【专题报告】量化复盘光伏行业与行业动态因子建模

光伏发电是利用半导体材料的光生伏特效应，把太阳能转化为电能的过程。光伏产业是半导体技术与新能源需求相结合而衍生的产业，产业链上游是晶体硅原料的采集和硅棒、硅锭、硅片的加工制作，中游是光伏电池片和光伏电池组件及配套设备的制造，下游是光伏电站系统的集成和运营。

硅料硅片

硅料硅片是光伏产业链的上游，包括工业硅的制备、多晶硅的生产和硅片的制造。金属硅（又称工业硅）是通过电炉熔炼，将硅石（石英岩、石英砂岩、石英砂等）与还原剂（精煤、石油焦、木炭、木片等）一起加热生成的。硅料产品分为棒状硅和颗粒硅，加工后分为致密料、菜花料、珊瑚料。硅片是高纯多晶硅切割而成，是用于制备太阳能电池片的中间产物，根据原料和工艺的不同可分为单晶硅片和多晶硅片。代表性企业有TCL中环、通威股份、大全能源和弘元绿能等

光伏电池组件

光伏电池片是将硅片进行电路雕刻、丝网印刷等加工处理后得到的可以将太阳的光能转化为电能的半导体薄片。光伏组件是将若干数量的单体电池片以串联和并联方式连接后，利用胶膜、钢化玻璃等材料封装并加装铝合金边框而成的装置。光伏组件可以吸收太阳能转化为电能，并提供电流输出，是太阳能发电系统中的核心部分。代表性企业有天合光能、晶科能源、隆基绿能和晶澳科技等。

辅材

光伏产业链中辅材较多，贯穿在主产业链各环节中。

硅片生产环节：热场材料、金刚线；电池片生产环节：银浆；组件封装环节：光伏玻璃、胶膜、焊带、背板、边框、接线盒；电站发电环节：支架、蓄电池、汇流箱、电缆。

光伏银浆代表性企业有帝科股份、聚和材料等；光伏玻璃代表性企业有福莱特、亚玛顿等；胶膜代表性企业有福斯特、海优新材等；光伏焊带代表性企业有宇邦新材等；光伏边框代表性企业有永臻股份等；光伏支架代表性企业有中信博等。

光伏制造设备

光伏制造设备是用于生产太阳能电池和太阳能电池组件的设备。这些设备涵盖了从原材料处理到最终产品组装的整个生产过程，通常包含多晶硅料生产设备、硅片制造设备、光伏电池片制造设备、以及光伏组件制造设备。

逆变器

光伏逆变器是由半导体器件组成的电力调整装置，能将光伏组件产生的直流电转换成可并入电网或供负载使用的交流电，同时可跟踪光伏阵列的最大输出功率。逆变器行业的代表性企业有阳光电源、锦浪科技和固德威等。

我们首先回顾了与光伏行业相关的重要政策与行业发展历程。其次，我们从光伏行业的基本面、估值和股价变化对行业发展进行复盘。结果表明光伏行业的发展受到政策和自身行业发展周期的双重影响。2010年来，第一轮见顶过程主要由国际清洁能源需求强劲催生中国光伏持续爆发式成长。第一轮见底过程主要是由欧美“双反”重挫光伏出口需求导致。第二轮见顶过程主要由国家出台政策支持产业复苏。第二轮见底程主要由国家政策补贴逐渐退坡，产业出清导致。第三轮见顶过程主要由平价上网到来，全球光伏装机需求爆发导致，目前行业处于第三轮见底过程，这一轮主要是由于前期盲目扩产，产业链价格回落，行业产能出清导致。

从净利润、PE和股价的变化拐点来看，估值领先或同步于股价，估值领先于基本面，股价在大部分时间领先基本面。

梳理自从2010年以来光伏行业的重要政策主要有：

2013年7月15日国务院发布《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》，给在2011-2012年欧美“双反”调查中出口需求受冲击严重，产能相对国内需求过剩的光伏行业注入了发展的活力，阻止了光伏行业的衰退趋势。

