硅片环节需求旺盛分析

硅片环节需求旺盛分析硅片环节需求旺盛2020年以来，硅片行业呈现明显的产能扩张趋势，为上游金刚石线需求扩容提供了重要驱动力。根据TCL中环2021年年度报告，预计2022年末晶体产能将超过140GW，G12先进产能占比约90%。晶澳科技等头部组件厂商也有着一定规模的以自用为主的硅片产能，这些厂商同样在积极扩产，晶澳科技计划在云南曲靖和内蒙包头各新建20GW硅片项目。此外，京运通、上机数控、双良节能等新势力也依靠自身在光伏设备领域的优势入局硅片领域，近两年发展迅速。我国金刚石线市场金刚石线是将金刚石微粉以一定的分布密度均匀地固结在高强度钢线基体上制成的，主要用于晶体硅、蓝宝石、精密陶瓷等硬脆材料的切割。其中，用于光伏晶硅切片的金刚石线用量最大、占金刚石线总需求量的比例超过90%。光伏产业链上游为硅料的采集及硅片的生产环节，其中硅片切割是硅片生产环节的主要工序，金刚石线可用于硅棒截断、硅锭开方、硅片切割，具有切割速度快、切片效率高、硅料损耗低、环保等优势，能够大幅降低线耗成本。2015年金刚石线锯实现国产化和规模化生产后，产品价格迅速降低，金刚石线凭借高效率、高出片率优势迅速取代游离磨料砂浆线，在光伏硅片切割领域快速渗透，金刚石线需求爆发式增长，拉动线锯用金刚石微粉需求大幅提升。受光伏531新政影响，2H18光伏装机量较预期大幅下降，叠加金刚石线市场竞争加剧，出现供过于求局面，金刚石线需求及价格大幅下降，线锯用微粉销售面临短期波动。光伏新增装机高景气度确定性高。在碳中和、碳达峰目标指引和国家政策扶持下，预计十四五期间，光伏行业发展呈现高景气态势，全球及我国新增光伏装机将有大幅增长。根据CPIA数据，预计2022-2025年，全球光伏年均新增装机将达到232-286GW，我国光伏年均新增装机将达到83-99GW，20-25年全球光伏新增装机容量CAGR为15．7%-20．5%。金刚石微粉作为光伏晶硅切片用金刚石线的主要原材料，市场需求有望持续旺盛。乐观假设下，预计2022-2025年光伏晶硅切割用金刚石线需求分别为1．44/1．89/2．34/2．61亿公里、CAGR达31%；2022-2025年线锯用金刚石由微粉需求量由8．64亿克拉增长至13．07亿克拉、金刚石单晶需求量由28．8亿至克拉增长至43．56亿克拉，21-25年年CAGR达达22%。根据中国磨料磨具工业年鉴，2020年我国工业金刚石单晶+微粉总产量145亿克拉，仅考虑新增光伏晶硅切割线距用金刚石微粉/金刚石单晶需求量，预计至2025年我国工业金刚石单晶+微粉总产量达201．6亿克拉，对应CAGR达6．82%。全球金刚石线行业概况全球能源结构的转型持续推动光伏行业市场需求的增长，进而带动金刚线行业的发展。金刚线，按应用领域分，包括面向半导体行业、蓝宝石行业、磁性材料行业应用的金刚线，切割对象分别为半导体硅片、蓝宝石材料及磁性材料。目前业界存在两种不同类型的金刚线树脂金刚线和电镀金刚线。金刚线采用如电镀或树脂等特殊技术手段，将坚硬的金刚石均匀的固定在钢线上，利用镶嵌有金刚石的钢线和待切割材料之间的相互摩擦作用对硬脆材料进行切割。相对于传统砂浆切割，具有切割速度快、切片品质高、切割损耗小、切割液更环保等优点。金刚石线行业市场现状分析随着电镀金刚石线的制造成品的降低和规模化效应的显现，树脂金刚石线的成本优势也将不复存在。