单晶硅棒生产制造项目可行性研究报告

单晶硅棒生产制造项目可行性研究报告

规划设计/投资方案/产业运营

报告摘要说明

单晶硅是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池、芯片等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。是人类已得到最纯的物质。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，形成P型半导体，掺入微量的第VA族元素，形成N型，N型和P型半导体结合在一起，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。单晶硅可以用于二极管级、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。

单晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

该单晶硅棒项目计划总投资8281.66万元，其中：固定资产投资5768.45万元，占项目总投资的69.65%；流动资金2513.21万元，占项目总投资的30.35%。

本期项目达产年营业收入17742.00万元，总成本费用13985.11

万元，税金及附加157.59万元，利润总额3756.89万元，利税总额4432.67万元，税后净利润2817.67万元，达产年纳税总额1615.00万

元；达产年投资利润率45.36%，投资利税率53.52%，投资回报率

34.02%，全部投资回收期4.44年，提供就业职位325个。

晶硅光伏电池体系主要分为单晶和多晶。单晶通过旋转提拉的工艺将

多晶硅料制成单晶硅棒（长晶工艺首先制成圆棒，再通过切方制成方棒），多晶通过铸锭工艺将多晶硅料制成多晶硅锭，硅棒/硅锭再通过切片工序分

别制成单晶/多晶硅片。

从生产工艺来看，单多晶生产工艺差别主要体现在拉棒和铸锭环节，

其中单晶硅棒工艺对设备、生产人员的要求严格，早期单晶硅片因长晶炉

投料量、生长速率、拉棒速度等方面技术不够成熟，生产成本居高不下，

而多晶硅锭使用铸锭技术成本优势明显而占据主要市场份额。

单晶硅棒生产制造项目可行性研究报告目录

第一章项目总论

第二章项目市场研究

第三章主要建设内容与建设方案

第五章土建工程

第六章公用工程

第七章原辅材料供应

第八章工艺技术方案

第九章项目平面布置

第十章环境保护

第十一章项目职业安全

第十二章项目风险概况

第十三章项目节能方案分析

第十四章实施计划

第十五章投资分析

第十六章项目经济评价分析

第十七章项目招投标方案

附表1：主要经济指标一览表

附表2：土建工程投资一览表

附表3：节能分析一览表

附表4：项目建设进度一览表

附表5：人力资源配置一览表

附表6：固定资产投资估算表

附表7：流动资金投资估算表

附表8：总投资构成估算表

附表9：营业收入税金及附加和增值税估算表附表10：折旧及摊销一览表

附表11：总成本费用估算一览表

附表12：利润及利润分配表

附表13：盈利能力分析一览表

第一章项目总论

一、项目建设背景

单晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金

刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，

则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

随着光伏市场的不断发展，高效电池将逐渐占据市场的主导地位。根据中国光伏行业协会的预测，未来几年单晶硅电池市场份额逐步增大，2018年单晶硅片市场份额已经超过40%，2019年超过一半，其中

N型单晶硅片的市场规模也将逐年提升。

由于多晶组件产品较单晶产品的工序流程简单且能耗较少，材料

制造相对简单且生产工艺较为成熟，因而相对单晶产品仍具有成本优势。虽然目前单晶的占比逐步上升，但是海外市场对多晶电池和组件

仍有一定需求，因此多晶组件仍将具备一定的市场空间，单晶硅市场

受限。

单晶硅电池组件的转换效率普遍高于多晶硅，从近几年光伏行业

发展的总体情况来看，随着单晶的拉晶技术进步及金刚线切片技术的

产业化，单晶硅片成本大幅下降，使得单晶硅电池组件的市场份额迅

速提升。

从技术发展来看，单晶产品的技术优势相对更大，随着PERC、TOPCon、HIT等技术不断推出，高效组件如切半、MBB、叠瓦等技术被逐步应用，各类技术的研发升级在单晶产品领域较为集中，在相同电池工艺条件下，单晶电池转换效率高于多晶电池；在相同组件尺寸条件下(72型)，单晶组件的功率高于多晶组件的功率，可以有效降低系统端的成本，给客户带来更大的价值。

