2023年度机械行业投资策略分析报告：顺势而为高景气赛道技术趋势

证券研究报告

|行业策略2022年01月15日顺

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略打造极致专业与效率01

光伏：技术迭代多样，聚焦铜电镀、钙钛矿等新兴技术风电：通缩背景下聚焦0-1新技术，关注“滑替滚”及海上风电锂电：复合集流体是行业方向，大储商业模式优化带来新机遇通用自动化：步入被动去库存阶段，政策+业绩双轮驱动机器人：蓝海市场，关注人形机器人和手术机器人市场02030405目录CONTENTS21光伏：技术迭代多样，聚焦铜电镀、钙钛矿等新兴技术硅料价格下降，带动整体产业链价格下降，激发设备需求1.1目录CONTENTS铜电镀：具备降本增效的底层逻辑，未来有望大量应用1.21.3钙钛矿：或为光伏终极技术路线，产业化从0到13回顾：硅料供需错配，价格大幅上涨➢

2021年硅料价格大幅上涨。主要原因是硅料扩产周期长（1.5-2年）、产能弹性低，而硅片、组件、电池片扩产周期短（3-6个月）、产能弹性高，因此会出现硅料供需错配，导致价格大幅上涨。➢

硅料涨价幅度最大，硅片、电池片、组件提价幅度显著小于硅料。根据光伏行业综合价格指数(SPI)，2021年，多晶硅涨价143%，硅片涨价54%，电池片涨价35%，组件涨价9%。图表1：光伏行业综合价格指数(SPI):多晶硅、硅片、电池片、组件价格拟合光伏行业综合价格指数(SPI):多晶硅2014年5月30日=100光伏行业综合价格指数(SPI):硅片光伏行业综合价格指数(SPI):电池片光伏行业综合价格指数(SPI):组件2001801601401201008060402004资料：Wind，国盛证券研究所回顾：2021年硅料价格暴涨，对产业链各环节的盈利有何影响？➢

硅料环节毛利率大涨，硅片毛利率略下降，电池片、组件毛利率承压。图表2：2021年光伏产业链各环节毛利率变动情况一览产业链环节21年毛利率同比公司名称通威股份大全能源新特能源中晶科技隆基绿能京运通21年毛利率66.7%65.6%58.7%49.6%27.6%26.8%22.7%20.8%13.1%12.3%8.8%同比32.0%32.4%39.4%1.7%-2.8%8.3%3.4%5.3%-公司名称兰石重装协鑫科技21年毛利率同比19.0%---多晶硅64.1%34.0%上机数控双良节能协鑫科技阳光能源19.7%-6.3%-12.1%---硅片22.8%6.7%-1.0%-7.9%--中环股份晶科能源钧达股份横店东磁通威股份爱旭股份阳光中科隆基绿能晶澳科技晶科能源中环股份天合光能正信光电航天机电星帅尔晶科能源易成新能聆达股份中来股份2.6%2.3%-1.3%-4.3%-5.6%-8.9%-7.8%-5.7%-9.1%-0.4%-3.5%-1.9%-9.5%-电池片-25.7%-19.1%5.4%3.3%17.1%14.2%13.4%13.3%12.4%11.2%10.0%8.6%正泰电器博威合金协鑫集成太阳能6.5%5.6%5.4%1.8%1.1%0.2%-2.4%-5.0%-8.7%--4.3%-14.4%-4.3%3.4%-2.5%-3.6%-1.2%-东方日升中利集团亿晶光电爱康科技嘉寓股份阿特斯-8.0%-2.3%-2.8%-3.1%-8.4%组件12.4%-2.3%拓日新能海泰新能阳光能源7.7%3.2%-1.4%-7.5%-：黑鹰光伏，国盛证券研究所资料5-回顾：硅料价格上涨，光伏产业链中下游环节盈利承压➢

硅料价格上涨，压缩电池片、组件的盈利空间。主要系硅料为下游电池片、组件的主要成本构成，同时硅料的竞争格局更佳，议价能力更强。图表3：硅料价格和硅片环节盈利能力拟合图表4：硅料价格和电池片环节盈利能力拟合进口价格:多晶硅(美元/千克）中环股份毛利率（右轴）平均毛利率（右轴）隆基绿能毛利率（右轴）晶科能源毛利率（右轴）进口价格:多晶硅(美元/千克）晶科能源毛利率（右轴）平均毛利率（右轴）通威股份毛利率（右轴）353025201510530%25%20%15%10%5%353025201510535%30%25%20%15%10%5%00%00%图表5：硅料价格和组件环节盈利能力拟合：黑鹰光伏，Wind，国盛证券研究所资料：Wind，公司年报，国盛证券研究所资料进口价格:多晶硅(美元/千克）晶澳科技毛利率（右轴）晶科能源毛利率（右轴）隆基绿能毛利率（右轴）天合光能毛利率（右轴）平均毛利率（右轴）353025201510535%30%25%20%15%10%5%00%6资料：Wind，公司年报，国盛证券研究所回顾：硅料价格上涨，光伏产业链中下游环节盈利承压➢

硅料为下游硅片、电池片、组件的主要成本构成。硅片成本中硅料占比86%，电池片成本中硅片占比74%，组件成本中电池片占比61%。图表6：硅片成本构成图表7：电池片成本构成10%1%1%3%2%2%1%2%5%7%1%硅片正银背银背铝2%3%硅料电力坩埚冷却液金刚线其他折旧热场电力化学试剂其他74%86%图表8：光伏组件成本构成3%

3%4%5%电池片玻璃铝边框背板EVA7%其他8%61%接线盒焊带9%7资料：

OFweek产业研究中心，国盛证券研究所回顾：硅料价格上涨，光伏产业链中下游环节盈利承压➢

硅料集中度更高，议价能力更强。在产能方面，硅料CR5达到85%，电池片CR5仅仅为58%，组件CR5为61%。图表9：2021年硅料竞争格局图表10：2021年硅片竞争格局14%23%25%通威股份大全能源东方希望天宏瑞科保利协鑫新特能源亚洲硅业其他29%隆基股份协鑫科技晶澳科技美科股份中环股份晶科能源上机数控其他5%7%8%2%3%13%21%8%8%8%14%12%资料：CPIA，全球光伏，新京报，能源一号，新浪财经，公司年报，国盛证券研究所资料：CPIA，公司年报，国盛证券研究所图表11：2021年电池片竞争格局图表12：2021年组件竞争格局11%13%通威股份爱旭股份晶澳科技润阳股份东方日升隆基绿能隆基股份晶科能源阿特斯天合光能9%39%天合光能晶科能源阿特斯其他11%10%晶澳科技东方日升亿晶光电其他41%9%8%中利集团尚德电力3%7%8%2%3%6%5%5%2%4%

4%资料：CPIA，北极星太阳能光伏网，公司年报，公司公告国盛证券研究所资料：CPIA，公司年报，公司公告，国盛证券研究所8展望：硅料价格触顶回落，电池片、组件盈利有望改善展望后市：硅料价格触顶回落，产业链中下游盈利有

图表13：2019-2021年光伏产业链各环节CR5望改善。201920202021100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%➢

新增产能逐步释放，硅料价格触顶回落：随着国内硅料企业加大扩产步伐，硅料供需格局逐渐改善，2022年11月底，硅料价格触顶回落，已开启下行通道。88%87%88%84%73%69%63%55%53%

