機械設備行業：硅片設備基于盈利性及競爭博弈的分析-220606（51頁）.pdf

1、1證券研究報告作者：行業評級：上次評級：行業報告 | 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明機械設備機械設備強于大市強于大市維持2022年06月06日（評級）分析師 李魯靖 SAC執業證書編號：S1110519050003聯系人 張鈺瑩硅片設備：硅片設備：基于盈利性及競爭博弈的分析基于盈利性及競爭博弈的分析行業專題研究2請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 硅片設備：硅片設備：光伏設備產業鏈偏上游，單GW設備投資額2億+，預計2025年市場空間約為752.6億。行業發展趨勢：行業發展趨勢：1）多晶硅片單晶硅片，P型硅片N型硅片；2）大尺寸硅片降本效果明顯；3）薄片化降本+增加開路電壓。硅片發

2、展趨勢拉動硅片設備更迭硅片發展趨勢拉動硅片設備更迭（大尺寸爐型大尺寸爐型、大尺寸大尺寸+薄片化切片機薄片化切片機）。 長晶環節核心設備：單晶爐長晶環節核心設備：單晶爐直拉法（CZ）為生長工藝主流，該方法生產單晶硅占比達80%+；2021年晶盛機電單晶爐市占率超過80%（除隆基和京運通外市場），截至2022年3月31日，公司未完成設備合同總計 222.37億元，其中未完成半導體設備合同13.43億元（以上合同金額均含增值稅）。切片環節核心設備：截斷切片環節核心設備：截斷/開方開方/磨倒磨倒/切片機切片機切片環節盈利性對比：一體化企業切片環節盈利性對比：一體化企業vs切片代工企業切片代工企業？結論

3、：我們對比一體化企業和切片代工企業在硅片切片環節的利潤率，核心在于切片成本差異。2022年，一體化企業（隆基/晶澳/阿特斯）切片環節毛利率均值為23-25%，切片代工企業（高測股份）切片環節毛利率均值為31%。高測股份高測股份vs 客戶：利潤如何分配客戶：利潤如何分配？切片代工模式給終端帶來多少利潤切片代工模式給終端帶來多少利潤？本質：假設硅料值相同，不管怎么變，差異在于代工費vs一體化企業生產成本。結論：以210mm硅片切割為例，2022年，高測和客戶合計毛利率為30.8%。高于前文分析的一體化企業（隆基/晶澳/阿特斯）切片環節毛利率均值為23-25%，實現帕累托最優。我們認為，應該同一賽道

4、pk，選取高測股份的客戶和一體化企業進行對比，高測股份的客戶比一體化企業切片成本更低，從產業鏈降本角度講，很有動能找第三方企業切片代工。風險提示風險提示：光伏行業政策變化及市場波動風險；硅片設備企業競爭加劇風險；本文測算具有一定主觀性等。摘要摘要mNqPqRoNzRrMmOtQzQmOpO8O8Q8OmOpPpNpNiNoOoQlOoOrO6MmMxOvPsQnPvPoNmO1 1光伏設備框架光伏設備框架技術變革帶動設備升級：電池片組件硅片技術變革帶動設備升級：電池片組件硅片34資料來源：資料來源：CPIACPIA，天風證券研究所，天風證券研究所1 1.1 .1 光伏設備行業驅動要素光伏設備行

5、業驅動要素 長期需求：長期需求：政策+產業鏈降本擴產光伏裝機量增加平價時代到來 替換需求：替換需求：技術迭代 or 耗材更新圖：光伏設備行業驅動要素圖：光伏設備行業驅動要素5資料來源：資料來源：CPIACPIA，PV PV InfoLinkInfoLink，雙良節能公告，東方日升公告，雙良節能公告，東方日升公告，windwind，天風證券研究所，天風證券研究所1 1.2 .2 光伏設備產業鏈梳理光伏設備產業鏈梳理2億元+/GW1.64億元/GW0.62億元/GW硅料硅料硅片硅片電池片電池片組件組件光伏電站光伏電站金屬金屬硅硅熱場材熱場材料料金剛金剛線線銀漿銀漿光伏玻光伏玻璃璃膠膠膜膜背板背板邊

6、邊框框逆變逆變器器支支架架蓄電蓄電池池硅料硅料設備設備硅片硅片設備設備電池片電池片設備設備組件組件設備設備輔輔材材產產業業鏈鏈設設備備0.3億元+/GW 硅料設備：單GW設備投資額0.3億+； 硅片設備：單GW設備投資額2億+； 電池片設備：perc單GW設備投資額1.6億左右，TOPCon單GW設備投資額約2億， HJT單GW設備投資額約3.5-4億 組件設備：單GW設備投資額0.62億。圖：光伏設備產業鏈梳理及價值量圖：光伏設備產業鏈梳理及價值量6資料來源：晶盛機電招股書、上機數控招股書、連城數控招股書、奧特維招股書、，邁為股份招股書、先導智能招資料來源：晶盛機電招股書、上機數控招股書、連

