新能源之光伏行業(yè)跟蹤報告：硅片切割生變革，金剛線需求大爆發(fā)

2017-09-01 11:33:55 中信證券電新　點(diǎn)擊量：評論 (0)

　金剛線切割技術(shù)優(yōu)勢巨大，替代傳統(tǒng)砂漿線。金剛線主要應(yīng)用于晶體硅和藍(lán)寶石等硬脆材料的切割，相較傳統(tǒng)的砂漿鋼線切割具有效率高（4-5倍切割速度）、損耗少出片率高（多出15-20%硅片）、環(huán)境污染?。o有機(jī)

　金剛線切割技術(shù)優(yōu)勢巨大，替代傳統(tǒng)砂漿線。金剛線主要應(yīng)用于晶體硅和藍(lán)寶石等硬脆材料的切割，相較傳統(tǒng)的砂漿鋼線切割具有效率高（4-5倍切割速度）、損耗少出片率高（多出15-20%硅片）、環(huán)境污染?。o有機(jī)液）、產(chǎn)品質(zhì)量高的優(yōu)勢。金剛線中電鍍金剛線又以單片耗線量低、線徑規(guī)格小、切割效率高的突出優(yōu)點(diǎn)受到市場廣泛青睞，優(yōu)于樹脂金剛石線。

　　單晶硅2016年普及，降低成本提升競爭力。單晶硅因質(zhì)地均勻率先實(shí)現(xiàn)金剛線工藝配套，從而較早實(shí)現(xiàn)金剛線替代傳統(tǒng)砂線切割工藝。國內(nèi)2016年金剛線在單晶硅切片實(shí)現(xiàn)完全滲透替代。使用金剛石線后，單晶硅片成本下降10%-15%，組件成本下降5%-8%。借助于金剛石線切割帶來的成本差距的縮小，及一期“領(lǐng)跑者”計劃過于強(qiáng)調(diào)高效率，單晶硅組件市場份額從2015年的18%躍升至2017年的30%，市場份額得到提升。

　　多晶硅2017年全面替代，“金剛線+黑硅+ PERC”實(shí)現(xiàn)低成本高效組件放量。2016年至今黑硅及PERC等技術(shù)的成熟解決了金剛線切割多晶導(dǎo)致后端植絨工藝問題，且大幅降低成本同時提升電池效率，達(dá)到1+1+1>3的效果，帶來了金剛線在多晶片切割應(yīng)用成井噴式發(fā)展。此技術(shù)使得多晶電池轉(zhuǎn)化率達(dá)到20.5%，性能媲美單晶，同時成本極大下降，預(yù)計市場占比將大幅回升，金剛線作為耗材直接受益。由于傳統(tǒng)砂漿切片機(jī)改為金剛線機(jī)僅需要20萬元，大多數(shù)多晶硅企業(yè)已大舉改造，預(yù)計2017年底切片機(jī)改造將達(dá)到90%以上，金剛線需求井噴式爆發(fā)。

　　金剛線中短期供不應(yīng)求，長期靠品質(zhì)提升提高集中度。我們預(yù)計2017年全球80GW光伏組件出貨量，單/多晶硅占比分別為25%和65%，完成替代后光伏行業(yè)對金剛線需求達(dá)到約2440萬KM，而藍(lán)寶石襯底行業(yè)金剛線需求量為400萬-500萬KM，則總需求量2840萬-2940萬千米，而現(xiàn)有總產(chǎn)能僅1900萬千米，缺口巨大，行業(yè)盈利能力強(qiáng)。供不應(yīng)求狀態(tài)預(yù)計在2018年方能緩解。以光伏組件產(chǎn)量年增長10GW、藍(lán)寶石行業(yè)增長率30%測算，2018、2019年金剛線需求分別為3078萬KM、3110萬KM，預(yù)計2018年擴(kuò)產(chǎn)項目全部達(dá)產(chǎn)后總產(chǎn)能約3058萬KM，供需基本平衡，行業(yè)轉(zhuǎn)向質(zhì)量競爭，同時集中度得到提升。

　　風(fēng)險因素：光伏行業(yè)金剛線替代速度不達(dá)預(yù)期，產(chǎn)業(yè)政策發(fā)生變化等。

　　盈利預(yù)測與投資分析：對比相關(guān)上市公司，2017年動態(tài)PE中樞在約40倍，2018年動態(tài)PE中樞在約25倍。公司主業(yè)不同估值略有差異，從金剛線業(yè)態(tài)及產(chǎn)能業(yè)績釋放情況出發(fā)，我們重點(diǎn)推薦三超新材、恒星科技和東尼電子，同時關(guān)注豫金剛石，黃河旋風(fēng)一級市場關(guān)注岱勒新材和楊凌美暢。

　　金剛線切割技術(shù)具有獨(dú)特工藝優(yōu)勢

　　金剛石切割線，即通過金屬的電沉積作用把金剛石顆粒鍍覆在鋼線表面而制成的一種線性切割工具。通過金剛石線切割機(jī)，金剛石切割線可以與物件間形成相對的磨削運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)切割的目的。目前，金剛石切割線主要應(yīng)用于晶體硅和藍(lán)寶石等硬脆材料的切割。

　　傳統(tǒng)的切割方式包括鋼片切割、帶鋸切割和內(nèi)外圓片鋸切割等，這些方式都存在切割損失大、表面精度差、表面損傷多等缺陷。為了提升對晶體硅、藍(lán)寶石等硬脆材料的切割效率，上世紀(jì) 90 年代開始，出現(xiàn)了線鋸切割方式，即通過鋼線附帶磨料的方式進(jìn)行切割，線鋸切割從最開始的單線線鋸切割發(fā)展到現(xiàn)在的多線線鋸切割。

