主要结论：

　　习总书记指出，“推进碳达峰碳中和工作中，要把促进新能源和清洁能源发展放在更加突出的位置，积极有序发展光能源、硅能源、氢能源、可再生能源”。其中“硅能源”既包括以光伏为主线的多晶硅产业链，也包括有机硅产业链，无论是光电替代煤电(能源替代)，还是有机硅产品对石化类产品的替代，工业硅皆为重要源头。广期所上市工业硅期货将有利于光伏及有机硅相关企业规避价格波动风险，稳定生产经营，保障“硅能源”产业稳健发展，对于推动我国能源绿色转型以及“碳达峰，碳中和”目标的达成，具有重要的影响意义。在工业硅期货上市之前，本文对工业硅产业链的重要知识点做了比较详尽的梳理，方便后期对其价格走势做进一步的研究探讨。

　　工业硅价格在2020年之前一直在区间波动，2020年疫情扰乱了大宗商品的供应链，工业硅价格波动剧烈，生产利润也随价格变化大幅波动。目前从供需角度来看，工业硅属于供需两旺，库存高企的品种。在供给环节，2022年-2023年新增产能高达110万吨以上，但需要注意的是，工业硅生产耗电量较大，同时在环保方面存在气体污染问题，产能限制和环保政策是供给端的重要变量。而在需求环节，铝合金产能相对稳定，有机硅产能持续上行，多晶硅产能高速增长，需求量在2022-2023年将大幅上行。从规划产能来看，2022年属于供给新增产能超过需求新增产能，2023年则是供给新增产能不及需求新增产能。但是受项目建成时间与爬产问题影响，产能规划不能与短期供需情况完全对应，要根据具体项目投产进度来计算供需平衡表。从目前的情况来看，工业硅期货上市之后，在供需矛盾不突出的情况下，如果没有供给端政策的干预，呈宽幅震荡走势概率较高，短期供需错配是价格走势的主要影响因素。

01

　　基本知识介绍

　　(一)概念及分类

　　工业硅又名金属硅或结晶硅，英文名Silicon Metal ，是由硅石(SiO2≥99.2%，通常为石英石或鹅卵石)和碳质还原剂(石油焦、洗精煤、木炭等还原剂)在矿热炉内经高温反应冶炼形成的产品，主成分硅元素的含量在98%左右，其余杂质为铁、铝、钙等。

　　工业硅按国家标准(GBT2881-2014)分为8个牌号，牌号按照硅元素符号与4位数字相结合的形式表示，可把工业硅分为5530#、5210#、4410#、4210#、4110#、3303#、2202#、1101#等不同的牌号。其中Si4210需求量最大，Si5530应用更为广泛。

　　4位数字依次分别表示产品中主要杂质元素铁、铝、钙的最高含量要求，其中铁含量和铝含量取小数点后的一位数字，钙含量取小数点后的两位数字。(如4210#工业硅指的是铁含量<=0.4%，铝含量<=0.2%，钙含量<=0.1%。)

　　各牌号的工业硅分别流向不同领域，可分为冶金级和化学级两类。冶金级工业硅主要用于制造铝合金，作为添加剂以增加合金的强度和韧性，主要牌号是553#、441#、3303#及少量等外硅(97硅)。生产铸造铝合金对工业硅中钙含量有较高要求。化学级工业硅分为有机硅、多晶硅，有机硅一般所用牌号为421#、411#、521#，对铝含量有较高要求；多晶硅主要使用421#，部分多晶硅的原料也可采用553#、441#，少量再生硅(99硅)也可用于生产多晶硅，多晶硅对工业硅纯度要求较低，其本质是对工业硅提纯，使其达到太阳级硅(SoG-Si)的要求。

　　广期所工业硅期货拟交割品牌为Si5530(硅含量≥98.7%、铁含量≤0.50%、铝含量≤0.50%、钙含量≤0.30%)，粒度为10~100mm(其中，粒度偏差筛下物不大于5%，筛上物不大于5%)，微量元素含量不作要求。达到以上标准的工业硅均可交割。