7、城數控招股書、奧特維招股書、，邁為股份招股書、先導智能招股書、金辰股份招股書、北方華創招股書等、股書、金辰股份招股書、北方華創招股書等、 CPIACPIA20202020- -20212021中國光伏行業年度報告中國光伏行業年度報告、天風證券研究所、天風證券研究所1 1.2 .2 光伏設備產業鏈梳理光伏設備產業鏈梳理 光伏設備主要集中在制作硅片、電池片及組件板塊：在太陽能級多晶硅提取環節主要使用的是硅料提煉設備，在硅片制作環節主要運用各種硅片生產設備（生長、鑄錠、開方、切割等設備），在電池片制作環節主要使用電池生產設備（制絨、擴散、覆膜、蝕刻等設備），在組件環節主要運用組件專用材料生產設備（劃

8、片、串焊等設備），裝機系統主要運用的是各類光伏系統支持部件生產設備。環節環節具體工藝具體工藝工藝簡介工藝簡介對應的主要設備對應的主要設備主要廠商主要廠商硅片鑄錠/拉棒將高純多晶硅鑄成多晶硅錠或拉成單晶硅棒鑄錠爐/單晶爐晶盛機電、連城數控、京運通截斷、切方將多晶硅錠/單晶硅棒切割成硅塊截斷機、切方機晶盛機電、上機數控、高測股份切片將硅塊切割為硅片多線切割機晶盛機電、連城數控、高測股份檢測、分選對生產過程中的硅片進行檢測、分級硅片分選機蘇州晟成、天準科技電池片清洗、制絨在硅片表面制備絨面，提高對光的吸收濕法黑硅制絨設備捷佳偉創、北方華創、蘇州晶州摻雜、擴散摻雜微量硼、磷、銻等元素，使硅片形成 PN

9、 結擴散爐捷佳偉創、北方華創、微導、理想刻蝕除去擴散形成的硅片邊緣導通、磷硅玻璃等刻蝕機常州捷佳創、無錫瑞能鍍膜鈍化電池片表面從而降低表面復合PECVD捷佳偉創、北方華創、豐盛裝備金屬化在電池片兩面印刷正負極（柵線）絲網印刷設備邁為股份、捷佳偉創燒結通過加熱使電池片和金屬電極之間形成良好的歐姆接觸燒結爐奧特維退火通過退火，修復電池片缺陷，提升電池片效率光注入退火爐無錫松煜、豐盛裝備、奧特維檢測、分選電池片檢測、分級電池片分選機邁為股份、科隆威組件串焊將電池片焊接成電池串串焊機系列奧特維、先導智能、寧夏小牛疊層將串焊后的電池串與玻璃、背板材料等疊層在一起疊層設備寧夏小牛、奧特維、三工智能層壓通過

10、加熱、加壓把上述多層材料結合為整體層壓機金辰股份、蘇州晟成、寧夏小牛檢測功率測試分選功率測試設備博碩光電、奧特維圖：光伏設備產業鏈梳理圖：光伏設備產業鏈梳理2 2硅片設備行業趨勢：大尺寸、薄片化、硅片設備行業趨勢：大尺寸、薄片化、N N分片分片78資料來源：隆基股份招股書，資料來源：隆基股份招股書，隆基股份公開發行可轉換公司債券募集說明書，隆基股份公開發行可轉換公司債券募集說明書，天風證券研究所天風證券研究所2.1 2.1 硅產業鏈梳理硅產業鏈梳理 半導體硅純度要求為電子級，至少應達到99.9999999以上，光伏硅純度要求為太陽級。圖：硅產業圖：硅產業硅礦石工業硅半導體級多晶硅料光伏級多晶硅

11、料單晶硅棒單晶硅棒多晶硅鑄錠單晶硅片單晶硅片多晶硅片拉晶截斷/開方切片分選檢測磨倒單晶爐截斷機/開方機切片機磨倒機硅片分選機1.42億元/GW0.1億元/GW0.43億元/GW0.08億元/GW0.1億元/GW硅硅片片設設備備92 2.2 .2 硅片發展趨勢硅片發展趨勢1 1：多晶硅片：多晶硅片單晶硅片，單晶硅片，P P型硅片型硅片N N型硅片型硅片 根據CPIA中國光伏產業發展路線圖 2021版，2021年，單晶硅片（p型+n型）市場占比約 94.5%，其中p型單晶硅片市場占比由2020年的86.9%增長到 90.4%，n 型單晶硅片約 4.1%。隨著下游對單晶產品的需求增大，單晶硅片市場占

