光伏行業系列報告之硅片篇：技術進步持續推動降本增效大尺寸產能緊俏催生新需求-220528（36頁）.pdf

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1、行業深度：光伏系列報告2022年5月28日中航證券研究所發布證券研究報告請務必閱讀正文后的免責條款部分行業評級：增持光伏系列報告之硅片篇：技術進步持續推動降本增效，大尺寸產能緊俏催生新需求分 析 師：曾帥證券執業證書號：S0640522050001研究助理：唐保威證券執業證書號：S0640121040023手機/微信：18017096787郵箱：分 析 師：鄒潤芳證券執業證書號：S0640521040001報告框架1.硅片概況：位于光伏中上游，實現硅料向電池片轉變的重要環節1.1 晶硅電池占據絕大多數市場份額，硅片不可或缺1.2 連接上游硅料和下游電池片，單晶硅片已經成為市場主流1.3 拉晶、

2、切片為單晶硅片主要生產步驟，主要設備均已國產化1.3.1 光伏拉晶主要為直拉法，摻雜劑控制硅棒類型1.3.2 單晶爐為拉晶過程的核心生產設備，已全面國產化1.3.3 切片技術快速演進，金剛線多線切割在切片環節全面鋪開1.3.4 多線切割機為切片環節核心設備，國產廠商已經主導市場2.市場空間：光伏高景氣持續，硅片制造及設備市場規模有望不斷增長2.1 受益于光伏高景氣度，硅片需求有望持續增長2.1.1 度電成本快速下降帶來裝機量不斷增加，中國進入平價上網時代2.1.2 全球硅片需求有望不斷增長，未來9年年均市場或超3000億2.2 制造端需求擴張疊加技術更迭，硅片設備市場規?；驅⒉粩啻┰街芷谙蛏显?/p>

3、長2.2.1 設備市場與產能之間的關系：存量更替產能與凈增產能同樣重要2.2.2 2022-2030年全球硅片核心設備市場規模合計約2900億元，年均超300億3.競爭格局：行業集中度較高，頭部企業不斷延伸產業鏈布局3.1 硅片制造環節新進入者增多，實力玩家積極進入上下游環節協同發展3.1.1 隆基、中環合計占據硅片半壁江山，新玩家加速入局3.1.2 硅片玩家積極進入上下游環節，延伸產業鏈布局增強自身綜合實力3.2 設備環節競爭格局趨于穩定，頭部企業不斷拓寬業務布局3.2.1 長晶爐設備廠商經過幾輪淘洗，龍頭市場份額持續領先3.2.2 國產切片設備廠商已主導國內市場，切片設備競爭更加充分3.2

4、.3 硅片設備企業積極拓展業務領域，將底層技術遷移至不同的應用場景4.發展態勢：關注技術進步及商業模式優化帶來的新機會4.1 新技術給拉晶環節帶來新的變化4.1.1 N型硅：拉制N型硅需調整摻雜元素，同時對多晶硅料的純度要求更高4.1.2 大尺寸硅棒：老舊單晶爐產線難以拉制12吋硅棒，大尺寸為設備帶來更新需求4.1.3 CzRCzCCz：投料工藝不斷進化，拉晶效率有望進一步提高4.1.4 拉晶環節降本增效的核心因素拆分4.2 新技術給切片環節帶來新的變化4.2.1 大尺寸硅片：十年光伏硅片尺寸翻倍，新型切片機迅速占領市場4.2.2 薄片化：對設備及工藝提出更高要求，N型硅片進一步降低厚度下限4

5、.2.3 半片前置、矩形片：本身不能令切片環節降本增效，或對產業鏈整體降本增效有益4.2.4 切片環節降本增效的核心因素拆分4.3 代工模式或將提高切片環節整體價值量4.3.1 技術紅利再分配，大尺寸+薄片化或將促使代工成為最佳商業模式4.3.2 代工模式盈利測算5.投資建議5.1 代工環節：大尺寸+薄片化有望促使代工成為最佳商業模式5.2 硅片環節：需求持續增加，新興玩家加速擴產，硅片格局或將重塑5.3 設備環節：硅片設備穿越周期增長，競爭格局趨于穩定，技術進步帶來設備換代需求nWfYpRnOsPqNnMtNoNbRcM6MtRmMsQsQiNoOsPiNtQoOaQrQpPuOnPuNMY

6、nNoP一、投資要點代工環節：大尺寸+薄片化有望促使代工成為最佳商業模式。切片代工不是新事物，但是由于近年來切片環節技術快速進步，代工模式的價值應該被重新評估。我們認為以下原因促使代工越來越受到市場關注：1）硅片尺寸快速變化，設備投資風險加??；2）電池新技術增加了超薄硅片需求，薄片化疊加大尺寸導致硅片良率難以控制；3）大尺寸產能存在缺口。影響代工項目利潤的因素主要有代工費、切片良率、留片率、硅片價格等等，其中留片率和硅片價格的影響非常關鍵。我們充分考慮了這些因素，并保守估計了未來5年內的硅片價格，由此測算了10GW代工規模的盈利能力，經計算，未來5年內單GW代工利潤約1500-2000萬元，推

