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金剛石線:光伏晶矽片切割核心工藝,產業鏈龍頭強者恆強

光伏產業鏈主要包括晶體矽材料製備、晶矽片生產、太陽能電池製造、元件及系統封裝與應用四個環節。

其中,晶矽片約佔太陽能電池元件生產成本的40%,晶矽片切割是光伏產業鏈中的重要生產環節。

晶體矽原料的利用率及加工成本在很大程度上影響了光伏的全系統成本。在矽料價格較高的背景下,出於下游矽片廠商降本增效的考慮,當前矽片企業普遍將薄片化作為重點研發方向,而降低晶矽片的切割成本是降低晶矽片成本的關鍵點之一。

金剛石線:光伏晶矽片切割核心工藝,產業鏈龍頭強者恆強

光伏一般環節整體增速與矽料環節增速相同,金剛線是例外,由於矽料價格高企,為了節省矽料,普遍採用更加細的金剛線,細線價格不變,但單GW的耗量顯著增加。

2022年線耗有望提升至50萬公里/GW以上,而2021年只有34萬公里/GW左右,金剛線需求複合增速42%,高於光伏行業裝機增速。

自從金剛線國產化以來,在光伏矽片製造領域體現出了碾壓式的優勢,並以這樣一個細分產業,為光伏發電成本的下降做出了突出貢獻。

光伏行業持續高景氣帶動矽片環節大規模擴產,同時細線化推進提升金剛線耗量。

金剛石線在光伏行業滲透率不斷提升:

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金剛線行業概覽

金剛石切割線是透過將金剛石的微小顆粒鑲嵌在極細的鋼絲線上而製成。

最早於2007年用於藍寶石,後在2010年開始用於光伏矽片切割。

目前超過90%以上的金剛線應用於光伏行業的晶矽片切割。

金剛石線:光伏晶矽片切割核心工藝,產業鏈龍頭強者恆強

相同切割工藝下,金剛線線徑越細,鋸縫越小,切割時產生的鋸縫矽料損失越少,矽片表面質量越好,矽片TTV等質量指標表現也就越好,同樣一根矽棒可切割加工出的矽片數量越多,有利於提升矽片的良率。其切割效能直接影響矽片質量以及光伏元件的光電轉換效能。

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資料來源:美暢股份招股說明書

從晶體矽料到矽片經歷切方、截斷及切片三個環節,其中切方及截斷環節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。

而切片環節出於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。

金剛石切割線切割技術具有可多線作業、刀縫損失小、切割速度快(4-5倍切割速度)、出片率高(矽片出片量超出15-20%)及環境汙染小等全方位優勢。

已逐漸取代傳統的砂漿切割技術,成為硬脆材料切割的主流工藝。

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資料來源:高測股份公告

金剛石線產業鏈

隨著光伏行業的高速發展,金剛線進入產品升級和需求高增長的黃金髮展期。

行行查資料顯示,金剛石上游母線產業鏈條主要為“基材-黃絲-母線-金剛石線”。引起母線變革的上游鎢絲企業包括中鎢高新和廈門鎢業等;中游包括金剛線龍頭美暢股份、形成技術閉環的高測股份、產能高速擴張的恆星科技、以及率先實現鎢基金鋼線批次供應的岱勒新材等。

金剛石線產業鏈:

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資料來源:美暢股份,招商證券

金剛石線市場格局

金剛石線起源於日本,2015年之前全球金剛石線主要供應商均為日本企業,包括旭金剛石、中村超硬、愛德株式會社等,日本金剛石線售價較高且產能有限,金剛石線在光伏行業未形成大規模應用。

2014 年以來隨著金剛線切割技術的日趨成熟以及下游金剛線切割裝置、耗材供應商技術水平的快速發展,金剛線切割成本快速下降,主要的光伏單、多晶矽片生產廠商已全面採用金剛線切割工藝。

隨著國產品牌技術進步和成本最佳化,目前國產品牌已憑藉價格優勢迅速搶佔日本廠商的市場份額。

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2020年光伏金剛線CR5 約為66%,2021年CR5高達92%。其中,美暢股份市佔率大幅領先,高測股份、三超新材、岱勒新材、恆星股份、東尼電子和宇晶股份等廠商也佔據一定的市場份額。

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資料來源:東吳證券

金剛線的需求隨著其在多晶領域的快速推廣以及單晶行業的增長而高速增長,近幾年金剛線供應商均在大幅擴產,金剛線企業將很快從總量競賽走向品質競爭。隨著光伏裝機的快速增漲,預計21-25年金剛石線需求CAGR達18%,行業有望迎來高速發展。

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