二、报告编制依据

1、《产业结构调整指导目录》。

2、《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）。

3、《建设项目经济评价细则》（2010年本）。

4、国家现行和有关政策、法规和标准等。

5、项目承办单位现场勘察及市场调查收集的有关资料。

6、其他有关资料。

三、项目名称

单晶硅棒生产制造项目

四、项目承办单位

xxx公司

五、项目选址及用地综述

（一）项目选址方案

项目选址位于某某工业示范区,地理位置优越，交通便利，规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备，建设条件良好。

（二）项目用地规模

项目总用地面积23851.92平方米（折合约35.76亩），土地综合利用率100.00%；项目建设遵循“合理和集约用地”的原则，按照单晶硅棒行业生产规范和要求进行科学设计、合理布局，符合规划建设要求。

六、土建工程建设指标

项目净用地面积23851.92平方米，建筑物基底占地面积13605.14平方米，总建筑面积34346.76平方米，其中：规划建设主体工程26036.17平方米，项目规划绿化面积2564.70平方米。

七、产品规划方案

根据项目建设规划，达产年产品规划设计方案为：单晶硅棒xxx 单位/年。综合考xxx公司企业发展战略、产品市场定位、资金筹措能力、产能发展需要、技术条件、销售渠道和策略、管理经验以及相应配套设备、人员素质以及项目所在地建设条件与运输条件、xxx公司的投资能力和原辅材料的供应保障能力等诸多因素，项目按照规模化、

流水线生产方式布局，本着“循序渐进、量入而出”原则提出产能发展目标。

八、投资估算及经济效益分析

（一）项目总投资及资金构成

项目预计总投资8281.66万元，其中：固定资产投资5768.45万元，占项目总投资的69.65%；流动资金2513.21万元，占项目总投资的30.35%。

（二）资金筹措

该项目现阶段投资均由企业自筹。

（三）项目预期经济效益规划目标

项目预期达产年营业收入17742.00万元，总成本费用13985.11

万元，税金及附加157.59万元，利润总额3756.89万元，利税总额4432.67万元，税后净利润2817.67万元，达产年纳税总额1615.00万元；达产年投资利润率45.36%，投资利税率53.52%，投资回报率

34.02%，全部投资回收期4.44年，提供就业职位325个。

九、项目建设单位基本情况

（一）公司概况

公司在发展中始终坚持以创新为源动力，不断投入巨资引入先进

研发设备，更新思想观念，依托优秀的人才、完善的信息、现代科技

技术等优势，不断加大新产品的研发力度，以实现公司的永续经营和

品牌发展。本公司奉行“客户至上，质量保障”的服务宗旨，树立

“一切为客户着想” 的经营理念，以高效、优质、优惠的专业精神服

务于新老客户。

公司基于业务优化提升客户体验与满意度，通过关键业务优化改

善产业相关流程；并结合大数据等技术实现智能化管理，推动业务体

系提升。公司经过多年的不懈努力，产品销售网络遍布全国各省、市、自治区；完整的产品系列和精益求精的品质使企业的市场占有率不断

提高，除国内市场外，公司还具有强大稳固的国外市场网络；项目承

办单位一贯遵循“以质量求生存，以科技求发展，以管理求效率，以

服务求信誉”的质量方针，努力生产高质量的产品，以优质的服务奉

献社会。公司及时跟踪客户需求，与国内供应商进行了深入、广泛、

紧密的合作，为客户提供全方位的信息化解决方案。和新科技在全球

信息化的浪潮中持续发展，致力成为业界领先且具鲜明特色的信息化

解决方案专业提供商。

公司注重建设、培养人才梯队，与众多高校建立了良好的校企合作关系，学校为企业输入满足不同岗位需求的技术人员，达到企业人才吸收、培养和校企互惠的效果。公司筹建了实习培训基地，帮助学校优化教学科目，并从公司内部选拔优秀员工为学生授课，让学生亲身参与实践工作。在此过程中，公司直接从实习基地选拔优秀人才，为公司长期的业务发展输送稳定可靠的人才队伍。公司的良好人才梯队和人才优势使得本次募投项目具备扎实的人力资源基础。公司正处于快速发展阶段，特别是随着新项目的建设及未来产能扩张，将需要大量专业技术人才充实到建设、生产、研发、销售、管理等环节中。作为一家民营企业，公司在吸引高端人才方面不具备明显优势。未来公司将通过自我培养和外部引进来壮大公司的高端人才队伍，提升公司的技术创新能力。