7、薦關注高測股份、宇晶股份。硅片環節：需求持續增加，新興玩家加速擴產，硅片格局或將重塑。自單晶戰勝多晶取得光伏主導地位以來，隆基、中環在硅片環節的地位不斷強化。2019年以來，不斷有上機、高景、雙良等新興玩家入局光伏硅片，同時又有美科、京運通等企業猛烈擴產。我們測算2022-2030年全球硅片需求量合計超過5700GW，平均每年需求約630GW。由于舊的小尺寸硅片產能需要更新換代才能生產大尺寸硅片，而新產能基本具備生產大硅片的能力，新玩家沒有落后產能的退出成本，硅片競爭格局或將迎來變化，推薦關注隆基綠能、中環股份、雙良節能、上機數控、京運通。設備環節：硅片設備穿越周期增長，競爭格局趨于穩定，技術

8、進步帶來設備換代需求。硅片環節大尺寸、薄片化、投料工藝進步（RCzCCz）、半片前置、矩形片等新技術都對相應設備提出了更高的要求，進而有望持續推動硅片設備更新換代。我們測算2022-2030年硅片核心全球市場空間合計約2900億元，平均每年超300億元。相比于硅片制造，長晶設備及切片設備的競爭格局逐漸趨于穩定，推薦關注晶盛機電、上機數控、天通股份、高測股份、宇晶股份。二、風險提升宏觀經濟下行光伏行業政策波動國內光伏產業受到外部制裁投資要點1245目錄3市場空間：光伏高景氣持續，硅片制造及設備市場規模有望不斷增長硅片概況：位于光伏中上游，實現硅料向電池片轉變的重要環節競爭格局：行業集中度較高，頭

9、部企業不斷延伸產業鏈布局發展態勢：關注技術進步及商業模式優化帶來的新機會投資建議1.1 晶硅電池占據絕大多數市場份額，硅片不可或缺太陽能電池種類繁多，晶硅與薄膜電池最為成熟。自1954年美國貝爾實驗室研制出效率為6%的具備實用價值的單晶硅電池以來，太陽能電池已經取得長足的發展。根據材料不同，光伏電池可大致分為三類：第一類為晶體硅太陽能電池、第二類為薄膜太陽能電池、第三類為各種新型太陽能電池。目前第三類太陽能電池技術上尚未成熟，商用的太陽能電池主要有晶體硅電池與薄膜電池兩大類。晶硅電池占據市場多數份額，硅片是制備晶硅電池不可或缺的材料。2010-2020年全球薄膜電池市場份額基本處在下行區間，2

10、020年全球產能接近10GW，產量約為6.48GW，市場占有率為4%，同比下降了0.4個百分點。主要是全球薄膜電池產量并未明顯提升，但晶硅組件產量卻取得了較大幅度的增長。2020年全球硅片產量約168GW，2021年超過230GW，預計未來光伏市場仍將以晶硅材料為主，硅片是制備晶硅電池不可或缺的材料。圖表：主要的商用光伏電池分類1.硅片概況：位于光伏中上游，實現硅料向電池片轉變的重要環節圖表：2010-2020全球薄膜電池市場份額光伏電池晶硅電池薄膜電池多晶硅電池硅基薄膜電池單晶硅電池化合物半導體薄膜電池BSFPERC異質結非晶硅(-Si）非/微晶硅疊層電池(-Si）二元化合物（CdTe、Ga

11、As）三元化合物（CIS）四元化合物（CIGS）0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%14.00%16.00%201020112012201320142015201620172018201920201.2 連接上游硅料和下游電池片，單晶硅片已經成為市場主流硅片處于光伏產業鏈中上游，是連接硅料和電池片的重要環節。單晶硅片制造企業利用單晶硅爐生產單晶硅棒、多晶硅片制造企業利用鑄錠爐生產多晶硅錠，之后再將硅棒或硅錠切割成單晶硅片或者多晶硅片，最終用于太陽能電池板、電池組件生產。因此，硅片制造行業是實現多晶硅原料向太陽能電池轉變的必經階段，伴隨著全球太陽能光伏產業的

12、發展而發展。多晶硅片占比快速減少，單晶成為市場主流。光伏硅片大體可以分為多晶硅片和單晶硅片，當熔融的單質硅凝固時，硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則為多晶；如果晶面取向相同，則為單晶。由于單晶電池轉換效率可以比多晶電池高2-3個百分點，隨著下游對單晶產品的需求增大，單晶硅片市場占比迅速從2016年的不足20%提高到2021年的95%。預計未來單晶仍將占據市場絕大部分份額，且 N 型單晶硅片占比將持續提升。圖表：硅片在光伏產業鏈中的位置1.硅片概況：位于光伏中上游，實現硅料向電池片轉變的重要環節圖表：不同類型硅片市場占比0%10%20%30%40%50%60

