产出也快速提高。
2022 年，硅片产线晶体环节拉棒（方棒）人均产出率为26.8 t/(人·年)，切片人均产出率为1.9 百万片/(人·年)。未来大尺寸产能逐步释放，自动化水平显著提升，预计晶体拉棒（方棒）人均产出和切片人均产出均会有较为明显的增加。
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图31 2022-2030 年拉棒（方棒）人均产出率变化趋势（单位：t/(人·年)）
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图32 2022-2030 年切片人均产出率变化趋势（单位：百万片/(人·年)）
13、不同类型硅片市场占比
本环节市场占比是各类产品在国内硅片企业总出货量（含出口）中的占比。2022 年，单晶硅片（p 型+n 型）市场占比约97.5%，其中p 型单晶硅片市场占比降至87.5%，n 型单晶硅片占比增长至10%。
随着下游对单晶产品的需求增大，单晶硅片市场占比也将进一步增大，且n 型单晶硅片占比将持续提升。多晶硅片的市场份额由2021 年的5.2%下降至2.5%，未来呈逐步下降趋势，但仍会在细分市场保持一定需求量。
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图33 2022-2030 年不同类型硅片市场占比变化趋势
14、不同尺寸硅片市场占比
2022 年市场上硅片尺寸种类多样，包括156.75mm、157mm、158.75mm、166mm、182mm、210mm 等，且各占有一定的市场份额。其中，156.75mm 尺寸占比由2021 年的5%下降为0.5%，2024 年或将淡出市场；166mm 尺寸占比由2021 年的36%降至15.5%，且未来市场占比将进一步减少；2022 年182mm 和210mm 尺寸合计占比由2021年的45%迅速增长至82.8%，未来其占比仍将快速扩大。
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图34 2022-2030 年不同尺寸硅片市场占比变化趋势
注：156.75mm 尺寸硅片包括M2 单晶硅片、标准多晶硅片、157mm 多晶硅片；
160-166mm 尺寸硅片主要包括161.7mm 全方片、161.7mm 类方片、163mm 类方片、166mm 类方片硅片。
下一篇请关注：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023 年）》之3 - 产业链各环节关键指标 – 电池片。
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来源：中国光伏行业协会
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在此基础上，我们组织行业专家编制了《中国光伏产业发展路线图（2022-2023 年）》（以下简称《路线图（2022-2023 年）》），内容涵盖了光伏产业链上下游各环节，包括多晶硅、硅棒/硅锭/硅片、电池、组件、薄膜、逆变器、系统、新型储能等各环节共81 个关键指标。
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产业链各环节关键指标 – 硅片
由于本环节将边界条件由166mm 改为182mm 产品，若无特殊说明，本环节指标均以生产182mm 尺寸硅片为基准。
1、拉棒电耗
单晶拉棒电耗是指直拉法生产单位合格单晶硅棒所消耗的电量，可以通过改善热场、保温性能、提升设备自动化、智能化程度、提高连续拉棒技术等方法，降低拉棒生产电耗。
2022年，因热场尺寸增加以及石英砂的不确定性导致成晶率下降，带来能耗增长。因此2022年，拉棒平均电耗水平从2021 年23.9kWh/kg-Si 增长至24.4kWh/kg-Si（方棒）。预计到2025 年，有望下降至21.5kWh/kg-Si。
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图19 2022-2030 年拉棒电耗变化趋势（单位：kWh/kg-Si）
2、铸锭电耗
铸锭电耗是指通过定向凝固技术生产硅锭（大方锭）所消耗的电量。2022 年，铸锭电耗为8.0kWh/kg-Si，较2021 年仅有小幅升高。主要上升原因为2022 年铸锭炉较多的被应用于生产铸锭单晶产品。
而与生产多晶相比，生产铸锭单晶的装料量有所下降，导致单位电耗增加，铸锭炉机型仍以G7 系统为主，预计未来铸锭电耗下降也将呈持续放缓趋势。
