光伏設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)分析

光伏設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)分析光伏設(shè)備研究框架商業(yè)模式：行業(yè)定性：設(shè)備作為工業(yè)投資品是終端需求的“二階導(dǎo)”，設(shè)備環(huán)節(jié)是由下游產(chǎn)能投資驅(qū)動(dòng)的周期成長(zhǎng)股；光伏設(shè)備的不同之處：設(shè)備技術(shù)迭代是推動(dòng)光伏行業(yè)增效降本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，較快的迭代周期使得設(shè)備呈現(xiàn)“耗材”屬性。設(shè)備“耗材化”對(duì)基本面的影響：成長(zhǎng)期：技術(shù)迭代拉長(zhǎng)設(shè)備高景氣的持續(xù)時(shí)間；市場(chǎng)空間及增速：每一輪技術(shù)迭代存量設(shè)備全部更新，市場(chǎng)空間更大，新技術(shù)變革落地爆發(fā)性極強(qiáng)；競(jìng)爭(zhēng)格局：技術(shù)引領(lǐng)持續(xù)更新，有先發(fā)優(yōu)勢(shì)的頭部企業(yè)具備較強(qiáng)議價(jià)權(quán)，享受較好格局及超額盈利?，F(xiàn)狀及展望：當(dāng)前現(xiàn)狀：光伏行業(yè)仍處于成長(zhǎng)階段，短期下游新增裝機(jī)量增速邊際放緩；未來(lái)展望：重點(diǎn)關(guān)注新技術(shù)變革中的結(jié)構(gòu)性成長(zhǎng)機(jī)會(huì)，把握在新技術(shù)中搶占先機(jī)的優(yōu)質(zhì)龍頭公司。光伏設(shè)備：一代技術(shù)、一代工藝、一代設(shè)備降本增效驅(qū)動(dòng)光伏技術(shù)快速迭代，技術(shù)迭代帶來(lái)設(shè)備持續(xù)升級(jí)。硅片端：N型替代P型、大尺寸、薄片化、半片前置是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。其中大尺寸技術(shù)滲透率85%以上，薄片化和半片技術(shù)仍在持續(xù)推進(jìn)；主要受益設(shè)備包括：?jiǎn)尉t（低氧單晶爐）、切割設(shè)備、金剛線（細(xì)線化、鎢絲）。電池端：TOPCon率先放量，中期HJT有望降本放量,長(zhǎng)期鈣鈦礦疊層電池空間廣闊。對(duì)應(yīng)新技術(shù)包括：TOPCon（LPCVD雙插、雙面PEPoly）、HJT（銅電鍍、銀包銅、激光轉(zhuǎn)印、0BB）、鈣鈦礦（涂布技術(shù)、激光技術(shù)）；主要受益設(shè)備：鍍膜設(shè)備、新技術(shù)相關(guān)設(shè)備等。組件端：多主柵+無(wú)主柵+半片技術(shù)推動(dòng)組件設(shè)備更新迭代。組件端新技術(shù)屬于被動(dòng)迭代，主要受硅片端和電池片端技術(shù)推動(dòng)，包括多/無(wú)主柵焊接技術(shù)、半片、三分片技術(shù)、薄片串焊技術(shù)。主要受益設(shè)備：串焊機(jī)、激光劃片機(jī)、疊片機(jī)等。光伏設(shè)備市場(chǎng)空間：技術(shù)迭代帶來(lái)增量市場(chǎng)空間2023年硅片設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模有所下降，電池片設(shè)備空間大幅上升，組件設(shè)備規(guī)模較為穩(wěn)定。2023年光伏新增裝機(jī)容量：PV-InfoLink預(yù)期2023年全球新增裝機(jī)容量約350GW，Trendforce預(yù)期2023年全球新增光伏裝機(jī)量將達(dá)到351GW，CPIA預(yù)計(jì)2023年光伏全球新增裝機(jī)容量約305-350GW。綜合來(lái)看,2023年光伏新增裝機(jī)容量預(yù)計(jì)350GW。