13、%70%80%90%100%2016201720182019202020212022E2023E2025E2027E2030E多晶N型單晶P型單晶鑄錠單晶1.3 拉晶、切片為單晶硅片主要生產步驟，主要設備均已國產化1.3.1 光伏拉晶主要為直拉法，摻雜劑控制硅棒類型拉晶工藝主要包括Fz法和Cz法，光伏領域主要使用Cz法。單晶硅根據長晶方式不同，主要有懸浮區熔法（Fz-floatzone）和直拉法（Cz-czochralski）。區熔可以生產出高質量的高純度單晶，但其對原料、設備和技術的要求較為苛刻，且對于多晶硅原料的尺寸要求較高，生產的晶體尺寸也較小，導致其生產成本較高。目前Fz法多應用于對硅

14、片要求較高的半導體領域，而光伏領域主要使用Cz法。Cz法經過十余步驟，摻雜劑決定得到P型硅片或者N型硅片。Cz直拉式單晶硅生長主要工藝流程包括：裝料抽真空檢漏壓力化熔料穩定化熔接引晶放肩轉肩等徑收尾停爐，以及兩個重要輔助工藝煅燒、副室隔離凈化。裝料和等徑加入的摻雜劑控制著后續得到的硅片類型，三價B族受主摻雜劑和五價族施主摻雜劑將分別得到型和N型半導體。其中等徑是晶體生長的主體部分，等徑段是硅單晶的有效利用部分，單晶硅片的原料即從這部分得到。圖表：拉晶主要步驟介紹1.硅片概況：位于光伏中上游，實現硅料向電池片轉變的重要環節步驟階段介紹1裝料在高純度石英坩堝中按層次裝入多晶硅塊料、粉料、顆粒料、摻

15、雜劑，然后放入石墨坩堝并合爐。摻雜劑類型決定得到P型還是N型硅片2抽空檢漏合爐后，主泵對爐體內部進行抽空，為單晶生長提供潔凈的環境。抽空至一定壓力后，充入高純度氬氣，然后關閉，再抽，再充，反復幾次，帶走爐內雜質。此后要進行檢漏3壓力化檢漏完成，開啟氬氣閥，爐內壓力逐漸升至晶體生長壓力范圍4化料驅動石墨加熱器電源，加熱至大于硅的融化溫度，使多晶硅和摻雜物熔化7引晶熔液溫度穩定到引晶范圍后，降下籽晶接近液面，籽晶固體接觸液面后，籽晶端頭熔化，由于表面張力，籽晶與硅融體的固液交接面之間的硅融體冷卻形成固態的硅單晶8縮頸籽晶接觸到硅液瞬間，其溫度差產生的熱應力引發位錯，消除位錯的方法是“縮頸”。在提拉

16、過程中，逐漸縮小籽晶，將位錯的排列擠壓出去，并拉制細頸長度約晶棒直徑大小9放肩引晶至目標長度，減慢晶體提拉速度，降低溫度，直徑快速增大，稱為“放肩”。10轉肩放肩至目標直徑后，需要快速使晶體生長方向從橫向轉為縱向，提高拉速，晶體停止橫向生長，直徑不再增加時，即完成轉肩11等徑生長為了減少全熔階段摻雜劑的揮發損失造成較大影響，轉肩至目標直徑后，再啟動投放摻雜劑的裝置，停滯23秒，然后可以提高提拉速度，并保持幾乎不變的速度進行等徑生長12收尾生長結束如果直接脫離液面會在界面產生大量位錯，導致尾部的晶棒不可用。在等徑結束后，要逐漸縮減晶棒直徑至最小，然后脫離液面，完成單晶硅的生長過程13停爐晶棒升入

17、副室冷卻。加熱停止、坩堝升至最高位冷卻。23小時后，拆爐取棒、清潔爐體圖表：拉晶重要流程示意圖1.3 拉晶、切片為單晶硅片主要生產步驟，主要設備均已國產化1.3.2 單晶爐為拉晶過程的核心生產設備，已全面國產化直拉單晶爐是拉晶環節核心設備，伴隨硅片不斷向大尺寸方向演化。直拉單晶爐技術的已經歷多輪迭代，持續向更多裝料、更大尺寸、更高效率方向進化。根據直徑劃分，1.5英寸為第一代，2英寸為第二代，4-6英寸為第三代，8-12英寸第四代，從第三代開始實現直拉單晶爐控制的半自動化，到第四代基本實現了智能全自動化的升級。目前順應大尺寸化發展趨勢，已經發展至主流160爐型(210mm向下兼容182mm)，

