激光創(chuàng)新應用小巨人帝爾激光專題報告

激光創(chuàng)新應用小巨人帝爾激光專題報告1.

公司層面：激光應用創(chuàng)新平臺1.1

公司概述：技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動型科技公司以自主創(chuàng)新激光技術(shù)為核心，提供激光加工綜合解決方案。武漢帝爾激光科技股份有限公司成立于2008年，于2019年在深交所創(chuàng)業(yè)板上市。公司以自主創(chuàng)新激光技術(shù)為核心，從事精密激光加工解決方案的設計及其配套設備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，是工信部國家智能光伏試點示范單位、工信部第五批制造業(yè)單項冠軍示范企業(yè)、國家高新區(qū)瞪羚企業(yè)、湖北省支柱產(chǎn)業(yè)細分領域隱形冠軍示范企業(yè)、湖北省知識產(chǎn)權(quán)示范建設企業(yè)、武漢

2020

民營制造業(yè)企業(yè)

50

強、光谷

30

年創(chuàng)新發(fā)展優(yōu)秀企業(yè)。創(chuàng)始人、實控人李志剛博士為國內(nèi)激光應用領域領軍人物，強大的專業(yè)背景背書公司技術(shù)壁壘。董事長/總經(jīng)理李志剛先生2004年博士畢業(yè)于華中科技大學與新加坡南洋理工大學聯(lián)合培養(yǎng)的激光專業(yè)，師承中國光谷創(chuàng)始人之一的黃德修教授。2008年，李志剛博士回到武漢開啟創(chuàng)業(yè)之路。經(jīng)過摸索，其將目標鎖定于高效太陽能電池方向，通過先進激光技術(shù)替代太陽能電池制造過程中打孔、切邊等傳統(tǒng)設備，為客戶提供降本提效的綜合解決方案。李志剛博士主導了激光摻雜機、激光打孔機、激光刻邊機、激光消融機、激光抗衰減等技術(shù)的研制與開發(fā)。2014年，公司推出量產(chǎn)型PERC激光消融設備、2016

年進一步成功研發(fā)

SE激光摻雜設備，此后公司發(fā)展邁入快車道。深度綁定一線大客戶，參與客戶提效工藝研發(fā)。作為公司又一重要壁壘，與行業(yè)一線品牌保持持續(xù)深度交流，在深刻理解客戶生產(chǎn)工藝的前提下，及時高效為客戶提供針對性激光提效工藝解決方案，成為公司在光伏激光設備細分賽道市占率超過80%的重要原因之一。公司主要客戶包括天合光能、隆基股份、尚德電力、晶澳太陽能、阿特斯太陽能、東方環(huán)晟、協(xié)鑫集成、晶科能源、東方日升、通威股份、億晶光電、愛旭太陽能等國內(nèi)外大中型光伏企業(yè)集團。1.2

主要產(chǎn)品：電池片環(huán)節(jié)多技術(shù)路徑儲備，布局先進面板行業(yè)深挖激光技術(shù)應用，覆蓋主流電池工藝。在光伏領域，公司深挖激光在太陽能電池加工中的應用。主要產(chǎn)品包括PERC激光消融設備、SE激光摻雜設備、MWT系列激光設備、全自動高速激光劃片/裂片機、LID/R激光修復設備、激光擴硼設備、PTP激光印刷等激光設備，可應用于當下主流電池工藝中，種類齊全。PERC激光消融設備：利用激光消融技術(shù)在電池鈍化層進行圖形化刻蝕。SE激光摻雜設備：利用激光將電池片表面磷源作選擇性摻雜，形成重摻雜區(qū)。全自動高速激光無損劃片/裂片機：采用無損技術(shù)將電池片裂片成指定規(guī)格。LID/R激光修復設備：通過超高功率光照射電池片，實現(xiàn)硼氧結(jié)構(gòu)由高活性的復合體轉(zhuǎn)變?yōu)榈突钚缘脑偕鷳B(tài)。目前仍然以PERC+電池應用為主。2016至2020年，以PERC激光消融設備與SE激光摻雜設備為主的太陽能電池激光加工設備收入均在95%以上，占公司營收的絕大部分。另一方面，2018年以來隨著公司加快新技術(shù)的研發(fā)、完善其他領域的產(chǎn)品布局，積極開拓海外市場，公司其他業(yè)務收入與國外收入業(yè)務占比有所提升。未來看，公司營收結(jié)構(gòu)將趨于多樣化，從而有效降低經(jīng)營風險，保障較好的盈利性。1.3