硅片設(shè)備空間：硅片設(shè)備單GW投資約1.5-2億/GW，其中單晶爐價(jià)值量占比約65%-70%，切片機(jī)占比約15%，預(yù)計(jì)2023/2024/2025年硅片設(shè)備市場(chǎng)空間約263/239/188億元。電池片設(shè)備空間：PERC設(shè)備單GW投資額約1.3-1.5億元，TOPCon設(shè)備單GW投資額約1.5-1.8億元，HJT單GW投資額約3.5-4億元左右，預(yù)計(jì)2023/2024/2025年電池片設(shè)備市場(chǎng)空間約616/705/800億元。組件設(shè)備市場(chǎng)空間：設(shè)備單GW投資額約0.7億元，其中串焊機(jī)價(jià)值量占比約35%，預(yù)計(jì)2023/2024/2025年組件設(shè)備市場(chǎng)空間約220/275/211億元。硅片設(shè)備硅片設(shè)備：N型、大尺寸、薄片化為主要趨勢(shì)硅片設(shè)備需求核心驅(qū)動(dòng)力為新增裝機(jī)容量，技術(shù)迭代主要適應(yīng)硅片大尺寸、薄片化趨勢(shì)。核心驅(qū)動(dòng)力：新增光伏裝機(jī)容量、新技術(shù)變革。大尺寸：166向182、210轉(zhuǎn)變，目前182已成為主流，并向210發(fā)展；硅片大尺寸趨勢(shì)帶動(dòng)設(shè)備端呈現(xiàn)大尺寸變化。薄片化：N型硅片硅片已實(shí)現(xiàn)120-140μm量產(chǎn)，部分先進(jìn)企業(yè)中試線量產(chǎn)80μm硅片，薄片化對(duì)設(shè)備加工要求更高，以及對(duì)金剛線的細(xì)線化需求更高。P型→N型：隨著N型電池片的快速擴(kuò)產(chǎn)，N型硅片已成為未來(lái)趨勢(shì)，硅片N型化對(duì)拉晶設(shè)備、硅片設(shè)備加工精度要求更高。拉晶環(huán)節(jié)：從硅料到硅棒核心設(shè)備：拉晶環(huán)節(jié)，單晶爐為核心設(shè)備，真空泵作為單晶爐的配套設(shè)備，用于建立真空環(huán)境。核心耗材：拉晶過(guò)程中，單晶爐里配套使用的耗材包括石英坩堝、碳碳熱場(chǎng)。當(dāng)前關(guān)注點(diǎn)：主要關(guān)注供需，重點(diǎn)關(guān)注石英坩堝供應(yīng)情況、連續(xù)直拉（CCZ）工藝、顆粒硅以及低氧型單晶爐進(jìn)展。拉晶工藝：直拉法是生產(chǎn)硅棒的主要方式直拉法是生產(chǎn)硅棒的主要方式。拉晶是指在特定環(huán)境下，將多晶硅料生長(zhǎng)成硅體的過(guò)程，目前硅棒生產(chǎn)主要以單晶硅棒為主。單晶硅棒主要采用直拉法或區(qū)熔法；多晶硅棒主要采用鑄錠法形成多晶硅錠。直拉法：光伏單晶硅棒生產(chǎn)的主要方法。通過(guò)石墨電阻加熱，將裝在坩堝中的多晶硅熔化，然后將籽晶插入熔體表面進(jìn)行熔接，經(jīng)過(guò)引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑、收尾等步驟，完成單晶硅棒拉制。優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，可拉制直徑大、生長(zhǎng)速率可；缺點(diǎn)是雜質(zhì)較高。區(qū)熔法：利用熱能在多晶硅錠一段產(chǎn)生融區(qū)，熔接單晶籽晶，通過(guò)調(diào)節(jié)溫度使得融區(qū)緩慢上移，生成單晶硅棒。區(qū)熔法不需要使用坩堝，產(chǎn)品的純度高，雜質(zhì)少，但受生長(zhǎng)機(jī)制的限制，區(qū)熔法通常用于生產(chǎn)8英寸以下硅棒，常用做IGBT功率半導(dǎo)體器件硅棒生產(chǎn)。拉晶設(shè)備及耗材：?jiǎn)尉t是拉晶環(huán)節(jié)的核心設(shè)備單晶爐為拉晶環(huán)節(jié)核心設(shè)備，石英坩堝、碳碳熱場(chǎng)為主要耗材。直拉單晶爐：拉晶環(huán)節(jié)主設(shè)備，主要由爐體、電器部分、熱系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和氬氣裝置組成。