18、熱場尺寸達36英寸以上，單爐投料量達2800kg以上。國內單晶爐供應商技術已達到領先水平，單晶爐設備全面國產。我國拉晶設備的起步發展得益于早期在半導體拉晶設備領域積累，此后隨著光伏行業的迅猛發展，國內光伏單晶爐設備供應商快速成長。美國Kayex公司是全球生產全自動單晶硅生長爐的代表，技術一直處于行業前沿，是世界上首次拉出8英寸單晶硅棒的公司，2013年被連城數控收購；晶盛機電開發出了擁有自主知識產權的 ZJS 系列全自動單晶爐，多次填補國內空白；北方華創傳承五十多年電子裝備及元器件的生產制造經驗，在國內市場占有重要的地位；其他廠商還有京運通、天通吉成等等，目前國內廠商的設備水平已走在全球前列，

19、我國光伏單晶爐設備已經全面國產化。圖表：單晶爐結構示意圖1.硅片概況：位于光伏中上游，實現硅料向電池片轉變的重要環節圖表：典型的拉晶生產車間1.3 拉晶、切片為單晶硅片主要生產步驟，主要設備均已國產化1.3.3 切片技術快速演進，金剛線多線切割在切片環節全面鋪開金剛線技術普及，薄片化、細線化促使出片率提高。光伏硅片切割主要采用線鋸切割方式，有游離磨料和固結磨料切割兩類，前者以砂漿切割為代表，通過鋼線、游離液體磨料和待切割材料三者間的相互摩擦作用進仔切割；后者用金剛線（金剛石粉固定在鋼線上）對材料進行切割。后者相較前者具有切割速度快、硅片品質高、成本低、切割液環保等優點，2017年以來金剛線切割

20、已在單晶領域完全取代了砂漿切片。得益于金剛線帶來的技術進步，2017-2021年金剛線母線直徑從70m降低到45m、單晶硅片厚度從185m降低到170m、同尺寸硅片每公斤方棒出片量從60片提升到70片。硅片制備主要經歷4步，切片環節是實現硅片薄片化的關鍵。單晶爐拉制出硅棒后主要經過截斷、開方、磨倒、切片4道主要工序形成單晶硅片，其中截斷工序將硅棒切割成所需長度；開方工序將截斷后的圓柱形硅棒加工成長方體；磨倒工序將方棒進行磨面、拋光、倒角；切片工序將磨拋后硅棒切割加工為硅片，是實現硅片薄片化的關鍵，也是整個硅片加工流程中最為重要的一環。圖表：切片重要流程示意圖1.硅片概況：位于光伏中上游，實現硅

21、料向電池片轉變的重要環節圖表：砂漿切割（左圖）與金剛線切割原理截斷開方磨倒切片1.3 拉晶、切片為單晶硅片主要生產步驟，主要設備均已國產化1.3.4 多線切割機為切片環節核心設備，國產廠商已經主導市場切片環節需多種設備配套使用，切片機為核心設備。切片環節所需的設備主要有截斷機、開方機、磨倒機、粘棒機、脫膠機、切片機、脫膠機、清洗機、分選儀以及其他自動化輔助設備等，其中切片機是切片環節核心設備，該設備是一種使用高速運動的金剛石線對單晶硅棒進行切片加工的專用精密生產設備。在設備工作過程中，一根高速往復運轉的金剛石線分布成切割線網，通過由放線輪、張力輪、導輪、切割輪等組成的運動機構及自動檢測控制系統

22、對單晶硅棒料進行加工研磨，將硅棒切割為硅片。國內設備廠商產品性能不斷提高，快速占據國內市場份額。2016年以前，光伏切割設備領域占主導地位是以梅耶博格、HCT、NTC等國外廠商。而近年來，上述國外廠商在新增設備上的市場份額逐漸減少，國產光伏切割設備憑借優異的產品性能和綜合性價比，市場份額逐步提升，已占據行業主導地位。目前國內提供多線切割機廠商包括高測股份、宇晶股份、連城數控、上機數控及晶盛機電等。圖表：雙輥多線切割機工作示意圖1.硅片概況：位于光伏中上游，實現硅料向電池片轉變的重要環節圖表：典型的硅片制造流水線1245目錄3市場空間：光伏高景氣持續，硅片制造及設備市場規模有望不斷增長硅片概況：