　　替代交割品为Si4210(硅含量≥99.3%、 铁含量≤0.40%、铝含量≤0.20%、钙含量≤0.10%)，粒度为10~100mm(其中，粒度偏差筛下物不大于5%，筛上物不大于5%)，微量元素含量不作要求。达到以上标准的工业硅在期货盘面价格的基础上升水2000元/吨。

　　(二)冶炼过程

　　工业硅是以硅石(石英砂)为原料，以碳质材料为还原剂，通过在矿热炉中熔炼获得。硅石及还原剂按一定的配比称量自动加到矿热炉内，将炉料加热到2000摄氏度以上，二氧化硅被碳还原剂还原生成了工业硅液体和一氧化碳(CO)气体，CO气体通过料层逸出，并将炉料预热。在硅水包底部通入氧气、空气混合气体经过富氧精炼，以除去钙、铝等其他杂质。通过电动包车将硅水包运到浇铸间浇铸成硅锭。硅锭冷却后进行破碎、分级、称量、包装、入库得到成品硅块。烟气经炉口烟罩进入烟道，经空冷器、风机进入布袋除尘器除尘等环保设施处理后，达到国家规定排放标准排放。

　　(三)主要用途

　　工业硅下游初端消费产品主要分为铝合金(16.7%)、有机硅(29.1%)、多晶硅(22.3%)及耐火材料等其他(2.5%)，终端应用行业主要为建材、光伏、医药、电子、交通运输等领域，用途涉及广泛。除了国内应用之外，中国工业硅出口量较大，2021年在总消费中占比达到29.4%(不同口径数据统计略有差异)。

　　工业硅主要是作为非铁基合金的添加剂，与其他金属可以制成合金，以此来提升其金属性能。硅铝合金为合金硅行业的主要产品，铝合金产品广泛应用于汽车轻量化、电子消费品、建筑、建材、交运制造等领域，新能源汽车行业是铝合金近年应用的增量需求点。

　　在化学工业中，工业硅用于生产各类硅橡胶、硅树脂、硅油等有机硅材料。有机硅兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、难燃、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛应用建材、电子、纺织、电器、日化、医学中，用途广泛涉及生产生活多个方面。

　　工业硅经一系列工艺提纯后生成出多晶硅料，多晶硅料再通过区熔或直拉法生产出区熔单晶或直拉生产出单晶硅片，或者通过铸锭切片方式生产出多晶硅片，主要用来生产光伏电池。单晶硅除了在光伏行业使用以外，高纯的单晶硅也是重要的半导体材料，在电子工业中用来生产二极管、三极管、晶闸管、场效应管等。

02

　　价格、成本与利润

　　2013-2020年，国内工业硅#553年均价一直维持在1.1万元/吨左右，上下波动幅度较小。2021年动力煤价格一路暴涨，电厂成本飙升，叠加地方政府能耗双控年底冲刺性考核，各地拉闸限电频发，工业硅作为高耗能产品，生产受到严重影响，市场出现较为严重的供需错配，导致短期内价格迅速冲高，其中#553价格从8月初的1.4万元/吨大幅攀升到10月份6.7万元/吨的高点，涨幅达到4.8倍，后随着发改委采用行政手段强势干预动力煤价格，同时积极推进煤炭保供，动力煤期货价格快速下跌，带动国内大宗商品价格下行。2022年1-8月年工业硅#553价格运行于1.6万-2.3万元/吨区间，工业硅#421走势基本与553相同，2022年1-8月其价格主要运行1.8万-2.4万元/吨区间。