　　目前市場上主流切割方式可分為金剛石線切割和砂漿鋼線切割。砂漿鋼線切割即在鋼線來回摩擦切削材料的同時，在鋼線上附著液體磨料（砂漿）如碳化硅（SiC）等，通過鋼線、液體磨料和待切割材料三者間的相互摩擦作用進(jìn)行切割。金剛石線切割即采用特殊技術(shù)手段將堅硬的金剛石牢牢地均勻固定在鋼線上，再用制作完成的金剛石線對材料進(jìn)行切割。

　　相較于傳統(tǒng)砂漿切割工藝，金剛線切割技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1.切割效率高，速度提升五倍。單片硅片切割耗時傳統(tǒng)砂漿切割需約10小時，金剛線切割僅需2小時。切割效率高主要緣于其技術(shù)特點(diǎn)：第一，金剛線采用固定方式結(jié)合金剛石顆粒，相比砂漿線處于游離狀態(tài)的磨料，不僅參與磨削切割的金剛石更多（漏損少），而且減少了磨料之間的相互磨損。第二，金剛石硬度高，耐磨損能力強(qiáng)，從而切削和使用壽命更長。第三，金剛線固著的金剛石的運(yùn)行速度與切割線一致，而游離狀態(tài)的砂漿運(yùn)行速度低于切割線。

　　2.材料損耗少、出片率高。切割線線徑越大造成切割時刀縫越大從而導(dǎo)致材料損耗越多，而切割線的線徑是裸線徑與磨料/刃料直徑之和。金剛線因切割能力強(qiáng)，其鍍層比切割液與碳化硅混合形成的砂漿要小薄，從而造成的刀縫損耗較小。另外，金剛線切割造成的損傷層小于砂漿線切割，有利于切割更薄的硅片。更細(xì)的線徑、更薄的切片有利于降低材料損耗，提高硅片的出片率。目前，硅片厚度多為180-200μm，砂漿切割的刀縫損耗約為150μm，金剛線切割的刀縫損耗約為80μm。因此，金剛線切割能提高約15%的出片量。

　　3.環(huán)境污染較小。砂漿切割會產(chǎn)生大量晶硅切割廢砂漿，廢砂漿含碳化硅、聚乙二醇、硅粉和金屬粉末成分，環(huán)境威脅較大，其中部分粒徑小于0.15μm的硅粉與水或潮濕空氣接觸時會快速反應(yīng)并釋放出易燃?xì)怏w氫氣和熱量，如不進(jìn)行妥善利用、處置會造成嚴(yán)重污染。金剛線使用水基磨削液（主要是水），有利于改善作業(yè)環(huán)境，同時簡化洗凈等后道加工程序。

　　4.產(chǎn)品質(zhì)量提升。金剛線切割減少了加工損傷層，而且精度保持穩(wěn)定，產(chǎn)生TTV（總厚度變化，硅片表面特定測量點(diǎn)的最大值和最小值之差）小。

　　5、運(yùn)營成本下降。金剛線切割的設(shè)備占用資本、空間占用、人力和電力占用均有下降，整個生產(chǎn)流程更加簡化，從而降低運(yùn)營成本。

　　按照制作工藝，金剛石切割線又可分為電鍍金剛石線與樹脂金剛石線。樹脂金剛石線是先將液態(tài)樹脂和金剛石粉末均勻攪拌混合，再均勻附著于鋼線上，最后經(jīng)過特殊技術(shù)烘烤制成。電鍍金剛石線就是以電鍍金屬為結(jié)合劑，通過金屬的電沉積作用把金剛石磨料固結(jié)在芯線基體上而成，其中金剛石磨料的尺寸一般為幾微米到幾十微米。

　　在目前的發(fā)展趨勢下，電鍍金剛石線具有單片耗線量低、線徑規(guī)格更小、切割效率更高的突出優(yōu)點(diǎn)，在硅晶體切割中顯著優(yōu)于樹脂金剛石切割線。同樣粗細(xì)的樹脂線破斷力與固結(jié)強(qiáng)度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電鍍式金剛石線，其細(xì)線化發(fā)展?jié)摿h(yuǎn)低于電鍍金剛石線，電鍍金剛石線更符合未來金剛石切割線細(xì)線化發(fā)展的前景。此外，樹脂金剛石線切割硅片時容易產(chǎn)生樹脂脫皮和金剛石脫落，造成斷線和硅片劃傷，還可能影響后續(xù)制絨工藝。隨著電鍍金剛石線的制造成品的降低和規(guī)?；?yīng)的顯現(xiàn)，樹脂金剛石線的成本優(yōu)勢也將減弱或消失。因此電鍍金剛石切割線是金剛石切割線領(lǐng)域的主要發(fā)展方向。

　　應(yīng)用于單晶硅：競爭力及市場份額提升

　　金剛線改革硅片切割,單晶率先實(shí)現(xiàn)降本增效

　　金剛石切割線應(yīng)用發(fā)展歷程。金剛石線技術(shù)早在2007年已經(jīng)被研發(fā)成功，日本的旭金剛石等企業(yè)于2007年推出了成熟的金剛石線產(chǎn)品。早期，金剛石線先規(guī)模應(yīng)用于藍(lán)寶石切割。2009年前后，金剛線切割硅片技術(shù)的研究率先在日本取得應(yīng)用，2011年國內(nèi)部分企業(yè)開始進(jìn)行金剛線切割單晶硅片的驗證及生產(chǎn)。2015年應(yīng)用于單晶硅。2016年開始應(yīng)用于多晶硅，并有望在2017年全部替代，快速拉升金剛石切割線的需求，出現(xiàn)產(chǎn)能缺口。預(yù)計2018年產(chǎn)能缺口回補(bǔ)，龍頭企業(yè)業(yè)績放量。