23、位于光伏中上游，實現硅料向電池片轉變的重要環節競爭格局：行業集中度較高，頭部企業不斷延伸產業鏈布局發展態勢：關注技術進步及商業模式優化帶來的新機會投資建議2.1 受益于光伏高景氣度，硅片需求有望持續增長2.1.1 度電成本快速下降帶來裝機量不斷增加，中國進入平價上網時代全球光伏度電成本11年間下降90%，中國開啟平價上網時代。2009年，光伏度電成本高達0.36美元/kwh，到了2020年，光伏度電成本已經下降到0.037美元/kwh，11年間降低近90%。2021年6月11日，國家發改委發布通知指出2021年起新備案集中式光伏電站、工商業分布式光伏項目和新核準陸上風電項目，中央財政不再補貼，

24、實行平價上網。這項政策標志著中國光伏正式進入平價時代，也意味著以光伏為代表的新能源對傳統能源的替代是不可逆轉的。全球光伏新增裝機量不斷增長，帶動硅片產量快速增加。得益于全球對清潔可再生能源發展的大力支持以及光伏度電成本的迅速下降，全球光伏新增裝機量快速增長，也帶動硅片產量迅速提高。2011年全球光伏新增裝機量約30GW，2021年達到170GW，十年復合增速為18.86%；2011年全球硅片產量為36GW，2021年約235GW，十年復合增速突破20%，保持快速增長態勢。2.市場空間：光伏高景氣持續，硅片制造及設備市場規模有望不斷增長CPIA、天合光能、光伏行研、中航證券研究所圖表：全球光伏度

25、電成本不斷下降0%5%10%15%20%25%050100150200250300350400200920162017201820192020度電成本（美元/MWh）降幅（CAGR,右軸）0%20%40%60%80%100%120%140%160%02040608010012014016018020082009201020112012201320142015201620172018201920202021全球光伏新增裝機量（GW）yoy（右軸）圖表：全球光伏新增裝機量快速增長0%20%40%60%80%100%120%050100150200250全球硅片產量（GW）yoy（右軸）圖表：全球光

26、伏硅片產量迅速提高2.1 受益于光伏高景氣度，硅片需求有望持續增長2.1.2 全球硅片需求有望不斷增長，未來9年年均市場或超3000億光伏發電占比有望不斷攀升，放開容配比或將進一步刺激硅片需求。BNEF預計2050年全球光伏發電量占比有望達到32%，而2020年這一數字僅為3.1%，我們預計到2030年全球光伏發電占比有望達到15%。此外，在國內放開容配比之前大部分電站為1:1設計，僅少部分達到1.2:1，合理增加容配比有利于降低系統度電成本、提升整體經濟效益，2020年的光伏發電系統效能規范已將光伏電站容配比最高提升至1.8:1，我們預計未來光伏容配比將不斷上升，進而提高組件出貨量并帶動硅片

27、需求。2022-2030年全球硅片年均需求接近600GW，年均市場或超3000億元。我們對光伏發電量占比、光伏年利用小時數、容配比、硅片到組件損耗等數據作出關鍵性假設，進而測算2022-2030年全球硅片需求量合計超過5700GW，平均每年需求約630GW，2021-2030需求CAGR=21%；2022-2030年全球硅片市場規模合計超過3萬億元，平均每年市場規模接近3500億元，2021-2030需求CAGR=14%。2.市場空間：光伏高景氣持續，硅片制造及設備市場規模有望不斷增長BNEF、SPE、CPIA、中航證券研究所測算圖表：全球光伏新增裝機量及硅片需求測算序號年份20212022E

28、2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030EA全球年發電量(萬億瓦時)27536 28434 29514 30645 31828 33040 34283 35555 36856 38186 Byoy3.3%3.3%3.8%3.8%3.9%3.8%3.8%3.7%3.7%3.6%C光伏發電量/全球發電量4.0%4.8%5.7%6.6%7.6%8.7%9.9%11.3%12.9%15.0%D=AC全球光伏年發電量(萬億瓦時)1101 1356 1671 2023 2419 2875 3401 4003 4747 5728 E全球光伏年利用小時數h1300 130

29、0 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 F(當年)=D/E2-F(上年)全球光伏累計裝機量(GW)933 1154 1416 1695 2026 2396 2836 3323 3980 4832 G=F(當年)-F(上年)全球光伏新增裝機量(GW)173 221 263 279 331 370 440 487 657 852 Hyoy32.8%27.8%19.1%6.1%18.7%11.8%18.9%10.8%34.8%29.8%I全球組件產量/全球新增裝機1.30 1.32 1.34 1.36 1.38 1.40 1.42 1.44 1.46 1.

30、48 J=GI全球組件產量(GW)224 291 352 379 457 518 624 702 959 1262 Kyoy37.1%29.8%20.9%7.7%20.5%13.4%20.6%12.4%36.6%31.6%L硅片到組件損耗4.5%2.4%3.1%3.4%3.0%3.1%3.2%3.1%3.1%3.1%M=J/(1-L)全球硅片需求量(GW)235 298 363 392 471 535 645 724 990 1302 Nyoy40.2%26.9%21.8%7.9%20.0%13.6%20.6%12.3%36.7%31.6%O硅片均價（元/W）0.90 0.79 0.64 0.

