鎢絲線行業(yè)投資價(jià)值分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)

鎢絲線行業(yè)投資價(jià)值分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)金剛線行業(yè)的技術(shù)水平及發(fā)展趨勢(shì)金剛線作為硬脆材料切割的重要耗材，直接決定了下游切片廠商切片的質(zhì)量和成本。金剛線在切割過程中要承受高頻率的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和較大的張力，金剛線的金剛石分布密度和固結(jié)強(qiáng)度、金剛石切割能力、鋼線的抗疲勞性能等方面都直接影響金剛線的性能。本行業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)工藝復(fù)雜，技術(shù)迭代較快，制程控制嚴(yán)苛，各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)技術(shù)工藝人員的要求較高。在行業(yè)的主要應(yīng)用方向硅切片領(lǐng)域，近年受硅料價(jià)格上漲、N型電池片滲透率提高等因素影響，線徑細(xì)線化的演進(jìn)速度進(jìn)一步提高，較小的線徑和介質(zhì)粒度有利于降低切削損耗和生產(chǎn)成本。根據(jù)CPIA《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖（2021版）》，2021年金剛線母線直徑已下降至43-56μm。目前，行業(yè)內(nèi)主流廠商已掌握35μm規(guī)格碳鋼線（對(duì)應(yīng)母線直徑約40μm）生產(chǎn)技術(shù)，逼近碳鋼絲母線的物理性能極限。硅片切割過程中，母線需要有足夠的力學(xué)性能，40μm以下的鋼絲存在破斷拉力偏小、切割能力不足等問題。以鎢絲線作為金剛線母線，在強(qiáng)度等方面具備優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步細(xì)線化空間大，有希望成為金剛線母線發(fā)展的主要方向之一。如鎢絲線能克服產(chǎn)能、線長(zhǎng)、品質(zhì)穩(wěn)定性等產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用，將有望進(jìn)一步降低金剛線線徑，從而推動(dòng)下游光伏行業(yè)降本增效。光伏行業(yè)概況（一）光伏行業(yè)發(fā)展規(guī)模迅速擴(kuò)大隨著可持續(xù)發(fā)展觀念深入人心，光伏行業(yè)作為能源可持續(xù)發(fā)展的重要載體，呈現(xiàn)規(guī)模迅速擴(kuò)大、技術(shù)進(jìn)步顯著、成本持續(xù)下降的發(fā)展態(tài)勢(shì)。光伏發(fā)電在中國、歐洲、美國、日本等傳統(tǒng)光伏發(fā)電市場(chǎng)保持快速增長(zhǎng)，在東南亞、拉丁美洲、中東和非洲等地區(qū)光伏發(fā)電新興市場(chǎng)亦快速啟動(dòng)。由上，2011-2021年，全球光伏發(fā)電規(guī)模快速擴(kuò)大；截至2021年末，全球光伏裝機(jī)累計(jì)規(guī)模達(dá)到843．09GW，年均復(fù)合增長(zhǎng)率超過27．86%。截至2021年末，中國光伏累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到306．40GW，年均復(fù)合增長(zhǎng)率超過58．26%。（二）光伏行業(yè)降本增效持續(xù)推進(jìn)光伏行業(yè)呈現(xiàn)規(guī)模迅速擴(kuò)大的發(fā)展趨勢(shì)，主要是因?yàn)椋阂环矫媸芸沙掷m(xù)發(fā)展理念推動(dòng)，各國均密集出臺(tái)相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)支持政策，扶持光伏行業(yè)發(fā)展；另一方面，光伏產(chǎn)業(yè)鏈各企業(yè)通過提升光伏發(fā)電效率、降低生產(chǎn)成本等方式，光伏發(fā)電度電成本顯著下降，光伏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力迅速提升。2011-2021年中國光伏電池片量產(chǎn)轉(zhuǎn)化效率快速提升。同時(shí)，根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2021年全投資模型下地面光伏電站在處于較低的等效利用小時(shí)數(shù)水平即1，000小時(shí)的情況下，光伏地面電站發(fā)電成本已與目前全國脫硫燃煤電價(jià)平均值相當(dāng)。