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图20 2022-2030 年铸锭电耗变化趋势 [单位：kWh/kg-Si（大方锭）]
3、切片电耗
切片电耗是指通过切片工序，从方棒/方块到成品硅片所消耗的电量。2022 年，切片电耗约为8.3 万kWh/百万片，较2021 年小幅上升。主要因为2022 年硅片尺寸从166mm 增加到182mm，相应的脱胶槽体、清洗槽体体积呈几何形式增加，使得加热的水体积增加，相应用电量有所提升。未来，棒长增长，切速增加，细线化、薄片化带来的单次出片量增加，都将促进切片电耗继续下降。
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图21 2022-2030 年切片电耗变化趋势（单位：万kWh/百万片）
4、拉棒单炉投料量
拉棒单炉投料量是指一只坩埚用于多次拉棒生产的总投料量，其中坩埚使用时间为关键因素之一。2022 年，拉棒单炉投料量约为3100kg，较2021 年的2800kg 有小幅提升，主要是由于热场尺寸增大以及拉棒数增加。
未来随着坩埚制作工艺、拉棒技术的不断提升以及坩埚使用的优化，投料量仍有较大增长空间，或向着连续投料的方向发展。
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图22 2022-2030 年拉棒单炉投料量变化趋势（单位：kg）
5、铸锭投料量
铸锭投料量是指用于铸锭的单只坩埚的最大装料量，铸锭炉可以生产多晶和铸锭单晶（准单晶）。2017年行业已经出现G8 系统（1500kg）的应用，但因为市场中多晶硅片需求下滑，铸锭单晶技术发展不及预期等原因，G8 系统铸锭炉未能更大范围普及。
2022年我国铸锭炉仍以G7系统为主，多晶投料量约1200kg，铸锭单晶因为品质控制原因投料量暂约1100kg。未来，多晶技术投入会减少，所以多晶投料量保持不变，但铸锭单晶目前仍有企业在积极投入，随着铸锭单晶技术的进一步提升，预计2024 年以后铸锭炉有可能普遍升级为G8 系统，铸锭单晶投料量可增长至1500kg。
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图23 2022-2030 年铸锭单炉投料量变化趋势（单位：kg）
6、耗硅量
耗硅量是指生产每公斤方棒(含边皮复投料)所消耗的多晶硅原料量（按年度统计）。2022 年铸锭耗硅量为1.10kg/kg，与2021 年持平。由于铸锭研发投入有限，预计未来几年内数值变化不大。
2022 年拉棒耗硅量为1.06kg/kg，与2021 年基本持平。清洗、破碎环节的损耗降低，生产环节环境控制，降低埚底料比例，优化机加环节精度控制，减少加工余量，提升降级硅料的分级和处理技术等，都将促使拉棒耗硅量继续下降。
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图24 2022-2030 年铸锭耗硅量变化趋势（单位：kg/kg）
7、耗水量
切片工序取水量包括脱胶、清洗、切片等所有环节的生产设备、辅助设备、污水处理设备等取水量或分摊量，不包含办公区域及生活用水（纯水量应折算成新鲜水量）。2022 年切片环节耗水量为906 t/百万片，未来通过循环用水、水的回收再处理再应用、工艺水平提升、清洗剂的性能优化等方法，耗水量将逐步下降。
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图25 2022-2030 年耗水量变化趋势（单位：t/百万片）
8、硅片厚度
薄片化有利于降低硅耗和硅片成本，但会影响碎片率。目前切片工艺完全能满足薄片化的需要，但硅片厚度还要满足下游电池片、组件制造端的需求。硅片厚度对电池片的自动化、良率、转换效率等均有影响。
2022 年，多晶硅片平均厚度为175μm，由于市场终端需求量较小，无继续减薄的动力，因此预测2024 年之后厚度维持170μm 不变，但不排除后期仍有变薄的可能。
p型单晶硅片平均厚度在155μm 左右，较2021 年下降15μm。目前，用于TOPCon电池的n 型硅片平均厚度为140μm，用于异质结电池的硅片厚度约130μm。未来硅片厚度的变化将与多晶硅价格息息相关。
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图26 2022-2030 年硅片厚度变化趋势（单位：μm）
9、金刚线母线直径
