光伏行业作为新能源产业的一员，投资者对这个行业的发展看法不尽相同，有人认为它具备长期成长的潜力，有人认为它供需波动巨大，甚至有人认为它是在毁灭价值。我们试图从更长周期的视角观察光伏行业的供需与行业进步，或许会对光伏行业中短期的发展方向有不同的理解。
核心要点
1、光伏的能源属性和类半导体属性，决定了中长期几十倍的市场空间。消纳问题不会成为限制全球光伏需求的瓶颈。
2、上游原材料脱离半导体、中游技术依托半导体是近十年光伏成本下降大幅超预期的核心原因。
3、上游硅料硅片环节技术进步趋缓，未来重成本更重品质。
4、中游电池组件环节技术进步加速，运营能力有望抹平技术代差。
一、光伏的行业属性
1、能源属性
光伏和光热是利用太阳能的主要形式。纵观人类发展史，生产力或破坏力的提升往往伴随着新型能源的开发和利用，而核心能源的供给量一直是人类发展的制约因素之一。不论是早期的木柴，还是工业革命后大规模利用的煤炭、石油和天然气，都是地球上的固有能源，短时间内很难再生。数次石油危机之后，人类开始寻求其他形式的替代能源，其中太阳能以其可利用量大、分布均匀等优势在众多可再生能源中脱颖而出。
光伏成本降低为各国提供了降低能源对外依赖的机会。能源安全对各经济体都至关重要，它不仅关系到经济发展的动力，更关系到国家安全。因此石油危机过后，各国都希望找到更加可靠的能源，降低甚至消除对石油或天然气的进口依赖。大部分新能源都存在可开发量较小，或利用成本过高的问题，与之相比，太阳能在全球的分布相比其他能源均匀的多，更适合大规模开发利用。而人类利用太阳能的成本主要取决于光伏电站投资的摊销，随着近些年光伏电站单位投资快速降低，光伏已经成为全球最便宜的发电方式之一。在这样的大趋势下，即使是疫情冲击也无法改变光伏需求的中期走势，甚至很可能由于产业链价格下降反而促进装机需求。在全球能源转型的大背景下，传统能源巨头也将纷纷转型投资新能源。
巨大的能源市场将为光伏行业提供几十倍的潜在市场空间。目前光伏在全球发电量中的占比仅为3%，未来随着光伏成本的进一步降低，光伏在发电量中的占比有望大幅提升。与此同时，随着电气化比例的提升，电能在全人类能源利用中的占比也将进一步上升。随着光伏成为全球范围内最便宜的发电方式甚至能源利用方式，光伏将在未来的电能市场甚至能源市场中渗透率大幅提升。
中长期来看，消纳问题不会成为制约国内光伏发展的瓶颈。回顾历史，我们发现导致消纳问题的政策恰恰是“十三五”初期为了保障光伏消纳制订的，奈何光伏的高速发展让“保障政策”变为了“制约政策”。随着未来“十四五”期间政策的调整和光伏成本的进一步降低，电网消纳问题不会压制国内装机需求。另外，消纳问题在全球范围内并不突出，我们认为核心原因在于电网的构架不同。我国电力市场化程度较低，电价制定机制主要是供给侧的成本核算法，无法辅助调节供需。随着我国电力市场化改革的深入，光伏的消纳问题也将进一步改善。
2、类半导体属性
光伏发电主要分为晶硅和薄膜两类路线，目前晶硅路线的市场占比接近95%，并仍有一定提高潜力。晶硅路线的光伏制造端具备类半导体属性，而这正是光伏发电在过去10年间成本下降接近95%的原因。
数据来源：ITRPV 2019
半导体行业在过去几十年的高速发展有目共睹，而摩尔定律更是在几十年间从未被打破。在飞速进步的半导体行业，不同代制程的芯片的学习效率有所不同，基本介于15-25%之间。这代表当累计产出翻倍时，行业的平均成本下降15-25%。上图是光伏行业的学习曲线，1976-2019年间平均学习效率为23.5%，而2006年以后的学习效率更是高达40%。
为什么光伏行业的学习效率近些年甚至远超半导体行业呢？这是因为光伏制造端中的电池环节所应用的技术和芯片行业非常接近，但加工精度远低于芯片制作。相比半导体行业的“挑战工艺极限”，光伏行业的研发和学习主要体现在将现有的工艺和设备降低成本，很容易享受半导体行业的技术发展红利。即使摩尔定律即将失效，光伏行业在较长时间内仍能享受半导体行业的发展红利。
除此以外，通过研究光伏行业的发展历程，我们发现2008年以后学习效率的大幅提升得益于上游原材料（硅料硅片）与半导体行业的脱钩，这也成为近10年来光伏行业发展大幅超预期的核心原因。
二、光伏快速降本的核心原因
光伏行业和半导体行业都在过去的几十年间保持非常高的成本下降速度，而高速的技术进步正是成本大幅下降的原因。但两个行业技术进步的具体环节差别非常大：（1）在半导体行业，上游硅料和硅片环节进步相对较小，技术进步主要体现在中游芯片和封装方面；（2）在光伏行业，近些年的技术进步几乎都发生在上游硅料和硅片环节，而中游电池和组件环节的技术进步近2~3年才刚刚开始。