2013年11月国家能源局发布《关于征求2013、2014年光伏发电建设规模意见函》鼓励企业生产、交付高转化效率的电池和组件产品，推动光伏发电技术进步、产业升级和成本下降。

2018年6月1日国家发改委、财政部、国家能源局《关于2018年光伏发电有关事项的通知》即著名的“531新政”，对集中式和分布式电站的度电补贴都进行了大幅下调，并对分布式电站规模予以限制。

2021年6月7日国家发改委《关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知》规定从2021年起，对新备案的集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目中央财政不再提供补贴，光伏行业正式进入“平价上网”时代。

从行业角度：

2004年-2010年，国际清洁能源需求强劲催生中国光伏持续爆发式成长。

2011年-2012年，欧美“双反”重挫光伏出口需求。2011年11月美国商务部针对中国光伏产品发动“双反”调查，2012年7月欧盟对中国出口的光伏电池和组件发起“双反”调查。在出口需求因贸易摩擦严重受阻下，光伏行业产能相对国内需求出现过剩，2013年初中国光伏行业进入冰点。

2013年-2015年，政策支持产业复苏，以自主研发促高质量发展。国家出台政策如《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》促进国内光伏装机需求以及《关于促进先进光伏技术产品应用和产业升级的意见》实施“领跑者”计划。

2016年-2019年，这一时期光伏供需关系保持稳定，政策补贴逐渐退坡，第一期光伏“领跑者”引入的新技术如PERC已经大规模排产，N型TOPCon电池技术也在此期间落地投产。

2020年-2022年，平价上网正式到来，全球光伏装机需求再度爆发。国内光伏发电在没有补贴的情况下也具有经济性。叠加2022年俄乌冲突导致的能源价格飙升，2022年全球装机需求迎来爆发，全行业争先上马扩产项目，竞争增量市场。

2023年至今，盲目扩产叠加装机增速回落导致产业链价格回落加速产能出清。供给方面，2022年的盲目扩产导致光伏行业在硅片硅料和组件方面出现严重产能过剩。

这部分我们将光伏行业的股票股价变化率、PE的变化率和单季度净利润的环比变化率进行累加比较。这里采用，单季度净利润的变化率作为行业基本面的代理指标，PE采用PE（TTM）作为估值的代理指标。股票股价变化率和PE变化率取股票每个季度末的变化率。

我们取申万光伏行业的股票，计算每个季度股价变化率、PE的变化率和单季度净利润的环比变化率。对这三组数据，每一期进行截面上的中位数去除极值处理，对处理后的数据取平均，作为该期光伏行业的整体股价变化率、PE的变化率和单季度净利润的环比变化率。这里，单季度净利润的环比变化率采用的是上帝视角，即在当期即可以取得当期的环比变化率，不考虑财报的发布时间。

从累加结果上来看，2010年至今光伏行业的股价经历过三个顶部和两个底部。

第一个股价顶部出现在2011年一季度，基本面顶部出现在2011年二季度，估值顶出现在2010年四季度。基本面落后股价1季度，估值领先股价1季度。这一见顶过程主要由国际清洁能源需求强劲催生中国光伏持续爆发式成长。

第一个股价底部出现在2013年二季度，基本面底部出现在2013年一季度，估值底出现在2011年4季度。基本面领先股价1季度，估值领先股价7季度。这一见底过程主要是由欧美“双反”重挫光伏出口需求导致。

第二个股价顶部出现在2015年二季度，基本面顶部出现在2016年二季度，估值顶出现在2015年二季度。基本面落后股价4季度，估值与股价同步。这一见顶过程主要是由国家出台政策支持产业复苏。