金刚线母线直径及研磨介质粒度同硅片切割质量及切削损耗量相关，较小的线径和介质粒度有利于降低切削损耗和生产成本。2022 年，用于单晶硅片的金刚线母线直径为38μm，降幅较大，且呈不断下降趋势。由于多晶硅片中缺陷及杂质较多，细线容易发生断线，因此用于多晶硅片的金刚线母线直径大于单晶硅片。
2022 年，用于多晶硅片的金刚线母线直径为57μm，且随着多晶硅片需求减缓，技改动力不足，未来用于多晶硅片的金刚线母线直径保持不变。目前主流金刚线为碳钢，钨丝线仍处于中试阶段，预估2024 年以后钨丝线或将进入市场，母线直径将会进一步下降。
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图27 2022-2030 年金刚线母线直径变化趋势（单位：μm）
10、单位方棒/方锭在金刚线切割下的出片量
随着金刚线直径降低以及硅片厚度下降，等径方棒/方锭每公斤出片量将增加。2022 年p型每公斤单晶方棒出片量约为59 片，n 型TOPCon 单晶方棒出片量约为63 片，n 型HJT 单晶方棒出片量约为50 片。
（2022 年，p 型多晶方锭158.75mm 尺寸出片量约为65 片；p 型166mm尺寸每公斤单晶方棒出片量约为70 片；p 型210mm 尺寸每公斤单晶方棒出片量约为44 片；n型TOPCon 210mm 单晶方棒出片量约为47 片；n 型HJT 166mm 单晶方棒出片量约为80 片。）
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图28 2022-2030 年每公斤方棒/方锭在金刚线切割下的出片量变化趋势（单位：片）
注：本指标p 单晶型和n 型TOPCon 以182mm 尺寸硅片为基准；n 型HJT 以210mm 尺寸硅片为基准，出片数以整片计算。
11、拉棒/铸锭/切片单位产能设备投资额
2022 年，拉棒和铸锭环节单位产能设备投资额（包括机加环节）分别为5.0 万元/吨和2.0万元/吨。随着单晶拉棒设备供应能力提高及技术进步，设备投资成本呈逐年下降趋势。但铸锭设备技改降本动力不足，以及设备生产商利润空间有限，未来设备投资成本无下降的动力。
切片环节单位产能设备投资是指从方棒/方锭到制成硅片的设备投资，2022 年为23.9 万元/百万片，未来呈逐渐下降的趋势，但是如果加入自动化设备，切片环节设备投资额的变化趋势可能持平甚至增加。
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图29 2022-2030 年拉棒/铸锭环节设备投资成本变化趋势（单位：万元/吨）
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图30 2022-2030 年切片环节设备投资成本变化趋势（单位：万元/百万片）
12、硅片人均产出率
硅片人均产出主要指产线员工的人均产出（包含产线直接和间接人员，不含管理人员）。随着工厂自动化水平的不断提升，单位产能逐步增加，硅片工厂的人均产出也快速提高。
2022 年，硅片产线晶体环节拉棒（方棒）人均产出率为26.8 t/(人·年)，切片人均产出率为1.9 百万片/(人·年)。未来大尺寸产能逐步释放，自动化水平显著提升，预计晶体拉棒（方棒）人均产出和切片人均产出均会有较为明显的增加。
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图31 2022-2030 年拉棒（方棒）人均产出率变化趋势（单位：t/(人·年)）
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图32 2022-2030 年切片人均产出率变化趋势（单位：百万片/(人·年)）
13、不同类型硅片市场占比
本环节市场占比是各类产品在国内硅片企业总出货量（含出口）中的占比。2022 年，单晶硅片（p 型+n 型）市场占比约97.5%，其中p 型单晶硅片市场占比降至87.5%，n 型单晶硅片占比增长至10%。
随着下游对单晶产品的需求增大，单晶硅片市场占比也将进一步增大，且n 型单晶硅片占比将持续提升。多晶硅片的市场份额由2021 年的5.2%下降至2.5%，未来呈逐步下降趋势，但仍会在细分市场保持一定需求量。
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图33 2022-2030 年不同类型硅片市场占比变化趋势
14、不同尺寸硅片市场占比
