中国半导体产业机遇之二:太阳能电池

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序言:中国半导体产业将进入产业大发展的战略机遇期。全球半导体产业步入产业转移期,发达国家向高端产业链转移。同时,全球半导体业实施轻晶圆厂(Fab-lite)策略,将芯片制造向新兴国家转移。  Motorola将全球28个Fab缩减至9个,仅保留有优势的Fab。中国半导体产业人才、技术、市场、资金条件不断成熟,具备迎接全球半导体产业转移的客观条件。

中国半导体设计、制造、封测同步发展,结构日趋合理,产业链逐步完善。封测业曾经一度占到中国半导体产业产值的70%以上。近年来,设计和制造业快速发展,封测相对发展缓慢,三足鼎立局面形成。半导体产业垂直分工日益细化促使产业链各环节之间合作意愿加强。全球第三大芯片代工厂中芯国际表示愿为国内中小型IC设计公司提供服务。IC设计、制造和封测业的创新能力不断加强。

半导体IC(Integrated Circuit)设计产业活跃发展。中国半导体IC设计能力整体提升。以市场为导向,按照消费者的需求进行产品创新。IC设计已经在多媒体播放器、数字电视、FM、蓝牙、USB等领域取得突破。未来2~3年,IC设计将在智能手机、3G、互联网多媒体终端等进行创新。立足本土市场的同时,中国的IC设计积极寻求海外发展机会。IC设计企业正酝酿登陆国内外资本市场,吸引更多的风险投资与高端人才。泰景、锐迪科、格科微、杭州国芯等准备登陆创业板或 NASDAQ。IC加快行业整合重组,提高了市场反应速度和风险抵御能力。

中国半导体封装测试企业快速成长。封测业务外包已成为国际IC大厂的必然选择,全球封测业务向中国转移加速。从2007年至今已有10多家IDM企业的封测工厂关闭。中国封测在技术上开始向国际先进水平靠拢。本土封装企业快速成长。江阴长电、南通富士通、天水华天等实力较强的公司已成功上市。

半导体设备和材料的研发水平和生产能力不断增强。半导体设备制造业的发展得益于半导体产业的升级加速。本土企业半导体制造设备的研发水平提高,表现不俗。格兰达自主研发的全自动晶圆检测机已于2008年实现上市销售。北方微电子研制出100纳米等离子刻蚀机、LED的刻蚀机,获得多家客户认证。加大对更高技术要求的半导体制造设备的研发将成为未来发展趋势。

国内市场需求旺盛,半导体市场前景广阔。受PC、手机的快速增长的利好,2010年全球半导体市场预计增长10.2%。国内PC、手机、消费电子产品产能的扩大也有力的推动半导体产业的发展。09年中国手机产量6.1亿部,占全球的50%;PC产量1.8亿台,占60%;彩电产量9900万台,占50%。中国半导体产业2010年第一季度实现销售收入297.77亿元,同比增长46.8%。物联网、低碳、智能电网、光伏产业等新兴产业迅速崛起,将使半导体产业受益。新兴产业会使用大量的集成电路或半导体分立器件,例如LCD和LED的驱动电路、太阳能电池的逆变器。越来越多的企业IT部门购买和升级通讯设备需求也会带来机会。

国内相关政策的出台,为中国半导体产业提供了便利和激励。一直以来,国家在税收、资金、土地、基础设施等政策方面的支持力度很大。“核高基”专项与 “02”专项已经开始实施,第一批专项资金已发放。国家曾以财政补贴方式推广半导体照明产品1.5亿只。新的《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》将在2010年年内出台。与“18号文件”相比,新政策加大了扶持力度,扩展了覆盖范围。家电下乡、家电以旧换新、汽车下乡等经济刺激政策扩大对半导体产品需求。2009年颁布的《电子信息产业调整和振兴规划》为半导体产业带来新的希望。

看好中国半导体市场前景,外资纷纷涌入本土市场。有利于缩短在技术方面与发达国家之间的差距,建成一流的制造企业。可以带来充足资金,减少企业、当地政府的财政负担。不久前,摩根士丹利参与中芯国际配股,成为中芯第四大股东。


