鎢絲線產(chǎn)業(yè)市場前瞻

鎢絲線產(chǎn)業(yè)市場前瞻金剛線切割光伏晶硅效率最佳金剛線切割對比傳統(tǒng)游離砂漿切優(yōu)勢明顯。金剛石莫氏硬度高達10，是切割及研磨脆硬材料的理想工具。切割作業(yè)通過金剛石線與切割物件之間的高速磨削運動完成，而金剛石線則是通過一定方法，將金剛石微粉顆粒以一定分布密度均勻地固結(jié)在高強度鋼線基體上制成。金剛線切割最早于2007年用于藍寶石，后在2010年開始用于光伏硅片切割。從晶體硅料到硅片經(jīng)歷切方、截斷及切片三個環(huán)節(jié)，其中切方及截斷環(huán)節(jié)為保證切割速度及切割效率，通常選用較粗線徑的金剛線，一般線徑為250-350微米；而切片環(huán)節(jié)出于原材料利用率及成本考量，通常選用線徑較細的金剛線，一般線徑為50-70微米。金剛線對比游離磨料砂漿切割方式，具有切割速度快（4-5倍切割速度）、出片率高（硅片出片量超出15-20%）及環(huán)境污染小等全方位優(yōu)勢。金剛線切割滲透率高，細線化趨勢明顯。金剛線早期由日本廠商研發(fā)生產(chǎn)，價格極為高昂，2014年前日本產(chǎn)金剛線每米價格可達人民幣3元。國內(nèi)廠商實現(xiàn)突破后，金剛線價格顯著下降，國產(chǎn)金剛線價格目前已低于0．05元/米。為契合光伏電池組件的薄片化，晶硅切割用金剛線呈現(xiàn)明顯的細線化趨勢。金剛線母線線徑及金剛石顆粒介質(zhì)粒度與硅片切割質(zhì)量及切削損耗量相關，較小的線徑和介質(zhì)粒度有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低切削損耗和生產(chǎn)成本。然而，母線線徑變細后最小破斷拉力降低，因此對切片設備穩(wěn)定性提出更高要求。目前國內(nèi)頭部金剛線廠家都已生產(chǎn)母線線徑40微米以下的金剛線。金剛線成本占比低，質(zhì)量要求高。Solarzoom數(shù)據(jù)顯示，基于M10硅片的單晶PERC組件生產(chǎn)成本合計約1．07元/W，而其中金剛線成本為0．01元/W，由此可得金剛線在組件端成本占比僅0．93%。然而，硅片切割環(huán)節(jié)較為精密，金剛線線徑約為人頭發(fā)的一半，采用金剛線布線密集，一旦出現(xiàn)斷線，則造成整根硅棒報廢。因此硅片廠商高度重視金剛線質(zhì)量，保證斷線率最小化。碳鋼母線是主流，鎢鋼母線短期難替代。硅料價格高企背景下，推進金剛線細線化，增加單位硅料出片率可有效降本?，F(xiàn)有金剛線主要基于碳鋼母線，母線線徑理論極值或為33m，而鎢鋼母線理論極值或為20m。因此業(yè)內(nèi)頭部企業(yè)紛紛展開鎢鋼母線研究，推進相關技術儲備。然而，最新美暢股份投關記錄顯示，鎢鋼母線在產(chǎn)能、成本及工藝方面存在缺陷，中期內(nèi)仍難以取代碳鋼母線。美暢股份同時積極投資布局碳鋼母線產(chǎn)能，推進母線自產(chǎn)，側(cè)面也證明了鎢鋼母線中期內(nèi)難以取代碳鋼母線的結(jié)論。金剛線行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場格局金剛線是將金剛石微粉顆粒以一定的分布密度均勻地固結(jié)在母線（一般為高碳鋼絲）上制成的，通過金剛線與被切割物體間進行高速磨削運動，從而實現(xiàn)切割目的。金剛線最早應用于藍寶石切割，2010年左右開始應用于光伏。在光伏上，金剛線主要用于硅片切割（包括截斷和切片，切片為主），其切割性能直接影響硅片質(zhì)量及電池效率。光伏目前已成為金剛線最大的應用市場，占總需求量90%以上。金剛線切割優(yōu)勢明顯，行業(yè)全面普及。相比上一代技術砂漿切割，金剛線切割具有出片率更高（切割磨損少）、切割速度快、環(huán)境污染小等優(yōu)勢，因此具備較強的競爭優(yōu)勢，在與砂漿切割的競爭過程中逐漸勝出。金剛線切割技術2010年左右開始應用于光伏，早期切割設備與耗材（即金剛線）主要依靠進口，成本相對較高。