2022 年市场上硅片尺寸种类多样，包括156.75mm、157mm、158.75mm、166mm、182mm、210mm 等，且各占有一定的市场份额。其中，156.75mm 尺寸占比由2021 年的5%下降为0.5%，2024 年或将淡出市场；166mm 尺寸占比由2021 年的36%降至15.5%，且未来市场占比将进一步减少；2022 年182mm 和210mm 尺寸合计占比由2021年的45%迅速增长至82.8%，未来其占比仍将快速扩大。
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图34 2022-2030 年不同尺寸硅片市场占比变化趋势
注：156.75mm 尺寸硅片包括M2 单晶硅片、标准多晶硅片、157mm 多晶硅片；
160-166mm 尺寸硅片主要包括161.7mm 全方片、161.7mm 类方片、163mm 类方片、166mm 类方片硅片。
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来源：中国光伏行业协会
【前言】为引领产业发展方向，引导我国光伏产业健康良性发展，在工业和信息化部电子信息司指导下，中国光伏行业协会、赛迪能源电子发展研究中心已发布六版《中国光伏产业发展路线图》。
在此基础上，我们组织行业专家编制了《中国光伏产业发展路线图（2022-2023 年）》（以下简称《路线图（2022-2023 年）》），内容涵盖了光伏产业链上下游各环节，包括多晶硅、硅棒/硅锭/硅片、电池、组件、薄膜、逆变器、系统、新型储能等各环节共81 个关键指标。
本篇为《中国光伏产业发展路线图（2022-2023 年）》之3 – 产业链各环节关键指标 – 硅片环节。
产业链各环节关键指标 – 硅片
由于本环节将边界条件由166mm 改为182mm 产品，若无特殊说明，本环节指标均以生产182mm 尺寸硅片为基准。
1、拉棒电耗
单晶拉棒电耗是指直拉法生产单位合格单晶硅棒所消耗的电量，可以通过改善热场、保温性能、提升设备自动化、智能化程度、提高连续拉棒技术等方法，降低拉棒生产电耗。
2022年，因热场尺寸增加以及石英砂的不确定性导致成晶率下降，带来能耗增长。因此2022年，拉棒平均电耗水平从2021 年23.9kWh/kg-Si 增长至24.4kWh/kg-Si（方棒）。预计到2025 年，有望下降至21.5kWh/kg-Si。
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图19 2022-2030 年拉棒电耗变化趋势（单位：kWh/kg-Si）
2、铸锭电耗
铸锭电耗是指通过定向凝固技术生产硅锭（大方锭）所消耗的电量。2022 年，铸锭电耗为8.0kWh/kg-Si，较2021 年仅有小幅升高。主要上升原因为2022 年铸锭炉较多的被应用于生产铸锭单晶产品。
而与生产多晶相比，生产铸锭单晶的装料量有所下降，导致单位电耗增加，铸锭炉机型仍以G7 系统为主，预计未来铸锭电耗下降也将呈持续放缓趋势。
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图20 2022-2030 年铸锭电耗变化趋势 [单位：kWh/kg-Si（大方锭）]
3、切片电耗
切片电耗是指通过切片工序，从方棒/方块到成品硅片所消耗的电量。2022 年，切片电耗约为8.3 万kWh/百万片，较2021 年小幅上升。主要因为2022 年硅片尺寸从166mm 增加到182mm，相应的脱胶槽体、清洗槽体体积呈几何形式增加，使得加热的水体积增加，相应用电量有所提升。未来，棒长增长，切速增加，细线化、薄片化带来的单次出片量增加，都将促进切片电耗继续下降。
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图21 2022-2030 年切片电耗变化趋势（单位：万kWh/百万片）
4、拉棒单炉投料量
拉棒单炉投料量是指一只坩埚用于多次拉棒生产的总投料量，其中坩埚使用时间为关键因素之一。2022 年，拉棒单炉投料量约为3100kg，较2021 年的2800kg 有小幅提升，主要是由于热场尺寸增大以及拉棒数增加。
未来随着坩埚制作工艺、拉棒技术的不断提升以及坩埚使用的优化，投料量仍有较大增长空间，或向着连续投料的方向发展。
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图22 2022-2030 年拉棒单炉投料量变化趋势（单位：kg）
5、铸锭投料量
铸锭投料量是指用于铸锭的单只坩埚的最大装料量，铸锭炉可以生产多晶和铸锭单晶（准单晶）。2017年行业已经出现G8 系统（1500kg）的应用，但因为市场中多晶硅片需求下滑，铸锭单晶技术发展不及预期等原因，G8 系统铸锭炉未能更大范围普及。