股權(quán)結(jié)構(gòu)：公司股權(quán)結(jié)構(gòu)合理公司股權(quán)結(jié)構(gòu)合理。公司總股本為10,580.02萬股，董事長、總經(jīng)理李志剛直接控股42.51%，通過武漢速能企業(yè)管理合伙企業(yè)（有限合伙）間接控制公司總股份數(shù)的3.00%，合計控制公司45.51%的股權(quán)，為公司的控股股東、實際控制人。2019年，公司設立全資子公司帝爾激光科技（無錫）有限公司；2020年，公司在以色列設立全資子公司DRUtilightCorpLtd.。公司立足武漢，整合以色列研發(fā)中心資源，發(fā)揮無錫在長三角地區(qū)的聯(lián)動作用。通過組建自有研發(fā)及測試中心，提升公司測試驗證、定制研發(fā)等核心環(huán)節(jié)的業(yè)務能力，擴充產(chǎn)能，就近服務大客戶。1.4

財務分析：盈利能力遠高于同行營業(yè)收入快速增長。公司憑借其產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢和客戶優(yōu)勢推動業(yè)績快速增長。其中，PERC激光消融設備與SE激光摻雜設備始終維持較高市占率，包括LID/R激光修復設備等在內(nèi)的新產(chǎn)品獲得下游客戶認可并進行工藝驗證。2016～2020年公司營業(yè)收入從7,696.37萬元增長到

107,228.33萬元，五年CAGR高達93.2%；公司歸母凈利潤從3,020.35萬元增長到37,315.48

萬元，五年CAGR高達87.5%。公司毛利率、凈利率顯著高于同行。公司近三年毛利率為62.07%/55.86%/46.54%，近三年凈利率為46.02%/43.60%/34.80%，均顯著高于同行業(yè)上市公司，主要原因包括：公司產(chǎn)品具有技術(shù)含量高與定制性的特點，前期研發(fā)投入較大，產(chǎn)品定價略高于同行可比公司；公司激光加工設備覆蓋了高效太陽能電池的多個工藝環(huán)節(jié)，可以幫助客戶解決核心問題，提高太陽能電池的發(fā)電效率，降低電池衰減，帶給客戶更好的經(jīng)濟效益，得到了客戶的廣泛認可；公司產(chǎn)品定制化程度較高，所需調(diào)試驗證周期相較于同行其他設備供應商更長，所以毛利率也相對較高。持續(xù)加大研發(fā)投入。2019年、2020年公司研發(fā)費用分別為3,589.21萬元、5,635.15萬元，同比增長率分別為97.18%和57.00%，超過當年營業(yè)收入增幅，研發(fā)費用率分別為

5.13%、5.26%。公司對于研發(fā)投入的重視有助于其增強技術(shù)與創(chuàng)新能力。目前公司針對不同的電池工藝均有技術(shù)研發(fā)儲備。P型電池方面，夯實包括

PERC+工藝在內(nèi)的行業(yè)地位。N型電池方面，就

Topcon、HJT、IBC等

N型電池工藝進行相應的技術(shù)研究。同時，公司積極跟進市場降本增效動向，加強太陽能電池激光LID/R（激光修復）技術(shù)、激光轉(zhuǎn)移印刷技術(shù)、無損劃片技術(shù)的研發(fā)，以及激光在電池片生環(huán)節(jié)的其他應用，進一步拓展公司技術(shù)儲備。公司在手訂單充足。公司近五年存貨規(guī)模增長迅速，2020年期末存貨為70,069.85萬元，占總資產(chǎn)的比例為26.12%，2021年半年度存貨為82,187.7萬元，同比+20.95%，在手訂單充足。公司2021年上半年合同負債期末余額小幅下降，主要由于公司預付款比例有所降低。1.5

核心優(yōu)勢：技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動型激光應用平臺型公司研發(fā)和技術(shù)儲備優(yōu)勢。公司為行業(yè)內(nèi)為數(shù)不多具備提供高效太陽能電池激光加工綜合解決方案能力的企業(yè)。自成立以來，主要依靠自主研發(fā)，在生產(chǎn)實踐中不斷完善和提高技術(shù)水平，形成了較為完整的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的光伏和激光加工設備復合技術(shù)儲備，成為全球有能力研發(fā)和提供專業(yè)高效太陽能電池激光加工的解決方案商之一。截至2020年12月31日，公司及其子公司合計擁有125項境內(nèi)專利，其中母公司共擁有111項專利，其中發(fā)明專利22項，實用新型專利89項。產(chǎn)品市占率約八成。高效太陽能電池激光加工設備行業(yè)發(fā)展歷程相對較短，加之較高的進入壁壘，行業(yè)市場集中度非常高。全球來看，部分國際知名激光加工設備企業(yè)逐步退出光伏領域，目前除公司外，行業(yè)主要玩家包括德國3D-micromac、友晁能源、邁為股份、大族激光等，公司占據(jù)市場主要份額。在國內(nèi)主要光伏電池廠商的