太阳能电池产业

发展现状


中国太阳能电池产业近年来高速发展,承担了全球近一半的产能,产品主要销往欧洲国家。2009年世界太阳电池总产量为9340 MW,中国太阳能电池产量为4382MW,占全球产量的46.92%,但95%以上产品出口国外。2008年全世界太阳能电池总产量达6850MW,中国太阳能电池总产量达1780MW,占全球总量的26%。其中,国内太阳能电池龙头厂无锡尚德 2008年产量约为500MW,排名全球第三。天威英利产出281.5MW,天合光能产出约200MW。

太阳能光伏整体产业最近几年发展势头迅猛,产业链各个环节表现都较为突出。2009年,全国的多晶硅产量已达到1.8万吨~2万吨,2009年,中国太阳能光伏组件产量为2500MW 左右,占全球的3成左右。2009年,太阳能光伏发电安装量为160MW,超过过去几十年累计安装量的总和。

太阳能产业多晶硅原料供给过度依赖海外的矛盾逐渐缓解

2008年之前,太阳能上游的多晶硅产业的提纯核心技术主要掌握在国外七大厂商手中。美国的Hemlock,挪威的REC、美国的MEMC、德国的 Wacker、日本的Tokuyama、MitsubishiMaterial和SumitomoTitanium。他们垄断了全球的多晶硅料供应,获得了太阳能产业最丰厚的利润。

原料依赖进口是制约中国太阳能电池发展的一大瓶颈。这一矛盾在2009年将得到很大程度的改善,2010年中国多晶硅供需关系的矛盾得到解决。中国虽然已经成为太阳能电池生产大国,但是2007年以前多晶硅供给能力却少的可怜。2007年中国多晶硅需求量超过1万吨,但是供给量却只有1130吨。2008 年全年多晶硅需求量超过17000吨,供给量也仅有4110吨,缺口较大,太阳能电池产业原料对进口依赖度较高。随着前期建设的多晶硅生产线陆续投入生产,且生产水平稳步提高,2009年中国多晶硅需求缺口已经降至6000吨。预计2010年中国多晶硅供需平衡关系将会逆转,全年多晶硅供给量将首次超过需求量。

三年来,国内诸多小型企业盲目投资多晶硅项目,导致产能过剩。工业和信息化部、国家发改委在《2009年中国工业经济运行夏季报告》中指出,2009年上半年,国内已立项的多晶硅项目超过50个,投资规模将超过1300亿元,总产能超过23万吨。倘若这些产能全部实现,相当于全球多晶硅年需求量的两倍。工信部指出,太阳能光伏等新兴产业的供给速度将远超需求速度,近期中国光伏产业将出现过剩。2009年,多晶硅的暴利时代已经出现拐点;短期来看,国内在建多晶硅厂受到的冲击最大,这些庞大的投资可能尚未产生效益即成为投资商沉重的包袱。

政府出台的相关政策助推太阳能产业的井喷发展


2003年10月,国家发改委、科技部制定出未来5年太阳能资源开发计划。发改委“光明工程”将筹资100亿元用于推进太阳能发电技术的应用。计划到2005年全国太阳能发电系统总装机容量达到300兆瓦。

2009年3月,财政部制定了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》。中央财政安排专门资金,对符合条件的光电建筑应用示范工程予以补助,以部分弥补光电应用的初始投入。出台相关财税扶持政策的地区将优先获得中央财政支持。

2009年7月21日,财政部、科技部、国家能源局联合发布了《关于实施金太阳示范工程的通知》,决定综合采取财政补助、科技支持和市场拉动方式,加快国内光伏发电的产业化和规模化发展。三部委计划在2-3年内,采取财政补助方式支持不低于500兆瓦的光伏发电示范项目,据估算,国家将为此投入约100亿元财政资金。重点扶持用电侧并网光伏,对并网光伏发电项目,原则上按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50%给予补助。其中偏远无电地区的独立光伏发电系统按总投资的70%给予补助;对于光伏发电关键技术产业化和基础能力建设项目,主要通过贴息和补助的方式给予支持。除对具体的发电工程实行补助之外,光伏发电关键技术产业化示范项目以及标准制定,也被列入补贴的范畴之内。其中就包括了硅材料提纯、控制逆变器、并网运行等关键技术产业化项目,以及太阳能资源评价、光伏发电产品及并网技术标准、规范制定和检测认证体系建设等。