石英坩堝：拉制單晶硅棒的消耗性器皿，用于盛裝熔融狀態(tài)的硅料，通常需要在一次或幾次拉晶完成后進(jìn)行更換，屬于耗材屬性。碳碳熱場(chǎng)：碳碳熱場(chǎng)主要指碳纖維單晶爐熱場(chǎng)，包括坩堝、導(dǎo)流筒保溫筒、加熱器，其中坩堝的作用是承載內(nèi)層的石英坩堝；導(dǎo)流筒的作用引導(dǎo)氣流，形成溫度梯度，提升硅棒生長(zhǎng)的速率；保溫筒的作用是隔熱保溫，構(gòu)建熱場(chǎng)空間；加熱器的作用是提供熱源，熔化硅料。真空泵：用于拉晶過(guò)程中建立真空環(huán)境。切片環(huán)節(jié)設(shè)備：切片機(jī)為核心設(shè)備，金剛線為主要耗材多線切片機(jī)為核心設(shè)備，金剛線為主要耗材。多線切片機(jī)：切片機(jī)是通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作輥往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工件以給定的速度向下運(yùn)動(dòng)，使金剛石線與切割件保持一定的壓力，通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的金剛石線達(dá)到切割的目的。金剛線：金剛石線是通過(guò)一定的方法將金剛石微粉顆粒均勻地固結(jié)在高強(qiáng)度鋼線基體上制成的，是光伏硅片、藍(lán)寶石等硬脆材料切割過(guò)程中所使用的耗材。截?cái)鄼C(jī)、開(kāi)方機(jī)、倒磨機(jī)：截?cái)鄼C(jī)是使用金剛線對(duì)硅棒進(jìn)行截?cái)?、去頭尾的設(shè)備；開(kāi)方機(jī)是使用金剛線對(duì)硅棒進(jìn)行開(kāi)方加工的設(shè)備；倒磨主要用于硅棒外徑滾磨以獲得精確的直徑。清洗機(jī)、分選機(jī)：清洗機(jī)用于對(duì)硅片進(jìn)行脫膠、清洗；分選機(jī)是對(duì)清洗后的硅片會(huì)被進(jìn)行不同等級(jí)的篩選。電池片設(shè)備電池片環(huán)節(jié)：光、電損失是影響電池效率的核心因素PN結(jié)是光伏電池的基本結(jié)構(gòu)。光伏發(fā)電原理是利用光生伏特效應(yīng)，在PN結(jié)上形成電位差。P型電池是在P型硅片里面摻入磷元素（擴(kuò)磷）形成PN結(jié)，N型電池是在N型硅片中摻入硼元素（擴(kuò)硼）形成PN結(jié)。光學(xué)損失和電學(xué)損失是影響光伏電池轉(zhuǎn)換效率的兩大因素。光學(xué)損失：1）電池前表面太陽(yáng)光反射損失；2）金屬柵線遮擋太陽(yáng)光損失。電學(xué)損失：1）電子空穴復(fù)合損失：復(fù)合速率越低，電池效率越高；2）電阻損失：包括串聯(lián)電阻損失（硅片基體電阻、擴(kuò)散方塊電阻、柵線電阻和接觸電阻），并聯(lián)電阻損失（硅片雜質(zhì)過(guò)多，硅片邊緣刻蝕），并聯(lián)電阻越大越好，串聯(lián)電阻越小越好。減少光學(xué)損失和電學(xué)損失是光伏電池片技術(shù)迭代的核心邏輯。減少光學(xué)反射損失方法：制絨、增加減反射膜（通常為氮化硅）、改進(jìn)金屬柵線電極形狀。降低電學(xué)損失方法：1）降低電子空穴復(fù)合速率：沉積鈍化層、增加鋁背電場(chǎng)、淺結(jié)設(shè)計(jì)；2）降低電阻損失：邊緣刻蝕增加并聯(lián)電阻、SE局部高摻雜降低串聯(lián)電阻。電池片環(huán)節(jié)趨勢(shì)：產(chǎn)業(yè)當(dāng)前從PERC轉(zhuǎn)向TOPCon、HJT階段產(chǎn)業(yè)當(dāng)前從PERC轉(zhuǎn)向TOPCon、HJT階段。從產(chǎn)業(yè)化看，電池片經(jīng)歷了從AI-BSF到PERC，目前正向TOPCON、HJT轉(zhuǎn)變。2015年之前，主流電池是鋁背場(chǎng)電池（AI-BSF），目前基本已被淘汰；2016年，PERC電池技術(shù)逐步替代AI-BSF，成為市場(chǎng)主流電池技術(shù),但其轉(zhuǎn)換效率已接近上限。