54%43%➢

电池片、组件盈利有望改善：上游硅料价格下降，产业链利润向电池片和组件转移。此外，电池片和组件行业集中度有所上升，议价能力相应提高，有望充分吸收硅料降价带来的收益。38%多晶硅CR5硅片CR5电池片CR5组件CR5资料：CPIA，国盛证券研究所图表14：硅料产能预计图表15：主要企业硅料产能预计硅料产能（万吨）202020212022E2023E3008182335通威股份大全股份协鑫科技新特能源25020015010050710.57.77.84410.53615.559.74.23.622.812.181.624.60CR4产能合计134.8201420152016201720182019202020212022E2023E9资料：中国有色金属工业协会硅业分会，国盛证券研究所资料：公司公告，国盛证券研究所展望：硅料降价，激发终端装机量，提振光伏设备需求➢

2022年11月以来，硅料价格触顶回落，硅片、电池片、组件价格均有下降。根据PVInfoLink的数据，2022年12月14日，多晶硅均价为277元/千克，与今年以来至高点相比-8.58%；210、182、166硅片价格为8.10元/片、6.15元/片、5.60元/片，与今年来至高点相比分别-19.08%、-18.87%、-11.25%。210、182、166电池片价格为1.22元/瓦、1.23元/瓦、1.2元/瓦，与今年来至高点相比分别-8.96%、-8.89%、-8.40%

；组件均价为1.93元/瓦，与今年来至高点相比相比-2.53%。图表16：现货价(平均价):多晶硅(致密料)（元/千克）图表17：现货价(平均价):单晶硅片（元/片）多晶硅

致密料单晶硅片-166mm/150μm单晶硅片-210mm/150μm单晶硅片-182mm/150μm3002902802702602502402309.58.57.56.55.54.5图表19：现货价(平均价):单面单晶PERC组件（元/瓦）图表18：现货价(平均价):单晶PERC电池片（元/瓦）182mm单晶PERC组件210mm单晶PERC组件单晶PERC电池片-166mm/22.9%+单晶PERC电池片-182mm/22.9%+单晶PERC电池片-210mm/22.9%+1.981.961.941.921.91.351.31.251.21.151.11.881.861.0510资料：PVInfoLink，国盛证券研究所展望：硅料降价，激发终端装机量，提振光伏设备需求➢

光伏高景气延续，CPIA上调装机预期。根据CPIA数据，2021年全球光图表20：全球/中国光伏新增装机量预测伏新增装机170GW，远超2020年的40GW。此外，光伏产业各环节成本将持续下降，有利于光伏市场快速发展。2022年12月，CPIA将2022年国内及全球新增装机量预测值均提高了10GW，即2022年全球新增装机量为205-250GW，国内新增装机量为85-100GW。中国装机量保守情况（GW）全球装机量保守情况（GW）中国装机量乐观情况（GW）全球装机量乐观情况（GW）40035030025020015010050➢

硅料降价激发终端装机量，装机增加带动电池片、组件扩产，提振光伏设备需求。我们预计2023年全球光伏新增装机量可达330-370GW，国内新增装机量可达130-150GW。由此带动电池片、组件扩产，提振光伏设备需求。020112012201320142015201620172018201920202021

2022E

2023E图表22：硅料、硅片、电池片、组件的产能预测图表21：硅料降价将激发终端装机量提升装机需求提升2022E2401.2288552023E3501.242055产业链需求提升装机量（GW）容配比组件产量（GW）装机成本下降产业链价格降低硅料产能不足%组件产能利用率（

）组件产能（GW）冗余度5231.17631.1电池片产量（GW）电池片产能利用率（%）电池片产能（GW）冗余度316605281.0533265462607701.0548565硅料价格降低硅料价格上升产业链价格提升硅料产能释放硅片产量（GW）硅片产能利用率（%）装机需求下降装机成本提升硅片产能（GW）冗余度5111746111资料：CPIA，国盛证券研究所硅料产能（万吨）11

01621光伏：技术迭代多样，聚焦铜电镀、钙钛矿等新兴技术硅料价格下降，带动整体产业链价格下降，激发设备需求1.1目录CONTENTS铜电镀：具备降本增效的底层逻辑，未来有望大量应用1.21.3钙钛矿：或为光伏终极技术路线，产业化从0到112铜电镀降本增效优势明显➢

降本方面：电镀铜技术使用金属铜代替全部的金属银，铜材料价格低廉，并且双面金属化可以同时完成，电镀铜技术的应用可以在银包铜技术路径的基础上，进一步降低异质结电池成本。未来电镀银技术成熟度提高后，预计可以使得异质结电池成本低于PERC电池。根据我们的测算，传统HJT丝网印刷工艺的成本为0.271元/瓦，而HJT铜电镀工艺的成本为0.135元/瓦，HJT铜电镀单瓦成本相比较于传统丝网印刷工艺降低50%左右。图表23：HJT电镀铜工艺降本测算传统HJT丝网印刷成本理想状态下HJT铜电镀成本效率25%25.2%功率（瓦）5.515.56物料成本（元/瓦）浆料0.21600.00000.01100.00000.00000.00000.02000.00200.01800.0450PVD铜网版药液掩膜（湿膜印刷）直接人工与制造费用（元/瓦）人工能耗0.00280.02200.01900.27100.00280.01100.03600.1350折旧综合成本13资料：产业调研，国盛证券研究所测算铜电镀降本增效优势明显➢

提效方面：纯铜栅线保证高导电性，低线宽减少功率损耗。转换效率方面，采用铜栅线工艺的电池电阻率更低、栅线线宽小，且栅线平整度高，整体的电池转换效率比原有银栅线提高约0.3%~0.5%，具有效率优势：1）纯铜电阻率低于银浆：由于现有异质结生产工艺中使用的并非是纯银，而是由银粉与有机载体形成的混合物银浆，电阻率高于纯银，且其中含有的不导电的有机物固化后附着在电池片表面会进一步提高电阻率，使得银浆的电阻率在5-10Ω/m。而电镀铜工艺中使用的铜栅线为纯铜，纯铜的导电率仅次于纯银，且远远超过其它所有金属，制成铜栅线后电阻率为1.7Ω/m，导电性优于银浆栅线。2）铜电镀线宽更小：银浆的流动性会使栅线向两边塌陷，使得传统丝网印刷银栅线的线宽被限制在30-40μm。电镀铜工艺中，在铜进行沉积时，会有研磨形成的图形来紧紧限制铜的宽度，可以使铜栅线保持良好形貌，线宽可以做到15-20μm。铜栅线的最小线宽减小，使栅线密度提高，可以较大程度地减少横向电流功率损耗和细栅线遮光功率损耗，从而减少电极引起的总功率损耗，入射光利用率提高。3）铜电镀平整度更高：由于银栅线采用印刷工艺，难以避免栅线表面形成的凹凸坑洼以及扩散现象。铜栅线为沉积形成，平整度显著提高，且避免了扩散，对电池性能影响较小。图表24：低温银浆丝网印刷与铜电镀对比图表25：银栅线与铜栅线线宽对比低温银浆+丝网印刷铜电镀主栅正面银浆5797.00

元/千克主要原材料成本

细栅正面银浆6499.00

元/千克（截至2022.12.09）电解铜66.95

元/千克（截至2022.12.09）数控电阻率线宽银浆5-10Ω/m铜栅线1.7Ω/m≤20um4-5轴30-40um-效率提升流程工艺0.3-0.5%工序相对简单工艺流程复杂，涉及环保问题稳定性银难被氧化，银栅线不易脱落