31、53 0.52 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 P=OM全球硅片市場（億元）2122 2362 2315 2089 2470 2812 3397 3823 5235 6903 Qyoy11.3%-2.0%-9.8%18.2%13.9%20.8%12.5%37.0%31.8%2.2 制造端需求擴張疊加技術更迭，硅片設備市場規?；驅⒉粩啻┰街芷谙蛏显鲩L2.2.1 設備市場與產能之間的關系：存量更替產能與凈增產能同樣重要設備市場具有一定周期性，投資需要對時機把握更加準確。從2010-2021年情況看，全球硅片產能基本上處在上行區間，增速只有2013年為-5%，其余年份皆穩定增長；而

32、新增產能則更具波動性，增速從-100%到190%不等。如果簡單認為硅片制造企業產能產量訂單業績；設備企業新增產能訂單業績，顯然設備企業的業績波動更大，但是如果對時機判斷準確，業績漲幅也比制造企業更大。同時，耐心也有望幫助設備企業穿越周期2018-2021年硅片產能保持快速增長，而新增產能在2019年出現-38%的增速，但是2018-2021年硅片產能增長260%，低于新增產能的增幅（440%）。技術快速迭代的光伏行業，判斷存量更替產能是預測市場的關鍵。眾所周知，產能增加帶來設備市場。一般意義的新增產能往往是行業年末產能與年初產能的差值，這是最容易獲取的數據，也是行業凈增產能，但是其中并不包括存

33、量更替產能。存量更替產能主要包含自然損耗和技術更迭引起的產能更換，存量更替+凈增產能代表真實的設備市場，在技術快速進步的光伏行業，判斷存量更替產能是測算設備市場的關鍵。2.市場空間：光伏高景氣持續，硅片制造及設備市場規模有望不斷增長圖表：2010-2021全球硅片產能、新增產能及增速情況（GW）-150%-100%-50%0%50%100%150%200%250%050100150200250300350400450201020112012201320142015201620172018201920202021產能新增產能產能yoy（右軸）新增產能yoy（右軸）2.2 制造端需求擴張疊加技術更

34、迭，硅片設備市場規?；驅⒉粩啻┰街芷谙蛏显鲩L2.2.2 2022-2030年全球硅片核心設備市場規模合計約2900億元，年均超300億硅片設備穿越周期增長，拉晶設備占據多數份額。硅片核心設備主要有拉晶環節的晶體生長設備及切片環節的截斷機、開方機、磨倒機、切片機。伴隨設備效率不斷提高，單GW所需設備數量或將持續減少。我們測算2022-2030年硅片核心全球市場空間合計約2900億元，平均每年超300億元，其中單晶爐設備占據整個市場的70%-80%。2.市場空間：光伏高景氣持續，硅片制造及設備市場規模有望不斷增長BNEF、SPE、CPIA、中航證券研究所測算序號年份20212022E2023E20

35、24E2025E2026E2027E2028E2029E2030EM全球硅片需求量(GW)2352983633924715356457249901302Nyoy40.2%26.9%21.8%7.9%20.0%13.6%20.6%12.3%36.7%31.6%R產能利用率56.0%54.0%45.0%48.0%51.0%54.0%57.0%60.0%63.0%66.0%S=M/R全球硅片產能(GW)4205528088179239901131120715711973T=S(上年)-S(上年)硅片凈增產能（GW）172133255101056714176364402U=S(上年)*20%存量更替產

36、能（GW）49707910191115110141134196V=T+U產能需求合計（GW）222203334111196183251217498598W晶體生長設備均價（萬元，含稅，下同）160155150145140135135135135135X單GW所需臺數85807570656060606060Y=WX單GW晶體生長設備投資額（億元）1.41.21.11.00.90.80.80.80.80.8Z=YV晶體生長設備全球市場（億元）301.6251.3376.0112.3178.6148.1203.3175.7403.6484.8AA單晶截斷機均價（萬元）1701601551501501

37、50150150150150AB單GW所需臺數2222222222AC=AAAB單GW截斷機投資額（億元）0.030.030.030.030.030.030.030.030.030.03AD=ACV截斷機全球市場（億元）7.56.510.43.35.95.57.56.514.918.0AE單晶開方機均價（萬元）160155150150150150150150150150AF單GW所需臺數6544444444AG=AEAF單GW開方機投資額（億元）0.100.080.060.060.060.060.060.060.060.06AH=AGV開方機全球市場（億元）21.315.720.16.611.

