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光伏切割設(shè)備對應(yīng)光伏產(chǎn)業(yè)鏈的硅片環(huán)節(jié)，拉晶后的硅棒需要先后經(jīng)過截斷、開方、磨倒、切片等工藝最終形成單晶/多晶硅片，該過程所需設(shè)備包括單晶/多晶截斷機、單晶/多晶開方機、磨倒一體機、切片機等。

隨著硅料價格高漲，行業(yè)降本需求凸顯，目前業(yè)內(nèi)158-166mm尺寸硅片仍然占據(jù)較大比重，而182/210mm的大尺寸硅片有助于在不增加設(shè)備和人力的同時增加硅片產(chǎn)出，進而攤低單位成本，具備明顯的成本優(yōu)勢，因此，近年來各大硅片廠商開始加速布局大尺寸硅片產(chǎn)能。

(資料圖片)

根據(jù)CPIA統(tǒng)計，2020年158.75mm和166mm尺寸硅片占比合計達到77.8%，而2020-2021年182mm和210mm大尺寸硅片合計市場份額占比由4.5%迅速增長至45，預(yù)計2022年M10(182mm*182mm)、G12(210mm*210mm)及G12R(210mm*182mm)大尺寸硅片占比呈持續(xù)擴大趨勢，至2022年底，182mm與210mm大尺寸硅片的合計占比將超過75%。

薄片化硅片降低單瓦硅耗，主流硅片厚度持續(xù)降低。硅片薄片化可以在硅片面積不變的情況下壓縮用料，通過降低硅片厚度降低單瓦硅耗，提高硅料使用率，同時薄片化可以提高硅片柔韌性，為下游電池、組件端提供更多可能性。

根據(jù)CPIA統(tǒng)計，2021年p型單晶硅片平均厚度約170μm，較2020年下降5μm；用于TOPCon電池的n型硅片平均厚度約165μm；用于HJT電池的硅片厚度約150μm。2022年主流硅片厚度繼續(xù)減薄，薄片化硅片需求量持續(xù)增加，根據(jù)TCL中環(huán)的單晶硅片價格信息顯示，其公示的硅片中P型硅片厚度為155、150μm，N型硅片厚度為150、130μm。

硅片大尺寸、薄片化降本優(yōu)勢明顯，但是目前部分存量設(shè)備無法將182mm、210mm等大尺寸硅棒切割加工為硅片，且由于大尺寸硅片的碎片率高于小尺寸，傳統(tǒng)存量設(shè)備的切割良率存在較大提升空間。同時，薄片化硅片在生產(chǎn)時更加容易出現(xiàn)碎片、崩邊、線痕明顯、硅片彎曲、邊緣翹曲等質(zhì)量問題。

因此，為在保證切割效率的情況下提高大尺寸、薄片化硅片的切割良率，提高切割穩(wěn)定性和硅片質(zhì)量，光伏切割設(shè)備需要更加先進的切割工藝，從而推動設(shè)備的更新替換需求。

光伏切割設(shè)備規(guī)模持續(xù)增長

占全球總產(chǎn)量的97.29%，是全球硅片是全球光伏產(chǎn)業(yè)鏈中產(chǎn)業(yè)集中度較高的環(huán)節(jié)之一，2021年我國硅片產(chǎn)量為226.6GW，最大的硅片生產(chǎn)國。

截至2021年末，硅片行業(yè)前五大企業(yè)的產(chǎn)量約占市場產(chǎn)量的84%，全球前十大硅片生產(chǎn)企業(yè)均位于我國。隆基綠能、TCL中環(huán)、晶科能源等頭部企業(yè)紛紛宣布硅片擴產(chǎn)規(guī)劃，快速拉升硅片市場需求。截斷機、開方機、磨倒一體機、切片機等光伏切割設(shè)備在硅片制造環(huán)節(jié)中不可或缺，硅片擴產(chǎn)的高確定性，為光伏切割設(shè)備持續(xù)貢獻新增需求。

隨著全球氣候變暖，可再生能源日益受到重視，能源轉(zhuǎn)型推動光伏行業(yè)高景氣發(fā)展，同時為光伏設(shè)備企業(yè)提供了廣闊的市場空間。硅片產(chǎn)能的持續(xù)增長將帶來大量硅片端設(shè)備的需求，因此對光伏切割設(shè)備市場規(guī)模進行測算：預(yù)計2021-2023年新增硅片產(chǎn)能分別為168GW、170GW、184GW，假設(shè)新增光伏切割設(shè)備需求量等于新增硅片產(chǎn)能。

根據(jù)上述條件進行測算2021-2023年光伏切割設(shè)備市場規(guī)模預(yù)計從58.7億元增長至64.4億元。隨著各大光伏企業(yè)不斷公布硅片擴產(chǎn)計劃，未來市場規(guī)模預(yù)計繼續(xù)保持高速增長，光伏切割設(shè)備企業(yè)有望充分收益。