中国《新兴能源产业发展规划》已经上报国务院,该计划指出,2011~2020年,中国将对能源产业累计直接增加投资5万亿元。根据其具体细分,除核电和水电之外,可再生能源投资将达到2万亿-3万亿元,其中风电将占约1.5万亿,太阳能投资则达到2000亿-3000亿。《新兴能源产业发展规划》初步计划到2020年中国的水电装机容量达到3.8亿千瓦,风电装机1.5亿千瓦,核电装机大约7000-8000万千瓦,生物质发电3000万千瓦,太阳能发电装机容量达到约2000万千瓦。相比2007年颁布的《可再生能源中长期发展规划与核电中长期发展规划》,风电、太阳能光伏及核电产业发展目标分别为原先规划的5倍、11倍和2倍。

太阳能行业发展的关键技术已经列入国家级研发计划中。中国先后提出针对薄膜电池、敏化电池技术的973计划。针对基础装备和材料,如碲化镉、硒铟铜、薄膜硅电池技术已经列入863计。兆瓦级光伏技术应用和关键技术问题已经列入科技攻关计划。

财税方面,光伏企业固定资产、所得税及出口退税方面都有不同程度的优惠。各地提出的允许光伏产品由生产型转向消费型的增值税转型优惠,光伏企业固定资产可以抵扣列入《公共基础设施项目企业所得税优惠目录》。光伏企业所得税第一年至第三年免征,第四年到第六年减半;在《高新技术企业认定管理办法》中。太阳能光伏技术和发电技术企业所得税税率为15%,属于国家鼓励类项目,进口设备可免征进口关税和进口环节增值税。2009年国家两次调高了光伏产品出口退税率,使单晶硅棒退税率达17%,单晶硅片为13%。

中国太阳能产业技术现状

目前硅片电池仍是太阳能电池的主流,约占市场份额的90%,而薄膜电池发展更快,受到投资者热捧。光伏产业内部,存在着不同的技术路线,一种是以硅材料为主,一种是以化学电池(碲化镉等)为主,前者技术较为成熟,后者光电转化率较高。在硅材料利用中,也有两种不同技术路线,一种是晶硅电池,一种是非晶硅薄膜电池,前者转换率较高,但成本、耗能也高,后者成本、耗能低,但衰减快、转换率低。薄膜电池成本便宜,装载至光伏系统后整体价格和其它能源相比劣势更小,虽然目前晶体硅电池仍然占据主要地位,但是薄膜电池未来发展前景更为看好。

薄膜电池的比重近年来不断上涨,有望成为今后5年的市场主力。2006年薄膜电池总产量达到249MW,占世界电池产量的10%。2007年薄膜电池产量达到470MW,占世界电池产量的12.6%。2008 年薄膜电池产量达到840MW,占世界太阳能电池比重的14%。2009年薄膜电池达到1245MW,占世界太阳能电池比重的15%。

中国太阳能产业目前存在的主要问题及未来发展的机遇

在太阳能光伏产业链中,多晶硅的提纯技术的突破将带来近几年的市场热点。在整个太阳能光伏产业链中,中国企业多数进入的是位于后端的太阳能电池和组件的生产环节,多晶硅提纯环节属于中国制造业技术较为薄弱的环节。中国已投和在建的几十家多晶硅厂,多数采用西门子改良工艺,一些关键技术中国还没有掌握。在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了,不仅提炼成本高,而且环境污染非常严重。国内一些企业已将开始小规模尝试物理法提纯多晶硅,一旦技术成熟形成规模生产,多晶硅成本和耗能将大大降低,其投资成本约为西门子法的1/10。

放眼未来十年市场,非晶硅薄膜电池技术将成为业界中的佼佼者。对于不同薄膜电池的发展,虽然CIS(铜铟硒)和CIGS(铜铟硒镓)电池转换效率更高,但是工艺的不稳定性和原材料的稀缺性都限制了其发展。CdTe电池已经逐渐被市场所认可,生产也进入了大规模量产阶段,成本仍有下降空间,未来几年市场规模也将继续扩大。不过从长期看镉的毒性限制了CdTe电池的发展,市场潜力不如非晶硅薄膜电池。镉、砷元素有毒,而铟则是微量元素,地壳中含量相对较小,据有关方面的统计,即使全球铟采集起来也仅能制造30GWp,同时其开采难度相对较大。相比而言,非晶硅电池在原料和工艺稳定性上都更具发展潜力,但非晶薄膜电池的转换效率不高,衰退性能成为限制非晶薄膜发展的技术瓶颈。