12、比也將進一步增大，且 n型單晶硅片占比將持續提升。多晶硅片的市場份多晶硅片的市場份額由額由20202020年的年的9 9. .3 3%下降至下降至20212021年的年的5 5. .2 2%，未來呈逐步下降趨勢未來呈逐步下降趨勢。鑄錠單晶市場占比達到0.3%，未來市場份額增長不明顯。 隨著N型電池片產業化的加速，我們預計“十四五”期間N型硅片的占比將得到明顯提升。相較于P型襯底電池，N型襯底電池的優勢包括：N型襯底電池結構基區與發射區都可以獲得較高的少子壽命；更高的開路電壓；較輕的 PID 效應、光衰現象等。圖：圖：2021-2030 年不同類型硅片在國內硅片企業總出貨量（含出口）中的占比（年

13、不同類型硅片在國內硅片企業總出貨量（含出口）中的占比（%）資料來源：資料來源：CPIA中國光伏產業發展路線圖中國光伏產業發展路線圖 2021版版，天風證券研究所，天風證券研究所10太陽能級硅片面積發展歷程：太陽能級硅片面積發展歷程：第一階段（第一階段（1981-2012）：）：太陽能級硅片尺寸主要是4-5寸片（100-125mm）。第二階段（第二階段（2013-2017年）：年）：2013年硅片尺寸發展到6寸（M0），面積增加54.1%。2015年后硅片尺寸有微小變化，尺寸增加到156.75mm并縮小倒角（M1、M2），進一步推動行業發展。第三階段（第三階段（2018年至今）：年至今）：201

14、8年以來硅片尺寸迭代有所加速，2019年上半年部分一線組件廠家開始推展G1，其中垂直一體廠家晶科推展最為快速，晶澳、天合亦跟上腳步，并逐步拉抬市占率，確立未來1-2年間的主流尺寸；下半年尺寸風向開始變化，尺寸規格百花爭鳴，其中隆基率先推出M6的硅片，中環亦公布M12應對；2020年6月隆基、晶澳、晶科等七家企業聯合發布182mm尺寸標準，推行182mm硅片；2020年11月，天合光能、東方日升、通威等9家企業聯合發布210mm尺寸標準，推行210mm硅片及組件尺寸標準化；2022年4月，天合光能推出新一代至尊組件單片組件功率提升達30W，率先應用在全球分布式場景。資料來源：索比光伏網，資料來源

15、：索比光伏網，PV-Tech微信公眾號，微信公眾號，OFWEEK，CPIA，國際能源網，天風證券研究所，國際能源網，天風證券研究所2.3 2.3 硅片尺寸發展歷程硅片尺寸發展歷程圖圖：太陽能級硅片面積發展歷程：太陽能級硅片面積發展歷程11大尺寸對產業鏈成本的降低，不僅在于自身成本能低多少，更重要的在于，因大而帶來的非硅成本的攤?。捍蟪叽鐚Ξa業鏈成本的降低，不僅在于自身成本能低多少，更重要的在于，因大而帶來的非硅成本的攤?。?）對于上游硅片制造商，硅片尺寸變大可以降低硅片企業的三大成本：硅料、拉晶、切片。）對于上游硅片制造商，硅片尺寸變大可以降低硅片企業的三大成本：硅料、拉晶、切片。相同數量硅料

16、在硅棒直徑變大的情況下，可以減少拉晶次數，降低能耗，從而降低拉晶成本，同時大尺寸硅片可以減少切片次數，降低切片成本和硅片的單瓦成本。2）對于中下游電池、組件制造商：）對于中下游電池、組件制造商：硅片尺寸變大可以加快硅片到組件的生產速度，從而降低生產運營成本，攤薄電池組件生產環節中的非硅成本；中環股份副總工程師張雪囡提到單個硅片尺寸增大，單塊組件電池片數隨之降低，硅片片數相應減少，組件有效發光面積增大，會帶來轉換效率以及功率的提升，單瓦成本隨之下降。3）對于電站客戶：）對于電站客戶：相同的電站規模下，組件尺寸越大，所需組件數量越少，從而減少對應的支架、匯流箱、電纜成本以及運輸安裝費用等。大尺寸硅

17、片會在提升組件功率和品質，在降低電站成本的同時提升電站發電量。0.80420.75510.7490 158.751662100501001502002500.720.730.740.750.760.770.780.790.80.81G1M6G12成本（元/W）邊長（mm）圖：單晶硅片在電池環節單瓦硅成本圖：單晶硅片在電池環節單瓦硅成本資料來源：北極星太陽能光伏網，中國有色金屬工業協會硅業分會，天風證券研究所資料來源：北極星太陽能光伏網，中國有色金屬工業協會硅業分會，天風證券研究所2 2.3.1 .3.1 硅片發展趨勢硅片發展趨勢2：大尺寸硅片降本效果明顯：大尺寸硅片降本效果明顯圖：降本幅度（分