隨著光伏行業(yè)降本增效的持續(xù)推進(jìn)，光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)性逐步顯現(xiàn)。（三）光伏行業(yè)市場(chǎng)需求預(yù)計(jì)仍將維持高速增長(zhǎng)隨著光伏行業(yè)降本增效進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，光伏發(fā)電逐步成為具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的電源形式。同時(shí)，全球多國陸續(xù)提出零碳或碳中和的氣候目標(biāo)，發(fā)展以光伏為代表的可再生能源成為全球共識(shí)。在光伏發(fā)電成本持續(xù)下降和全球綠色復(fù)蘇等有利因素的推動(dòng)下，全球及中國新增裝機(jī)規(guī)模仍將快速增長(zhǎng)。2021年，全球光伏新增裝機(jī)規(guī)模達(dá)到170GW，創(chuàng)歷史新高，預(yù)計(jì)十四五期間，全球光伏年均新增裝機(jī)將超過220GW。2021年，國內(nèi)光伏新增裝機(jī)55GW；同時(shí)，2021年10月，《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》到2025年非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到20%左右，到2030年非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右。隨著碳達(dá)峰行動(dòng)方案的持續(xù)推進(jìn)，十四五期間，中國光伏年均新增裝機(jī)規(guī)模將超過75GW。金剛線行業(yè)發(fā)展概況金剛線采用如電鍍或樹脂等特殊技術(shù)手段，將堅(jiān)硬的金剛石均勻的固定在鋼線上，利用鑲嵌有金剛石的鋼線和待切割材料之間的相互摩擦作用對(duì)硬脆材料進(jìn)行切割。相對(duì)于傳統(tǒng)砂漿切割，具有切割速度快、切片品質(zhì)高、切割損耗小、切割液更環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。金剛線規(guī)模應(yīng)用始于2007年，主要用于藍(lán)寶石切割。2010年左右，金剛線切割技術(shù)逐步開始應(yīng)用于光伏領(lǐng)域，包括硅開方、硅截?cái)嗪凸枨衅?。早期切割設(shè)備與耗材（即金剛線）主要依靠進(jìn)口，成本相對(duì)較高。2014年以來，隨著技術(shù)的成熟以及國產(chǎn)設(shè)備和材料廠商崛起，金剛線切割成本實(shí)現(xiàn)快速下降，相對(duì)砂漿切割的優(yōu)勢(shì)逐漸明顯，應(yīng)用規(guī)模迅速擴(kuò)大。隨著隆基股份、TCL中環(huán)等領(lǐng)先硅片企業(yè)開始轉(zhuǎn)向金剛線切片。在單晶切片領(lǐng)域，金剛線切片已在2017年全面取代砂漿切片；隨著黑硅、添加劑法等工藝解決了金剛線切割硅片損傷層淺、反射率高的問題，多晶領(lǐng)域金剛線切片的滲透率也快速提升，2018年基本完成砂漿切片向金剛線切片的轉(zhuǎn)換。531新政后，光伏行業(yè)降本增效動(dòng)力更強(qiáng)，單晶PERC電池轉(zhuǎn)換效率不斷提高，金剛線細(xì)線化持續(xù)推進(jìn)，單晶較多晶的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步拉大，單晶組件在終端占比不斷提升，2020年基本完成對(duì)多晶的替代。從發(fā)展歷史來看，金剛線對(duì)切片的降本優(yōu)勢(shì)，拉開了單晶替代多晶的序幕，助推光伏行業(yè)技術(shù)迭代。2021年以來，隨著硅料價(jià)格不斷上漲，光伏硅片、電池片、組件等下游環(huán)節(jié)硅成本壓力持續(xù)增加，迫使下游各環(huán)節(jié)進(jìn)一步降本。在此背景下，硅片薄片化與金剛線細(xì)線化加速推進(jìn)。光伏行業(yè)高景氣，金剛線行業(yè)乘風(fēng)起金剛線主要用于晶體硅、藍(lán)寶石、磁性材料等硬脆材料切割。金剛線指通過工序?qū)⒔饎偸⒎酃探Y(jié)在高強(qiáng)度母線上形成的線鋸。金剛線與被切割物間形成相對(duì)高速磨削運(yùn)動(dòng)，達(dá)到切割的目的。從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看，上游主要為原材料，具體包括母線、金剛石微粉、金屬鎳以及工字輪等，中游為金剛線制造環(huán)節(jié)，通過鍍鎳、上砂、水洗等工序進(jìn)行金剛線生產(chǎn)；下游市場(chǎng)方面，金剛線主要用于晶體硅切割和藍(lán)寶石切割，其中晶體硅切割包括開方、截?cái)嘁约肮杵懈?