2016年以前，光伏切割設(shè)備市場主要由日本小松NTC、瑞士梅耶博格等國外廠商占據(jù)。近年來，中國高硬脆材料加工設(shè)備發(fā)展迅速，國內(nèi)光伏切割設(shè)備制造企業(yè)技術(shù)水平逐漸提高，產(chǎn)品不斷升級。

目前，國產(chǎn)設(shè)備憑借優(yōu)異的產(chǎn)品性能和出色的綜合性價比，市場份額逐步提升，高測股份、連城數(shù)控、上機數(shù)控、晶盛機電等國內(nèi)廠商已占據(jù)絕大部分光伏切割設(shè)備市場份額，其他國內(nèi)廠商的市場份額相對較低，國外設(shè)備廠商已基本退出市場。

金剛線耗材需求旺盛

金剛線是一種線性切割工具，通過電鍍方法將金屬鎳層沉積在高碳鋼絲基體外圍，金屬鎳層內(nèi)裹有一定密度均勻分布的金剛石顆粒，在高速運動下形成“刀鋒”實現(xiàn)切割效果。

晶體硅、藍寶石、精密陶瓷等材料具有硬度大、較難切割，脆度大、易斷裂特點，金剛線能較好地解決切割問題，因此廣泛應(yīng)用于高硬脆材料行業(yè)。金剛線在2007年左右規(guī)模應(yīng)用于藍寶石切割，2010年左右開始應(yīng)用于光伏晶體硅片切割，目前超過90%的金剛線需求來自于光伏硅片切割。

據(jù)PVInfolink的數(shù)據(jù)顯示，2022年金剛線的市場需求預(yù)計將達到1500億米，2023年金剛線的需求將突破2500億米。我國金剛線行業(yè)起步較晚，2014年以前主要被日本廠商壟斷，國內(nèi)2015年左右實現(xiàn)電鍍金剛石技術(shù)突破，目前只有少數(shù)頭部企業(yè)擁有完整地金剛線生產(chǎn)工藝。

金剛線的生產(chǎn)工藝主要包括母線預(yù)處理、電鍍鎳層、金剛石微粉預(yù)處理、上砂和加厚鍍鎳環(huán)節(jié)。其中微粉處理和上砂工藝有較高的技術(shù)壁壘，微粉處理是對金剛石顆粒進行化學(xué)加工使其獲得一定的質(zhì)量和晶形狀態(tài)（如果金剛石顆粒晶形偏圓則鋒利度會大大降低）。

上砂過程是將金剛石微粉顆粒均勻固結(jié)在母線表面，為了保證切割質(zhì)量的一致性，金剛石微粉顆粒需要在母線上以均勻的密度分布（如果微粉顆粒分布過于密集會造成切割阻力過大出現(xiàn)斷線情況）。同時在上砂時易出現(xiàn)團聚、疊砂的情況，需要生產(chǎn)廠商具備電鍍液控制能力以及高水平的添加劑控制技術(shù)。

傳統(tǒng)砂漿切割利用鋼絲的快速運動將帶有磨料的液體帶入切縫中，磨料受力產(chǎn)生切削作用。在此過程中的碳化硅會被不斷沖刷下來，加工效率較低，并且在鋸切過程中消耗大量的PEG漿料，給污染管理和硅回收造成困難。

碳化硅的莫氏硬度為9.5，使用松散的碳化硅磨粒較難切割更硬的材料，而金剛石的莫氏硬度為10，因此金剛線具有更高的耐磨性，承受更大的切削力。鋼線高速運動帶動金剛石以相同速度運動，產(chǎn)生的切割能力以及切割效率遠勝砂漿切割，另外相比PEG懸浮液，水基切割液產(chǎn)生的有害廢物更少，更容易在鋸縫中回收硅泥。

硅料價格攀升使得降本需求不斷提高，硅片薄片化可以降低單位硅耗，切割工藝上則需要更細的金剛線。更細的金剛線能夠降低在切割過程中的鋸縫硅料損失，使得同等規(guī)格下的硅棒切出更多的硅片。并且在相同切割工藝下，金剛線越細，外覆的金剛石微粉顆粒越小，切割過程中對硅片表面的損傷越小，硅片TTV等質(zhì)量指標更優(yōu)。

光伏行業(yè)需求快速增長背景下，硅料價格受供需關(guān)系影響維持高位，硅片廠商需要新型金剛線技術(shù)降低切割成本。目前碳鋼金剛線的線徑已接近產(chǎn)業(yè)化極限，鎢絲金剛線線徑具有更細的理論水平。鎢絲金剛線具有更高的韌性和破斷力，能夠有效降低硅片損耗，適合切割大尺寸、薄片化硅片。

但從經(jīng)濟性上來看，鎢絲線單位成本是碳鋼線的4-5倍，市場上鎢絲線平均45元/公里，高碳鋼絲母線是10元/公里。同時鎢絲母線存在單軌長度不匹配的問題，鎢絲單軌較短在60-80公里左右，較難突破100公里，而高碳鋼絲在200公里左右。

綜合來看，鎢絲金剛線的規(guī)模應(yīng)用將取決于鎢絲降本空間和高于碳鋼金剛線效能的收益。