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我国光伏产业在2005年左右受欧洲市场需求拉动起步，在十余年发展中实现从来料加工到全产业链布局的跨越式发展，数峥嵘岁月，我国光伏产业历经了以下三个发展阶段：
产业起步期：2005—2011年。这一阶段中国光伏企业为欧美代工生产太阳能发电板，国内光伏发电也逐渐步入市场化进程。这一时期长三角地区凭借优越的港口运输条件成为我国光伏产业集聚区，而广东则走出一批以拓日新能、爱旭股份为代表的光伏电池片与组件企业。
产业体系建设期：2012—2017 年。这一阶段是中国光伏产业发展的分水岭，欧美“双反”政策导致整个行业跌入了谷底，我国通过产业体系建设与提振国内市场实现了产业规模与技术水平的跨越式发展。
产业整合期：2018年至今。受光伏发电补贴退坡影响，国内光伏产业步入低迷，但同时补贴退坡也倒逼行业加速降本提效，推动平价上网稳步落地。这一阶段我国光伏产业已基本实现产业体系建设，以隆基绿能为代表的一批标杆企业开始引领行业整合，各产业链环节市场集中度不断提升。
图2 －3 我国光伏产业发展历程
资料来源：CPIA。
从行业周期来看，光伏产业已走过基础技术创新、工艺革新、产业链建设的阶段，经过不断“降本提效”实现了商业模式的贯通，摆脱了对政府补贴的依赖，进入了大规模商业化应用的资本整合阶段。在这一背景下，广东省瞄准硅片与电池片行业，孕育出以高景太阳能与爱旭股份为代表的一批标杆企业。
上游硅料与硅片环节行业壁垒相对较高，主要市场份额由我国少数几个龙头企业占据。中游的电池片环节技术路径仍未确定，市场竞争较为激烈。而下游光伏组件对资金和技术的要求都不算高，市场份额也相对分散。整体而言，光伏产业链各环节的市场结构从竞争走向垄断，市场份额不断向少数玩家集中，市场集中度不断提升。
硅料行业技术及资本壁垒相对较高，形成寡头垄断市场格局。目前，我国龙头企业在产能、技术工艺等方面均已位于全球领先地位，全球硅料市场份额逐渐向国内企业集中。截至2021年，全球硅料产能前十名企业中中国企业数量高达8 家，国内硅料企业全球市场份额大规模领先。2021 年我国硅料行业CR5 达86. 7％，Top5 企业平均产量超过8. 5万吨。
图2 －4 2018—2021年我国硅料行业CR5
资料来源：CPIA。
硅片环节前两家企业隆基绿能与中环股份市占率合计超过50％，寡头垄断格局显现。凭借自身在技术研发及生产技术升级等方面的先发优势及规模效应，龙头企业在市场竞争中占据更多订单，市场集中度不断提升。2021 年，隆基绿能单晶硅片年产量7 000 万千瓦，与中环股份的年产量不相伯仲，两家企业的市场份额对其他企业形成断层式超越。
图2 －5 2018—2021年我国硅片行业CR5
资料来源：CPIA。
电池片作为一个技术路径仍未确定的行业，市场竞争较为激烈。但近几年电池片市场逐渐向规模化、集群化发展，行业集中度持续提升。2018 年以来，我国电池片Top5 企业产量占比持续提升，从2018年的29. 5％提升至2021年的53. 9％。据光伏产业权威分析机构PV Infolink发布的2021全年电池片出货排名显示，通威太阳能总出货量稳居榜首，爱旭股份和润阳新能源紧随其后，中宇光伏和潞安太阳能则排在第四、第五。
图2 －6 2018—2021年我国电池片行业CR5
资料来源：CPIA。
光伏组件作为一个劳动密集型产业，市场份额相对分散。但光伏组件头部企业凭借在规模、品牌、渠道等方面的优势抢占市场，近年来我国光伏组件环节行业集中度持续提升。2021年我国光伏组件Top5企业平均产量超2 300 万千瓦，合计产量占年度总产量比重达63. 4％。
图2 －7 2018—2021年我国组件行业CR5
资料来源：CPIA。
光伏产业正处于高景气增长阶段，产业链各环节集中度不断提高，市场机会主要来自市场需求拉动带来的增量空间与技术创新所带来的结构性空间。因此，光伏各产业链厂商纷纷加码产能扩张与研发创新，在提升市占率的同时进一步提高行业进入壁垒。
硅片厂商围绕多晶／单晶路线与硅片尺寸开展产品差异化竞争。在行业起步之初多晶硅片的市场份额一度超过80％，而隆基绿能从规模、能耗、原料等多方面降低单晶硅片生产的工艺成本，最终实现突围。单晶组件的市场占有率从2016 年的18. 5％提升至如今的90％以上，隆基绿能与同样选择单晶路线的中环股份由此成为硅片行业的双龙头。