2014年以來，隨著技術的成熟以及國產(chǎn)設備和材料廠商崛起，金剛線切割成本實現(xiàn)快速下降，相對砂漿切割的優(yōu)勢逐漸明顯，隆基、中環(huán)等領先硅片企業(yè)開始轉(zhuǎn)向金剛線切片。單晶領域2017年金剛線切片已全面取代砂漿切片，隨后隨著黑硅、添加劑法等工藝解決了金剛線切割硅片損傷層淺、反射率高的問題，多晶領域金剛線切片的滲透率也快速提升，2018年基本完成砂漿切片向金剛線切片的轉(zhuǎn)換。金剛線單W價值量在1-2分，硅片輔材中價值量相對較高。從絕對價值量看，由于金剛線屬于硅片生產(chǎn)過程中的間接耗材，因此絕對價值量低于鋁邊框、玻璃、膠膜等直接原材料。目前金剛線價值量在1-2分/W，略高于硅片生產(chǎn)過程中的坩堝、熱場等其他耗材。光伏行業(yè)概況（一）光伏行業(yè)發(fā)展規(guī)模迅速擴大隨著可持續(xù)發(fā)展觀念深入人心，光伏行業(yè)作為能源可持續(xù)發(fā)展的重要載體，呈現(xiàn)規(guī)模迅速擴大、技術進步顯著、成本持續(xù)下降的發(fā)展態(tài)勢。光伏發(fā)電在中國、歐洲、美國、日本等傳統(tǒng)光伏發(fā)電市場保持快速增長，在東南亞、拉丁美洲、中東和非洲等地區(qū)光伏發(fā)電新興市場亦快速啟動。由上，2011-2021年，全球光伏發(fā)電規(guī)?？焖贁U大；截至2021年末，全球光伏裝機累計規(guī)模達到843．09GW，年均復合增長率超過27．86%。截至2021年末，中國光伏累計裝機規(guī)模達到306．40GW，年均復合增長率超過58．26%。（二）光伏行業(yè)降本增效持續(xù)推進光伏行業(yè)呈現(xiàn)規(guī)模迅速擴大的發(fā)展趨勢，主要是因為：一方面受可持續(xù)發(fā)展理念推動，各國均密集出臺相應的產(chǎn)業(yè)支持政策，扶持光伏行業(yè)發(fā)展；另一方面，光伏產(chǎn)業(yè)鏈各企業(yè)通過提升光伏發(fā)電效率、降低生產(chǎn)成本等方式，光伏發(fā)電度電成本顯著下降，光伏市場競爭力迅速提升。2011-2021年中國光伏電池片量產(chǎn)轉(zhuǎn)化效率快速提升。同時，根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2021年全投資模型下地面光伏電站在處于較低的等效利用小時數(shù)水平即1，000小時的情況下，光伏地面電站發(fā)電成本已與目前全國脫硫燃煤電價平均值相當。隨著光伏行業(yè)降本增效的持續(xù)推進，光伏發(fā)電經(jīng)濟性逐步顯現(xiàn)。（三）光伏行業(yè)市場需求預計仍將維持高速增長隨著光伏行業(yè)降本增效進程的持續(xù)推進，光伏發(fā)電逐步成為具備市場競爭力的電源形式。同時，全球多國陸續(xù)提出零碳或碳中和的氣候目標，發(fā)展以光伏為代表的可再生能源成為全球共識。在光伏發(fā)電成本持續(xù)下降和全球綠色復蘇等有利因素的推動下，全球及中國新增裝機規(guī)模仍將快速增長。2021年，全球光伏新增裝機規(guī)模達到170GW，創(chuàng)歷史新高，預計十四五期間，全球光伏年均新增裝機將超過220GW。2021年，國內(nèi)光伏新增裝機55GW；同時，2021年10月，《2030年前碳達峰行動方案》到2025年非化石能源消費比重達到20%左右，到2030年非化石能源消費比重達到25%左右。隨著碳達峰行動方案的持續(xù)推進，十四五期間，中國光伏年均新增裝機規(guī)模將超過75GW。光伏行業(yè)高景氣，帶動金剛線需求放量平價上網(wǎng)疊加雙碳背景，全球光伏需求放量高增。盡管受硅料產(chǎn)量限制，2021年內(nèi)光伏行業(yè)全球及國內(nèi)市場保持高景氣度，CPIA統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示2021年內(nèi)全球光伏新增裝機量高達170GW，同比增長30．