　　單晶硅技術(shù)難度低，率先實(shí)現(xiàn)配套工藝的解決，從而早于多晶硅完成金剛線替代。相比于多晶硅，單晶硅硅棒質(zhì)地更均勻，其材料的物理特性更有利于切割薄硅片，美國的 MEMC，中國大陸的中環(huán)、隆基，中國臺灣的友達(dá)等，在僅 2-3 年內(nèi)先后在金剛石線規(guī)模應(yīng)用于單晶硅的切割取得成功，并從根本上解決了從制絨到電池片再到模組等所有配套工藝問題，徹底替代了運(yùn)行十幾年的砂漿工藝。而多晶硅在應(yīng)用金剛線切割技術(shù)上由于雜質(zhì)異相顆粒而面臨斷線問題，且后續(xù)電池制作的配套工藝遇到了困難，因此未能在早期推廣金剛石線切割。

　　自2015年起，金剛石線在單晶硅切片領(lǐng)域迅速替代傳統(tǒng)切割方式成為主流切割工具，全球單晶硅片金剛石線切割比例在2016年達(dá)到70%，預(yù)計2017年往后，全球單晶硅片金剛石切割比例將接近90%。

　　而在國內(nèi)，2016年金剛石線在單晶硅切片領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)全滲透，2017年起預(yù)計單晶金剛線使用比例達(dá)到100%。

　　使用金剛石線后，單晶硅片成本大幅下降，單晶組件成本也隨之下降。金剛線切割單晶硅片帶來的成本優(yōu)勢主要緣于：單位產(chǎn)能耗硅量減少、產(chǎn)能提升導(dǎo)致單位硅片成本下降、切割成本下降三大方面。具體來看，金剛線切割單晶硅片的成本優(yōu)勢表現(xiàn)為切縫損失小、硅料利用率高，單公斤出片數(shù)提高至59片以上，比砂漿切割每公斤多出約10片；單片金剛線消耗低于砂漿消耗成本及產(chǎn)能高能夠降低折舊費(fèi)用；極大降低了生產(chǎn)廢料的產(chǎn)量和處理費(fèi)用；提升了機(jī)器生產(chǎn)率超過1.5倍。整體上，金剛線切割成本較傳統(tǒng)砂漿切片可降低約20%，按照當(dāng)前的硅料及硅片價格，金剛線切割單晶較砂漿加工單片成本約降低0.6-0.8元，單晶與多晶硅價差一度下降至0.6元左右的性價比“閾值”。

　　憑借金剛石線切割帶來的巨大成本優(yōu)勢，加上一期“領(lǐng)跑者”計劃過于強(qiáng)調(diào)高效率而不區(qū)分技術(shù)路線，單晶硅實(shí)現(xiàn)市場份額從2015年的18%提升至2017年的30%。單晶硅電池片由于自身材料物理特性，在發(fā)電效率絕對值上高于多晶硅電池片，但單晶硅電池片生產(chǎn)成本一直居高不下，綜合度電成本上性價比不如多晶硅電池片，因此多晶產(chǎn)品一直占據(jù)晶體硅市場主流，近十年來多晶硅于晶體硅市場份額始終高于60%。自2015年開始，為加快光伏平價上網(wǎng)速度，中國計劃每年實(shí)行光伏“領(lǐng)跑者”計劃，即通過制定激勵政策，鼓勵同類可比范圍內(nèi)能源利用效率最高的光伏產(chǎn)品、企業(yè)或單位的技術(shù)研發(fā)、宣傳和推廣。按“領(lǐng)跑者”計劃規(guī)定，進(jìn)入的多晶硅電池組件和單晶硅電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率必須分別達(dá)到16.5%和17%以上。而單晶硅由于自身特性光電轉(zhuǎn)換效率較高，龍頭單晶硅企業(yè)的大部分產(chǎn)能均可達(dá)到“領(lǐng)跑者”計劃的標(biāo)準(zhǔn)，從而獲得了政策上的扶持。與此同時，金剛石線切割技術(shù)在2015至2016年的全面鋪開，使得單晶硅生產(chǎn)成本下降了20%-30%，加上單晶領(lǐng)域出現(xiàn)了如拉晶技術(shù)的一些有利突破，單晶硅的性價比大幅提升，行情轉(zhuǎn)好，連續(xù)兩年實(shí)現(xiàn)市場份額的躍升。

　　近兩年來，借助金剛線切割技術(shù)，單晶硅得以率先降本增效，縮小與多晶硅的價格差，提升自身產(chǎn)品競爭力。單晶硅的市場行情也反映在了龍頭公司的股價走勢之上，晶科能源作為單晶硅龍頭之一從2017年初的13美元/股漲到最高29美元/股，股價上漲一方面是因為市場需求確實(shí)很好帶動業(yè)績上漲，另一方面也是市場對于單晶硅替代多晶硅出現(xiàn)了錯誤預(yù)期。近日的回調(diào)顯示市場開始扭轉(zhuǎn)這種誤判，由于多晶硅可以同樣使用金剛線切割技術(shù)，2017年這一技術(shù)成熟并得以推廣，預(yù)計之后的市場格局以及二者的市場占有率會向著有利于多晶硅產(chǎn)品方向發(fā)展，對于多晶硅電池切片組件企業(yè)來說帶來新的機(jī)會。