图2 －8 2016—2021年单晶硅片市场占有率
资料来源：CPIA。
在单晶路线确定下来后，硅片厂商开始围绕光伏硅片尺寸开展新一轮的差异化竞争。2020年6月份，隆基绿能、晶澳科技等七家光伏企业联合倡议M10 （边距182mm）硅片尺寸标准，以隆基绿能为代表的182 阵营正式形成；同年11 月，中环股份、东方日升等八家龙头企业发布《关于推进光伏行业210mm硅片及组件尺寸标准化的联合倡议》，提倡以210mm作为硅片唯一尺寸，这个动作也标志着210阵营的正式形成。
表2 －6 光伏硅片尺寸两大阵营
资料来源：根据公开资料整理。
受光伏装机量的高景气增长影响，全产业链厂商开始产能扩张。从图2 －9可以看出，2020年光伏组件开始新一轮增长周期，产量同比增长率迅速提升，2021 年产量同比增长率高达45. 9％。组件产量增长驱动上游硅料、硅片与中游电池片环节的产量增长率同步提升，目前我国光伏全产业链正处于新一轮的产能扩张阶段。
图2 －9 2018—2022年H1中国光伏产业链各环节产能同比增长率
资料来源：CPIA。
据不完全统计，仅2021 年我国硅料厂商公布的硅料扩产规划总量已超过160 万吨，至2022年11月仍有企业持续公布新建、扩建产能计划。国际太阳能光伏网统计，2022年与2023年国内硅料产能将达到117 万吨与310 万吨。如果这些产能全部如期落地，作为一个产能弹性系数相对较小的产业，硅料市场势必出现供过于求、产能过剩的情况。
表2 －7 主要硅料厂商预计产能
资料来源：国际太阳能光伏网。
此外硅片厂商的产能扩张计划延续了硅片尺寸方面的产品产异化策略，中环股份、隆基绿能和上机数控等主要厂商加速布局大尺寸硅片的产能扩张，其中隆基绿能扩产以182mm硅片为主，中环股份和上机数控瞄准210mm硅片。各厂商披露的资料显示，中环股份2021年210mm硅片产能达到54吉瓦；隆基绿能称在银川15吉瓦的硅片产能可以生产多种尺寸的硅片产品，包括158. 75mm、166mm和182mm。
硅料与硅片市场集中度高，上游原料厂商具有较强议价能力。硅料行业扩建周期约为18个月，硅片、电池片、组件产能则扩张较快，分别为12个月、9个月、6个月，下游各环节全年产能大幅高于硅料产能。因此自2021 年以来硅料供给持续紧缺，市场成交价一路上涨，并传导至整个光伏产业链，但不同市场结构下各环节厂商定价策略各不相同。
据SMM数据库统计，2021年受市场供需影响，硅料价格从年初的每吨8 万元左右，涨到了每吨27万元，最高涨幅达224％，全年涨幅为177％。而硅片环节得益于垄断竞争的市场格局，硅片厂商可以将原料价格上涨带来的成本向产业链下游转移，因此硅片价格同样大幅增长，如隆基绿能单晶硅片的平均价格从2021 年初的3. 55 元／片上涨至5. 42元／片，涨幅达53％。相较之下，光伏中下游的市场结构较为分散，因此在终端市场光伏上网标杆价格的限制下价格涨幅仅为10％左右。但在硅料厂商产能扩张逐步落地的情况下，2023年初硅料价格大幅下跌，未来产业链中下游企业成本结构将有所改善，盈利能力有望提升。
产业链各环节厂商深耕产品技术，研发费用逐年递增。在科技创新推动降本增效的逻辑下，光伏企业在材料性能、硅片尺寸、组件封装方式等方面持续加大研发力度，以期在光伏技术更新迭代进程中获得市场地位与话语权。
表2 －8 光伏产业主要上市公司研发投入情况 （单位：亿元）
资料来源：CSMAR数据库。
硅片作为决定光伏设备转换效率的关键材料，这一环节的厂商研发费用占比持续处于高位，这与近年单晶硅片对多晶硅片的替代，210 硅片与182 硅片的尺寸之争以及硅片大尺寸化、薄片化趋势离不开关系。隆基绿能与中环股份这两大龙头企业只有在硅片加工工艺上持续投入研发，才能保证自身的市场份额与核心竞争力。
中游电池片环节处于技术迭代关键阶段，头部厂商同步加大研发投入。现行主流的PERC技术转换率已达到材料学天花板，与此同时以N型电池为代表的高效电池伴随技术革新日渐成熟，因此近几年电池片厂商均同步提高研发费用，以期在N型电池替代PERC电池这一技术迁跃点获得市场的一席之位。
下游组件环节中主要厂商的研发费用率同样处于高位。原因在于市场对光伏组件在串焊、封装等方面提出了更高要求。面对较为分散的竞争格局，头部厂商纷纷选择加大研发投入，将缺少技术研发能力的中小厂商洗牌出局，进而提升自身的市场份额。