目前N型電池成為未來(lái)電池發(fā)展的主要方向。N型電池主要類型有TOPCON、HJT、IBC。從研究方向看，鈣鈦礦疊層電池為前沿研究方向。鈣鈦礦電池是將ABX3作為吸光層制成的薄膜型太陽(yáng)能電池。鈣鈦礦電池能有效地利用紫外和藍(lán)綠可見(jiàn)光，晶硅電池可以有效地利用紅外光。將鈣鈦礦與HJT、IBC等晶硅電池疊層，可以更高效吸收光譜，進(jìn)一步提升光伏電池轉(zhuǎn)換效率。TOPCon技術(shù)變革：LPCVD雙插、雙面PE-POLYLPCVD雙插、雙面PE-POLY或?qū)⒊蔀門OPCon下一個(gè)技術(shù)變革點(diǎn)。PECVD路線占比約53%，占比最高：目前在建+在產(chǎn)的TOPCon產(chǎn)能中，43%的廠商選擇了LP，主要用戶為晶科和捷泰；PECVD路線占比約53%，主要廠商包括潤(rùn)陽(yáng)、沐邦、通威和天合；另有4%客戶選擇了PVD。TOPCon激光SE技術(shù)已實(shí)現(xiàn)大幅突破，有望進(jìn)一步提高TOPcon效率：激光SE技術(shù)相較TOPCon二次硼擴(kuò)工藝簡(jiǎn)單、成本低，且能夠進(jìn)一步提高效率。目前TOPCon提效大約在0.2%，未來(lái)有望提高到0.4%，預(yù)期TOPCon激光SE技術(shù)有望快速發(fā)展，成為TOPCon技術(shù)標(biāo)配。LPCVD雙插、雙面POLY是未來(lái)主要技術(shù)革新點(diǎn)：LPCVD雙插能夠在提高產(chǎn)能的同時(shí)減輕繞鍍，目前晶科、捷泰、正泰正在快速導(dǎo)入；雙面PE-POLY有望進(jìn)一步提高TOPCon效率0.5%-1%，目前已有廠商在進(jìn)行布局，預(yù)期明年有望推向市場(chǎng)。鈣鈦礦：提高穩(wěn)定性，大面積制備是當(dāng)前難點(diǎn)提高穩(wěn)定性，大面積制備鈣鈦礦電池是當(dāng)前難點(diǎn)。穩(wěn)定性弱、難以大面積制備是制約鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化主要原因。穩(wěn)定性弱主要系鈣鈦礦是離子型的晶體，內(nèi)部缺陷較多，離子在內(nèi)部擴(kuò)散導(dǎo)致性能下降，整體穩(wěn)定性和電池壽命較弱；難以大面積制備主要系：1）電池面積增加后，鈣鈦礦電池串聯(lián)電阻增長(zhǎng)明顯；2）鈣鈦礦層大面積制備均勻性較差，目前主要有溶液涂布法和真空鍍膜法。狹縫涂布為目前鈣鈦礦層制備主流方法。溶液涂布是將液態(tài)涂布物質(zhì)涂到基底上，通過(guò)干燥固化形成鈣鈦礦層，包括狹縫涂布、刮刀涂布、超聲噴涂和噴墨打印，其中狹縫涂布為目前主流量產(chǎn)方式。該方法優(yōu)點(diǎn)是成本低、設(shè)備兼容度高、原料利用率高，缺點(diǎn)是大面積制備均勻性較差。真空鍍膜能夠解決均勻性問(wèn)題，目前仍有難度需要突破。真空鍍膜是在高真空環(huán)境下將靶材以氣相的形式沉積到基底，形成鈣鈦礦層，包括蒸發(fā)鍍膜、磁控濺射鍍膜（PVD）、等離子源鍍膜（RPD），目前蒸鍍法為主流方法，該方法的優(yōu)點(diǎn)是大面積制備均勻性好，缺點(diǎn)是目前設(shè)備成本高，鍍膜速率低，備對(duì)于鈣鈦礦層配方調(diào)整的兼容度低、目前效率記錄低于溶液法。組件設(shè)備組件工藝及設(shè)備：串焊機(jī)為核心設(shè)備，價(jià)值量占比約30%+組件設(shè)備價(jià)值量：組件設(shè)備投資額約0.65億元/GW，其中串焊機(jī)、層壓機(jī)設(shè)價(jià)值量占比較高。組件設(shè)備技術(shù)趨勢(shì)：多主柵、無(wú)主柵技術(shù)趨勢(shì)明顯組件環(huán)節(jié)呈現(xiàn)多主柵、無(wú)主柵的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)應(yīng)帶動(dòng)設(shè)備更新迭代。無(wú)主柵：取消傳統(tǒng)的主柵，用銅絲焊帶直接連接細(xì)柵，達(dá)到匯集電流、連接電池片的目的。驅(qū)動(dòng)力：降低