18、圖：降本幅度（分/W）2.9, 27%5.58, 52%2.18, 21%通量價值餃皮效應塊數相關資料來源：全球光伏微信公眾號，天風證券研究所資料來源：全球光伏微信公眾號，天風證券研究所12廠商通過增大邊距或增大對角提升硅片面積，進而提升硅片功率并降低成本。M6 面積相對M2 增加 12.21%，M12 面積相對 M2 增加 80.47%。2021 年 182mm、210mm 硅片或將 50%，且呈持續擴大趨勢。降本提效助力大硅片時代到來，降本提效助力大硅片時代到來，CPIA預計預計M2硅片于硅片于2022年徹底告別市場。年徹底告別市場。 2017年年M0、M1硅片已完全停產。硅片已完全停產。

19、根據根據CPIA數據，通過統計不同尺寸硅片在國內硅片企業總出貨量（含出口）中的占比，數據，通過統計不同尺寸硅片在國內硅片企業總出貨量（含出口）中的占比，2021年大尺寸（年大尺寸（182mm、210mm）硅片或將）硅片或將50%，且呈持續擴大趨勢。，且呈持續擴大趨勢。2022年大尺寸（年大尺寸（ 182mm、210mm）硅片占比將達）硅片占比將達76%，166mm及以下尺寸的需求呈現逐漸萎縮的狀態。2023年大尺寸（年大尺寸（ 182mm、210mm）硅片占比有望達）硅片占比有望達87%。資料來源：資料來源：CPIA，天風證券研究所，天風證券研究所2.3.1 2.3.1 硅片發展趨勢硅片發展趨

20、勢2：大尺寸硅片降本效果明顯：大尺寸硅片降本效果明顯表表：不同尺寸硅片規格：不同尺寸硅片規格硅片尺寸硅片面積面積增益電池片功率（W）156.75mm156.75mm（M2）24432mm2-5.57158.75mm158.75mm（G1）全方片25199mm23.10%5.75166mm166mm（M6）27416mm212.20%6.25182mm182mm（M10）33015mm235.10%7.53210mm210mm （G12） 全方片44096mm281%10.0535.0%20.0%10.0%3.0%1.5%1.0%29.0%52.0%51.0%48.0%38%34%16.0%24

21、.0%36.0%48.0%60%65%0%25%50%75%100%202120222023202520272030156.75mm158.75mm160-166mm182mm210mm資料來源：資料來源：CPIA，天風證券研究所，天風證券研究所圖圖：不同尺寸硅片在國內硅片企業總出貨量（含出口）中的占比（：不同尺寸硅片在國內硅片企業總出貨量（含出口）中的占比（%）13廠商通過增大邊距或增大對角提升硅片面積廠商通過增大邊距或增大對角提升硅片面積。其中M6面積相對M2增加12.21%，M12面積相對M2增加80.47%。通過提升硅片面積通過提升硅片面積，硅片功率顯著提升硅片功率顯著提升。G2方角單

22、晶硅片將硅片邊距增至158.75mm，硅片面積相較M2增加3.14%，對應72型半片組件功率提升約12W。 M6圓角單晶硅片將硅片邊距增至166mm，硅片面積較M2提升12.21%，對應72型半片組件功率較158.75方單晶提升35W，較M2提升47W。20212021年年182182mmmm、210210mmmm硅片或將硅片或將5050%，且呈持續擴大趨勢。20222022年大尺寸電池片占比達年大尺寸電池片占比達7474%，166及以下尺寸的需求呈現逐漸萎縮的狀態。20232023年大尺寸的需求占比有望達年大尺寸的需求占比有望達8080%+ +。圖：不同硅片尺寸對比（圖：不同硅片尺寸對比（m

23、m，%）244322519925825274154409203.14%5.70%12.21%80.47%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%05000100001500020000250003000035000400004500050000M2G2M4M6M12面積（mm2）面積相較M2增加385397.1406.94324803.14%2.47%6.17%11.11%0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%10.0%12.0%0100200300400500600M2G2M4M6M12組件功率（W）功率相較M2增加圖：不同硅片相應組件功率對比（圖：不同硅片相應組件功率對