PERC工藝產(chǎn)線上，公司維持著

PERC激光消融與

SE摻雜設備較高的市占率。EnergyTrend統(tǒng)計顯示，2018

年主要光伏電池廠商

PERC工藝產(chǎn)能中約

77%采用了公司的設備，SE工藝產(chǎn)能中約

86%采用了公司的設備，市占率極高。同時，公司積極向高端消費電子、新型顯示和集成電路等領域的激光加工設備拓展，鞏固行業(yè)龍頭地位。1.6

融資擴產(chǎn)：發(fā)行可轉(zhuǎn)債布局新方向公司于

2021

年

8

月成功發(fā)行

8.4

億元可轉(zhuǎn)換公司債券，募集資金將用于“高效太陽能電池激光印刷技術(shù)應用研發(fā)項目”、“新型顯示行業(yè)激光技術(shù)及設備應用研發(fā)項目”、“補充流動資金”。有望在新型顯示領域大展宏圖。在新型顯示行業(yè)激光技術(shù)方面，公司布局既涉及當前即將大規(guī)模使用的第三代顯示技術(shù)的

OLED項目，也涉及之后

5

至

10

年技術(shù)更迭最先進的第四代顯示技術(shù)的

MicroLED項目，公司目前已開展針對現(xiàn)有主流LCD/OLED前中后道全制程的修復類設備生產(chǎn)，針對下一代

MiniLED背光和

MiniLEDRGB直顯返修技術(shù)開展了研發(fā)和樣機試制，針對

MicroLED的主制程設備，包含激光剝離、修復均開展了大量的實驗室工藝驗證性研發(fā)工作。公司現(xiàn)有

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人的技術(shù)團隊進行此項技術(shù)的研發(fā)，包括激光技術(shù)、顯示行業(yè)、光學設計等不同領域從業(yè)多年的專業(yè)人員，對顯示激光修復、激光剝離等技術(shù)擁有較多研究。2.1

電池片技術(shù)：N型電池片處于產(chǎn)業(yè)化萌芽期高效單晶硅電池發(fā)展歷程：太陽能電池根據(jù)其所用材料可分為晶硅電池與薄膜電池，其中晶硅電池憑借其效率、成本上的優(yōu)勢獲得市場主流地位。在晶硅電池中，單晶硅電池占據(jù)市場大部分份額，其中目前

PERC電池技術(shù)市占率最高；TOPCon、HJT、IBC等

N型電池技術(shù)有望接替

P型電池成為下一代電池技術(shù)的重要構(gòu)成，其中，異質(zhì)結(jié)電池具有轉(zhuǎn)換效率高、雙面率高、溫度系數(shù)低、無光衰、弱光效應好等優(yōu)點。PERC電池（PassivatedEmitterandRearCell，發(fā)射極和背面鈍化電池）是由

BSF電池（常規(guī)鋁背場電池）衍生而來。PERC電池的核心工藝在于通過在電池背面增加鈍化層，并開槽鈍化層與電極形成接觸，從而達到降低復合速率、提升電池的轉(zhuǎn)化效率的目的。在

PERC工藝基礎上再疊加

SE工藝可以進一步提高PERC電池的效率。目前，PERC+SE是光伏電池片的主流工藝。TOPCon電池（TunnelOxidePassivatedContact，隧穿氧化層鈍化接觸電池）是由

N-PERT電池（鈍化發(fā)射極背表面全擴散電池

）衍生而來，其前表面與

NPERT電池無本質(zhì)區(qū)別。TOPCon電池的特征是在背面沉積了一層超薄氧化硅，然后再沉積一層摻雜多晶硅薄層，二者共同形成了無需開孔的鈍化接觸結(jié)構(gòu)，以提高電池的轉(zhuǎn)換率。

TOPCon電池與

PERC產(chǎn)線兼容性較好，可從現(xiàn)有產(chǎn)線升級，但工序較多，量產(chǎn)穩(wěn)定性和性價比有待提升。HJT電池（HeterojunctionwithIntrinsicThin-layer，異質(zhì)結(jié)電池，也被稱為HIT/HDT/SHJ）的特征是正面