　　應(yīng)用于多晶硅：配套工藝獲突破，金剛線大放量

　　多項技術(shù)取得突破

　　掃平金剛線切割多晶的最后障礙

　　目前，我國多晶硅硅錠的主流切割方式依然是砂漿鋼線切割技術(shù)。在金剛線應(yīng)用于單晶硅切割后，多晶領(lǐng)域金剛線切割的試驗也一直在推進(jìn)，但始終未能進(jìn)行大范圍推廣，關(guān)鍵原因有兩個：

　　一、多晶硅晶體含有硬點(diǎn)與雜質(zhì)，導(dǎo)致切割斷線概率增加；

　　二、金剛線切割多晶后，硅片表面損傷層淺，后續(xù)制絨工藝出現(xiàn)困難，影響電池發(fā)電效率。

　　2015-2016年，隨著金剛線生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，金剛線母線的強(qiáng)度得到大幅提升，切多晶硅時鑄錠晶體硬點(diǎn)導(dǎo)致的斷線風(fēng)險被大大降低，第一個問題得到很大程度的解決，但第二個問題卻仍未得到妥善解決。

　　第二個問題主要體現(xiàn)為電池絨面制作的困難。在光伏電池組件制造工藝中，“制絨”是指對硅片表面進(jìn)行凹凸面處理，增加光在硅片表面的折射次數(shù)，提高電池片對光的吸收（即我們說的“陷光”），從而提升發(fā)電效率。未使用金剛線切割之前，常規(guī)多晶電池采用酸制絨的方法；但采用金剛線切割后，多晶硅片表面損傷層淺，使用原來的酸制絨方法反射率高達(dá)40%以上，大大降低光電轉(zhuǎn)化效率。

　　自2016年起，新型“制絨”技術(shù)如干法黑硅技術(shù)、濕法黑硅技術(shù)以及新型添加劑制絨技術(shù)取得良好突破，2017年至今這些技術(shù)的逐漸成熟穩(wěn)定使得金剛線切割多晶影響電池效率的主要障礙得到解決，金剛線切多晶片的技術(shù)推廣呈現(xiàn)井噴式發(fā)展。與此同時，通過PERC技術(shù)（一種有效提高電池效率的技術(shù)）與黑硅技術(shù)的疊加整合，多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率得到極大提升，再加上金剛線切割的低成本高效優(yōu)勢，多晶產(chǎn)品競爭力得到大幅增加。

　　下面將詳細(xì)介紹三種制絨方式的具體情況，以及黑硅制絨方式與PERC技術(shù)、金剛線技術(shù)疊加達(dá)到1+1+1>3的優(yōu)勢之處。

　　兩種新型制絨技術(shù)：

　　添加劑制絨技術(shù)、黑硅技術(shù)

　　制絨添加劑技術(shù)：性價比最高，電池效率小幅損失

　　金剛線切割而成的多晶硅片上使用添加劑直接制絨，無需額外的設(shè)備投入，生產(chǎn)改裝成本最小。制絨添加劑技術(shù)是指在傳統(tǒng)酸制絨方法的基礎(chǔ)上，引入添加劑，制備“蠕蟲狀”絨面。傳統(tǒng)工藝一般是通過添加硅酸鈉和IPA(異丙醇)來抑制反應(yīng)的進(jìn)行，控制反應(yīng)速率，從而得到比較好的絨面狀態(tài)。最新工藝一般是通過在溶液中添加助劑以達(dá)到促進(jìn)Si與OH-的接觸速率，從而穩(wěn)定溶液體系，延長溶液失效周期，穩(wěn)定工藝，拓寬工藝容差范圍。制絨添加劑含有特殊功能的表面活性劑，它的加入可以改善制絨液與硅片表面的潤濕性，且制絨添加劑對腐蝕液中OH-離子從腐蝕液向反應(yīng)界面的輸運(yùn)過程具有緩沖作用，使得大批量腐蝕加工單晶硅金字塔絨面時，溶液中NaOH含量具有較寬的工藝范圍，有利于提高產(chǎn)品工藝加工質(zhì)量的穩(wěn)定性。

　　制絨添加劑技術(shù)為目前主流，制絨后反射率可以達(dá)到較高水平，電池效率略有損失，損失比例約0.05%- 0.1%，整體影響不大。無錫尚德利用添加劑制絨金剛線切割多晶的電池轉(zhuǎn)化效率為18.65%，綜合相對較低的投入，有著良好的性價比。目前國內(nèi)制絨添加劑制絨占到了多晶制絨的70%，有極為廣泛的應(yīng)用。

　　黑硅技術(shù)：解決絨面問題，電池效率提高

　　黑硅技術(shù)得名主要是源于其制作的電池硅片外觀呈黑色，其技術(shù)核心是通過刻蝕形成納米級小絨面達(dá)到“陷光”效果。一方面在常規(guī)硅片表面制絨的基礎(chǔ)上形成納米級的小絨面，納米錐型的小絨面長徑分別為400和450nm，長徑比為0.9，從而加大陷光的效果降低反射率，增加對光的吸收；另一方面，通過二次刻蝕來降低表面復(fù)合，從而將常規(guī)電池的轉(zhuǎn)換效率絕對值提高。

　　黑硅技術(shù)又包含兩種工藝，一是干法制絨的離子反應(yīng)法（RIE），俗稱“干法黑硅”；二是濕法制絨的金屬催化化學(xué)腐蝕法（MCCE），俗稱“濕法黑硅”。目前低改造成本的濕法黑硅制絨是主流。干法黑硅屬于單面制備，濕法為兩面制備；前者受設(shè)備參數(shù)影響較大，后者受硅片質(zhì)量及工藝條件影響較大。目前由于濕法黑硅制絨技術(shù)的投資成本低，企業(yè)資金負(fù)擔(dān)較輕，相比干法黑硅制絨，應(yīng)用更為普遍。