2022年我国铸锭炉仍以G7系统为主，多晶投料量约1200kg，铸锭单晶因为品质控制原因投料量暂约1100kg。未来，多晶技术投入会减少，所以多晶投料量保持不变，但铸锭单晶目前仍有企业在积极投入，随着铸锭单晶技术的进一步提升，预计2024 年以后铸锭炉有可能普遍升级为G8 系统，铸锭单晶投料量可增长至1500kg。
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图23 2022-2030 年铸锭单炉投料量变化趋势（单位：kg）
6、耗硅量
耗硅量是指生产每公斤方棒(含边皮复投料)所消耗的多晶硅原料量（按年度统计）。2022 年铸锭耗硅量为1.10kg/kg，与2021 年持平。由于铸锭研发投入有限，预计未来几年内数值变化不大。
2022 年拉棒耗硅量为1.06kg/kg，与2021 年基本持平。清洗、破碎环节的损耗降低，生产环节环境控制，降低埚底料比例，优化机加环节精度控制，减少加工余量，提升降级硅料的分级和处理技术等，都将促使拉棒耗硅量继续下降。
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图24 2022-2030 年铸锭耗硅量变化趋势（单位：kg/kg）
7、耗水量
切片工序取水量包括脱胶、清洗、切片等所有环节的生产设备、辅助设备、污水处理设备等取水量或分摊量，不包含办公区域及生活用水（纯水量应折算成新鲜水量）。2022 年切片环节耗水量为906 t/百万片，未来通过循环用水、水的回收再处理再应用、工艺水平提升、清洗剂的性能优化等方法，耗水量将逐步下降。
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图25 2022-2030 年耗水量变化趋势（单位：t/百万片）
8、硅片厚度
薄片化有利于降低硅耗和硅片成本，但会影响碎片率。目前切片工艺完全能满足薄片化的需要，但硅片厚度还要满足下游电池片、组件制造端的需求。硅片厚度对电池片的自动化、良率、转换效率等均有影响。
2022 年，多晶硅片平均厚度为175μm，由于市场终端需求量较小，无继续减薄的动力，因此预测2024 年之后厚度维持170μm 不变，但不排除后期仍有变薄的可能。
p型单晶硅片平均厚度在155μm 左右，较2021 年下降15μm。目前，用于TOPCon电池的n 型硅片平均厚度为140μm，用于异质结电池的硅片厚度约130μm。未来硅片厚度的变化将与多晶硅价格息息相关。
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图26 2022-2030 年硅片厚度变化趋势（单位：μm）
9、金刚线母线直径
金刚线母线直径及研磨介质粒度同硅片切割质量及切削损耗量相关，较小的线径和介质粒度有利于降低切削损耗和生产成本。2022 年，用于单晶硅片的金刚线母线直径为38μm，降幅较大，且呈不断下降趋势。由于多晶硅片中缺陷及杂质较多，细线容易发生断线，因此用于多晶硅片的金刚线母线直径大于单晶硅片。
2022 年，用于多晶硅片的金刚线母线直径为57μm，且随着多晶硅片需求减缓，技改动力不足，未来用于多晶硅片的金刚线母线直径保持不变。目前主流金刚线为碳钢，钨丝线仍处于中试阶段，预估2024 年以后钨丝线或将进入市场，母线直径将会进一步下降。
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图27 2022-2030 年金刚线母线直径变化趋势（单位：μm）
10、单位方棒/方锭在金刚线切割下的出片量
随着金刚线直径降低以及硅片厚度下降，等径方棒/方锭每公斤出片量将增加。2022 年p型每公斤单晶方棒出片量约为59 片，n 型TOPCon 单晶方棒出片量约为63 片，n 型HJT 单晶方棒出片量约为50 片。
（2022 年，p 型多晶方锭158.75mm 尺寸出片量约为65 片；p 型166mm尺寸每公斤单晶方棒出片量约为70 片；p 型210mm 尺寸每公斤单晶方棒出片量约为44 片；n型TOPCon 210mm 单晶方棒出片量约为47 片；n 型HJT 166mm 单晶方棒出片量约为80 片。）
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图28 2022-2030 年每公斤方棒/方锭在金刚线切割下的出片量变化趋势（单位：片）
注：本指标p 单晶型和n 型TOPCon 以182mm 尺寸硅片为基准；n 型HJT 以210mm 尺寸硅片为基准，出片数以整片计算。
11、拉棒/铸锭/切片单位产能设备投资额