PN結(jié)和背面高低結(jié)均是由晶體硅和非晶硅形成的，電池呈對稱結(jié)構(gòu)。

HJT電池的優(yōu)勢明顯，它的制備工序少，且在相對低溫下進行；溫度系數(shù)小，電池性能穩(wěn)定；雙面對稱結(jié)構(gòu)，對光的利用率高；衰減率低。但同時

HJT電池量產(chǎn)難度大，成本高，且與現(xiàn)有

PERC產(chǎn)線完全不兼容。IBC電池（Interdigitatedbackcontact，指狀交叉背接觸電池）的特征是將正負兩極金屬接觸和

PN結(jié)移到電池片背面。電池正面無柵線遮擋，可實現(xiàn)對光的全面吸收，從而減少光損失；背部采用優(yōu)化的金屬柵線電極，降低了串聯(lián)電阻。因此，IBC電池的轉(zhuǎn)化率最高，且外形美觀，商業(yè)前景好。但其技術(shù)難度高，工藝復雜，且與現(xiàn)有產(chǎn)線不兼容。2.2

激光應用：降本提效是根本激光技術(shù)在光伏領域應用廣泛。激光是

20

世紀以來繼核能、電腦、半導體之后，人類的又一重大發(fā)明。激光技術(shù)因其能量大、單向性好、非接觸、高柔性、高效率、高質(zhì)量、易操作和節(jié)能環(huán)保等突出優(yōu)勢，被廣泛用于醫(yī)療、軍事、電子等領域，是當下進行精密制造和精密加工的主流手段之一。在光伏領域，激光技術(shù)應用廣泛，在各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)上均有其用武之地，目前主要包括消融、切割、刻邊、摻雜、打孔、激光修復、激光劃片等工藝中的應用。在光伏領域，激光應用主要包括：激光切割：激光切割技術(shù)可用于晶圓硅片、電池片等的切割。其主要原理是利用高能量密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升，隨著光束對材料的移動，會形成寬度很窄、軌跡穩(wěn)定的切縫，從而完成對材料的切割。激光切割技術(shù)具有精度高、速度快、切割時無機械應力、對硅片和電池片損傷小等優(yōu)點。激光打孔：激光打孔技術(shù)可在硅片上或電池片形成孔洞，可用用于

MWT工藝和光伏組件端。MWT技術(shù)通過硅片上的孔將正面電極引到電池的背面，使電池的正負電極點都分布在電池片的背面，有效減少了正面柵線的遮光，提高了光電轉(zhuǎn)換效率。選擇合適的激光進行打孔，可以達到打孔質(zhì)量好、精度高、熱損傷小，性價比高的效果。激光摻雜：激光摻雜技術(shù)可用于電池表面的選擇性摻雜與擴散。其主要原理是利用了激光的熱效應，加熱在硅片表面摻有某種元素的摻雜源至熔融狀態(tài)，使得摻雜原子快速融入熔體，然后當激光從熔區(qū)移開后,

熔區(qū)的熔體開始冷卻并再結(jié)晶，摻雜原子與硅形成合金。激光摻雜具有提效明顯、工藝流程簡單、投入成本低、設備緊湊、占地面積小、無污染等特點。激光刻蝕：激光刻蝕技術(shù)可用于電池鈍化層的開槽以及擴散后電池背面和邊緣的刻蝕。其主要原理是利用激光的高能量，采用極短脈沖，使物質(zhì)瞬間被汽化，可精確地控制作用深度。在

PERC電池生產(chǎn)中，該技術(shù)在電池背面鈍化層進行高精度選擇性地刻蝕，形成金屬電極與硅基底的接觸。在

IBC高效電池的生產(chǎn)中，激光在電池背面鈍化層開膜，從而實現(xiàn)背面

P\N鈍化膜層的精準消融。激光燒結(jié)：激光燒結(jié)可用一步工藝就形成背面場和良好的點歐姆接觸，其主要原理是在完成了電池前表面的結(jié)構(gòu)工藝后，首先在硅片的背面沉積一層鈍化膜，在鈍化膜上鍍一層鋁，然后在要制備電極的鋁膜上用激光燒蝕，使鋁穿透介質(zhì)鈍化層融入硅基體并與硅形成良好的歐姆接觸。激光修復：激光修復技術(shù)利用激光的高光強、方向性好、能量轉(zhuǎn)換效率高等特性，通過超高功率光照射電池片，產(chǎn)生大量光生載流子來改變體內(nèi)氫的價態(tài)，快速實現(xiàn)硼氧結(jié)構(gòu)由高活性的復合體轉(zhuǎn)變?yōu)榈突钚缘脑偕鷳B(tài)，以達到降低光致衰減目的。2.3

