2022年金剛線行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1、2022年金剛線行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析一、技術(shù)趨勢：細(xì)線化降低硅耗并助力硅片薄片金剛石切割線（簡稱“金剛線”）是硅片切割耗材，占硅片非硅成本不足7%。 金剛線把金剛石的微小顆粒固結(jié)在切割鋼線上制成的切割線，使用時將金剛線安裝 于切割機(jī)上，啟動切割機(jī)使金剛線高速轉(zhuǎn)動，固結(jié)于其上的金剛石顆粒進(jìn)行切割， 用于硅棒截?cái)?、硅錠開方及硅片切割，其切割性能直接影響硅片質(zhì)量及組件光電轉(zhuǎn) 換性能。根據(jù)Solarzoom，金剛線占單晶硅片的成本比重僅1%，占非硅成本僅6.51%。硅片切割技術(shù)歷史復(fù)盤：硅片切割技術(shù)經(jīng)歷從內(nèi)圓鋸切割、游離磨料砂漿切割 到金剛石線切割的技術(shù)升級路線，每一次的切割技術(shù)改進(jìn)都提升了原材料利用率及

2、 切割效率，進(jìn)而推動硅片單位切割成本的下降。（1）第一階段：金剛石內(nèi)圓鋸片切割。20世紀(jì)80年代以前，光伏硅片等高硬脆 材料一般采用金剛石內(nèi)圓鋸片進(jìn)行切割，但該工藝存在切縫大、硅材料損耗多等問 題，對硅棒的尺寸也有限制，導(dǎo)致硅片生產(chǎn)成本較高，20世紀(jì)90年代中期開始，切 縫窄、切割厚度均勻且翹曲度較低的線鋸切割方式逐步發(fā)展起來。（2）第二階段：砂漿切割。2003年以前，以碳化硅作為游離磨料砂漿的線鋸切 割方式主要滿足于半導(dǎo)體行業(yè)需求，隨著光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大，也開始使用砂漿切割 工藝切割。砂漿剛線切割又稱為游離式切割，通過鋼線上附著SiC等液體磨料進(jìn)行切 割。砂漿切割存在切割效率低、鋸口損耗大、表

3、面粗糙度及面型精度難以控制、碳 化硅等砂漿材料污染環(huán)境和回收困難等缺點(diǎn)，并且游離碳化硅在磨刻硅棒的同時也 在磨刻鋼線，造成鋼線極大磨損，細(xì)線化較為困難，難以滿足硅片薄化需求，由于 游離磨料線鋸切割具有較多缺點(diǎn)，其逐漸被固結(jié)金剛線據(jù)切割所替代。（3）第三階段：金剛石切割。金剛線最早在2007年左右應(yīng)用于藍(lán)寶石切割，2010 年才開始應(yīng)用在光伏硅片切割領(lǐng)域。金剛線切割又稱為固結(jié)式切割，通過把金剛石 均勻地固結(jié)在鋼線上制成金剛石線，切割過程中金剛石運(yùn)動速度與鋼線保持一致， 不會對鋼線造成損害，具有細(xì)線化潛力大、切割速度快、出片率高及易清洗低污染 等優(yōu)勢。在原材料產(chǎn)出率方面，每公斤硅料用砂漿切割只能切

4、出48片硅片，而使用 金剛線切割可以切出近60片。2015年起金剛線切割開始對砂漿切割進(jìn)行替代。單、多晶硅片廠商相繼采用金剛石線切割工藝。（1）單晶硅片切割方面，由 于單晶硅棒原料純度高，晶體結(jié)構(gòu)有序排列的物理特性也更有利于采用金剛線切割， 從而使得單晶硅片硅耗成本快速下降，因此金剛線自2015年起迅速替代砂漿成為單 晶硅片的主流切割工具。（2）多晶硅棒鋸切加工方面，由于金剛線在切割時會導(dǎo)致 多晶硅片表面損傷，使用傳統(tǒng)腐蝕方案進(jìn)行絨面制備后會使得反射率變高，進(jìn)而影 響轉(zhuǎn)換效率，因此應(yīng)用較晚，直到2017年黑硅及添加劑等新技術(shù)使得多晶硅片的光 吸收能力提升后，金剛線切割才開始在多晶硅片上普及，目