第二个股价底部出现在2018年四季度，基本面底部出现在2018年四季度，估值顶出现在2018年三季度。基本面与股价同步，估值领先股价1季度。这一见底过程，主要由于光伏供需关系保持稳定，政策补贴逐渐退坡，产业出清导致。

第三个股价顶部出现在2022年二季度，基本面顶部出现在2023年二季度，估值顶出现在2022年二季度。基本面落后股价4季度，估值与股价同步。这一见顶过程主要由于平价上网到来，全球光伏装机需求再度爆发导致。

从净利润、估值和股价的变化拐点来看，估值领先或同步于股价，估值领先于基本面，股价在大部分时间领先基本面。

为了研究光伏行业内个股的超额收益来源，我们考虑常见的14大类因子角度，包括了市值、波动性、流通性、动量、长期价值，杠杆率、营收稳定性、营收质量、盈利能力、投资能力、估值水平、分红能力、增长能力和分析师预期。

我们采用了因子分层测试法，即在每一期，将股票按照其因子值大小分为两组，每一期将这两组股票按照当日的因子值大小再平衡，等权计算其构成的集合收益情况，其中分组1为因子值较小的股票集合，分组2为因子值较大的集合。超额收益为分组1的集合收益减去分组2的集合收益。

从结果上来看市值因子呈现出风险因子的收益特征。小市值股票在2017年1季度前跑赢大市值股票，大市值股票在2017年2季度到2021年1季度跑赢小市值股票，在抱团行业瓦解后，小市值股票再度跑赢大市值股票。

从资产负债率的角度而言，低资产负债率股票集合跑赢高资产负债率股票集合。其在2021年前一直有较为稳健的收益，其原因可能在于低资产负债率公司通常具有更健康的财务状况，其在需要融资时往往可以获得更有利的融资条件。在抱团行情下，低负债公司由于其稳定性，机构投资者会更愿意持有。

波动率角度上，beta因子呈现出风险因子的特性，低beta因子在市场上行时表现落后，在市场行业下行时也相对抗跌。高beta因子在市场上行时表现强劲，在市场行业下行时也相对下跌更多。

从每股预期eps的加权变化因子角度，该因子可以大部分时间获得收益，其得益于分析师对公司的发展前景有较为准确的判断，预计该因子可以继续获得收益。

从因子角度，我们考察了常见的14大类因子角度，包括了市值、波动性、流通性、动量、长期价值，杠杆率、营收稳定性、营收质量、盈利能力、投资能力、估值水平、分红能力、增长能力和分析师预期。结合当前光伏的发展阶段，从因子角度而言，我们认为当前阶段与2011年到2013年的产业出清有一定的相似性，在这一阶段中月度平均换手率较低、资产负债率较低、beta因子较低、资产收益率较高和每股预期eps加权变化因子较高的因子有相对较好的表现。

从产业链角度来说，光伏行业的需求主要由出口和国内需求，从产业链角度光伏行业有硅料、硅片、电池片、组件等上下游生产部件，可能所使用的数据列举如下：

为了避免出现伪相关性，我们要求：

1、数据应该具备一定的可获得性，即数据公布时间应当不晚于截止日期2个月，且至今依然在更新。

2、数据应该和产业链存在严格相关性逻辑，指标经过人工评估判断哪些指标是行业可能的影响因素。

3、对不同的行业数据，我们采用不同的处理方式，例如对于当期值或价格类数据采用同比处理，对累计数据，我们将数据进行差分累加获取其当期数据再进行同比处理。

经过筛选，如下指标进入指标样本池：

以逆变器出口金额当期值为例，下表中原始数据为海关总署公布的逆变器出口金额。首先对原始数据进行月度化，取当月月末最后一个数据，再将数据求同比，对同比数据剔除异常值。

动态因子模型（Dynamic Factor Model, DFM）是一种时间序列分析方法，用于从高维数 据中提取出驱动观测数据共同波动的少数几个潜在因子。其基本结构由观测方程和状态方程构成。