行業(yè)格局：光伏領域公司一騎絕塵細分領域一家獨大。高效太陽能電池激光加工設備行業(yè)壁壘高，具有較強市場競爭力的企業(yè)數(shù)量較少，經(jīng)過十余年的競爭，德國羅芬、德國

InnoLasSolutions、Manz、美國應用材料等國際激光加工設備企業(yè)已逐步退出光伏激光領域的競爭。目前僅剩德國

3D-micromac、友晁能源、邁為股份和大族激光等公司，占有少量市場份額，公司行業(yè)領先地位極為顯著。3.

行業(yè)層面：光伏成長空間廣闊激光設備大有可為3.1

光伏空間：盡享碳中和時代浪潮碳中和背景下的新能源發(fā)展目標。2020

年，中國正式提出力爭在

2030

年前實現(xiàn)碳達峰、在

2060

年前實現(xiàn)碳中和的目標。碳達峰指二氧化碳排放在

2030

年達到峰值，碳中和是指二氧化碳排放量在

2060

年前與碳匯相抵，實現(xiàn)二氧化碳“零排放”。為實現(xiàn)這一重大發(fā)展戰(zhàn)略，必須對當下以化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)進行改革，降低化石能源占比，大力發(fā)展新能源提高其效率與經(jīng)濟性，以達到節(jié)能減排的目的。預計在碳中和的背景下，整個新能源行業(yè)都將進入高速發(fā)展的快車道。降本增效促進

LCOE下降。度電成本（LCOE）是度量發(fā)電經(jīng)濟性的核心指標之一。Lazard數(shù)據(jù)顯示，光伏發(fā)電的度電成本已經(jīng)從

2009

年的

359$/MWH下降到了2020

年的

37$/MWH，降幅

89.69%。2021

年

9

月

1

日，國家財政部指出，近十年光伏發(fā)電成本下降約

75%。從經(jīng)濟角度看，光伏發(fā)電已經(jīng)具備替代煤炭、原油等化石燃料的潛力，光伏行業(yè)的需求空間有望進一步打開。中國光伏行業(yè)協(xié)會預計“十四五”期間，中國年均新增裝機有望達

70-90GW，全球有望達

222-287GW。3.2

電池片擴產(chǎn)：P型尚在壯年，N型蓄勢待發(fā)我們統(tǒng)計了

PERC+、TOPCon、異質(zhì)結(jié)高效太陽能電池產(chǎn)能擴建情況。PERC產(chǎn)能進一步擴張。一方面，大尺寸帶來

PERC一波新產(chǎn)能擴張需求；另一方面，電池廠商繼續(xù)擴產(chǎn)

PERC也為

TOPCon的升級預留了空間。TOPCon電池落地規(guī)模穩(wěn)步提升。2020

年部分主流電池廠商都宣布了其

TOPCon產(chǎn)能規(guī)劃情況。未來，隨著效率的提升和產(chǎn)能的落地，TOPCon的行業(yè)前景值得期待。異質(zhì)結(jié)電池或?qū)樾袠I(yè)新玩家?guī)韽澋莱嚈C遇。2021

年異質(zhì)結(jié)電池項目落地有所加速，包括愛康科技、鈞石、安徽華晟、通威、阿特斯、晉能科技等。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前有超過

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家企業(yè)已布局異質(zhì)結(jié)，現(xiàn)有產(chǎn)能規(guī)劃已達

71.9GW。3.3

公司布局：多技術(shù)路線儲備，光伏激光領域霸主緊跟光伏產(chǎn)業(yè)趨勢開展研發(fā)。公司緊跟電池工藝發(fā)展趨勢，著力研究適用于不同電池工藝的相關技術(shù)。公司對激光印刷相關技術(shù)進行了多年的研究與開發(fā)，目前已完成

PERC工藝樣機的交付，該技術(shù)在

TOPCon、

HJT、

IBC等電池工藝上都可以應用，目前已完成實驗室論證和量產(chǎn)化技術(shù)儲備。在

PERC+電池工藝上，除

PERC激光消融、SE激光摻雜、MWT打孔技術(shù)外，公司正在研發(fā)

PERL激