光伏产业链中上游环节维持高进入壁垒，下游组件环节行业壁垒不断提升。上游硅片环节隆基绿能与中环股份在硅片切割厚度、破片率、导电、转换效率等技术工艺方面不断加码研发，进一步提高行业的技术壁垒。下游光伏组件厂商以高研发投入、高质量标准提升进入壁垒。如隆基绿能在2018年已明确，其组件质保期限由25 年延长到30 年，首年光衰率控制在2％；晶科能源表示其双面单晶组件和N型组件的保质期为30 年，其中N型组件首年衰减不超过1％、线性衰减不超过0. 4％。从近年产业链各环节CR5 不断提升的趋势可以看出，光伏各环节头部厂商通过技术研发、产能扩张等方式提升进入壁垒，将中小厂商洗牌出局的效果已得到验证。
上游原料厂商议价能力强，盈利能力位于行业前列，中下游厂商双重承压，盈利状况较为惨淡。光伏产业链上游硅料环节整体呈寡头垄断格局，对下游具备非常高的议价权，因此硅料环节的厂商毛利率与净利率均领跑全行业。此外，自2021 年以来，受终端市场光伏发电装机大幅增长及供应链各环节扩产周期不匹配等因素叠加影响，硅料厂商议价权进一步加强，硅料产品实现量价齐升，以大全能源、通威股份为代表的厂商盈利能力大幅增长，大全能源2022年前三季度的毛利率与净利率分别高达73. 98％与61. 13％。
“双寡头”竞争格局下，硅片厂商同样具备较强议价权，盈利能力处于行业领先水平。此外在原料供不应求的情况下，硅片厂商可以通过提高硅片价格将硅料价格上涨带来的成本向产业链下游转移，其毛利率与净利率仍可以处于行业中等水平。
中游与下游的市场集中度较低，议价能力弱。电池与组件厂商在上游原料大幅涨价与终端光伏上网标杆价下调的双重压力下，盈利状况惨淡。2021 年以爱旭股份、晶澳科技、东方日升为代表的电池片与组件厂商的毛利率纷纷下降，爱旭股份的净利率更是跌至－0. 75％。
表2 －9 光伏产业主要上市公司盈利情况
资料来源：CSMAR数据库。
综合各产业链主要厂商的盈利情况，光伏产业价值链呈“高—低—较低”的态势。上游硅料与硅片环节具备较高议价权，盈利能力强；中游电池片技术发展路径尚未明确，整体呈竞争格局，对上下游的议价能力弱，盈利能力一般；下游组件市场集中度相对电池片环节与终端市场较高，具备一定议价权，盈利能力较好。但随着硅料价格下跌与中下游环节市场集中度提高，中下游企业盈利情况有望改善，光伏产业价值链终将迎来重构。
我国光伏产业研发成果丰厚，各类电池技术持续推进，光电转化率不断提高。目前主流的PERC电池平均光电转换效率达到了23. 6％，较2021 年提高了0. 4 个百分点，而这离不开各产业链厂商在提效降本上的研发创新：上游硅料厂商专注于降低生产能耗；硅片向大尺寸化、薄片化方向发展；电池片环节多条技术路线并行，N型电池光电转换效率优势初显；光伏组件技术迭代主要聚焦于提升单位发电量和降低功率损耗。其中，电池片材料作为光伏电池光电转换效率的核心影响因素，中游电池片环节的技术迭代将是整个光伏产业发展的关键。
当前，我国光伏电池片主要分以晶硅电池为主流，其理论转换效率极值约29. 43％，目前没有技术可达到。按照表面钝化的不同技术类型，晶硅电池主要分为P型电池和N型电池，差别主要在于硅片和电池两个环节。具体来看，P型电池是在硅片中掺镓，在P型硅片上扩散磷元素；N型硅片是在硅中掺磷，在N型硅片上扩散硼元素。
表2 －10 光伏电池片技术路线对比
资料来源：中国光伏行业协会。
各主流光伏厂商的研发进度持续推进，各类型电池片的转换效率不断提升，逐渐向极限效率逼近。隆基绿能拥有PERC、TOPCon、HJT电池类型，技术路线全面开花，2021年，隆基绿能先后七次打破光伏电池转换效率世界纪录，其中N型TOPCon转化率达25. 21％、N型HJT达26. 30％。2022年一季度，隆基绿能在M6全尺寸单晶硅片上创造了无铟HJT电池转换效率25. 40％的新世界纪录，而PERC转换效率被推高至24. 06％。天合光能电池效率也是处于行业领先水平，2021 年8 月，天合光能自主研发的210 高效PERC电池，效率达到23. 56％，TOPCon电池效率最高达到25. 5％。作为最早布局N型电池的企业之一，东方日升在光伏电池领域处于领先地位，目前公司HTJ量产效率达到25. 6％。