动态因子模型（DFM）的观测方程和状态方程通过迭代过程进行更新。

我们这里直接采用python statsmodels模块所提供的EM算法对模型进行求解。EM算法分两步，第一步E步，通过卡尔曼滤波和卡尔曼平滑来计算隐藏状态的期望值和协方差。第二步M步，更新参数以最大化对数似然函数的期望值，重复E步和M步，直到参数估计收敛，即参数变化的幅度小于预设的阈值。

我们将数据拆解为四个核心因子，全行业因子是光伏行业内生的驱动因子，此外包括产业链因子、需求因子、综合指数因子。各个因子作用的范围见下表，x表示因子在该数据上有载荷。

从动态因子模型的结果上看，光伏全行业因子依然处于同比为负数的区间，但有边际好转倾向，其边际好转的倾向或来源于出口因子的改善。产业链因子继续恶化，全行业产业链产品价格或继续下滑。从综合指数来看，7月份出现了边际下滑倾向。目前，我们认为光伏行业的整体筑底阶段未结束，模型提示需求段出口因子目前在改善。

从因子与光伏设备指数的相关角度来说，全行业隐含因子与申万光伏设备的走势相关性系数为0.75，产业链数据因子与申万光伏设备的走势相关性系数为0.52，综合指数因子与申万光伏设备的走势相关性系数为0.62，需求因子与申万光伏设备的走势相关性系数为0.05。

本文从量化视角对行业进行复盘，并利用动态因子模型对行业的景气度进行建模。

我们结合光伏行业的重要政策梳理了光伏行业的发展历程。结果表明光伏行业的发展受到政策和自身行业发展周期的双重影响。2010年来，第一轮见顶过程主要由国际清洁能源需求强劲催生中国光伏持续爆发式成长。第一轮见底过程主要是由欧美“双反”重挫光伏出口需求导致。第二轮见顶过程主要由国家出台政策支持产业复苏。第二轮见底过程主要由国家政策补贴逐渐退坡，产业出清导致。第三轮见顶过程主要由平价上网到来，全球光伏装机需求爆发导致。目前行业处于第三轮见底过程，这一轮主要是由于前期盲目扩产，产业链价格回落，行业产能出清导致。

从因子角度，我们考察了常见的14大类因子角度，包括了市值、波动性、流通性、动量、长期价值，杠杆率、营收稳定性、营收质量、盈利能力、投资能力、估值水平、分红能力、增长能力和分析师预期。并对月度换手率因子、资产负债率因子、市值因子、beta因子、中市值因子、总资产毛利率、资本支出增长率因子、资产收益率因子和每股预期eps的加权变化的历史表现进行复盘。我们认为当前阶段与2011年到2013年的产业出清有一定的相似性，在这一阶段中月度平均换手率较低、资产负债率较低、beta因子较低、每股预期eps加权变化因子较高的因子有相对较好的表现。从产业链角度，光伏行业的需求主要由出口和国内需求两部分组成，从产业链角度光伏行业有硅料、硅片、电池片、组件等上下游生产部件等。考虑到数据的时效性和可获得性，我们从需求、产业链和行业指数三个视角筛选了光伏行业的重要指标。利用动态因子模型进行行业景气建模。

从动态因子模型的结果上看，光伏全行业因子依然处于同比为负数的区间，但有边际好转倾向，其边际好转的倾向或来源于出口因子的改善。产业链因子继续恶化，全行业产业链产品价格或继续下滑。从综合指数因子来看，7月份出现了边际下滑倾向。目前，我们认为光伏行业的整体筑底阶段未结束，模型提示需求端的出口因子目前在改善。

    模型依赖于历史数据，对于行业数据的选择存在主观性，模型可能存在失效的风险。

    具体内容详见华创证券研究所8月03日发布的报告《量化复盘光伏行业与行业动态因子建模》。

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