　　總體而言，黑硅技術(shù)解決了絨面問題，同時提高電池轉(zhuǎn)化效率，是增加多晶電池核心競爭力的有效方法，并且在實(shí)際量產(chǎn)應(yīng)用中取得亮眼表現(xiàn)。目前，英利集團(tuán)量產(chǎn)黑硅多晶電池平均轉(zhuǎn)化效率達(dá)到19.21%，保利協(xié)鑫GCL濕法黑硅組件電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到19.15%，組件功率達(dá)到280W，無錫尚德量產(chǎn)濕法黑硅電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到19.02%，均在原有技術(shù)基礎(chǔ)上提高了至少0.3個百分點(diǎn)。預(yù)計2017年底，黑硅電池量產(chǎn)平均效率可以突破20.5%，2018年突破21%，綜合性價比的競爭優(yōu)勢遠(yuǎn)超單晶，促進(jìn)金剛線切割在多晶硅切片市場上的放量。

　　三種工藝對比

　　三種工藝的主要工藝流程如下圖，可見三種工藝在后續(xù)電池制作階段上流程都一樣，關(guān)鍵區(qū)別便是制絨部分的原理和操作上的區(qū)別。

　　可以看出，干法黑硅增加成本最多、但是提高電池效率最高，具有環(huán)保的優(yōu)勢但設(shè)備投入昂貴；濕法黑硅小幅增加成本、提高電池效率效果次之，面臨排污問題；制絨添加劑幾乎不增加成本，電池轉(zhuǎn)換效率略有降低，但綜合性價比較高，目前多晶硅企業(yè)大多希望迅速采用金剛線切割以降低成本，因此成本與時間消耗均最低的制絨添加劑方法為主流。

　　綜合來看，制絨添加劑技術(shù)無電池效率提升，因此長期不具有競爭力，只是目前各廠商的過渡方法，其短期意義在于迅速推動金剛線切割在多晶的應(yīng)用。而黑硅技術(shù)對電池效率提升明顯，其長期意義在于提升多晶硅的產(chǎn)品競爭力，更具有發(fā)展前景。

　　PERC技術(shù)：原單晶王牌，現(xiàn)多晶利器

　　PERC技術(shù)近年已經(jīng)在單晶電池實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，大幅提高電池效率，幫助單晶取得性價比優(yōu)勢。PERC（鈍化發(fā)射區(qū)背面）技術(shù)通過在電池的背面添加一個電介質(zhì)鈍化層來提高電池的轉(zhuǎn)換效率。具體來說，該技術(shù)在常規(guī)電池的背表面制備SiO2、Al2O3、SiON或Al2O3/SiNx鈍化膜，將p-n結(jié)間的電勢差最大化，這就可以使電流更加穩(wěn)定，降低了電子的復(fù)合，從而提升電池效率。

　　在其它工藝制程不變的情況下，單晶硅PERC電池的平均轉(zhuǎn)換效率超過20%。國內(nèi)以南京中電電氣、常州天合、晶澳公司為代表的一流光伏組件企業(yè)，已經(jīng)開始PERC高效電池的量產(chǎn)。中電電氣基于“863”項目，目前已經(jīng)形成35MW的P型單晶硅PERC電池生產(chǎn)線，采用Al2O3/SiNx背面鈍化、離子注入、納秒或皮秒激光開孔燒結(jié)、背面局部金屬化等先進(jìn)工藝，創(chuàng)造了20.5%的P型單晶硅PERC電池最高轉(zhuǎn)換效率，量產(chǎn)的平均轉(zhuǎn)換效率也達(dá)到了20.3%。預(yù)計2018年P(guān)ERC電池將占晶硅太陽電池總產(chǎn)能的30%以上。

　　PERC技術(shù)逐步在多晶硅上得到應(yīng)用，提升多晶硅電池效率，與黑硅疊加大有前景。PERC在多晶電池上的作用原理與單晶電池相似，其對多晶硅電池轉(zhuǎn)化效率的提升幅度小于單晶硅電池，正常情況下可提升多晶硅電池轉(zhuǎn)化效率0.5%,單晶硅電池轉(zhuǎn)化效率1%。因為PERC技術(shù)本身對于單晶硅電池的效率提升幅度大于多晶硅，所以此前該技術(shù)在單晶電池上應(yīng)用更為廣泛。但目前出現(xiàn)的黑硅技術(shù)與PERC技術(shù)疊加后，對多晶硅電池效率提升達(dá)到了“1+1>2”的效果，目前該技術(shù)在多晶硅的應(yīng)用大幅推廣開來。

　　金剛線黑硅+PERC：

　　行業(yè)大趨勢，多晶效率或比肩單晶

　　行業(yè)正加速推進(jìn)多晶硅“金剛線切割+黑硅制絨+PERC”模式的應(yīng)用，以提高多晶電池產(chǎn)品的效率且大幅度降低成本。眾多企業(yè)的實(shí)踐表明，PERC、黑硅制絨技術(shù)、金剛線切割多晶硅片的結(jié)合可達(dá)到“1+1+1>3” 的效果，即三種技術(shù)互補(bǔ)，從成本、電流、電壓多處入手，聯(lián)合實(shí)現(xiàn)多晶硅電池轉(zhuǎn)化效率的更大幅度提升。而且，多晶效率的進(jìn)步是在沒有增加成本的基礎(chǔ)上，金剛線切技術(shù)的大規(guī)模推廣基本抵消了黑硅和PERC技術(shù)增加的成本。根據(jù)測算，多晶黑硅PERC與單晶PERC電池轉(zhuǎn)換效率相差0.7%左右，但是成本卻相差近1元/片，多晶性價比優(yōu)勢明顯，反攻大潮迅速開啟。