38、811.015.113.029.935.9AI單晶磨倒機均價（萬元）130120110100908080808080AJ單GW所需臺數8765444444AK=AIAJ單GW磨倒機投資額（億元）0.100.080.070.050.040.030.030.030.030.03AL=AJV磨倒機全球市場（億元）23.117.022.15.57.15.98.06.915.919.2AM金剛線切片機均價（萬元）160155150145140135130130130130AN單GW所需臺數1613108766666AO=AMAN單GW切片機投資額（億元）0.260.200.150.120.100.080

39、.080.080.080.08AP=AOV切片機全球市場（億元）56.840.850.112.819.214.819.616.938.946.7AQ=Y+AC+AG+AK+AO單GW拉晶切片核心設備價值（億元）1.85 1.64 1.43 1.27 1.13 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 AR=AQV全球硅片核心設備市場空間（億元）410331479141223185253219503604圖表：2021-2030全球拉晶切片核心設備市場空間測算1245目錄3市場空間：光伏高景氣持續，硅片制造及設備市場規模有望不斷增長硅片概況：位于光伏中上游，實現硅料向電池片轉變的重要環節

40、競爭格局：行業集中度較高，頭部企業不斷延伸產業鏈布局發展態勢：關注技術進步及商業模式優化帶來的新機會投資建議3.1 硅片制造環節新進入者增多，實力玩家積極進入上下游環節協同發展3.1.1 隆基、中環合計占據硅片半壁江山，新玩家加速入局隆基+中環硅片產能占比超行業50%，雙寡頭格局依然顯著。自單晶戰勝多晶取得光伏主導地位以來，隆基、中環在硅片環節的地位不斷強化，2018-2020年兩者合計硅片產能占比從36%增長至58%。2021年底，隆基硅片產能105GW，中環硅片產能88GW，合計占比達到53%，盡管同比略有減少，但依然占據主導地位。預計2022年隆基硅片產能將達到150GW，中環將超過14

41、0GW，繼續穩坐top2交椅。新興玩家加速擴產，硅片格局或將重塑。2019年以來，不斷有包括上機、高景、雙良等新興玩家入局光伏硅片，同時又有美科、京運通等企業猛烈擴產。從出貨量情況來看，2021年上機、美科、高景等新興企業均已躋身前十，而從2021年以來統計的部分硅片企業擴產規劃來看，預計約330GW產能將在未來3年內將逐步投放市場。由于舊的小尺寸硅片產能需要更新換代才能生產大尺寸硅片，而新產能基本具備生產大硅片的能力，新玩家沒有落后產能的退出成本，硅片競爭格局或將迎來變化。3.競爭格局：行業集中度較高，頭部企業不斷延伸產業鏈布局、全球光伏、新世紀能源、CPIA、中航證券研究所圖表：2021主

42、要硅片廠商出貨量情況0%5%10%15%20%25%30%010203040506070出貨量（GW）占比（右軸）圖表：2021年以來部分企業硅片產能規劃0%10%20%30%40%50%60%70%0501001502002503003504002018201920202021全球產能（GW）隆基（GW）中環（GW）CR2（右軸）圖表：2018-2021硅片產能CR2情況序號名稱規劃產能(GW）1京運通222晶科能源73雙良節能404中環股份505晶澳科技206上機數控107阿特斯108通威&晶科159江蘇美科3510內蒙豪安1011青海高景5012阜興新能源2013東鋆光伏1014金陽新能

43、源2015和邦生物10合計3293.1 硅片制造環節新進入者增多，實力玩家積極進入上下游環節協同發展3.1.2 硅片玩家積極進入上下游環節，延伸產業鏈布局增強自身綜合實力硅片企業積極布局光伏產業鏈其他環節。除了在硅片環節本身的積極擴產之外，多數硅片企業都積極在光伏產業鏈上下游不同環節進行布局。隆基本身是光伏一體化龍頭，2021年底除硅片外還擁有37GW電池和60GW組件產能，同時2017年以來公司通過與通威參股合作等方式進行硅料端布局；中環在2021年底除硅片外也擁有11GW疊瓦組件產能，2022年公司計劃在內蒙古建設約12萬噸高純多晶硅等項目；而上機、京運通、雙良等公司也都有意向進入硅料或組

44、件等環節。多環節布局有望提高風險抵抗能力，但也增加了退出成本。由于市場環境變化及競爭加劇，光伏行業公司的產業鏈布局呈現出一體化與專業化共存的局面，各企業根據自身的優勢，選擇和調整適合自身的發展模式，尋求優勢互補。不可否認，光伏全產業鏈的深度布局可以幫助一體化企業增強抗風險能力，并能更好協調分配產業鏈各環節利潤，提升整體競爭力。但是，多環節布局在需要大量資金的投入的同時，還要面對光伏技術的快速迭代，降低了快速反應的能力，可能帶來產能過剩、跟不上技術迭代的風險。3.競爭格局：行業集中度較高，頭部企業不斷延伸產業鏈布局圖表：近年來部分硅片企業在硅片環節以外的布局規劃企業名稱時間布局方向項目簡介隆基2