24、比（W，%）資料來源：資料來源：CPIA，天風證券研究所，天風證券研究所2.3.2 2.3.2 硅片發展趨勢硅片發展趨勢2：大尺寸硅片顯著提升功率：大尺寸硅片顯著提升功率資料來源：資料來源：CPIA，天風證券研究所，天風證券研究所142.4 2.4 硅片發展趨勢硅片發展趨勢3 3：薄片：薄片化降本化降本+ +增加開路電壓增加開路電壓 薄片化有利于降低硅耗和硅片成本薄片化有利于降低硅耗和硅片成本，但會影響碎片率但會影響碎片率。目前切片工藝完全能滿足薄片化的需要目前切片工藝完全能滿足薄片化的需要，但硅片厚但硅片厚度還要滿足下游電池片度還要滿足下游電池片、組件制造端的需求組件制造端的需求。硅片厚度對

25、電池片的自動化硅片厚度對電池片的自動化、良率良率、轉換效率等均有影響轉換效率等均有影響。 根據根據CPIACPIA統計統計，2021年，多晶硅片平均厚度為178m，由于需求較小，無繼續減薄的動力，因此預測2025年之后厚度維持170m不變，但不排除后期仍有變薄的可能。P型單晶硅片平均厚度在170m左右，較2020年下降5m。目前，用于TOPCon電池的N型硅片平均厚度為165m，用于HJT電池的硅片厚度約150m，用于IBC電池的硅片厚度約130m。圖：圖：2021-2030 年硅片厚度變化趨勢（單位：年硅片厚度變化趨勢（單位：m）資料來源：資料來源：CPIA中國光伏（中國光伏（2021年版）

26、產業發展路線圖，天風證券研究所年版）產業發展路線圖，天風證券研究所1001201401601802002021年2022年2023年2025年2027年2030年多晶硅片厚度單晶硅片厚度-p型硅片單晶硅片厚度-n型硅片-HJT單晶硅片厚度-n型硅片-TOPCon152.4 2.4 硅片發展趨勢硅片發展趨勢3 3：薄片：薄片化降本化降本+ +增加開路電壓增加開路電壓假設：假設：1）182和和210尺寸硅棒長度均為尺寸硅棒長度均為800mm；2）母線直徑均為）母線直徑均為38m；3）成品率為）成品率為95%；4）鋸縫損失為母線直徑的）鋸縫損失為母線直徑的1.5倍倍測算得到單位測算得到單位kg硅棒切

27、硅棒切182/210硅片分別能切硅片分別能切55.76/42.79片。片。表：單位硅棒表：單位硅棒182和和210尺寸硅片數尺寸硅片數資料來源：智匯光伏公眾號，天風證券研究所（注：硅密度資料來源：智匯光伏公眾號，天風證券研究所（注：硅密度2.32g/cm3）尺寸mm182210硅片面積cm2330.8441硅棒長度mm800800圓棒重量kg61.481.8單晶硅轉換效率%2323單晶硅電池片功率W/片7.61 10.14 硅片厚度m165160母線直徑m3838鋸縫損失m5757單刀理論出片數片36043687成品率%95%95%單刀實際出片數片3423.43502.3圓棒出片量片/kg55

28、.7642.79單棒出片量片/個34233502162.4 2.4 硅片發展趨勢硅片發展趨勢3 3：薄片：薄片化降本化降本+ +增加開路電壓增加開路電壓薄片化帶來降本，但一定程度上也增加碎片率，對良率有一定影響，因此需要技術持續改進。薄片化帶來降本，但一定程度上也增加碎片率，對良率有一定影響，因此需要技術持續改進。根據前頁表格，我們以182mm硅片硅片為例，測算單位公斤硅棒對不同硅片厚度和切片良率對出片數量的敏感性分析：較之于良率，硅片厚度對單位公斤硅棒出片數量影響更大。表表：每公斤：每公斤182硅棒在不同硅片厚度（硅棒在不同硅片厚度（m）與切片良率（）與切片良率（%）的出片數量（片）敏感性分

29、析）的出片數量（片）敏感性分析資料來源：智匯光伏公眾號，天風證券研究所資料來源：智匯光伏公眾號，天風證券研究所良率厚度94%94.5%95%95.5%96%96.5%97%97.5%98%98.5%99%170m54.054.254.554.855.155.455.756.056.356.556.8165m55.255.555.856.156.356.656.957.257.557.858.1160m56.456.757.057.357.657.958.258.558.859.159.4155m57.858.158.458.759.059.359.659.960.260.560.8150m59

30、.259.559.860.160.460.761.161.461.762.062.3145m60.661.061.361.661.962.262.662.963.263.563.9140m62.262.562.863.263.563.864.264.564.865.265.5135m63.864.164.564.865.265.565.866.266.566.867.2130m65.565.866.266.566.967.267.667.968.368.669.0125m67.367.768.068.468.769.169.469.870.270.570.9120m69.269.669.970