77%。全球幾大主流市場中，歐盟實現(xiàn)裝機25．9GW，同比增長34%；美國實現(xiàn)裝機26．8GW，同比增長39．6%；印度實現(xiàn)裝機11．89GW，同比增長218%。2021年內(nèi)我國實現(xiàn)光伏裝機54．88GW，同比增長13．9%，其中分布式光伏新增裝機29．28GW，占比高達53．4%，史上首次突破50%；戶用光伏新增裝機21．6GW，同比增長113．3%，創(chuàng)歷史新高。光伏行業(yè)高景氣，金剛線行業(yè)乘風起金剛線主要用于晶體硅、藍寶石、磁性材料等硬脆材料切割。金剛線指通過工序?qū)⒔饎偸⒎酃探Y(jié)在高強度母線上形成的線鋸。金剛線與被切割物間形成相對高速磨削運動，達到切割的目的。從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看，上游主要為原材料，具體包括母線、金剛石微粉、金屬鎳以及工字輪等，中游為金剛線制造環(huán)節(jié)，通過鍍鎳、上砂、水洗等工序進行金剛線生產(chǎn)；下游市場方面，金剛線主要用于晶體硅切割和藍寶石切割，其中晶體硅切割包括開方、截斷以及硅片切割，開方和截斷環(huán)節(jié)使用較粗的金剛線（250μm以上），硅片切割則采用較細的金剛線，目前主流產(chǎn)品規(guī)格迭代至33-38μm；藍寶石切割對金剛線線徑要求居中，通常采用100-250μm的規(guī)格。細線化薄片化帶來金剛線單位需求增加金剛線耗材屬性，細線化、薄片化帶動單位需求顯著增加。光伏硅片生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，金剛線消作為耗材，消耗量與硅片產(chǎn)量成正比。每片硅片出貨量對應1．5米金剛線消耗，按單片硅片4W測算則單GW光伏需求對應37．5萬千米金剛線需求。然而，在硅料價格高企背景下，光伏硅片出現(xiàn)明顯薄片化趨勢，同時金剛線出現(xiàn)明顯細線化趨勢，兩者合力提升單位硅料出片率。美暢股份最新數(shù)據(jù)顯示，以38m金剛線切割硅棒，獲取厚度在165-160m的182硅片，對應約4米單片線耗，以每片7．59W試算，則單GW金剛線耗增加至52．7萬千米，對比以往增加40．53%。受降本及新型電池片技術滲透驅(qū)動，硅片薄片化趨勢仍在延續(xù)。CPIA發(fā)布中國光伏產(chǎn)業(yè)路線顯示，p型單晶硅片平均厚度在170m左右，較2020年下降5m，用于TOPCon電池的n型硅片平均厚度為165m，用于異質(zhì)結(jié)電池的硅片厚度約150m，用于IBC電池的硅片厚度約130m。同時，硅料價格仍在高位，驅(qū)動金剛線進一步細線化，美暢股份40m線徑以上產(chǎn)品出貨占比快速減少，36m出貨占比已接近40%，恒星線徑35m的金剛線產(chǎn)品已經(jīng)進入試用階段。進一步薄片化及細線化，有望驅(qū)動單GW金剛線需求在52．7萬千米的基礎上，進一步增加。硅片環(huán)節(jié)擴產(chǎn)快，金剛線潛在需求巨大。光伏硅片環(huán)節(jié)近年來呈現(xiàn)隆基股份及中環(huán)股份雙寡頭格局，2020年底隆基股份具備硅片產(chǎn)能85GW，中環(huán)股份具備硅片產(chǎn)能55GW，硅片制造全行業(yè)產(chǎn)能265．3GW。隆基及中環(huán)兩者市占率分別為32．04%、20．73%。2021年以來光伏行業(yè)持續(xù)保持全球范圍高景氣，同時重大產(chǎn)業(yè)扶持政策集中釋放，構建行業(yè)長期景氣預期，因此各大企業(yè)加速產(chǎn)能擴張。以京運通、上機數(shù)控為代表的多家企業(yè)宣布擴產(chǎn)，跨界進入硅片制造領域。根據(jù)公司公告，2021年底隆基股份硅片名義產(chǎn)能達105GW；中環(huán)股份硅片名義產(chǎn)能達85GW，全行業(yè)名義產(chǎn)能425．1GW，目前已公開遠期規(guī)劃產(chǎn)能合計達6