　　生产1吨工业硅约需2.7-3吨硅石、2吨炭质还原剂(含木炭、石油焦、洗精煤、木片等，各地区材料供应情况不同，还原剂配方有差异。)、0.08-0.1吨电极、消耗约1.2-1.4万度电。2021年我国工业硅行业的生产成本构成中，电力、还原剂、电极、硅石成本分别占比为28%、33%、11、11%。成本的最主要部分是能源消耗、原材料，两者占比约为83%。

　　在生产利润方面，2021年之前工业硅生产利润基本在500-3500元/吨之间波动，2020年之后受疫情影响，大宗商品供应链出现问题，工业硅利润随价格大幅波动，当前工业硅生产利润约为2000元/吨左右。

03

　　供需分析

　　(一)供给情况

　　自然界中的硅元素储量丰富，且主要以化合物形式存在。硅在地壳中的含量约为27.6%，是仅次于氧的第二大元素。地壳中的硅通常以化合态存在，这是由于每当地壳处于造山运动或火山爆发所造成的高温中，硅的化学性质变的很活泼，极易与氧气发生反应生成二氧化硅，因此硅石的主要成分为二氧化硅，实质为石英石。

　　我国硅石资源丰富，分布广泛又相对集中。我国自然资源部发布的数据显示，2020年我国冶金用硅石、玻璃用硅石和水泥用硅石总储量为23.62亿吨，主要分布在江西、安徽、海南等省份，仅江西和安徽两省储量之和占比就达25%以上。作为生产工业硅的重要原料，2020年冶金用硅石的国内总储量为24501.44万吨，集中分布在青海、贵州、陕西，占比分别为35.16%、16.62%和11.45%。

　　由于硅石单价较低，运输费用占比较高，所以进口硅石在成本上没有优势，国内工业硅生产基本采用的是国产硅石。国内硅石资源丰富，在目前阶段来看，硅石尚未成为影响产能变化的主要因素。

　　1. 全球工业硅产能及产量

　　2021年全球硅产能为632万吨，其中499万吨产能集中在中国，占比78.96%，其他133万吨主要分布在巴西、挪威、美国、法国等国家。2021年全球工业硅总产量412万吨，中国产量321万吨，供应占比77.93%。

　　2. 中国工业硅产能利用情况

　　中国工业硅生产区域集中在西北、西南，除新疆开工率保持全年基本稳定以外，云南和四川具有明显的季节性，6-10月为丰水期，开工率一般能达到高位，而11月-5月为枯水期，开工率较低。除了季节性影响以外，工业硅主要是民营企业为主，企业规模偏小，利润对开工率影响明显。

　　3. 中国工业硅产区分布

　　2021年我国工业硅产量291.3万吨(不含再生硅、97硅等)，其中新疆、云南和四川产量占比分别为44%、18%和17%，三区占比达到79%。三大工业硅产区各有优劣势：新疆地区硅石和电力优势明显，火电全年稳定，但运输成本略高，采用大炉型技术工艺不够完善，产出工业硅品质偏低。云南地区硅石和电力优势明显，运输成本较低，但水电受季节影响大，企业规模较小。四川地区电力优势明显，运输成本中等，但水电受季节影响大，缺乏矿石资源。

　　在规格分布方面，化学级硅421#等产量108.1万吨占比37%，通氧553#产量73.6万吨占比25%，不通氧553#产量28.2万吨占比10%，其余规格为等外硅、441#、3303#、2202#等。新疆主产通氧553#、421#硅。云南生产的工业硅牌号众多。覆盖不同类型下游用户的需求，四川地区工业硅主要以421#为主。

　　4. 新增产能

　　在新增产能方面，产业链一体化发展趋势明显蒙新滇贡献未来主要产能增量 ，2022年、2023年工业硅新增产能都在110万吨左右，部分为多晶硅企业一体化配套产能。

　　5. 产能政策限制

　　2017年8月，新疆维吾尔自治区发布《认真贯彻习近平总书记提出的“严禁三高项目进新疆”指示精神着力推进硅基新材料产业健康发展实施意见》，提出要将新疆工业硅产能控制在200万吨以内。