　　“金剛線切割+PERC+黑硅”產(chǎn)品實(shí)際表現(xiàn)可以與單晶媲美，提高多晶競爭力的同時進(jìn)一步促進(jìn)金剛石線在多晶領(lǐng)域的推廣。國內(nèi)各大光伏電池廠商全力布局金剛線切割黑硅PERC多晶電池技術(shù)路線：協(xié)鑫集成于2016年底完成了多晶黑硅PERC基礎(chǔ)工藝產(chǎn)業(yè)化，量產(chǎn)電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)到19.5%，2017年底預(yù)計可達(dá)20.5%，黑硅PERC雙面電池轉(zhuǎn)換效率預(yù)計可達(dá)20.3%；無錫尚德量產(chǎn)黑硅PERC電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)19.55%，提升多晶電池效率約0.8%；保利協(xié)鑫黑硅PERC電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)化效率達(dá)19.42%；英利集團(tuán)黑硅PERC電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)化效率達(dá)20.04%。電池性能足以比肩單晶。

　　這是多晶電池發(fā)展的巨大契機(jī)，也是金剛線潛在的巨大市場商機(jī)。目前部分多晶硅企業(yè)已經(jīng)開始改造生產(chǎn)線，預(yù)計2018年多晶硅廠商將基本完成金剛線替代工作。

　　金剛石線中短期供不應(yīng)求，兩年內(nèi)市場缺口料填補(bǔ)

　　多晶硅切片需求劇增

　　金剛石線出現(xiàn)巨大供給缺口

　　金剛線主要用于光伏硅材料、藍(lán)寶石等硬脆材料切割，而該等材料的主要傳統(tǒng)切割方式為砂漿切割。因此，金剛線行業(yè)的市場空間主要取決于兩個因素：一是金剛線對傳統(tǒng)砂漿切割的替代程度，二是光伏行業(yè)、藍(lán)寶石行業(yè)的增長速度。

　　金剛石線于光伏行業(yè)與藍(lán)寶石行業(yè)之應(yīng)用已經(jīng)全面展開，金剛線切割對傳統(tǒng)砂漿切割的替代正在快速推進(jìn)。國內(nèi)在藍(lán)寶石開方、切片市場與單晶硅切片市場，金剛線切割已基本替代傳統(tǒng)切割技術(shù)；在多晶硅切片市場，隨著今年黑硅技術(shù)與PERC技術(shù)的發(fā)展以及新型添加劑的突破解決了金剛線切割在多晶硅切片領(lǐng)域應(yīng)用的最大障礙，金剛線切多晶片的量產(chǎn)推廣開始呈現(xiàn)井噴式發(fā)展。我們判斷明年起金剛線切片技術(shù)在多晶領(lǐng)域也將全面取代傳統(tǒng)切割技術(shù)。

　　藍(lán)寶石行業(yè)需求穩(wěn)步上升。藍(lán)寶石需求主要分為LED應(yīng)用以及消費(fèi)電子產(chǎn)品需求，其中LED 襯底材料應(yīng)用約占總需求量的 80%，消費(fèi)電子產(chǎn)品需求約占20%，該比例在目前較為穩(wěn)定。由于下游照明市場需求的驅(qū)動，以及襯底由二寸過渡到四寸及未來進(jìn)一步發(fā)展到六寸，使得行業(yè)可望每年保持 30%以上的發(fā)展速度，在一定時期內(nèi)，LED 襯底材料仍是藍(lán)寶石重要的應(yīng)用；消費(fèi)電子產(chǎn)品需求體現(xiàn)為智能手機(jī)的攝像鏡頭保護(hù)玻璃、Home鍵、藍(lán)寶石表鏡等，近年來亦在穩(wěn)步發(fā)展。

　　光伏行業(yè)需求劇增。我國光伏行業(yè)近年來發(fā)展整體具有活力，現(xiàn)在出現(xiàn)的各項技術(shù)突破打開了新的發(fā)展可能性，行業(yè)未來預(yù)期向好。與此同時，占據(jù)光伏組件市場份額近70%的多晶硅領(lǐng)域的放量促使金剛線需求爆發(fā)式增長。

　　根據(jù)以上假設(shè)計算模型結(jié)果為金剛線國內(nèi)市場需求2860萬千米，市場空間約為71.7億元，而市場總供給目前僅約1900萬千米。金剛石線市場目前面臨嚴(yán)重的供不應(yīng)求。主流廠商擴(kuò)產(chǎn)計劃預(yù)計從2017年年末開始投產(chǎn)，于2018年方可放量，此前的時間由于供需缺口巨大預(yù)計金剛石線價格將會上行。

　　目前砂漿切割線售價為2.7萬元/噸，綜合砂漿切割液及處理費(fèi)用等成本，每片硅片切割上金剛線切割相對于砂漿切割下降0.6-0.8元，成本節(jié)省幅度巨大。經(jīng)測算即使金剛線價格上行，亦不會漲至切割成本高于砂漿切割，因此基本不存在企業(yè)因金剛線價格重新上行而選擇不替換傳統(tǒng)切割方式的可能。

　　多晶硅巨大體量的市場開放使得金剛線需求劇增，目前金剛石線面臨嚴(yán)重供不應(yīng)求，金剛石線生產(chǎn)商年內(nèi)盈利前景相當(dāng)可觀。