（二）公司经济效益分析

上一年度，xxx有限责任公司实现营业收入17405.15万元，同比增长22.15%（3156.05万元）。其中，主营业业务单晶硅棒生产及销售收入为15506.63万元，占营业总收入的89.09%。

根据初步统计测算，公司实现利润总额3931.06万元，较去年同期相比增长832.45万元，增长率26.87%；实现净利润2948.30万元，较去年同期相比增长418.45万元，增长率16.54%。

十、主要经济指标

主要经济指标一览表

第二章项目市场研究

一、单晶硅棒行业发展概况

单晶硅是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达

到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池、芯片等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。是人类已得到最纯的物质。在

单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，形成P型半导体，掺入微量的第VA族元素，形成N型，N型和P型半导体结合在一起，就可做成太阳

能电池，将辐射能转变为电能。单晶硅可以用于二极管级、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。

半导体,芯片集成电路,设计版图,芯片制造,工艺世界普遍采用先

进的切、磨、抛和洁净封装工艺，使制片技术取得明显进展。在日本，Φ200mm硅片已有50%采用线切割机进行切片，不但能提高硅片质量，

而且可使切割损失减少10%。日本大型半导体厂家已经向300mm硅片转型，并向0.13μm以下的微细化发展。多晶硅材料是以工业硅为原料

经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料，是硅产品

产业链中的一个极为重要的中间产品，是制造硅抛光片、太阳能电池

及高纯硅制品的主要原料，是信息产业和新能源产业最基础的原材料。

由于半导体技术不断向高集成度，高性能，低成本和系统化方向

发展，半导体在国民经济各领域中的应用更加广泛。单晶硅片按使用

性质可分为两大类：生产用硅片;测试用硅片。

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。

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。

在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用硅

单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向

绿色能源革命的开始。北京2008年奥运会将把“绿色奥运”做为重要

展示面向全世界展现，单晶硅的利用在其中将是非常重要的一环。现

在，国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段，正在向实际应用

阶段过渡，太阳能硅单晶的利用将是普及到全世界范围，市场需求量

不言而喻。

在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用硅

单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向

绿色能源革命的开始。北京2008年奥运会将把绿色奥运做为重要展示

面向全世界展现，单晶硅的利用在其中将是非常重要的一环。现在，

国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段，正在向实际应用阶段

过渡，太阳能硅单晶的利用将是普及到全世界范围，市场需求量不言

而喻。

日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。中国硅材料工业与日

本同时起步，但总体而言，生产技术水平仍然相对较低，而且大部分

为2.5.3.4.5英寸硅锭和小直径硅片。中国消耗的大部分集成电路及

其硅片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地

制造出了12英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。全世界单晶硅的产能为1万吨/年，年消耗量约为6000吨~7000吨。

硅是地球上储藏最丰富的材料之一，从19世纪科学家们发现了晶

体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维。直到上

世纪60年代开始，硅材料就取代了原有锗材料。硅材料――因其具有

耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件的特性而成为应

用最多的一种半导体材料，集成电路半导体器件大多数是用硅材料制

造的。

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，各国相继研发太阳能光伏系统，把太阳能发电终端，所产生的电能输送到电网，用电网使用。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