5、前硅片環(huán)節(jié)已全面采用 金剛石線切割。細(xì)線化節(jié)省單位硅耗，硅片薄片化進(jìn)一步催化細(xì)線化，技術(shù)壁壘日益提高。金 鋼石線的線徑越細(xì)，鋸縫越小，切割時產(chǎn)生的硅料損失越少，降低硅耗成本，同時 也有利于硅片的進(jìn)一步薄化，在單位切割時間內(nèi)增加硅片產(chǎn)出，降低非硅成本，因 此金剛線不斷朝著細(xì)線化方向發(fā)展，線徑越來越細(xì)，對母線的力學(xué)性能相應(yīng)提出巨 大挑戰(zhàn)，上游供應(yīng)商能否及時配套供應(yīng)合格性能的母線直接影響推出細(xì)線徑金剛線 的速度。母線的破斷力與線徑、抗拉強(qiáng)度成正比，細(xì)線化使得母線所能承受的拉力 相應(yīng)下降，目前高碳鋼材降到34m以下后可能將難以支撐切割所需張力，細(xì)線化突 破依賴于材料方面的創(chuàng)新。鎢絲具有更強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度，

6、在同等破斷力下可以將線徑 做的更細(xì)，但鎢絲價格較貴，在硅料高價格下呈現(xiàn)較好經(jīng)濟(jì)性，已有少數(shù)金剛線公 司開始試用。但鎢絲作為母線新材料，并不會改變金剛線工藝路線，對行業(yè)沖擊較 小。金剛線細(xì)線化在降低硅料的損耗同時，相應(yīng)也會使切割速度變慢。當(dāng)硅料價格 處在歷史高位時，切片廠商更注重采用細(xì)線徑的金剛線以減少硅料損耗，但隨著硅 料價格下降，不排除切片廠商可能會轉(zhuǎn)而更關(guān)注切割效率的可能性，因此電鍍金剛 石線的線徑會下降至多少微米最終將取決于這兩方面因素的平衡。同時，由于薄片 化會影響硅片碎片率、下游電池及組件的良率和轉(zhuǎn)換效率等，預(yù)計(jì)金剛線母線直徑 下降將逐步趨緩。圖：2016-2025年金剛線母線直徑不

7、斷細(xì)化2025年光伏領(lǐng)域?qū)饎偩€需求有望超1.8億公里，2020-2025年CAGR達(dá)26%。 全球光伏裝機(jī)需求帶動硅片出貨量大幅提升，進(jìn)而推動光伏金剛線市場需求提升， 假設(shè)156.75/158.75/166/182/210硅片單片功率提升0.5%，金剛線消耗量分別為 1.50/1.60/1.8/2.4/2.8米/片，線損分別為20%/20%/20%/28%/28%，預(yù)計(jì)2025年光 伏硅片切割用的金剛線需求為18,309萬公里，2020-2025年CAGR為26.3%。二、優(yōu)化空間：深度縱向一體化+多線機(jī)設(shè)備升級金剛線可根據(jù)生產(chǎn)工藝分為樹脂型及電鍍型，電鍍金剛線已全面滲透。樹脂金 剛線是將液

8、態(tài)樹脂和金剛石粉末均勻攪拌混合后，均勻附著于鋼線上后經(jīng)過特殊技 術(shù)烘烤制成。電鍍金剛線以電鍍金屬為結(jié)合劑，通過金屬電沉積作用把金剛石磨料 固結(jié)在芯線基體上而成。金剛線母線直徑的細(xì)化及硅片薄化技術(shù)趨勢對于金剛線的 顆粒均勻性以及切削能力要求也越來越高，相較樹脂電鍍線，電鍍金剛線在固結(jié)效 果、切割損傷、最小線徑等方面優(yōu)勢顯著，目前滲透率達(dá)100%。電鍍金剛線技術(shù)緣起海外，2015年起逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，伴隨工藝優(yōu)化疊加競爭 加劇，價格持續(xù)下探。電鍍金剛線技術(shù)起源于日本，2015年以前全球金剛線市場被 旭金剛石（Asashi）、中村超硬（Nakamura）等日本廠商壟斷。雖然使用電鍍金剛 線切割硅片的生