　　供給缺口呈縮小態(tài)勢，金剛石線未來轉(zhuǎn)向質(zhì)量競爭

　　預(yù)計2018年金剛石線市場供不應(yīng)求的局面將大致轉(zhuǎn)換為供需平衡。以晶硅組件全行業(yè)產(chǎn)能90GW、藍(lán)寶石行業(yè)需求增長率30%測算，2018年金剛線市場需求約為3078萬千米。而2017年至2018年間假設(shè)所有金剛石線各主要生產(chǎn)公司募投項目均能如期陸續(xù)建成投產(chǎn)且得到下游客戶認(rèn)可放量的情況下，以電鍍金剛石線各主要廠商擴(kuò)產(chǎn)計劃預(yù)計，2018年總產(chǎn)能樂觀預(yù)計可達(dá)3058萬千米，在樂觀情況下，供給缺口將得到修復(fù)。

　　近幾年金剛線線徑以每年5-10μm的速度持續(xù)減小，目前主流金剛線線徑已經(jīng)降至70μm，金剛線細(xì)線化趨勢明顯，已達(dá)到樹脂金剛線最小線徑的瓶頸，樹脂金剛線未來將由于無法達(dá)到生產(chǎn)要求而被淘汰，因此目前主流廠商擴(kuò)產(chǎn)計劃均為電鍍金剛線。目前從事金剛石線制造的主要企業(yè)產(chǎn)能及重大項目情況如下：

　　可見從2018年起金剛石線市場將大致達(dá)到供需平衡。

　　此后，晶硅切片行業(yè)因效率提升可能面臨產(chǎn)能過剩的局面。2018年預(yù)計多晶硅全行業(yè)將采用改造原有機(jī)器及購入專機(jī)兩種方式完成金剛石線切割設(shè)備替換，并在改造機(jī)折舊年限到期后全行業(yè)替換為金剛石切割專機(jī)。由于金剛石線切割帶來實(shí)際產(chǎn)能提升超70%，加上黑硅及PERC等技術(shù)亦帶來產(chǎn)能提升，估計晶硅切片全行業(yè)產(chǎn)能將達(dá)到約160GW。但是考慮到未來市場終端合理產(chǎn)能需求約為80GW至100GW，因此，行業(yè)中部分產(chǎn)能可能轉(zhuǎn)移到陶瓷、特種玻璃切割等領(lǐng)域或面臨淘汰。

　　光伏“領(lǐng)跑者”計劃助力光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，電池硅片性能要求不斷提高，同時硅片行業(yè)產(chǎn)能過剩、競爭更為激烈，硅片切片行業(yè)轉(zhuǎn)入質(zhì)量競爭。2015年，能源局牽頭，推動實(shí)行“領(lǐng)跑者計劃”以促進(jìn)進(jìn)光伏技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)升級，首批1GW大同示范基地運(yùn)行效果良好，第二批項目將在9月30日前陸續(xù)并網(wǎng)，第三批項目2017年底有望推出。領(lǐng)跑者計劃在技術(shù)進(jìn)步和降低電價方面發(fā)揮了重要作用，目前市場上的主流組件功率由60片的255W升至275W，增長速度大大高于5W/年的常規(guī)進(jìn)程。能源局每年實(shí)行光伏扶持專項計劃，“領(lǐng)跑者”計劃將通過建設(shè)先進(jìn)技術(shù)光伏發(fā)電示范基地、新技術(shù)應(yīng)用示范工程等方式實(shí)施。同時，未來在政府財政支持和采購中，也將優(yōu)先使用“領(lǐng)跑者”企業(yè)所開發(fā)的技術(shù)及生產(chǎn)的產(chǎn)品。“領(lǐng)跑者”對于使用的供應(yīng)商都有較高要求，如使用的光伏組件功率需要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，單晶電池組件至少達(dá)到295W，多晶電池組件至少達(dá)到280W等等。電池硅片性能要求的提高必將帶動金剛石線的更新?lián)Q代。

　　隨著供給缺口的不斷縮小、光伏發(fā)電平價上網(wǎng)帶來的降本壓力以及“領(lǐng)跑者”計劃的技術(shù)推動力，預(yù)計金剛石線行業(yè)未來也將轉(zhuǎn)向質(zhì)量競爭，掌握先進(jìn)制造技術(shù)的金剛線企業(yè)將獲取較高盈利水平。2016年，我國硅片切片機(jī)所使用的金剛石線以80微米和70微米為主，2017年，部分單晶用戶已經(jīng)開始批量使用60微米的電鍍金剛石線。通過鋼線端的預(yù)測，預(yù)計2018年下半年50微米電鍍金剛石線將得到批量供應(yīng)，細(xì)線化趨勢明顯。硅片端的進(jìn)步對金剛石線的質(zhì)量性能提出越來越高的要求，高密度、高耐磨、高圓度同樣是未來金剛石線的發(fā)展趨勢。與此同時，多晶硅中金剛石線切割的應(yīng)用普及化決定了對用線更為苛刻的約束，產(chǎn)品需要能夠應(yīng)對多晶結(jié)構(gòu)中的硬質(zhì)點(diǎn)。另外，金剛石切線中的重要隱患在于斷線帶來的外觀破壞（主要是色差），這就要求金剛石線朝低斷線率方向發(fā)展。隨著各大企業(yè)募投擴(kuò)產(chǎn)項目的落實(shí)，未來市場上金剛石線供給量將大大增加，而產(chǎn)品性能過硬的企業(yè)將能夠真正適應(yīng)硅片端的更新?lián)Q代，提升盈利水平，產(chǎn)品質(zhì)量有缺陷的企業(yè)將面臨被淘汰的風(fēng)險。