2022 年，拉棒和铸锭环节单位产能设备投资额（包括机加环节）分别为5.0 万元/吨和2.0万元/吨。随着单晶拉棒设备供应能力提高及技术进步，设备投资成本呈逐年下降趋势。但铸锭设备技改降本动力不足，以及设备生产商利润空间有限，未来设备投资成本无下降的动力。
切片环节单位产能设备投资是指从方棒/方锭到制成硅片的设备投资，2022 年为23.9 万元/百万片，未来呈逐渐下降的趋势，但是如果加入自动化设备，切片环节设备投资额的变化趋势可能持平甚至增加。
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图29 2022-2030 年拉棒/铸锭环节设备投资成本变化趋势（单位：万元/吨）
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图30 2022-2030 年切片环节设备投资成本变化趋势（单位：万元/百万片）
12、硅片人均产出率
硅片人均产出主要指产线员工的人均产出（包含产线直接和间接人员，不含管理人员）。随着工厂自动化水平的不断提升，单位产能逐步增加，硅片工厂的人均产出也快速提高。
2022 年，硅片产线晶体环节拉棒（方棒）人均产出率为26.8 t/(人·年)，切片人均产出率为1.9 百万片/(人·年)。未来大尺寸产能逐步释放，自动化水平显著提升，预计晶体拉棒（方棒）人均产出和切片人均产出均会有较为明显的增加。
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图31 2022-2030 年拉棒（方棒）人均产出率变化趋势（单位：t/(人·年)）
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图32 2022-2030 年切片人均产出率变化趋势（单位：百万片/(人·年)）
13、不同类型硅片市场占比
本环节市场占比是各类产品在国内硅片企业总出货量（含出口）中的占比。2022 年，单晶硅片（p 型+n 型）市场占比约97.5%，其中p 型单晶硅片市场占比降至87.5%，n 型单晶硅片占比增长至10%。
随着下游对单晶产品的需求增大，单晶硅片市场占比也将进一步增大，且n 型单晶硅片占比将持续提升。多晶硅片的市场份额由2021 年的5.2%下降至2.5%，未来呈逐步下降趋势，但仍会在细分市场保持一定需求量。
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图33 2022-2030 年不同类型硅片市场占比变化趋势
14、不同尺寸硅片市场占比
2022 年市场上硅片尺寸种类多样，包括156.75mm、157mm、158.75mm、166mm、182mm、210mm 等，且各占有一定的市场份额。其中，156.75mm 尺寸占比由2021 年的5%下降为0.5%，2024 年或将淡出市场；166mm 尺寸占比由2021 年的36%降至15.5%，且未来市场占比将进一步减少；2022 年182mm 和210mm 尺寸合计占比由2021年的45%迅速增长至82.8%，未来其占比仍将快速扩大。
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图34 2022-2030 年不同尺寸硅片市场占比变化趋势
注：156.75mm 尺寸硅片包括M2 单晶硅片、标准多晶硅片、157mm 多晶硅片；
160-166mm 尺寸硅片主要包括161.7mm 全方片、161.7mm 类方片、163mm 类方片、166mm 类方片硅片。
下一篇请关注：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023 年）》之3 - 产业链各环节关键指标 – 电池片。
【往期回顾】
☞☞《中国光伏产业发展路线图（2022-2023 年）》之1 – 概述篇
☞☞
来源：中国光伏行业协会
【前言】为引领产业发展方向，引导我国光伏产业健康良性发展，在工业和信息化部电子信息司指导下，中国光伏行业协会、赛迪能源电子发展研究中心已发布六版《中国光伏产业发展路线图》。
在此基础上，我们组织行业专家编制了《中国光伏产业发展路线图（2022-2023 年）》（以下简称《路线图（2022-2023 年）》），内容涵盖了光伏产业链上下游各环节，包括多晶硅、硅棒/硅锭/硅片、电池、组件、薄膜、逆变器、系统、新型储能等各环节共81 个关键指标。
本篇为《中国光伏产业发展路线图（2022-2023 年）》之3 – 产业链各环节关键指标 – 硅片环节。
产业链各环节关键指标 – 硅片
由于本环节将边界条件由166mm 改为182mm 产品，若无特殊说明，本环节指标均以生产182mm 尺寸硅片为基准。
