第四章、 太陽能電池產業特性
4.1 太陽能電池產業現況與趨勢
太陽能電池雖與光電顯示及半導體產業有類似的技術背景，但由於屬於再生能源產業的 一員，也是國家能源供應的一環，對國家經濟之長遠發展具重大影響，其產品應用範圍廣泛，
市場成長空間大，已成為各先進工業國家競逐的目標。由於太陽能電池屬能源供應的來源，
故系統的穩定，壽命與保養遠比半導體產品更為嚴苛，尤其電池模組與系統驗證時間長，甚 至需要以十年以上時間確認新技術的可行性，故極須不同的環境資源與政策配合，方能扶植 此新興產業的成長。完整的太陽電池系統結合了半導體，材料，機電，化學以及奈米技術等 各領域，上下游所需技術層面極廣，技術障礙頗高，而從成本競爭考量，產能規劃極大化已 不可避免，但因新技術發展多具不連續性，新進業者仍可因技術優勢在市場存活，與光電顯 示及半導體業惟大者才能生存之特性不同。
4.1.1 太陽能電池產業鏈
太陽能電池產業鏈中，最上游的原料為矽，由矽長晶成晶棒再切割成矽晶圓，作為太陽 能電池之主要原料，再加以組裝成模組，最後建置成太陽能電池系統，另有電力調節器負責 直/交流電之轉換。目前太陽能電池產業鏈在資本支出影響下，愈上游廠商家數愈少；在成本 結構的部分，目前從上游的矽原料一直到模組大約佔總成本66%，而安裝費及支架、配電盤、
電錶等零組件也約佔22%，電源轉換器約12%比重；在價格的部分，因為自2004下半年開始 太陽能電池需求大量增加，在上游廠商無法即時擴充產能下，原料出現嚴重短缺現象，使產 業鏈中各環節之售價有提升趨勢，毛利率亦隨之上升，其中以最上游矽原料廠之毛利率成長 最多。
近期上游廠商紛紛有擴廠動作，預估至2008年產能陸續開出後，原料短缺之現象可獲得 疏緩。台灣太陽能電池2004年～2005年起受到重視，主要是受到德國市場的需求帶動，但由 於矽原料由少數國際大廠（SGS）所壟斷，不論是矽砂來源或是純化技術台灣廠商均無涉足 機會；台灣太陽能電池級的矽晶圓供應大多原屬半導體產業之需求（中美矽晶為第一家量產 太陽能級的矽晶棒晶圓），太陽能電池製造部分是目前已具規模的部分，但除茂迪（2009年 全球前十大）大多公司產量小或建構中，而下游部分，國內需求仍小，尚不足以刺激這個產 業的活動力。
圖 8 太陽能電池晶圓長晶片切片流程
資料來源：IBT綜研所整理
表 22 結晶矽太陽能電池產業鏈
矽晶材料 晶圓 太陽能電池 太陽能模組 太陽能系統
各次產業成本結構 電力>40% 矽晶材料
30~60%
其他 40~70%
晶圓 60~70%
Pastes 10~20%
Chemicals<5%
其他 5%
電池 60~70%
EVA(封裝膠膜) 10~15%
玻璃 10~15%
框架 10~15%
其他<5%
模組 80~90%
Inverter 5~10%
底座 5~10%
線材<5%
資料來源：工研院材料所，工研院IEK
4.1.2 太陽能電池全球產值與市佔率
在太陽能電池產業中，上游矽原料及矽晶圓多掌握於美國手中，但因美國政府補助政策 推動較晚，使美國在太陽能電池之發展較緩慢，市佔率只有9%，因此目前美國之原料常成為 各國主要的供應來源。主要市佔率如下圖。在太陽能電池產業領域，日本居於領導地位，市 佔率達46%，其次為德國28%，近幾年大陸也積極發展太陽能電池產業，無錫尚德是中國最大 的太陽能電池廠商，擴產速度相當快，2005年投產產能已達82MW，全球排名第九大，台灣亦
有4.15%之市佔率。整體而言，目前全球的太陽能電池產業多掌握於日本、德國及美國，另上 游原料主要掌握於國際大廠，矽原料之前五大廠達82%市佔率，矽晶圓之前五大廠也掌控了89%
市佔率。
圖 9 太陽能電池矽晶圓廠商全球市佔率
依太陽能電池產業鏈各階段，區分出各階段的主要廠商與所佔成本之比重如下圖。
圖 10 太陽能電池產業鏈與主要廠商
資料來源: IEK，CSBF, Daiwa,Morgan Stanley(2006)
就國家別觀之，全球太陽能電池產業，美日歐為太陽電池製造之主要國家，合計約佔全 球太陽電池生產量之9成，且日本幾乎佔據了全球一半之產量。就發展歷程觀之，1990年代中
期開始，美國原於全球生產影響力居4成，逐漸被日本擠壓，截至2004年日本於全球太陽能電 池市場已佔有5成生產量，美國僅持有11.63%之市場佔有率，歐洲地區則持續保持2-3成的市 佔比例。
而美國與日本至2004年皆尚有產量可供外銷。有鑑於德國政府積極拓展環境保護與推廣 太陽光電之應用，短期內德國仍為全球太陽能電池最大輸入國家。除了此3個主要國家市佔率 較高之外，其他潛在國家包含法國、西班牙、中國、台灣、印度及澳洲。
另就產地來看，前十大模組廠商產地以日本為主，占前十大模組廠商之74.68%，其次依 序為美國及德國；而西班牙、中國、印尼產地亦佔有重要角色。