铜易被氧化，铜栅线易脱落14资料：上海有色网，全球光伏公众号，SPIC，腾讯新闻，国盛证券研究所铜电镀的制作工艺与流程➢

HJT铜电镀制作工艺主要为图形化与金属化两大环节，分为五大主要步骤。➢

第一步，沉积种子层。若镀层直接与TCO接触，附着性较弱，铜电极容易脱落，会影响后续的组件焊接的可靠性，因此需要一层种子层来增加结合力。➢

第二步，图形化。在种子层上制作电极的形貌。喷涂感光胶，并通过LDI

曝光机、显影机进行曝光显影。➢

第三步，铜电镀。按照曝光显影后的图形，进行双面电镀铜。即在种子层上面电镀铜+电镀锡、或者电镀铜+化学锡、或者电镀铜+化学银等等。电镀的铜主要起导电作用，锡和银主要起焊接和保护作用，因为（1）铜很容易被氧化，需要锡或者银保护；（2）铜本身不能焊接，需要用锡和银起焊接作用。➢

第四步，去除感光胶。第二步为了图形化，喷涂了感光胶，需要将剩余的感光胶去除。➢

第五步，蚀刻种子层。需要将第一步剩余的种子层去除。图表26：HJT太阳电池电镀铜电极结构图表27：HJT太阳电池电镀铜电极工艺n型单晶硅片n型单晶硅片n型单晶硅片电镀电极基底12：

图形化：双面沉积种子层p型掺杂非晶硅透明导电薄膜本征非晶硅层n型单晶硅片n型掺杂非晶硅电镀种子层电镀粘合层电镀传导层电镀焊接层n型单晶硅片n型单晶硅片n型单晶硅片3：

双面铜电镀4：

去除感光胶5：

刻蚀种子层资料：《硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究》，国盛证券研究所15布局铜电镀路线的电池厂商图表28：布局铜电镀路线的电池厂商各大电池商积极布局铜电镀路线。公司名称时间最新进展➢

隆基绿能持有多项电镀技术专利，包括晶硅太阳电池电极的电镀装置、一种电镀夹具及电镀装置、一种单面电镀设备等。➢

爱旭股份全资子公司“深圳赛能”推出新一代N型ABC电池及组件产品系列

，

开

发

出低成本无银化金属涂布技术，实现无银生产。➢

海源复材投产2.7GW异质结电池路线，用于验证铜电镀等先进技术，一期1GW预计投产时间为2023年3月，其中的600MW异质结产线预计于2022年12月-2023年1月进行产线调试。➢

国家电投中央研究院对对电镀技术研究成熟：2017年成立全资子公司进行C-HJT技术研发工作；2018年正式引入100MW铜异质结电池研发中试线设备，并落地南昌；2021年

，

公司

产品

平

均转

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率超

过24.5%，达到国际先进水平；

2022年8月，公司成功引入战略投资方灵骏新能源，为后续异质结铜电镀技术的产业化落地奠定基础。公司持有多项电镀技术专利，包括一种电镀线切割硅片用主导线辊、晶体硅太阳电池电极的电镀装置、一种电镀夹具及电镀装置、一种单面电镀设备等。隆基绿能2016-2020年爱旭股份全资子公司“深圳赛能”推出新一代N型ABC电池及组件产品系列，开发出低成本无银化金属涂布技术，实现无银生产。爱旭股份海源复材2022年2.7GW异质结项目：第一期1GW预计投产时间为2023年3月；第二期1GW预计投产时间为2024年1月，第三期0.7GW预计投产时间为2024年12月。该项目将逐步验证铜电镀等先进技术。2022年8月预计电镀设备进场后，整线将于2022年12月-2023年1月进行装机调试。国电投中央研究院在2017年成立全资子公司国家电投集团新能源科技有限公司，之后开展“高效铜栅线晶体硅异质结（C-HJT）光伏电池研究及量产技术开发”创新研发课题，进行C-HJT技术研发工作，并于2018年正式引入100MW铜异质结电池研发中试线设备，同年项目落地南昌。2021年，公司C-HJT电池产品平均转换效率超过24.5%，达到国际先进水平。2022年8月，公司成功引入战略投资方灵骏新能源，标志着其自主研发的高效铜栅线异质结光伏电池得到了资本市场的认可，为后续异质结铜电镀技术的产业化落地奠定基础。国家电投集团新能源科技有限公司2022年8月资料：公司公告，公司公众号，国盛证券研究所16布局铜电镀路线的设备厂商电镀铜产业化加速，预计2025年或可批量生产。图表29：布局铜电镀路线的设备厂商公司名称时间最新进展捷佳伟创

2022年1月

公司在电镀铜技术有所布局研发。东威科技

2022年7月

公司光伏电镀铜设备的镀铜速度达到6000片/小时。➢

捷佳、迈为等龙头设备商积极布局电镀铜工艺。宝馨科技

2022年9月

与迈为合作签约，在异质结专用设备、铜电镀等领域展开合作。➢

东威科技的电镀设备已基本满足光伏行业所需的最低速度—6000片/小时；罗博特科推出有别于目前传统的垂直升降式电镀、垂直连续电镀、水平电镀的第4种电镀方案，于2022年12月完成了业界首创新型铜电镀装备交付；捷得宝是电镀铜设备的供应商，国内外客户正在验证捷德宝的电镀设备。➢

芯碁微装拟针对定增预案的光伏部分规划一条电镀铜中试验证线；苏大维格光刻设备可应用于铜电镀，正与相关产业方就量产应用展开合作。2022年9月

与宝馨合作签约，迈为异质结整线设备将上线宝馨怀远项目。迈为股份2022年11月

迈为与SunDrive研发无种子层电镀工艺，无银异质结电池转换效率达到26.41%。公司于2022年12月完成了业界首创新型异质结电池铜电镀装备交付，产品基于罗博特科

2022年12月

公司独创量产型方案进行研发，具有完全自主知识产权，重点解决目前生产中产能低、运营成本高等核心问题。捷得宝是电镀铜设备的供应商，国内外有12家客户在做电镀铜设备的验证（8家HJT,4家TOPCon)。捷德宝

2021年11月公司定增预案在直写光刻设备产业应用深化拓展项目中表示：预计项目达产后芯碁微装

2022年9月

将形成年产210（台/套）直写光刻设备产品的生产规模，推动公司拓宽光伏业务。苏大维格

2022年8月

公司光刻设备可应用于铜电镀，正与相关产业方就量产应用展开合作。公司主要布局电镀化学工艺前的激光开槽，已有电镀铜激光设备量产订单。电帝尔激光

2022年8月

镀铜环节对激光的精准性工艺要求较高，保证精细的开槽无损伤，同时实现后续铜离子较好吸附。资料：公司公告，公司公众号，国盛证券研究所171光伏：技术迭代多样，聚焦铜电镀、钙钛矿等新兴技术硅料价格下降，带动整体产业链价格下降，激发设备需求1.1目录CONTENTS铜电镀：具备降本增效的底层逻辑，未来有望大量应用1.21.3钙钛矿：或为光伏终极技术路线，产业化从0到118钙钛矿电池工作原理和基本结构图表32：钙钛矿电池工作示意图（反式为例）➢