特别是MCCE技术（金属催化化学腐蚀法，即湿法黑硅技术）成功解决了多晶电池表面反射率高的难题，为电镀金刚石线在多晶切片领域大面积推广铺平了道路。金刚线把金刚石的微小颗粒固结在切割钢线上制成的切割线，使用时将金刚线安装于切割机上，启动切割机使金刚线高速转动，固结于其上的金刚石颗粒进行切割，用于硅棒截断、硅锭开方及硅片切割，其切割性能直接影响硅片质量及组件光电转换性能。据统计，金刚线占单晶硅片的成本比重仅1%，占非硅成本仅6．51%。目前金刚线的母线材料为高碳钢，高碳钢丝线径进一步降低可能出现力学性能不足的等问题，实验室证实钨丝线径可以更细、承受更大拉力，是未来金刚线母线材料可能的发展方向之一。531新政后，光伏行业降本增效动力更强，单晶PERC电池转换效率不断提高，金刚线细线化持续推进，单晶较多晶的优势进一步拉大，单晶组件在终端占比不断提升，2020年基本完成对多晶的替代。从发展历史来看，金刚线对切片的降本优势，拉开了单晶替代多晶的序幕，助推光伏行业技术迭代。2021年以来，随着硅料价格不断上涨，光伏硅片、电池片、组件等下游环节硅成本压力持续增加，迫使下游各环节进一步降本。在此背景下，硅片薄片化与金刚线细线化加速推进。金刚线直径及微粉粒度同硅片切割质量及切削损耗量相关，较小的线径和微粉粒度有利于降低切削损耗和生产成本，符合硅片生产环节大尺寸及薄片化的发展趋势。目前受材料特性限制，碳钢母线线径逐步接近其材料的物理极限，进一步细线化存在困难。金刚线竞争格局及技术路线单耗提升叠加下游需求增长，晶硅切割用金刚线需求快速提升。由于硅料价格持续超预期，硅片企业加速推进金刚线细线化，金刚线耗量明显提升。金刚线线径越细切割损耗越小、硅片出片率越高，但线径下降会降低金刚线的拉伸强度，使得金刚线在切割过程中更容易被拉断，硅片企业为避免断线需增加金刚线更换频率，带来金刚线耗量提升。金刚线行业发展趋势相较于碳钢线，钨丝线具备高破断拉力值、高扭转值等优异性能表现，在使用更细的线径后，能够有效降低硅片生产环节的碎片率。在目前硅料价格较高的背景下，尽管钨丝线相较碳钢线单价更高，硅片生产企业使用钨丝线，仍能通过减少切割的硅损耗提升生产效益。金刚线线径越细，锯缝越小，切割时产生的锯缝硅料损失越少，同样一根硅棒可切割加工出的硅片数量越多，制造硅片所需的硅材料越少。金刚线母线直径已由2016年的80μm降至2019年的50μm，相应降低了切割料损。全球范围内，以光伏、风电为代表的可再生能源在全球能源消费结构中的比例不断上升成为全球能源结构转型的发展方向。金刚线是金刚石切割线的简称，还被称为之为钻石切割线或者钻石线。工业上许多硬质材料都是用切割钢线或者更高质量的金钢线来切割的，比如光伏领域的多晶硅切片，单晶硅，晶棒，金钢线是光伏硅片切片过程中的重要耗材，已实现全面应用。光伏目前已成为金刚线最大的应用市场，占总需求量90%以上。金刚线价值量在1-2分/W，略高于硅片生产过程中的坩埚、热场等其他耗材。金刚石线发展趋势和挑战金刚石线是将金刚石微粉颗粒以一定的分布密度均匀地固结在母线（一般为高碳钢丝）上制成的，通过金刚石线与被切割物体间进行高速磨削运动，从而实现切割目的。金刚石线一般有两种制造方式，即用电镀和树脂的方式把金刚石颗粒固定在丝线上所形成的切割线，严格来说叫金刚石切割线，简称金刚石线。金刚石线具有了金刚石微型的锯齿，增加了钢线的切割能力，可以大大加快切割速度及切割能力。目前主流的工艺是电