　　風(fēng)險因素

　　光伏行業(yè)金剛線替代速度不達(dá)預(yù)期，產(chǎn)業(yè)政策發(fā)生變化等。

　　估值比較與投資建議

　　對金剛石切割線行業(yè)上市公司進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，行業(yè)2017的PE均值達(dá)到37倍，2018年P(guān)E均值為23倍。不過這些公司中僅三超新材一家已上市公司是專注于金剛線切割行業(yè)的，所以對比公司總體估值意義不大。

　　重點(diǎn)公司分析

　　三超新材：

　　自主研發(fā)能力強(qiáng)，產(chǎn)能釋放前景佳

　　公司是國內(nèi)金剛線龍頭之一，具有良好的客戶基礎(chǔ)和技術(shù)研發(fā)經(jīng)驗。公司主營業(yè)務(wù)是金剛石工具的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，主要產(chǎn)品為電鍍金剛線和金剛石砂輪，2016年電鍍金剛線業(yè)務(wù)在公司營收中所占比例達(dá)82%。自2012年以來公司營業(yè)收入和凈利潤一直保持著高速增長，營業(yè)收入從2012年的3200萬增長至2016年的1.56億，CAGR達(dá)49%；相應(yīng)的利潤端從615萬增長至近3800萬，CAGR達(dá)59%。公司IPO募集資金將主要用于“年產(chǎn)100萬km金剛石線鋸建設(shè)項目”，在目前供給缺口巨大、行業(yè)以產(chǎn)定銷的形勢下，公司2017年起產(chǎn)能的釋放使得業(yè)績彈性巨大。此外，此次建設(shè)項目新增產(chǎn)能為 0.06mm-0.45mm 規(guī)格的電鍍金剛線，其中以超細(xì)線為主，采用的是自主研發(fā)的新型生產(chǎn)線，具有強(qiáng)大的市場競爭力。我們預(yù)計2017年Q3公司產(chǎn)能就將達(dá)147萬km/年，全年產(chǎn)量約100萬km，保守預(yù)計貢獻(xiàn)收入/凈利潤約2.8億/0.55億元；2018年產(chǎn)能接近200萬km/年，可貢獻(xiàn)收入/凈利潤約4.2億/0.82億元。

　　風(fēng)險因素：光伏行業(yè)需求不達(dá)預(yù)期；上游原材料價格波動等。

　　三超新材盈利預(yù)測與估值。公司是國內(nèi)金剛石工具龍頭，金剛石切割行業(yè)乘光伏東風(fēng)高速增長，公司IPO擴(kuò)產(chǎn)2017放量，業(yè)績彈性巨大。我們維持預(yù)測2017-19年凈利潤為0.65億/0.92億/1.09億元，3年CAGR為42%，基本EPS為1.25/1.77/2.09元，對應(yīng)PE為38/27/ 23倍；我們看好公司新業(yè)務(wù)龍頭價值彈性，給予2018年28倍PE，目標(biāo)價59.00元，維持“買入”評級。

　　恒星科技：

　　金剛線母線掌控者，金剛線業(yè)務(wù)彈性足

　　公司是國內(nèi)金屬線材制品細(xì)分行業(yè)龍頭，是全國最大的鍍鋅鋼絲、鋼絞線生產(chǎn)商，公司形成金屬線材、光伏、產(chǎn)業(yè)投資三大業(yè)務(wù)板塊。公司2016年收入/凈利潤20.64億/1.06億元，同比增長18.93%/167.81%。2017Q1收入/凈利潤6.48億/0.31億元，同比增長66.01%/90.08%。公司2015年非公開發(fā)行募資9.5億元投資600萬km金剛石切割線項目，目前項目積極建設(shè)中，預(yù)計2017年末產(chǎn)能可達(dá)300萬km/年，按200萬km銷售預(yù)計，可貢獻(xiàn)收入/凈利潤4.2億/1.09億元；2018年產(chǎn)能達(dá)600萬km/年，可貢獻(xiàn)收入/凈利潤9.6億/2.1億元。

　　恒星科技盈利預(yù)測與估值。公司金屬線材細(xì)分龍頭，傳統(tǒng)主業(yè)隨下游供給側(cè)改革需求穩(wěn)定增長，募投項目金剛石切割行業(yè)隨光伏晶硅大量需求高速增長，募投項目投產(chǎn)后業(yè)績彈性巨大。我們維持預(yù)測2017-19年凈利潤為1.42億/3.05億/3.68億元，3年CAGR為51.4%，基本EPS為0.11/0.24/0.29元，對應(yīng)PE為45/21/17倍；A股可比公司2018年估值中樞為22X，我們給予公司2018年22XPE，對應(yīng)目標(biāo)價6.00元，維持“買入”評級。

　　東尼電子：

　　金剛石線后起之秀，技術(shù)領(lǐng)先年內(nèi)擴(kuò)產(chǎn)

公司是國內(nèi)領(lǐng)先的超微細(xì)電子線材和金剛石切割線供應(yīng)商，其中超微細(xì)電子線材主要包括導(dǎo)體、復(fù)膜線和線圈。2016年公司營業(yè)收入/凈利潤為3.32億/0.63億元，同比增長13.55%/12.11%。2017H1營業(yè)收入/凈利潤為2.33億/0.47億元，同比增長91.51%/130.39%。公司業(yè)績快速增長主因金剛石切割線全面投產(chǎn)放量。公司“年產(chǎn)200萬km金剛石切割線”項目已于2016年投產(chǎn)，2017年達(dá)產(chǎn)，年內(nèi)總產(chǎn)能可達(dá)260萬km/年，預(yù)計將貢獻(xiàn)收入/凈利潤約5.46億/1.47億元；2018年產(chǎn)能260萬km/年，預(yù)計貢獻(xiàn)收入/凈利潤約4.16億/0.96億元。

責(zé)任編輯：lixin

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