45、020硅料參股通威股份兩家子公司，持有永祥新能源15%股權、持有云南通威49%的股權，鎖定10.18萬噸硅料。2021電池組件合計規劃約40GW電池片產能、15GW組件產能中環2022硅料計劃在內蒙古建設約12萬噸高純多晶硅項目、半導體單晶硅材料及配套項目等，總投資約206億元。雙良節能2022組件計劃在包頭稀土高新區共建設20GW高效光伏組件項目上機2021硅料共同投資建設30萬噸顆粒硅的研發及生產項目2022硅料擬在內蒙古包頭市固陽縣投資建設進行年產15萬噸高純工業硅及10萬噸高純晶硅生產項目，預計2023年達產。京運通2021硅料以34%比例參股四川永祥能源科技有限公司，用于開展樂山10

46、萬噸高純晶硅項目的項目。3.2 設備環節競爭格局趨于穩定，頭部企業不斷拓寬業務布局3.2.1 長晶爐設備廠商經過幾輪淘洗，龍頭市場份額持續領先長晶爐供應商歷經光伏周期，市場淘洗后留下數家優秀公司。近年來，由于長晶環節技術快速進步，許多長晶爐廠商因未跟上行業變化導致份額縮小或退出市場，如天龍光電長晶爐銷售自2018年底幾乎停滯、2020年終止推進該業務；又如精功科技多晶爐曾占據較大市場份額，但單晶時代因調整不及時導致整體份額縮??；再如京運通因自身業務調整，將重點放在硅材料業務上而收縮了設備業務等等。歷經市場淘洗，目前市場留下來幾家優秀的晶體生長設備供應商，主要包括晶盛機電、連城數控、天通吉成、北

47、方華創等，其中北方華創收入更多來自半導體領域。此外近來也有如奧特維通過收購子公司進入單晶爐市場并取得大額訂單。整體來看，目前拉晶設備供應格局已基本趨于穩定。晶盛機電單晶爐市場份額領先，連城數控積極增加非隆基客戶收入。從收入規?？?，近年來晶盛機電在單晶爐領域基本保持領先的市場份額。2021年晶盛機電“晶體生長設備”實現收入35億元，近年來毛利率約40%；2021年連城數控“單晶爐”實現收入11億元，近年來毛利率約38%。由于前文分析的硅片企業集中度較高的原因，設備廠商的客戶集中度也較高，2016-2021晶盛機電前五大客戶集中度平均為76%，連城數控為87%。連城對單一客戶的依賴更大一些，201

48、6-2021年對關聯方隆基綠能銷售集中度平均為72%，這使得近年來其收入增速和隆基硅片新增產能增速相關性較高，2022年隆基硅片新增產能預計為45GW，新增產能增速為125%，或將對連城業績產生積極影響。此外連城也在積極開拓非隆基客戶，截至2022Q1，連城數控40億元在手訂單中非隆基客戶占比約80%。3.競爭格局：行業集中度較高，頭部企業不斷延伸產業鏈布局wind、中航證券研究所圖表：連城與晶盛晶體生長爐業務收入情況（百萬元）圖表：近年來連城對隆基收入增速與隆基新產能增速高度相關注：連城數控來自“單晶爐”；晶盛機電來自“晶體生長設備”（包括單晶生長爐、區熔硅單晶爐、多晶鑄錠爐等）050010

49、00150020002500300035004000201620172018201920202021晶盛機電連城數控圖表：連城、晶盛前五大客戶收入占比情況40%50%60%70%80%90%100%201620172018201920202021晶盛機電連城數控連城對隆基收入占比-60%-10%40%90%140%190%240%290%2016201720182019202020212022E連城營收增速隆基硅片新增產能增速連城對隆基銷售增速3.2 設備環節競爭格局趨于穩定，頭部企業不斷拓寬業務布局3.2.2 國產切片設備廠商已主導國內市場，切片設備競爭更加充分國外供應商壟斷的時代漸行漸遠，

50、國產裝備已主導市場。2016年以前國內大型多線切割機市場一直被瑞士的HCT、Meyer Burger和日本的NTC三家公司壟斷，此后伴隨國內光伏產業的蓬勃發展，國產設備憑借優異的產品性能和綜合性價比，迅速占據行業主導地位。由于客戶本身的重疊，部分提供長晶設備的廠商也可提供切片設備，如晶盛機電、連城數控（連城先有的切片業務）、京運通等，此外也有更加專注于切片環節的設備供應商，如高測股份、宇晶股份、上機數控等。行業毛利率呈下滑態勢，切片設備競爭充分。從收入規?？?，高測股份近年來切片設備收入快速增長，2021年已經位列第一梯隊（晶盛機電的“智能化加工設備”項目包括光伏晶體加工、半導體晶片加工、外延、