1、拉棒电耗
单晶拉棒电耗是指直拉法生产单位合格单晶硅棒所消耗的电量，可以通过改善热场、保温性能、提升设备自动化、智能化程度、提高连续拉棒技术等方法，降低拉棒生产电耗。
2022年，因热场尺寸增加以及石英砂的不确定性导致成晶率下降，带来能耗增长。因此2022年，拉棒平均电耗水平从2021 年23.9kWh/kg-Si 增长至24.4kWh/kg-Si（方棒）。预计到2025 年，有望下降至21.5kWh/kg-Si。
图19 2022-2030 年拉棒电耗变化趋势（单位：kWh/kg-Si）
2、铸锭电耗
铸锭电耗是指通过定向凝固技术生产硅锭（大方锭）所消耗的电量。2022 年，铸锭电耗为8.0kWh/kg-Si，较2021 年仅有小幅升高。主要上升原因为2022 年铸锭炉较多的被应用于生产铸锭单晶产品。
而与生产多晶相比，生产铸锭单晶的装料量有所下降，导致单位电耗增加，铸锭炉机型仍以G7 系统为主，预计未来铸锭电耗下降也将呈持续放缓趋势。
图20 2022-2030 年铸锭电耗变化趋势 [单位：kWh/kg-Si（大方锭）]
3、切片电耗
切片电耗是指通过切片工序，从方棒/方块到成品硅片所消耗的电量。2022 年，切片电耗约为8.3 万kWh/百万片，较2021 年小幅上升。主要因为2022 年硅片尺寸从166mm 增加到182mm，相应的脱胶槽体、清洗槽体体积呈几何形式增加，使得加热的水体积增加，相应用电量有所提升。未来，棒长增长，切速增加，细线化、薄片化带来的单次出片量增加，都将促进切片电耗继续下降。
图21 2022-2030 年切片电耗变化趋势（单位：万kWh/百万片）
4、拉棒单炉投料量
拉棒单炉投料量是指一只坩埚用于多次拉棒生产的总投料量，其中坩埚使用时间为关键因素之一。2022 年，拉棒单炉投料量约为3100kg，较2021 年的2800kg 有小幅提升，主要是由于热场尺寸增大以及拉棒数增加。
未来随着坩埚制作工艺、拉棒技术的不断提升以及坩埚使用的优化，投料量仍有较大增长空间，或向着连续投料的方向发展。
图22 2022-2030 年拉棒单炉投料量变化趋势（单位：kg）
5、铸锭投料量
铸锭投料量是指用于铸锭的单只坩埚的最大装料量，铸锭炉可以生产多晶和铸锭单晶（准单晶）。2017年行业已经出现G8 系统（1500kg）的应用，但因为市场中多晶硅片需求下滑，铸锭单晶技术发展不及预期等原因，G8 系统铸锭炉未能更大范围普及。
2022年我国铸锭炉仍以G7系统为主，多晶投料量约1200kg，铸锭单晶因为品质控制原因投料量暂约1100kg。未来，多晶技术投入会减少，所以多晶投料量保持不变，但铸锭单晶目前仍有企业在积极投入，随着铸锭单晶技术的进一步提升，预计2024 年以后铸锭炉有可能普遍升级为G8 系统，铸锭单晶投料量可增长至1500kg。
图23 2022-2030 年铸锭单炉投料量变化趋势（单位：kg）
6、耗硅量
耗硅量是指生产每公斤方棒(含边皮复投料)所消耗的多晶硅原料量（按年度统计）。2022 年铸锭耗硅量为1.10kg/kg，与2021 年持平。由于铸锭研发投入有限，预计未来几年内数值变化不大。
2022 年拉棒耗硅量为1.06kg/kg，与2021 年基本持平。清洗、破碎环节的损耗降低，生产环节环境控制，降低埚底料比例，优化机加环节精度控制，减少加工余量，提升降级硅料的分级和处理技术等，都将促使拉棒耗硅量继续下降。
图24 2022-2030 年铸锭耗硅量变化趋势（单位：kg/kg）
7、耗水量
切片工序取水量包括脱胶、清洗、切片等所有环节的生产设备、辅助设备、污水处理设备等取水量或分摊量，不包含办公区域及生活用水（纯水量应折算成新鲜水量）。2022 年切片环节耗水量为906 t/百万片，未来通过循环用水、水的回收再处理再应用、工艺水平提升、清洗剂的性能优化等方法，耗水量将逐步下降。
图25 2022-2030 年耗水量变化趋势（单位：t/百万片）
8、硅片厚度
薄片化有利于降低硅耗和硅片成本，但会影响碎片率。目前切片工艺完全能满足薄片化的需要，但硅片厚度还要满足下游电池片、组件制造端的需求。硅片厚度对电池片的自动化、良率、转换效率等均有影响。
2022 年，多晶硅片平均厚度为175μm，由于市场终端需求量较小，无继续减薄的动力，因此预测2024 年之后厚度维持170μm 不变，但不排除后期仍有变薄的可能。
p型单晶硅片平均厚度在155μm 左右，较2021 年下降15μm。目前，用于TOPCon电池的n 型硅片平均厚度为140μm，用于异质结电池的硅片厚度约130μm。未来硅片厚度的变化将与多晶硅价格息息相关。
图26 2022-2030 年硅片厚度变化趋势（单位：μm）