9、產(chǎn)效率優(yōu)勢顯著，但由于價格較高，主要用于硅開方，并未大規(guī)模 應(yīng)用于硅片切片環(huán)節(jié)。為實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降本，中環(huán)股份及隆基股份等硅片公司積極扶 持本土產(chǎn)業(yè)鏈，國產(chǎn)企業(yè)在2014-2015年相繼實(shí)現(xiàn)了80m以下的電鍍金剛石線技術(shù) 突破，成功打破日本技術(shù)壟斷，國產(chǎn)化及規(guī)模生產(chǎn)使得電鍍金剛線由2012年約1000 元/公里的下降至2014年的約500元/公里。國內(nèi)廠商憑借價格優(yōu)勢迅速搶占市場份額， 并不斷在技術(shù)及產(chǎn)能上完成進(jìn)口替代，但由于產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，同質(zhì)化現(xiàn)象較為 嚴(yán)重，2016-2017年受益旺盛需求，行業(yè)積極擴(kuò)充，但在2018年 “531新政”后供過 于求、競爭加劇使得價格再次下降，部分廠商虧損并逐

10、步退出，受益于持續(xù)工藝優(yōu) 化和規(guī)模擴(kuò)張，截止2021年6月金剛線價格約40元/公里左右。電鍍金剛線原材料成本占比超50%，向上游延伸直接推動成本下探。從成本構(gòu) 成來看，金剛線原材料成本占比高達(dá)53%，主要包括母線（胚線）、金剛石微粉、 鎳及鎳制品、工字輪等，其中母線及金剛石微粉占原材料成本比重達(dá)93%，母線是 由其原材料盤條通過拉制成為黃絲，再進(jìn)一步拉制成微米級的鋼線。由于母線及其 上游材料盤條仍受日本等少數(shù)進(jìn)口廠商進(jìn)口壟斷，因此通過向上游產(chǎn)業(yè)鏈延伸實(shí)現(xiàn) 原材料自供能夠降低成本。圖：電鍍金剛線價格變化（單位：元/公里）以美暢股份為例，其通過直接采購母線變?yōu)椴少忺S線加工成母線以降低原材料 成本。

11、由于核心原材料母線及其上游黃絲依賴進(jìn)口，其在2017年下半年開始與奧鋼 聯(lián)特種線材聯(lián)合研發(fā)黃絲，與寶美升聯(lián)合研發(fā)黃絲拉拔母線技術(shù)，2019年就奧鋼聯(lián) 聯(lián)合研發(fā)的黃絲簽署獨(dú)家供應(yīng)協(xié)議，2020年上市后控股寶美升，由原先直接外購母 線的模式轉(zhuǎn)換為將奧鋼聯(lián)研制的黃絲委托寶美升進(jìn)行母線拉制，大幅降低了核心原 材料母線的成本。根據(jù)美暢股份招股說明書，公司從奧鋼聯(lián)購買12.49萬元/噸奧黃 絲拉制出的55m母線，成本僅9.525元/公里（成材率70%時單噸黃絲可拉拔55m 母線37,717 公里，則耗用材料單價3.31 /公里，支付拉絲勞務(wù)成本6.215元/公里）， 而2019年市場采購55m母線成本約1

12、5元/公里，成本降低5.5元/公里以上。電鍍金剛線人工及制造費(fèi)用占比接近50%，改良設(shè)備推動進(jìn)一步降本。根據(jù)美 暢股份招股說明書，電鍍金剛線的成本結(jié)構(gòu)中，人工成本占18%，制造費(fèi)用占29%。 單條生產(chǎn)線產(chǎn)出的增加能夠降低單位制造費(fèi)用得以不斷降低，美暢股份首推“單機(jī)六線”生產(chǎn)工藝，相較 “單機(jī)單線”或“單機(jī)雙線”在同樣數(shù)量的生產(chǎn)線理論產(chǎn)能 可以提高3-6倍，有效提高生產(chǎn)效率及良品率，生產(chǎn)端的規(guī)模效應(yīng)使得產(chǎn)品單位人工 及制造費(fèi)用大幅低于可比公司。金剛線定價主要按照不同線徑差異化定價，當(dāng)前幾乎沒有價差。金剛線未根據(jù) 其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行差異定價，其間差異主要受具體客戶不同線徑或其他特殊需求所產(chǎn) 生。在分析公司主要產(chǎn)品的銷售價格變動情況時，采取按照線徑分類方式。預(yù)計(jì)2025年行業(yè)產(chǎn)值接近50億元，2020-2025年CAGR為12.73%。錨定龍頭公 司成本及行業(yè)利潤水平計(jì)算長期均價，由于