31、.370.771.071.471.872.172.572.9172.4 2.4 硅片發展趨勢硅片發展趨勢3 3：薄片化降本：薄片化降本+ +增加開路電壓增加開路電壓薄片化帶來降本，但一定程度上也增加碎片率，對良率有一定影響，因此需要技術持續改進。薄片化帶來降本，但一定程度上也增加碎片率，對良率有一定影響，因此需要技術持續改進。根據前頁表格，我們以210mm硅片硅片為例，測算單位公斤硅棒對不同硅片厚度和切片良率對出片數量的敏感性分析：較之于良率，硅片厚度對單位公斤硅棒出片數量影響更大。表：每公斤表：每公斤210硅棒在不同硅片厚度（硅棒在不同硅片厚度（m）與切片良率（）與切片良率（%）的出片數量（

32、片）敏感性分析）的出片數量（片）敏感性分析資料來源：智匯光伏公眾號，天風證券研究所資料來源：智匯光伏公眾號，天風證券研究所良率厚度94%94.5%95%95.5%96%96.5%97%97.5%98%98.5%99%170m40.540.740.941.141.341.641.842.042.242.442.6165m41.441.641.842.042.342.542.742.943.143.443.6160m42.342.642.843.043.243.543.743.944.144.444.6155m43.343.643.844.044.344.544.745.045.245.445.6

33、150m44.444.644.945.145.345.645.846.046.346.546.7145m45.545.746.046.246.546.746.947.247.447.747.9140m46.646.947.147.447.647.948.148.448.648.949.1135m47.948.148.448.648.949.149.449.649.950.150.4130m49.149.449.749.950.250.450.751.051.251.551.7125m50.550.751.051.351.651.852.152.452.652.953.2120m51.952.2

34、52.552.753.053.353.653.854.154.454.718N型型+單晶片、大尺寸、薄片化硅片發展帶來的設備更新需求：單晶片、大尺寸、薄片化硅片發展帶來的設備更新需求：硅片環節設備：硅片環節設備：前端設備方面，大尺寸硅片的發展趨勢對上游設備更新提出要求，M6是目前部分設備在拉晶和切片環節可以兼容的最大尺寸，若140型號以上的拉晶爐搭配32寸熱場能夠生產M6和210mm產品，部分拉晶和切片設備需要重新購置。目前順應大尺寸化發展趨勢，已經發展至主流160型爐型（210mm向下兼容182mm），熱場尺寸達32寸，單爐投料量達1900kg以上。后端切片環節設備：后端切片環節設備：由硅片

35、環節來看，210mm困難點來自切片設備限制，切片機必須是新上或改造， 2020年開始，部分企業開發并出貨針對G12大尺寸的專用金剛線切割設備，具備高線速、高承載、高精度的切割能力。2.5 2.5 硅片發展趨勢總結硅片發展趨勢總結資料來源：摩爾光伏公眾號，資料來源：摩爾光伏公眾號，CPIA中國光伏行業中國光伏行業2020-2021年度報告年度報告，晶盛機電向特定對象發行股票募集說明書（注冊稿），晶盛機電向特定對象發行股票募集說明書（注冊稿） ，天風證券研究所天風證券研究所3 3硅片設備市場空間：硅片設備市場空間：3 3年翻倍，年翻倍，20252025年為年為752.6752.6億億19203.1

36、3.1 2022/20302022/2030年：保守情況下，全球新增裝機量分別為年：保守情況下，全球新增裝機量分別為195/315GW195/315GW “雙碳”背景下，隨著光伏平價上網時代的到來，全球光伏裝機量高速增長。根據CPIA預測，21年全球光伏新增裝機量將達170GW，全球累計裝機量達到930GW，同比增長28%，過去10年，全球光伏裝機容量由71GW增至930GW，CAGR29.3%。 光政策導向+平價上網促進光伏裝機量增加。根據CPIA預測，2022/2030年保守情況下，全球新增裝機量分別為195/315GW，我國新增裝機量分別為75/105GW；樂觀情況下，全球新增裝機量分別

37、為240/366GW，我國新增裝機量分別為90/128GW。圖：圖：2022-2030年全球光伏新增裝機量預測（年全球光伏新增裝機量預測（GW）資料來源：資料來源：CPIA，天風證券研究所，天風證券研究所195220245270300315240275300330360366190210230250270290310330350370390202220232024202520272030保守情況樂觀情況758085901001059095100110122128708090100110120130140202220232024202520272030保守情況樂觀情況圖：圖：2022-2030年

38、中國光伏新增裝機量預測（年中國光伏新增裝機量預測（GW）21資料來源：資料來源：CPIACPIA，每經網，每經網， 歷年歷年中國光伏產業發展研究報告中國光伏產業發展研究報告，天風證券研究所，天風證券研究所根據根據CPIA預測，樂觀情況下，預計預測，樂觀情況下，預計2022/2025年全球裝機量年全球裝機量240/330GW，CAGR11.20%；保守情況下，預計；保守情況下，預計2022/2025年全球裝機量年全球裝機量195/270GW，CAGR11.46%。預測假設：預測假設：1）全球光伏新增裝機規模的預測數據來自CPIA，假定市場規模為樂觀情況；2）建設1GW光伏硅片產線需要配備2.3億