钙钛矿电池工作原理：阳光照在电池上，光子能量高于带隙时，钙钛矿层吸收光子并产生“电子-空穴对”。电子传输层将分离出的电子传输到负极上；空穴传输层则将空穴传输到正极上，在外电路形成电荷定向移动，从而产生电流。图表30：钙钛矿电池微观工作原理➢

钙钛矿电池基本结构：按结构分为平面正式(nip)/平面反式(pin)/介孔三种。正式和反式的区别在于，电子传输层与空穴传输层的位置发生调换，且在这两层使用的物质有所不同。资料：光伏产业通，国盛证券研究所资料：材新社，国盛证券研究所图表31：平面正式/平面反式/介孔钙钛矿电池结构➢

平面钙钛矿电池基本结构：包括透明电极(导电玻璃)/电子传输层(ETL)/钙钛矿层/空穴传输层(HTL)/金属电极共5层。➢

介孔钙钛矿电池基本结构：介孔电池结构较为多样，一种基本结构为透明电极(导电玻璃)/电子传输层(ETL)/介孔(使用TiO2等)+钙钛矿层/空穴传输层(HTL)/金属电极。资料：材新社，国盛证券研究所19钙钛矿电池制作工艺与流程图表35：钙钛矿电池制备流程（以反式结构为例）➢

钙钛矿工艺流程包括薄膜制备、激光刻蚀、封装三大步。以反式结构为例，制作钙钛矿电池的薄膜制备流程为：在玻璃上沉积透明导电层、沉积空穴传输层、沉积钙钛矿层、沉积电子传输层、沉积电极层/背电池制备。此外，还需要在沉积各层前后进行激光划刻，使钙钛矿电池形成串联结构。最后进行P4激光清边起绝缘作用，并进行封装使电池与外界隔绝。步骤1工艺流程及作用在玻璃上镀透明导电膜(ITO/FTO等)导电玻璃清洗工艺设备镀膜/涂布玻璃清洗机激光器23P0激光标记(打标，如标记电池ID等)P1激光划刻(划刻透明导电膜)镀空穴传输层➢

制备工艺多样化，尚无具体的主导路线出现。以薄膜制备为例，该环节是目前钙钛矿工艺最重要关键点之一。钙钛矿材料结晶时间短，生产中的工艺窗口时间只有几秒，而一个坏点、灰尘都可能影响整个电池面板的效率，因此形成致密平整、大面积的高质量薄膜是关键。从具体技术选择看，薄膜沉积工艺多样，尚无唯一的主导路径出现。此外，在其它工艺环节、以及材料和电池结构选择上，各厂家也拥有不同的尝试空间。4激光器5镀膜/涂布镀膜/涂布干燥机6镀钙钛矿层7干燥(使钙钛矿溶液快速结晶，湿法用)镀电子传输层8镀膜/涂布激光器图表33：钙钛矿电池激光划刻示意图图表34：钙钛矿电池反式结构电极层9P2激光划刻(划刻钙钛矿+电子+空穴传输层)镀电极层10通常为真空镀膜电子传输层钙钛矿层空穴传输层导电层P3激光划刻(刻划钙钛矿+电子+空穴传输层+电极层)11激光器P4激光清边(去除指定区域所有镀膜层，起绝缘作用)1213激光器玻璃封装(层压)封装设备资料：大族光伏公众号，国盛证券研究所资料：财新社，大族光伏公众号，国盛证券研究所资料：材新，券商中国，华夏能源网，国盛证券研究所20主要钙钛矿设备公司及布局进展镀膜设备：主要企业包括京山轻机(全资控股晟成光伏)、捷佳伟创、众能光电等。镀膜设备可应用在透明导电薄膜、空穴传输层、电子传输层、钙钛矿层、背电极的沉积。设备包括磁控溅射(PVD)/等离子源(RPD)/原子层沉积(ALD)/化学气相沉积(CVD)/蒸镀设备等。其中PVD/RPD设备技术在HJT等已有应用。➢

PVD：磁控溅射，Ar离子在电场作用下飞向阴极靶，轰击靶表面使靶材溅射出的靶原子或分子沉积在基体上形成薄膜。设备价格较低，工艺较稳定，但溅射方式对膜层损伤较大。➢

RPD：反应式等离子体镀膜，等离子体经磁场引导轰击靶材，使靶材原子升华后沉积到基体上。RPD对膜层损伤小，价格较高。图表36：镀膜设备公司情况公司公司信息订单进展2022年7月首台钙钛矿量产设备出货，并再次中标量产型RPD订单。此外，获得订单包括某央企研究院钙钛矿低温低损薄膜真空沉积设备、某国家科学院反应式等离子镀膜设备、某全球头部光伏企业钙钛矿电池蒸镀设备订单捷佳伟创开发并获得了狭缝涂布/PVD/RPD/蒸发镀膜等设备订单。整线设备处于研发阶段京山轻机布局PVD溅射/ALD/等镀膜设备及玻璃清洗/钙钛矿干燥/组件封装设备等，产品包括实验室小体积/中试线较大设备。2021年5月子公司晟成光伏与协鑫光电签署合作协议，联合开发

2022年6月“团簇型多腔式蒸镀设备”已量产并交付（全资控股晟成钙钛矿与叠层电池的工艺及相关制造设备光伏)在建钙钛矿组件生产线产能达200MW。光伏/半导体/泛半导体领域的设备供应供商。供应钙钛矿设备包括喷雾热解镀膜机/玻璃切割机/高精度涂布机/激光刻蚀机/真空蒸镀机/磁控溅射机/PECVD/SALD等。拥有近20项发明和专利2021年钙钛矿激光划线刻蚀设备出货50台，钙钛矿PVD设备出货30台。众能光电隶属于中国电子科技集团有限公司，中电科电子装备集团有限公司的子公司。光伏系统集湖南红太阳

成服务商，与中国能建/中国电建/华能集团/三峡集团等合作。已经掌握了低损伤磁控溅射技2022年7月，首台钙钛矿电池用PVD及ALD镀膜设备发货术与大面积原子层沉积技术，具备提供100MW级别量产解决方案的能力业务面向光伏/显示/半导体/LED等行业，着力发展泛半导体高端装备。主持和参与国家重点

量产设备Inline大尺寸钙钛矿真空镀膜机已交付国内钙钛矿电池产业合肥欣奕华四盛科技弗斯迈研发计划项目4项，承担国家电子信息产业振兴和技术改造专项2项知名公司投入生产。2020年中标华能钙钛矿中试研发项目真空沉积（PVD）系统设备采购主要业务为真空设备(如真空镀膜机等)研发和销售生产可提供钙钛矿光伏整线解决方案。拥有成熟后道封装产线设备，激光划线设备已进入试机阶段，涂布/PVD设备等在研发中科晶智达资料提供钙钛矿太阳能电池研发实验制备，提供钙钛矿镀膜机等：公司官网，公司公众号，国盛证券研究所21主要钙钛矿设备公司及布局进展涂布设备：主要企业包括德沪涂膜、众能光电、大正微纳等。涂布设备主要应用在钙钛矿层制备，其它薄膜层根据材料选择也可应用。➢