9、金刚线母线直径
金刚线母线直径及研磨介质粒度同硅片切割质量及切削损耗量相关，较小的线径和介质粒度有利于降低切削损耗和生产成本。2022 年，用于单晶硅片的金刚线母线直径为38μm，降幅较大，且呈不断下降趋势。由于多晶硅片中缺陷及杂质较多，细线容易发生断线，因此用于多晶硅片的金刚线母线直径大于单晶硅片。
2022 年，用于多晶硅片的金刚线母线直径为57μm，且随着多晶硅片需求减缓，技改动力不足，未来用于多晶硅片的金刚线母线直径保持不变。目前主流金刚线为碳钢，钨丝线仍处于中试阶段，预估2024 年以后钨丝线或将进入市场，母线直径将会进一步下降。
图27 2022-2030 年金刚线母线直径变化趋势（单位：μm）
10、单位方棒/方锭在金刚线切割下的出片量
随着金刚线直径降低以及硅片厚度下降，等径方棒/方锭每公斤出片量将增加。2022 年p型每公斤单晶方棒出片量约为59 片，n 型TOPCon 单晶方棒出片量约为63 片，n 型HJT 单晶方棒出片量约为50 片。
（2022 年，p 型多晶方锭158.75mm 尺寸出片量约为65 片；p 型166mm尺寸每公斤单晶方棒出片量约为70 片；p 型210mm 尺寸每公斤单晶方棒出片量约为44 片；n型TOPCon 210mm 单晶方棒出片量约为47 片；n 型HJT 166mm 单晶方棒出片量约为80 片。）
图28 2022-2030 年每公斤方棒/方锭在金刚线切割下的出片量变化趋势（单位：片）
注：本指标p 单晶型和n 型TOPCon 以182mm 尺寸硅片为基准；n 型HJT 以210mm 尺寸硅片为基准，出片数以整片计算。
11、拉棒/铸锭/切片单位产能设备投资额
2022 年，拉棒和铸锭环节单位产能设备投资额（包括机加环节）分别为5.0 万元/吨和2.0万元/吨。随着单晶拉棒设备供应能力提高及技术进步，设备投资成本呈逐年下降趋势。但铸锭设备技改降本动力不足，以及设备生产商利润空间有限，未来设备投资成本无下降的动力。
切片环节单位产能设备投资是指从方棒/方锭到制成硅片的设备投资，2022 年为23.9 万元/百万片，未来呈逐渐下降的趋势，但是如果加入自动化设备，切片环节设备投资额的变化趋势可能持平甚至增加。
图29 2022-2030 年拉棒/铸锭环节设备投资成本变化趋势（单位：万元/吨）
图30 2022-2030 年切片环节设备投资成本变化趋势（单位：万元/百万片）
12、硅片人均产出率
硅片人均产出主要指产线员工的人均产出（包含产线直接和间接人员，不含管理人员）。随着工厂自动化水平的不断提升，单位产能逐步增加，硅片工厂的人均产出也快速提高。
2022 年，硅片产线晶体环节拉棒（方棒）人均产出率为26.8 t/(人·年)，切片人均产出率为1.9 百万片/(人·年)。未来大尺寸产能逐步释放，自动化水平显著提升，预计晶体拉棒（方棒）人均产出和切片人均产出均会有较为明显的增加。
图31 2022-2030 年拉棒（方棒）人均产出率变化趋势（单位：t/(人·年)）
图32 2022-2030 年切片人均产出率变化趋势（单位：百万片/(人·年)）
13、不同类型硅片市场占比
本环节市场占比是各类产品在国内硅片企业总出货量（含出口）中的占比。2022 年，单晶硅片（p 型+n 型）市场占比约97.5%，其中p 型单晶硅片市场占比降至87.5%，n 型单晶硅片占比增长至10%。
随着下游对单晶产品的需求增大，单晶硅片市场占比也将进一步增大，且n 型单晶硅片占比将持续提升。多晶硅片的市场份额由2021 年的5.2%下降至2.5%，未来呈逐步下降趋势，但仍会在细分市场保持一定需求量。
图33 2022-2030 年不同类型硅片市场占比变化趋势
14、不同尺寸硅片市场占比
2022 年市场上硅片尺寸种类多样，包括156.75mm、157mm、158.75mm、166mm、182mm、210mm 等，且各占有一定的市场份额。其中，156.75mm 尺寸占比由2021 年的5%下降为0.5%，2024 年或将淡出市场；166mm 尺寸占比由2021 年的36%降至15.5%，且未来市场占比将进一步减少；2022 年182mm 和210mm 尺寸合计占比由2021年的45%迅速增长至82.8%，未来其占比仍将快速扩大。
图34 2022-2030 年不同尺寸硅片市场占比变化趋势
注：156.75mm 尺寸硅片包括M2 单晶硅片、标准多晶硅片、157mm 多晶硅片；
160-166mm 尺寸硅片主要包括161.7mm 全方片、161.7mm 类方片、163mm 类方片、166mm 类方片硅片。
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