下表展示出過去三年到未來三年的太陽能電池產業預估，包含產能、產能成長率、全球 模組價錢、全球模組成長率、共營收入、共營利潤等統合性的指標。
表 23 Outlook for the solar power sector 2007
OVERALL SECTOR DATA 2005 2006 2007 2008e 2009e 2010e 2011e Production (MW) 1700 2600 3450 6100 10200 15100 20500 Production Growth (%YoY) 44% 58% 53% 54% 66% 48% 36%
Global ave. factory gate module price ($/watt)
$3.5 $4.10 $3.9 $3.6 $3.5 $3.3 $3.2 Global ave. wholesale module price
($/watt)
$3.7 $4.30 $4.1 $3.8 $3.7 $3.5 $3.3 Module price growth (%YoY) 14% 16% -5% -7% -4% -4% -6%
Global ave. installation price ($/watt) $7.10 $7.8 $7.5 $7.0 $6.6 $6.2 $5.9 Installation price growth (%YoY) -2% 9% -3% -8% -6% -5% -6%
Revenue pool ($bn)(共營收入) $12 $20 $30 $43 $67 $94 $121 Industry ave. pre-tax margin (%) 25% 33% 35% 37% 39% 40% 41%
Pre-tax profit pool ($bn)(共營利潤) $3 $7 $11 $16 $26 $38 $50 Pre-tax profit pool growth (%YoY) 111% 133% 56% 50% 65% 47% 31%
資料來源：工業技術研究院，太陽能光電設備技術部。(2007)
4.1.3 太陽能電池全球大廠概況
目 前 全 球 太 陽 能 電 池 賀 芬 達 指 標 (Herfindahl Hirschman index1)=1143.51 。 Herfindahl Hirschman index 即為市場前 50 家廠商或所有廠商銷售佔有率之平方和，而目前美國司法部說 明其判定標準為：高度競爭：HHI<1,000；中度競爭：1,000<HHI<1,800；低度競爭：HHI>1,800。
本研究以領導廠商之生產市佔率取代銷售市佔率算後計算。
全球太陽能電池領域，整體雖呈現中度競爭，然前四大廠商具影響全球市場 5 成以上之
能量，若單純由市場佔有率觀點來看，自 1994 年開始，產業皆以寡佔方式運作，由於德國二 線光電製造商和中國廠商的急速攀升，故 2003 年全球前十大太陽能電池製造商市場佔有率減 少 9 個百分點，然總體而言，全球十大太陽能電池廠商仍然持有著超過 80%的市場佔有率。
2006 年，前四大廠商多維持固定，以日商 Sharp、Sanyo，德商 Shell Solar，及美商 BP Solar 為主，其中又以日商 Sharp 之太陽能電池產量顯著高於次要領導廠商，為強勢領導廠商。2004 年 Mitsubishi 及 Q-Cell 以 75MW 產量躍升第四、五；而台灣茂迪(Motech)則正式進入全球十 大，中國尚德(Suntech)及德國 SolarWorld 之 Deutsche cell 則緊追在後。
另單就專業模組生產廠商來看，主要專業模組大廠為德國 Solar、SMD、Solarwatt，三者 產能皆大於 50MW，而日本 MSK 產能則於 250MW，其共同特色為，發展初期，皆由內需市 場支持。
自 1995 年來太陽能電池市場年年顯著成長，1999 年起即使在亞洲經濟風暴時期，累積 安裝量成長率也都有 30-40%，近兩三年產業爆紅後，2005 年更大幅超越前幾年成長率，甚 至高達 60%，但因為 2006 下半年因為歐洲市場反轉。在 2009-2010 年各方對太陽能電池市場 規模的未來預估眾說紛紜，而最悲觀及最樂觀預估 2009-2010 年產值將為 186-315 億美元，
未來仍呈現巨幅成長。
表 24 不同單位對太陽能電池在 2009/2010 年市場預估
太陽能電池市場預測 預測單位
Year MWp
Sharp 2010 7251 Q-Cell 2010 4000
Sanyo 2010 3000 Solarbuzz 2010 3000-3900 EPIA 2010 3000-5400 Photon Vision 2009 10000
Daiwa 2010 8200
資料來源：本研究整理