夹缝涂布：在一定压力和流量下，涂布液沿着涂布模具的缝隙被挤压喷出沉积到基体上。速度较快，可控性高，在工业中广泛应用，前景广阔。➢

刮涂法：通过刮板将钙钛矿溶液分散到基体并干燥形成薄膜。图表37：涂布设备公司情况图表38：夹缝涂布示意图公司名称公司信息2016年成立，打破长期以来狭缝涂布高端装备被日、韩企业主导的格局，已开发出研发、中试、量产核心涂膜设备系统数十种。德沪涂膜光伏/半导体/泛半导体领域的设备供应供商。开发设备包括狭缝涂布/激光刻蚀/磁控溅射/真空制晶/热蒸发系统/封装/清洗等设备。众能光电大正微纳弗斯迈连续刷新柔性钙钛矿太阳能电池效率的世界记录，2020年认证光电转换效率已经突破21%。目前已产出40*60cm钙钛矿太阳能电池组件。图表39：德沪涂膜夹缝涂布设备提供钙钛矿光伏定制化整线解决方案，狭缝涂布设备研发中。2016年协鑫集团并购厦门惟华光能并成立苏州协鑫纳米，2020年底成立昆山协鑫光电开始筹建100

MW量产生产线(保利协鑫100%控制协鑫纳米，协鑫纳米持有协鑫光电51.5%股权)。公司拥有钙钛矿薄膜的涂布装置/钙钛矿电池及其制备方法等发明专利。协鑫光电日本东丽公司拥有狭缝喷嘴涂布机。美国nTact全球领先的钙钛矿涂膜设备企业，最早聚焦解决大面积涂膜问题。在光学薄膜及锂电池领域拥有丰富的应用经验，生产光学薄膜/锂电池/高精度/狭缝涂布机设备韩国三兴机械

等，是三星/SK/LG设备供应商，在中国拥有事务所山东赢创机械，驻有韩国工程师提供24小时到位的售后服务。资料：公司公众号，国盛证券研究所资料：公司官网，公司公众号，企查查，国盛证券研究所22主要钙钛矿设备公司及布局进展封装设备：主要企业包括京山轻机、弗斯迈、众能光电等。封装将电池和外界环境隔绝开来，对决钙钛矿光伏器件的稳定性、电池安全、环保和使用寿命至关重要。国内主要设备厂商包括京山轻机、弗斯迈、众能光电等。图表40：封装设备公司情况图表41：晟成光伏层压机公司公司信息全资子公司晟成光伏提供电池/硅片制造设备、组件制造整体解决方案，满足常规/双玻/半片/MBB/叠瓦等不同需求，拥有自动贴胶带机/层压机/自动装框系统等，曾获得隆基股份“战略合作伙伴”/天合光能“最佳协同奖”/华中科技大学战略合作，光伏组件智能化产线获得“国家级制造业单项冠军”，产品远销全球20多个国家和地区。2021年5月，晟成光伏与协鑫光电签署钙钛矿叠层电池技术合作开发协议，目前项目稳步推进中。京山轻机

(全资控股晟成光伏)资料：公司官网，国盛证券研究所图表42：晟成光伏自动装框系统弗斯迈提供钙钛矿光伏定制化整线解决方案/BIPV组件整线解决方案。光伏/半导体/泛半导体领域的设备供应供商，客户包括中国华能、国家电投、宁德时代等，合作高校包括清华大学、厦门大学、华中科技大学、澳门大学等。开发设备包括狭缝涂布/激光刻蚀/磁控溅射/真空制晶/热蒸发系统/封装/清洗等设备，其中用于封装的设备为等离子增强化学气相沉积系统（PALD）、层压机等。众能光电资料：公司官网，国盛证券研究所资料：公司官网，公司公众号，国盛证券研究所23光伏设备--标的推荐光伏：硅料价格下降&技术迭代多样，激发设备需求。在硅料价格方面，随着国内硅料企业加大扩产步伐，硅料供需格局逐渐改善，2022年11月底，硅料价格触顶回落，已开启下行通道。上游硅料价格下降，产业链利润向电池片和组件转移，此外，电池片和组件行业集中度有所上升，议价能力相应提高，有望充分吸收硅料降价带来的收益。根据PVInfoLink的数据，2022年12月14日，多晶硅均价为277元/千克，与今年以来至高点相比下降8.58%。在技术迭代方面，铜电镀具备降本增效的底层逻辑，未来有望大量应用；钙钛矿或为光伏终极技术路线，产业化从0到1，关注钙钛矿设备端的投资机会。因此，我们建议关注：➢

硅料环节~英杰电气：国内光伏电源龙头，致力于打造平台型工业电源龙头企业。公司是光伏电源行业龙头，光伏电源市占率业内领先，产品优势领先，除硅料和硅片端电源产品外，公司加速在晶硅电池片生产设备电源领域的开发。此外，公司加速推进半导体等电子材料领域的业务发展，

加速背景下公司有望持续受益。长期看，公司竞争力逐步强化，将持续打造平台型工业电源龙头。风险提示：行业竞争加剧风险、原材料价格波动风险、光伏扩产不及预期。➢

硅片环节~高测股份：硅片切割专家，切割设备+金刚线+切片代工布局顺畅；硅片切割大尺寸、薄片化、细线化趋势下，切片难度大幅增加，公司深耕硅片切割设备与金刚线业务，同时延伸至切片代工业务，掌握核心技术，硅片切割场景布局完善，综合优势显著。风险提示：硅片扩产不及预期、硅料价格骤降、创新业务发展不及预期。➢

电池片环节~京山轻机：组件设备订单充沛，新型电池布局顺畅。在TOPCon电池设备方面，公司PECVD和PVD二合一设备已完成研发装配，目前正在客户现场验证；在HJT电池设备方面，公司与金石能源合作，已获得客户4GW清洗制绒、前清洗、刻蚀清洗设备订单；在钙钛矿电池设备方面，公司布局具备先发优势，有望率先受益。风险提示：钙钛矿技术进展不及预期、光伏扩产不及预期、组件企业盈利不及预期。芯碁微装：国产直写光刻设备龙头，光伏电镀铜打开成长天花板。公司直写光刻技术业内领先，深耕PCB以及泛半导体领域，同时光伏铜电镀领域中的曝光显影设备有望大规模放量，长期看好公司未来业绩保持高速增长。风险提示：PCB&泛半导体下游市场波动、光伏扩产不及预期、电镀铜工艺导入不及预期。➢

组件环节~奥特维：串焊机龙头、单晶炉布局顺畅，新签订单和在手订单充沛，锂电&半导体业务进一步打开成长空间；公司在串焊机方面继续保持高市占率，同时，在硅片环节，公司单晶炉设备质量获得客户高度认可，订单开始放量，相比2021年同期大幅增长。此外，公司除布局光伏设备外，还拥有锂动力电池设备、半导体设备，平台化发展逻辑顺畅。风险提示：光伏组件扩产不及预期、硅片&电池片设备布局进展不及预期。2401

光伏：技术迭代多样，聚焦铜电镀、钙钛矿等新兴技术风电：通缩背景下聚焦0-1新技术，关注“滑替滚”及海上风电锂电：复合集流体是行业方向，大储商业模式优化带来新机遇通用自动化：步入被动去库存阶段，政策+业绩双轮驱动机器人：蓝海市场，关注人形机器人和手术机器人市场02030405目录CONTENTS25风电平价时代到来，“十四五”装机量有望稳步上升风机价格大幅回落，风电竞争力持续加强。➢

2021年我国陆上风电正式进入无补贴的平价时代，陆上风电经历多年降本之后已具备平价条件。据IRENA数据，2011-2021年间全球陆上风电及海上风电的平均度电成本分别下降65.7%/61.7%，其中陆上风电已经超过水电成为度电成本最低的清洁能源。➢