39、元硅片設備；3）2020年全球光伏硅片產能利用率68%，預計2021-2025年產能利用率分別為68%/68%/68%/ 68%/68%；4）2020年全球光伏硅片需求量/產量78%，預計2021-2025年該比例保持不變；5）由于硅片向大尺寸切換，因此設備更換周期加快，預計2021-2025年設備更換率25%/27%/ 29%/30%/30%；6）全球光伏新增硅片產能以單晶為主，預計2021-2025年單晶硅片占比80%/85%/85%/ 90%/95%；7）光伏設備各環節價值量占比，單晶爐/開方機/磨倒一體機/切片機/分選機分別為67%/5%/4%/20%/4%；基于以上假設，預計基于以上

40、假設，預計2021/2025年，硅片設備市場規模年，硅片設備市場規模363.6/752.6億元；單晶爐設備市場規模億元；單晶爐設備市場規模219/470億元；億元；開方機市場規模開方機市場規模18/38億元；磨倒一體機市場規模億元；磨倒一體機市場規模14.5/30.1億元；切片機市場規模億元；切片機市場規模65.4/140.4億元；分選機市億元；分選機市場規模場規模14.5/30.1億元。億元。3 3.2 2025.2 2025年年硅片硅片設備市場空間為設備市場空間為752.6億億22資料來源：資料來源：CPIACPIA、隆基股份公開發行可轉換公司債券募集說明書、天風證券研究所、隆基股份公開發

41、行可轉換公司債券募集說明書、天風證券研究所3 3.2 2025.2 2025年年硅片硅片設備市場空間為設備市場空間為752.6億億20192019202020202021E2021E2022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E2025E全球光伏新增裝機量（全球光伏新增裝機量（GWGW）115130170240275300330全球光伏硅片需求量（全球光伏硅片需求量（GWGW）149.5169221312357.5390429硅片產能利用率（硅片產能利用率（% %）68%68%68%68%68%68%68%硅片需求量硅片需求量/ /產量（產量（% %）91%78%78%

42、78%78%78%78%硅片產能（硅片產能（GWGW）242319417588674735809單晶硅片產能（單晶硅片產能（GWGW）152.2254.9333.3500.0572.9661.8768.4單晶硅片占比（單晶硅片占比（% %）63%80%80%85%85%90%95%存量替換比例（存量替換比例（% %）20%20%25%27%29%30%30%硅片設備投資額（億元硅片設備投資額（億元/GW/GW）2.32.32.32.32.32.32.3硅片新增產能（硅片新增產能（GWGW）80.30 102.70 78.43 166.67 72.92 88.85 106.62 存量替換產能（存

43、量替換產能（GWGW）32.348.379.7112.5170.6202.2220.6總需求產能（總需求產能（GWGW）112.6151.0158.1279.2243.5291.1327.2硅片設備市場空間（億元）硅片設備市場空間（億元）258.9258.9347.3347.3363.6363.6642.1642.1560.1560.1669.4669.4752.6752.6單晶硅片新增產能（單晶硅片新增產能（GWGW）80.1102.778.4166.772.988.8106.6單晶硅片替換產能（單晶硅片替換產能（GWGW）14.430.463.790.0145.0171.9198.5總需求

44、產能（總需求產能（GWGW）94.5133.1142.2256.7217.9260.7305.1單晶單晶硅片設備市場空間（億元）硅片設備市場空間（億元）217.4306.2327.0590.3501.2599.7701.8單晶爐價值占比（單晶爐價值占比（% %）67%67%67%67%67%67%67%開方機價值占比（開方機價值占比（% %）5%5%5%5%5%5%5%磨倒一體機價值占比（磨倒一體機價值占比（% %）4%4%4%4%4%4%4%切片機設備價值占比（切片機設備價值占比（% %）20%20%20%20%20%20%20%分選機設備價值占比（分選機設備價值占比（% %）4%4%4%4

45、%4%4%4%單晶爐市場空間（億元）單晶爐市場空間（億元）146205219396336402470開方機市場空間（億元）開方機市場空間（億元）13171832283338磨倒一體機市場空間（億元）磨倒一體機市場空間（億元）10.413.914.525.722.426.830.1切片機市場空間（億元）切片機市場空間（億元）43.561.265.4118.1100.2119.9140.4分選機市場空間（億元）分選機市場空間（億元）10.413.914.525.722.426.830.14 4長晶環節核心設備：單晶爐長晶環節核心設備：單晶爐2324資料來源：晶盛機電官網，北方華創官網，北極星太陽能