　　2017年12月，云南省人民政府出台《关于推动水电硅材加工一体化产业发展的实施意见》，提出到2020年，工业硅总产能控制在130万吨以内，新(改、扩)建工业硅项目一律实施产能减量置换。

　　从行业内人士反馈及调研情况来看，各地对于工业硅限产政策尚不完全明确，主要是因为现在硅基产业链供不足需情况比较严重，政府对产能限制问题相对谨慎。

　　(二)需求情况

　　全球工业硅需求21世纪以来，全球工业硅产业快速发展，随着下游有机硅消费领域的不断增加、光伏(多晶硅)等行业的高速发展，全球工业硅需求上涨势头强劲，从2013年的244万吨增长至2021年的418万吨。从消费区域来看，目前中国是全球最大的工业硅消费国家，2013年至今中国消费占比基本呈逐年上升的趋势，到2020年全球消费占比达到57%。

　　随着我国有机硅、多晶硅技术的显著进步，市场规模大幅增长，到2021年有机硅占工业硅下游消费需求37.9%，多晶硅占31.3%。汽车行业由于基数增大，对铝合金需求增长放缓，工业硅需求增长将主要来自于有机硅、多晶硅。目前光伏行业需求高速增长，多晶硅产业对工业硅需求量不断攀升，到2022年多晶硅有可能超越有机硅成为国内工业硅第一大需求领域。

　　受全球光伏行业需求爆发性增长影响，多晶硅价格一路上行，当前行业利润率接近600%，各大厂商纷纷投资建设新产线，同时吸引着新厂商加入该行业，2022年-2023年多晶硅规划产能高速扩张，对工业硅需求量将大幅增加，按照当前规划的产能2022年、2023年多晶硅对工业硅需求增加约63.75万吨、90.3万吨左右，不过考虑产能投放时间和爬产周期，实际需求低于产能规划量。

　　有机硅单体进口替代进程仍然在持续，国内产能持续增加，2022年、2023年新增规划产能为165万吨、170万吨，对工业硅需求增加41.25万吨、42.5万吨左右，有机硅单体项目建成时间在1年半左右，叠加项目爬产时间，实际新增需求要通过跟踪项目进展确定。

　　出口一直是我国工业硅消费需求的重要组成部分，其占比在总需求中不到30%，不同年份出口量变化较大。疫情之前，出口量自2017年开始呈逐年下降的趋势，2021年受益于海外疫情缓解、需求回升，中国工业硅出口量同比大幅增长，出口77.71万吨，同比增长28%，主要出口区域为亚洲，日韩是主要出口目的地，另外有部分出口至欧洲、中东等地区。

　　(三)库存变化

　　2022年工业硅库存对比往年同期处于偏高的水平，截止到8月5日工业硅工厂库存为7.28万吨，社会库存(主要分布在黄埔港、天津港、昆明)为9.7万吨，总库存可用天数接近20天。

　　(四)总结

　　从供需角度来看，工业硅属于供需两旺，库存高企的品种。在供给环节，2022年-2023年新增产能高达110万吨以上，但需要注意的是，工业硅生产耗电量较大，同时在环保方面存在气体污染问题，产能限制和环保政策是供给端的重要变量。而在需求环节，铝合金产能相对稳定，有机硅产能持续上行，多晶硅产能高速增长，需求量在2022-2023年将大幅上行。从规划产能来看，2022年属于供给新增产能超过需求新增产能，2023年则是供给新增产能不及需求新增产能。但是受项目建成时间与爬产问题影响，产能规划不能与短期供需情况完全对应，要根据具体项目投产进度来计算供需平衡表。从目前的情况来看，工业硅期货上市之后，在供需矛盾不突出的情况下，如果没有供给端政策的干预，呈宽幅震荡走势概率较高，短期供需错配是价格走势的主要影响因素。

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　　工业硅期货拟上市交易合约

（文章来源：国信期货）