2021年作为我国陆上风电平价元年，经历抢装过后风机价格持续下降，2022年9月市场公开投标均价已从降至1808元/kW，同比下降24.7%。风机价格的下降将进一步提升风电场投资的吸引力。图表46：全球主要清洁能源度电成本图表47：我国风电月度公开投标均价陆上风电海上风电太阳能光伏太阳能光热水电风电月度公开投标均价（元/kW)0.450.4250024002300220021002000190018001700160015000.350.30.250.20.150.10.0502010

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22.9资料：金风科技、IRENA，国盛证券研究所26风电平价时代到来，“十四五”期间装机量有望稳步上升➢

根据CWEA数据，2021年我国风电新增装机容量55.92GW，同比增长2.7%，累计装机容量达346.67GW。其中，陆上风电新增装机41.44GW，同比下降18.1%，海上风电新增装机14.48GW，同比增长276.6%。2021年海上风电新增装机量占比达25.9%，较2010年提升25.2pct。➢

根据2022年6月国家等多部门印发的《“十四五”可再生能源发展规划》目标，“十四五”期间可再生能源在一次能源消费增量中占比超过50%，风电和太阳能发电量实现翻倍，因此“十四五”期间风电装机量有望稳步上升。图表48：我国风电年度新增装机规模图表49：我国陆上风电与海上风电新增装机规模（GW）海上风电陆上风电新增吊装规模（GW）同比6050403020100140%120%100%80%60%40%20%0%6050403020100-20%-40%2009

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2021资料：CWEA，国盛证券研究所272022年招标量高增，2023年或为风电装机大年➢

2023年风电装机有望大幅增长，开启景气度上行周期。从市场公开招标情况看，2022年前三季度风电共招标76.3GW，较上年同期大幅增长82.5%。其中陆上风电招标40.9GW，同比增长58.7%；海上风电招标11.4GW，同比增长1040.0%（2021年前三季度海上风电招标仅1GW）。由于风电从招标到交付一般需要9~12个月，今年的招标大部分将在明年形成有效产能，因此2023年或为风电装机大年，景气度有望上行。图表50：风电年度公开招标规模图表51：陆风/海风季度招标规模（GW）风电公开招标规模（GW）海风陆风3025201510590807060504030201000201220142016201820202022.1-921Q121Q221Q321Q422Q122Q222Q3资料：金风科技，国盛证券研究所28通缩背景及海风趋势下，建议关注从0到1的新技术➢

风电行业呈现“通缩”特性。降本增效是推进风电平价的必然要求，风机大型化是风电降本的主要路线。风机大型化带来扫风面积的增加和单位MW成本的下降，同时也造成风电产业链持续“通缩”，整机和零部件的单MW价格量呈下降趋势。➢

通缩背景下关注从0到1的降本增效新技术。相较于光伏的众多颠覆性技术带来成本下降，风电的大型化更接近于渐进式改良，因此风电行业竞争格局延续性较强，由金风科技、远景能源、明阳智能主导的国内主机厂格局已持续多年，预计风电的“通缩”特性也将延续。在通缩背景及海上风电趋势下，我们建议关注从0到1的新技术，包括风电滑动轴承以及漂浮式风电平台。图表52大型化趋势下风机平均叶轮直径逐年增加图表53：风机中标价格呈下降趋势平均叶轮直径（米）中标均价（元/kW）160140120100804000350030002500200015001000500604020002021/01

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2021资料：CWEA，国盛证券研究所资料：风芒能源，国盛证券研究所292.1持续降本驱动，关注“滑替滚”产业趋势➢

风电轴承是壁垒较高的核心零部件，目前仍以滚动轴承为主。风电轴承一般包括变桨轴承、偏航轴承、传动系统轴承（主轴轴承、齿轮箱轴承、发电机轴承）。风电轴承在不同机型中的使用量不同，一般来说一台直驱式风机需要1~2套主轴轴承、1套偏航轴承、3套变桨轴承，而双馈式或半直驱式风机由于在直驱式的基础上增加了齿轮箱，因此还需要多套齿轮箱轴承。目前风电轴承为滚动轴承为主，由于不同机型轴承的工况与设计要求均有差异，因此风电轴承定制化程度较高。图表54：双馈式风机轴承位置示意图图表55：风电轴承分类图样位置作用载荷与工况用量（个）承载风机主传动系统重量，调整迎风方向塔筒顶部、机舱底部承受轴向力、径向力和倾覆力矩偏航轴承变桨轴承1调整桨叶迎风角度使其达到最佳状态桨叶与轮毂连接部位承受轴向力、径向力和倾覆力矩31~215~232支承轮毂及叶片，传递扭矩到齿轮箱、发电机承受风力载荷与主轴、齿轮箱的重力载荷主轴与齿轮箱之间主轴轴承大传动比，扭矩和转速波动范围大，传输负载易突变提升主轴传递的转速以达到发电需要齿轮箱轴承发电机轴承齿轮箱内发电机内资料：新强联招股说明书，国盛证券研究所支承发电机转子的旋转高转速，高温重载资料：新强联官网，天马轴承官网，《风电产业和风电轴承》，国盛证券研究所302.1持续降本驱动，关注“滑替滚”产业趋势大型化趋势下滚动轴承成本持续走高，滑动轴承为颇具潜力的降本方案。•

目前风电机组轴承大多采用滚动轴承，需经历渗碳淬火或无软带淬火等复杂热处理工艺以及高精度机加工，因此成本居高不下。风机大型化趋势下滚动轴承设计难度、加工难度不断增加，成本持续走高，以三一重能和电气风电为例，2018年以来两家主机厂轴承采购成本占原材料成本比重均逐年上升。近年来新建的

10MW以上超大功率风电齿轮箱若仍采用滚动轴承，会使其轴承径向尺寸过大，导致轴承内外圈、滚道和滚珠的疲劳剥落、磨损等故障率持续增加，严重制约齿轮箱的性价比与可靠性。滑动轴承具有径向尺寸小、承载能力强、成本低等优点，可应用于风电主轴承、齿轮箱轴承等部位，显著提高轴承扭矩密度，降低单位扭矩成本。图表56：三一重能原材料中轴承占比逐渐提升图表57：电气风电原材料中轴承占比逐渐提升三一重能轴承成本占比电气风电轴承成本占比5.8%5.6%5.4%5.2%5.0%4.8%4.6%4.4%4.2%9.0%8.0%7.0%6.0%5.0%4.0%3.0%2.0%1.0%0.0%2018201920202021H1201820192020资料：三一重能招股书，电气风电招股书，国盛证券研究所31“滑替滚”具备可行性，滑动轴承方案已得到主机厂验证•

主轴轴承：理论上可全部替换为滑动轴承。风力发电机中，主轴系统分别连接齿轮箱与轮毂，对于风机叶片起到基础支撑作用，并将叶片载荷向齿轮箱传递。水平轴式风机中约有80%采用了主轴支撑原理，此时主轴需要同时承受轴向力、径向力与倾覆力矩，因而需要具备良好的调心性能、抗振性能与运转稳定性。主轴支撑方式具体分为“三点支承”，“两点支承”和“一点支承”，其中三点支承是双馈机型的常用布置形式，由“主轴轴承＋齿轮箱中的轴承”组成，一般用于较小兆瓦的风机；两点支承则是双列圆锥滚子轴承＋圆柱滚子轴承”形式，适用于大兆瓦风机；一点支承通常采用双列圆锥滚子轴承，其优点是易于安装，但随着轴承直径的增大，轴承成本会大大增加，对于直驱机型来说超过6MW就很难再采用单轴承。从滑动轴承的角度来看，抗振性能与运转稳定性是滑动轴承的优势所在，同时滑动轴承当中有“关节轴承”等具备优良调心性能的品类，因此滑动轴承在风电主轴上的应用不存在无法突破的技术壁垒，我们认为三种支撑方式的滚动轴承均有替换为滑动轴承的可能。图表58：三点支承式主轴轴承结构图表59：两点支承式主轴轴承结构资料：