46、光伏網，天風證券研究所資料來源：晶盛機電官網，北方華創官網，北極星太陽能光伏網，天風證券研究所晶體生長外徑滾磨切片倒角研磨拋光清洗、包裝重要環節高端設備單晶硅生長爐滾磨機切片機倒角機雙面研磨機CMP拋光機清洗設備圖：硅片制備工藝流程圖：硅片制備工藝流程硅片制備的工藝流程包括晶體生長、外徑滾磨、切片、倒角、研磨、腐蝕、拋光等，涉及到單晶爐、滾磨機、切片機、倒角機、研磨設備、CMP拋光設備、清洗設備、檢測設備等多種生產設備。其中，拉晶、研磨和拋光環節是保證半導體硅片質量的關鍵其中，拉晶、研磨和拋光環節是保證半導體硅片質量的關鍵，相應的設備為：相應的設備為：1）晶體生長設備：使用單晶生長爐、多晶鑄錠

47、爐等晶體生長設備，通過直拉法或區熔法生產高純度單晶棒；2）雙面研磨機：滾磨、切片、倒角工序會在硅片表面形成損傷層，使表面粗糙，通過研磨機可去除硅片表面損傷層，達到微米級別的平整度；3）CMP拋光機：使硅片表面達到納米級的微粗程度，進一步獲得更光滑、平整的硅片表面；腐蝕腐蝕機4.1 4.1 硅片制備：晶體生長設備硅片制備：晶體生長設備254.2 4.2 單晶爐：拉晶環節核心設備單晶爐：拉晶環節核心設備 單晶硅生長爐：單晶硅生長爐：是晶體生長環節的核心設備，在真空狀態和惰性氣體保護下，通過石墨電阻加熱器將多晶硅原料加熱熔化，用直拉法生長單晶，也稱“單晶生長爐”或“單晶爐”。 單晶硅生長方法主要有直

48、拉法單晶硅生長方法主要有直拉法（CZ）、區熔法區熔法（FZ）。1）直拉法：直拉法：其中直拉法和區熔法用于制備單晶硅棒材，目前直拉法為生長工藝主流直拉法為生長工藝主流，該方法生產單晶硅占比達該方法生產單晶硅占比達80%+。2）區熔法：區熔法：由于沒有坩堝污染，生長的單晶硅在純度、完整性、微缺陷等各個方面性能良好，區熔單晶硅生長技術門檻較高，但晶體純度、電學性能也更為優越，能滿足較高使用要求，特別是以IGBT功率元器件為代表的新型電力電子器件產業要求。表：表：直拉法與區熔法對比直拉法與區熔法對比資料來源：中為咨詢，全球光伏公眾號，天風證券研究所資料來源：中為咨詢，全球光伏公眾號，天風證券研究所晶體

49、生長方法晶體生長方法直拉法（直拉法（CZ CZ 法）法）區熔法（區熔法（FZ FZ 法）法）方法介紹CZ法的特點是在一個直筒型的熱系統中，用石墨電阻加熱，將裝在高純度石英坩堝中的多晶硅料熔化，然后將籽晶插入熔體表面進行熔接，同時轉動籽晶，再反轉坩堝，籽晶緩慢向上提升，經過引晶、放肩、轉肩、等徑生長、收尾等過程，生長出單晶棒。垂直懸浮區熔法，將一段棒狀材料（如半導體材料、金屬等）垂直固定，用高頻感應等方法加熱使其一段區域熔化，熔體靠表面張力支撐懸浮。豎直移動棒狀材料或加熱器，使熔區移動，在熔區移動過的區域材料冷卻而生成為單晶體。設備直拉爐區熔爐工藝有坩堝，電阻加熱無坩堝、高頻加熱直徑能生長450

50、mm單晶能生長200mm單晶純度氧、碳含量高，純度受坩堝污染純度較高少子壽命低高電阻率中低電阻，軸向電阻率分布不均勻能生產電阻率超過104的單晶應用晶體管、二極管、集成電路高壓整流器、可控硅、探測器、晶體管、集成電路投資投資較小是直拉法的數倍優點工藝成熟，設備簡單；可大規模生產純度很高，電學性能均勻缺點純度低、電阻率不均勻工藝繁瑣，生產成本較高；直徑很小，機械加工性差264.2.1 4.2.1 直拉直拉法法CZCZ：目前主流技術路徑：目前主流技術路徑 直拉法原理：直拉法原理：將髙純度多晶硅放置在石英地垠中加熱熔化，再將單品硅籽晶插入熔體表面，待籽品與垮體培合后，慢慢向上提拉籽晶，晶體便會在籽晶