因此受世人瞩目。

二、单晶硅棒市场分析预测

从生产工艺来看，单多晶生产工艺差别主要体现在拉棒和铸锭环节，其中单晶硅棒工艺对设备、生产人员的要求严格，早期单晶硅片

因长晶炉投料量、生长速率、拉棒速度等方面技术不够成熟，生产成

本居高不下，而多晶硅锭使用铸锭技术成本优势明显而占据主要市场

份额。

截至2018年底，全球光伏累计装机容量已达510GW。光伏年新增

装机量已由2007年的2.9GW增至2018年的103.9GW，装机规模增长了

近35倍。2018年全球共有103.9GW的光伏装机并网，相比2017年的105GW，呈现出下跌的现象，下跌幅度1.1%。

近几年，全球发电结构中，化石燃料和核能均占75%左右，而再生

能源占比虽然在逐步提高，但也在25%左右，其中，光伏发电占比仍然较低，2017年度，通过光伏的发电量仅占全球总发电量的1.9%，成长

空间巨大。

2018年全球光伏发电渗透率为2.6%，仍处于较低水平。光伏渗透

率较高的国家包括洪都拉斯（14%）、德国（7.9%）、希腊（7.5%）、

意大利（7.3%）、智利（7.1%）等。

2019年1-10月，光伏组件出口容量达到54.47GW，同比增长

75.41%，海外光伏市场的蓬勃发展有效弥补了国内光伏市场的下滑。

市场分散化导致单一市场的政策影响力降低。同时，光伏组件出

口市场的集中度持续降低，2017年CR5为67.1%，2018年CR5为53%。以南美、中东北非为主的“去中心化”和“遍地开花”的局面继续发展。2018年年度装机容量中，澳大利亚、墨西哥、土耳其、荷兰并非

传统光伏装机大国，说明光伏装机新兴国家正在崛起，全球装机呈现

出多点开花的局面。集中度降低将减少产业链对于单一市场的依赖度，更有利于市场的健康发展。

光伏系统成本下降主要来自光伏组件，光伏组件一方面价格不断

下降，另一方面单晶PERC等技术应用，光伏组件转换效率提升，单片

组件功率提高，摊低了系统成本，光伏项目盈利能力显著提高，带动

光伏行业整体发展。

单晶硅产品自2015年开始逐步扩大市场份额。近年来，单晶组件

在我国光伏组件出口总量中所占比例逐渐增加的趋势开始得到遏制，

目前单晶多晶出口比例基本维持在6：4的比例，单晶组件仍占据大部

分市场份额。从主要出口目的地国家的角度来看，出口日本、荷兰、

澳大利亚的光伏组件以单晶居多，这些国家更偏向高效组件产品，我

国单晶出口比例的上升与荷兰市场的开辟有着直接关系。巴西、印度

则具有价格导向型市场的特征，以多晶组件占据大多数。

光伏行业发展早期，单晶硅片生产成本和生产效率处于劣势，硅

片环节主流技术路线为多晶硅片。目前隆基股份已经成长为单晶硅片

行业的绝对龙头，产能与产量连续多年未行业第一。产能第二到第五

分别是：中环股份、晶科能源、环太集团、晶澳。

单晶硅片已经形成两强垄断的格局，隆基与中环两家基本垄断80%

市场份额，且由于单晶硅片持续处于供不应求的市场情况，两家公司

对单晶硅片的议价能力极强，单晶硅片价格自2018年下半年因“531”

影响快速下降后，已近一年半保持在3-3.1元/片左右，隆基硅片价格

更是9个月保持3.07元/片不变，仅3月份因增值税率调整而调整了

含税出厂价，不含税价已近1年未作调整，而今年单多晶硅片价差已

经从年初0.95元/片扩大至1.45元/片，隆基在行业内的议价能力和

龙头地位由此可见。

单晶拉棒与多晶铸锭的成本主要由设备折旧费、人工费、水电费、辅料费、原料损耗等构成，单炉产出差异是单晶拉棒与多晶铸锭成本

差异的主要原因之一。得益于连续直拉单晶技术（CCZ）的应用，单晶

投料量大幅提升，2018年单晶炉单炉投料量为950kg，较2017年的

530kg提升80%，较早期200-300kg投料量提升3-4倍，未来随着热场

的增大以及连续拉棒技术的提升等催化因素，投料量将逐年增大，预

计到2020年可达到1100kg；另外得益于机器的改进，单炉出棒数也由1根增加至3-5根。设备的改进降低单晶长晶成本，为单晶的发展带来机会。

单晶和多晶电池组件每瓦成本差距逐渐缩小。多晶凭借成本优势，一度占据较高市场份额。2017年前后，随着单晶连续投料、金刚线切

割等技术的发展，单晶和多晶的成本差距越来越小。2017年年初，单