《风电机组主轴承选型与设计分析》,国盛证券研究所32“滑替滚”具备可行性，滑动轴承方案已得到主机厂验证•

齿轮箱轴承：理论上中低速齿轮箱可全部替换为滑动轴承，高速齿轮箱中低速轴、中速轴可替换为滑动轴承。在双馈机型和半直驱机型中，由于发电机的磁极对数较小，风电叶轮转速远远达不到发电机的额定转速，因此必须通过齿轮箱增速来实现发电。不同机型齿轮箱的工况与传动比要求不同，因此结构差异较大：1）双馈机型一般采用行星轮系+平行轴传动的高速齿轮箱，目前应用最广泛的为三级传动结构，主要为“一级行星+两级平行轴”和“两级行星+一级平行轴”两种类型，一级行星两级平行轴多应用于2MW及2MW以下的风电机组，可靠性更高，但体积也相应更大；两级行星一级平行轴主要用于2.5MW以上的风电机组，具有承载力强、变速效率高、体积小的优点。2）半直驱机型一般采用一至两级传动的中低速齿轮箱，传动比较双馈机型低，但结构相对紧凑，可靠性较高。从轴承工作性能上看，双馈机型齿轮箱的低速轴和中速轴均可使用滑动轴承，而高速轴由于转速过高不宜使用滑动轴承；半直驱机型配置中低速齿轮箱，理论上其齿轮箱轴承可全部使用滑动轴承。图表61：两级行星一级平行轴齿轮箱结构图表60：一级行星两级平行轴齿轮箱结构资料：

国际风力发电网，鹏芃科艺，国盛证券研究所33“滑替滚”经济性：降低机组成本与风电全生命周期成本•

根据我们测算，“以滑替滚”预计可使风电场建设成本下降3.4%，风电项目全生命周期成本贴现值下降4.5%（以6%贴现率计算）。因此，滑动轴承方案对于主机厂和业主方而言均具备显著经济性。图表62：风电项目全生命周期成本测算成本项滚动轴承系滑动轴承系滑动较滚动风电场建设成本设备购置成本占风电场建设成本比重67.1%32.9%11.3%4304.4484.2建筑工程、安装工程占比占风电场建设成本比重风电轴承成本占设备购置成本比重风电设备成本合计（元/kW）其中：风电轴承合计（元/kW）其中：其他设备合计（元/kW）4083.2339.0-5.1%-30%3820.23744.26193.0-

2.0%-3.4%风电场建设成本合计合计（元/kW）6414.3每年风电场运行维护成本质保期内6.02.4-60%设备管理费（元/kW）设备管理费占运维费用比重技术/安全/人员管理费（元/kW）37.5%10.110.112.5合计（元/kW）16.1-22.5%-60%质保期外：设备管理费（元/kW）设备管理费占运维费用比重技术/安全/人员管理费（元/kW）15.837.5%26.46.326.432.7合计（元/kW）42.2-22.5%风电项目全生命周期成本风电场运行年限（年）运维质保期（年）贴现率2056%2056%风电项目全生命周期成本贴现（元/kW）6788.76483.2-4.5%资料：CWEA，国盛证券研究所测算

注：测算过程包含主观假设，结论与实际可能存在误差34产业趋势逐渐明朗，风电滑动轴承有望迎来百亿级市场空间•

稳态条件下国内风电滑动轴承增量市场超100亿元。滑动轴承方案具备显著经济性，有望在未来快速批量导入，助力解决风电降本难题。对国内风电滑动轴承市场规模进行敏感性分析，在100GW新增装机量、50%新增风电使用滑动轴的稳态条件下，国内风电滑动轴承每年增量市场规模可达101亿元。•

老旧风机“以小改大”产生大量滑动轴承需求，50%渗透率下潜在存量市场空间逾200亿元。老旧风机技改升级是提高风电机组发电量、保障风电机组安全运行、降低风电度电成本的另一有效举措。全国现有1.5MW及以下老旧风电机组装机近80GW，数量超5,000台，预估轴承数量超90,000套。大部分老旧风机位于风资源优异地区，但由于设备老化，普遍存在发电能力差、故障率高、安全隐患多等问题。若通过对齿轮箱、控制系统等综合技改升级，将1.5M及以下老旧风机转换成4MW以上的大功率风电机组，则可增加4倍的风电场装机容量，同比降低72%故障率。滑动轴承性价比、功率密度均占优势，有望在该市场得到大批量应用，若80GW的1.5MW及以下老旧风机全部替换为4MW风机，并且假设其中50%的风机采用滑动轴承，则存量老旧风机“以小改大”将带来约217亿元的潜在存量市场空间。图表63：国内风电滑动轴承增量市场空间敏感性分析（亿元）50203041516171816024374961738597702843577185991148032903710041110451204913053140571506120%30%40%50%60%70%80%49556167737985916573818997106132158185211114142171199227122152183213244819110112214216211213415617912214617119597110128146114130资料：CWEA，国盛证券研究所测算

注：横轴为风电新增装机量（GW），纵轴为风电滑动轴承渗透率352.2各地海风规划陆续出台，关注海上风电基础平台•

沿海各省海风规划陆续出台，部分市级规划超预期。“十四五”期间各沿海省份均出台较明确的海上风电装机规划，目前各省十四五海风规划合计约67.69GW，其中广东、海南、福建、江苏、山东规划规模靠前。从市级规划来看，江苏盐城、广东潮州、广东汕头等地均在省级规划出台后公布了更高容量的市级装机规划，明显超过预期，其中盐城规划了9.02GW近海和24GW深远海风电容量,预计在“十四五”末实现新能源装机20GW；潮州于2022年10月发布43.3GW的海上风电装机规划；汕头于2022年9月将2017-2030年海风装机规划从35GW提升至60GW。图表64：十四五期间各省海上风电规划（万千瓦）•

随着各地海风规划的出台，海上省份辽宁天津十三五期间累计装机量

十四五期间规划新增装机量信息漂浮式风电基础等远海风电应用开发也同步加速。根据2022年6月国家发布的《“十四五”可再生能源发展规划》要求推进漂浮式风电机组基础、远海柔性直流输电技术创新和示范应用，力争在“十四五”期间开工建设我国首个漂浮式商业化海上风电项目。随着海上风电产业链生态体系逐步完善，我们认为海上漂浮式风电基础将在未来远海风电场大量导入。3037590《辽宁省“十四五”海洋经济发展规划》《天津市可再生能源发展“十四五”规划》11.7《山东省能源发展“十四五”规划》、《山东省可再生能源发展“十四五”规划》山东江苏1.5500909江苏省“十四五”海上风电规划环境影响评价第二次公示681.6上海浙江福建广东广西海南总计41.740.7101.6135.8-180455《上海市能源发展“十四五”规划》《浙江省能源发展“十四五”规划》《福建省“十四五”能源发展专项规划》《广东省能源发展“十四五”规划》《广西可再生能源发展“十四五”规划》10301700300-123067.69资料：各省政府网站，纵轴为风电滑动轴承渗透率36单桩基础型式：目前主流的近海风电基础➢