究其原因，主要在于半导体行业和光伏行业在不同环节的价值量分配比例差别非常大。半导体下游价值量非常大，因此对上游产品的品质更敏感、对价格不敏感；光伏下游价值量较小，对上游产品的品质相对不敏感、对价格更敏感。因此在过去的几十年间，半导体行业的中游进行了充分的技术进步，形成了龙头垄断的格局，而光伏行业的上游技术进步基本结束，形成了相对稳定的龙头。
前面提到半导体中游的技术进步为光伏的中游环节提供了工艺支持和相对高精度的制造设备。但光伏上游的技术进步为什么没能对半导体行业带来促进呢？关键节点在2008年，也就是光伏行业学习效率大幅提升的转折点。从这一年开始，光伏和半导体行业在硅料和硅片环节逐渐独立。
2004年前后，以意大利和德国为代表的欧洲国家开始大力发展光伏产业，通过度电补贴的模式开启了光伏市场化。硅料环节资产重且周期慢，在光伏的长期需求仍不明朗的情况下，传统半导体硅料巨头们扩产相对保守。随着光伏需求的大幅提升，硅料环节愈发供不应求，甚至组件成本都有所提升。2008年光伏行业“拥硅为王”，硅料成本一度占总组件成本的95%。
2009年江苏中能的冷氢化技术获得突破，它使得硅料生产的能耗大幅降低，而缺点仅仅是产品纯度（当时）无法满足半导体硅料的要求。这恰恰成为了阻止传统半导体硅料巨头技改的“壁垒”。
2013-2015年，隆基股份推动金刚线切割替代砂浆切割，切片损耗大幅降低。2017年多晶硅片完成金刚线切割改造后，整个硅片行业的技术升级完成，成本大幅降低。至此，硅料和硅片环节的技术进步已经基本完成，后续可见的技术进步本质上都是电池组件环节的进步，而上游只需提供合适的载体和平台即可，中期内很难发生格局颠覆式变化。
2018年至今，PERC、TOPcon和HIT电池、半片、多主栅和高密度等组件技术等快速发展。究其原因，一方面是国产设备厂商的高精度加工设备成本大幅降低，另一方面是光伏产业链的价值量分配也发生了较大变化，目前组件成本占比中硅料仅10%、硅片仅25%。
随着成本结构的反转，上游的技术进步将逐渐趋缓，而中游乃至下游的技术进步将逐渐加速。
市场上有一种观点，认为光伏行业能快速降成本是由于不断有企业被淘汰、电池环节连续多年维持负毛利，这就是个毁灭价值的行业。我们研究发现，过去10年间被淘汰甚至破产的光伏企业非常多：上游企业多数死于盲目扩张产能和没跟上技术进步；中游企业多数死于贸易壁垒带来的市场份额丢失。很多中游企业衰落甚至破产时，产能仍为有效产能，并非产能的技术性淘汰。
前面也提到了，过去几年中游环节的技术进步并不大，部分产能的盈利能力较差主要是购置进口设备成本过高导致，因此在设备国产化的过程中产生了后发优势。但目前光伏设备厂商已经基本处在世界一流水平，设备国产化已经成为了技术路线成为主流的前置条件。因此，电池环节的后发优势已经在逐渐减弱。
三、光伏上游中期趋势
过去几年，随着上游技术进步趋缓，上游硅料和硅片环节都基本形成了较好的竞争格局，进入比拼成本阶段。然而随着中游的技术进步，上游的拼成本仍潜藏着风险，即为中游技术路线提供足够品质的产品，否则不达标的产品将随着中游技术路线的更迭而退出市场。
回顾2017年以前，单多晶硅料价差非常小，但随着单晶占比在2018年开始的大幅提升，单多晶硅料差价逐渐拉大至目前近50%差距。未来随着N型电池路线市占率的提升，N型占比或许会成为类似现在单晶占比一样的指标。
未来一段时间，上游的格局将基本稳定进入成本比拼，但品质达标仍是成本比拼的入场券。
四、光伏中游中期趋势
既然中游电池和组件环节即将开启快速技术进步，中游的中期确定性来自何处？现在的庞大产能是不是未来一定会成为包袱？
首先，和半导体的突破式研发不同，光伏中游的研发主要表现为尝试各种办法降低成本。一旦有所突破，后来者的尝试成本要低很多，因此先入者很难长时间保持壁垒。但换言之，现有龙头保持各技术路线的跟进也相对较轻松，是不是第一个实现技术突破没那么重要。
其次，光伏行业由于下游的价值量相对较低且投资回收期长，代际技术之间的盈利能力相对较小，运营能力对产能全投资周期的盈利能力影响更大。回顾2019年Q3至今电池片环节的产能淘汰过程，我们发现虽然单晶PERC产能整体盈利能力较好，但在多晶仍占据20%甚至30%市场份额时，很多单晶PERC产能已经逐渐退出。而多晶路线是否完全被市场淘汰出局，仍需要持续紧密的跟踪。未来一段时间，中游的技术进步将逐渐加速，但运营能力有可能抹平技术代差。
最后，由于光伏对电力和能源行业的渗透率仍有很大空间，在大数据和AI愈加普及的今天，电力甚至能源行业何时以何种形式完成数据化、智能化仍是未知数，但这也为光伏行业的发展带来挑战和契机。