海上风电与陆上风电的最大差异体现在海洋工程及海上输电。在海上风电场的总投资中，风电机组的基础结构成本占20%-30%，远高于陆上风电场的同类比重。海上风电基础有多种技术形式，须根据风电场所处海域的深度、地质、风能资源、海洋水文等环境条件合理选型。图表65：单桩基础示意图➢

单桩基础型式：由钢板卷制而成的焊接钢管组成，塔架直接由基础桩腿支撑或者通过过渡段将两者连接。桩腿插到海床以下。单桩基础是最早被引入海上风电领域的基础型式之一，也是应用最广泛的一种基础型式。图表66：单桩基础型式特点适用条件优势0-30m深的海域技术成熟，结构简单，施工简便、快捷，经济性好结构刚度小，在水平外力作用下易产生侧向变形；结构安全受海床冲刷影响较大等劣势份额81%（2019年，欧洲海域）英国的London

Array海上风电场（63万千瓦），中国的三峡新能源江苏大丰海上风电项目（30万千瓦）等代表工程资料：《风能》杂志，北极星风力发电网，国盛证券研究所37多桩承台基础形式：中国首创，适用于软土地基图表67：多桩承台基础示意图➢多桩承台基础型式：又称群桩式高桩承台基础，主要由钢筋混凝土承台和一组钢管桩构成。根据地质条件和风电机组荷载量级，可采用不同数量的钢管桩，钢管桩可设计为斜桩或直桩，混凝土承台内预埋与塔架的连接段上部，经法兰与风电机组塔架相连。该基础为中国首创，是由港口工程基础结构发展而来。图表68：多桩承台基础型式特点适用条件优势0-30m深的海域。施工技术较为成熟，基础防撞性能好，软土地基适应性好。多为钢筋混凝土结构，海上施工时间长，程度较复杂

，限制了这类风电机组基础的进一步应用。对于深水场址，钢管桩耗钢量显著增加，建设成本大幅提高。劣势份额--海东海大桥100MW海上风电示范项目、国电电力浙江舟山海上风电公司普陀6号海上风电场等。代表工程资料：

《风能》杂志，北极星风力发电网，国盛证券研究所38重力式基础：通过自身重量使风机立于海面➢

重力式基础：海上风电机组基础结构的主要型式之一，主要依靠基础结构及内部压载重量抵抗上部机组外部环境产生的倾覆力矩和滑动力，使基础和塔架保持稳定。图表70：重力基础典型结构示意图图表69：重力式基础型式特点0-30m深的海域。适用条件结构简单、具有良好的稳定性；不需要海上打桩作业，节省施工时间和费用。优势其结构分析和建造工艺比较复杂，对海床地质条件要求较高，还需要有较深、隐蔽条件较好的预制码头和水域条件。劣势份额5.7%（2019年，欧洲海域）。1991年丹麦的第一个海上风电场——Vindeby风电场；2008年，比利时的Thronton

Bank海上风电场一期工程应用该基础型式，项目海域水深20-28m。代表工程资料：

《风能》杂志，北极星风力发电网，国盛证券研究所39多脚架基础：成本介于单桩基本和导管架基础之间➢

多脚架式基础型式：根据桩数不同可分为三脚和多脚架式基础。以三脚架图表71：三脚架式基础示意图式为例，采用标准的三腿支撑结构，由主筒体、3根桩套管和斜杆结构组成，并将3根直径中等的钢管桩以等边三角形均匀地定位在海底，利用钢套管对上部三脚的桁架结构进行支撑，进而形成较为稳定的组合式基础。图表72：多脚架式基础型式特点适用条件优势0-30m深的海域，安装时需要采用嵌岩平台。对船机设备要求不高，成本介于单桩基础和导管架基础之间；结构刚度相对较大，整体稳定性好，不需要海床准备和冲刷防护。该基础若用于浅水地区容易与船只发生碰撞；需进行海上连接等操作，增加了施工难度。劣势份额2.4%（2019年，欧洲海域）。代表工程德国Alpha

Ventus海上风电场中首批机组中的6台应用该基础型式。资料：《风能》杂志，北极星风力发电网，国盛证券研究所40导管架基础：适用于水深为20-50m海域➢

导管架基础型式：基础通常有3或4个桩腿，桩腿之间用撑杆相互连接，形图表73：导管架基础示意图成一个有足够强度和稳定性的空间桁架结构。根据钢管桩和导管架结构施工的先后顺序，分为先桩导管架和后桩导管架两种。图表74：导管架基础型式特点适用条件优势20-50m深的海域。采用小杆件，可降低波浪和水流的载荷作用；由于基础的结构刚度较高，对地质的要求相对较低；另外该基础施工工艺成熟，综合风险低。结构受力相对复杂，导管架节点数量多，疲劳损伤较大，且都要求专门加工，建造及维护成本较高，在一定程度上增加了海上风电的投资成本。劣势份额8.9%（2019年，欧洲海域）。英国Beatrice海上风电场、德国Alpha

Ventus海上风电场的部分海上风电机组；中国的三峡新能源阳西沙扒海上风电场、广东珠海桂山海上风电场也采用导管架基础。代表工程资料：《风能》杂志，北极星风力发电网，国盛证券研究所41吸力筒基础：适用于水深30-60m海域➢

吸力筒基础：也称负压筒基础，可为单筒和多筒结构型式。由筒体和外伸段两部分组成，筒体为底部开口、顶部密封的筒型，外伸段可采用钢筋混凝土预应力结构或钢结构。筒型基础的基本特点之一是它既不像桩式基础需要深土的承载能力，也不像重力式基础那样对表层土的承载能力提出很高的要求。筒型基础的设计和安装是在常见的土质条件下主要依靠对土和筒型基础之间相互作用机理的掌握。图表76：吸力筒基础结构示意图图表75：吸力筒基础型式特点适用条件适用于水深30-60m的海域，软粘土和松散砂土地质。该基础不需要进行打桩，施工速度快；安装时噪音小，拆除简便。优势对筒体下沉控制要求较高，易形成土塞从而发生结构倾斜。劣势份额--代表工

丹麦的程Frederikshavn海上风电场，中国三峡江苏响水海上风电场。资料：

《风能》杂志，北极星风力发电网，国盛证券研究所42漂浮式基础：有望成为深远海风电场主流基础结构➢

飘浮式基础型式：是漂浮在海面上的平台，利用系泊或锚针在海底进行位置的固定，通过自身重力、系缆回复力、结构浮力的平衡来维持海上风电机组基础结构的稳定性。相较于固定式基础，漂浮式基础的设计难度甚大而尚未成熟，仍处在快速发展变化的阶段。漂浮式海上风电基础主要有四类，张力腿式（TLP）、立柱式（Spar）、驳船式

(Barge)、半潜式（Semi）。其中，根据锚链的受力状态，又可将张力腿归为张紧式基础，后三种归为悬链式基础。水深超过

50

m的深海区域，如采用固定式基础结构，造价将大幅增加，且目前技术难以实现，深海浮式风电场将成为海上风电场发展的新趋势。图表77：漂浮式基础结构特点图表78：漂浮式基础结构示意图张紧式基础张力腿式悬链式基础驳船式立柱式半潜式适用条件