，開方和截?cái)喹h(huán)節(jié)使用較粗的金剛線（250μm以上），硅片切割則采用較細(xì)的金剛線，目前主流產(chǎn)品規(guī)格迭代至33-38μm；藍(lán)寶石切割對(duì)金剛線線徑要求居中，通常采用100-250μm的規(guī)格。金剛線技術(shù)發(fā)展金剛石微粉需要具有一定導(dǎo)電性，才能隨鎳沉積而被固定在母線表面，進(jìn)而制備金剛線。為使金剛石微粉具備導(dǎo)電性，一般采用化學(xué)鍍的方式，使微粉表面沉積金屬鍍層。金剛線制備過程中，微粉在酸性體系環(huán)境中，表面金屬鍍層容易受到酸性腐蝕而脫落，導(dǎo)致上砂能力減弱、上砂不均、微粉結(jié)合力不足。因此金剛石微粉金屬鍍層需要具備強(qiáng)結(jié)合力、高耐腐蝕性能。通過高頻超聲酸刻蝕技術(shù)工藝，實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍金屬層金屬活化點(diǎn)生長(zhǎng)在金剛石刻蝕凹坑內(nèi)，增強(qiáng)其結(jié)合力；通過使用添加劑并精準(zhǔn)控制工藝參數(shù)，提升鍍層耐腐蝕能力。金剛石微粉作為金剛線的主要原材料之一，其質(zhì)量對(duì)于金剛線品質(zhì)有著較大影響；如在母線上分布不均，出現(xiàn)堆積、團(tuán)聚等問題，將影響金剛線的使用效果。金剛線微粉復(fù)合工藝為微粉制作完成后增加的一道鈍化工藝。該技術(shù)通過在微粉表面形成一層鈍化膜，改善其自身物理性能，最終實(shí)現(xiàn)微粉在上砂過程中均勻分布在母線上。金剛線PLC全自動(dòng)過程控制技術(shù)通過計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，使得金剛線生產(chǎn)在一定程度上具備自動(dòng)化。該技術(shù)可以控制制程工藝參數(shù)，保持相關(guān)參數(shù)處于最佳的工藝參數(shù)范圍，以穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)視覺系統(tǒng)與自動(dòng)加砂控制系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，通過視覺系統(tǒng)監(jiān)測(cè)顆粒密度變化情況，通過自動(dòng)加砂量控制母線上微粉的顆粒密度，通過對(duì)于電鍍液液位、溫度、PH值的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水、溫度控制以及PH值等關(guān)鍵參數(shù)的控制，從而促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。隨著金剛線產(chǎn)品的持續(xù)生產(chǎn)，鍍液中積累的金屬離子、有機(jī)添加劑等雜質(zhì)不斷增加，此類雜質(zhì)積累到一定程度會(huì)影響鍍層質(zhì)量，導(dǎo)致鍍層脆性增加，進(jìn)而影響下游客戶使用效果。隨著光伏切片技術(shù)的不斷發(fā)展，下游硅片生產(chǎn)企業(yè)愈發(fā)關(guān)注出片率和生產(chǎn)成本，在切片綜合良率、切割過程斷線率、耗線量等方面提出更高的要求。金剛線高效上砂技術(shù)是根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)自主研發(fā)的一套基于上砂工藝+核心設(shè)備的金剛線制備技術(shù)。該核心技術(shù)通過嚴(yán)格控制上砂工藝，實(shí)現(xiàn)上砂密度、上砂均勻性、上砂形態(tài)等關(guān)鍵指標(biāo)精準(zhǔn)把握，通過控制鍍液體系、添加劑、鍍層厚度與微粉粒徑匹配性，實(shí)現(xiàn)對(duì)微粉結(jié)合力、母線脆性等機(jī)械性能的把控，從而滿足不同下游客戶對(duì)于切割工藝的需求。同時(shí)，該核心技術(shù)通過對(duì)設(shè)備張力系統(tǒng)、導(dǎo)電系統(tǒng)的優(yōu)化創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了不同規(guī)格金剛線的精控制生產(chǎn)，尤其對(duì)于規(guī)格在35線及以下的產(chǎn)品，可以在低張力、高線速下精準(zhǔn)控制不同位置電流，以保證多線機(jī)臺(tái)各位置金剛線的一致性。金剛線母線作為金剛石微粉的載體，其自身破斷強(qiáng)度、韌性等方面直接影響金剛線產(chǎn)品的性能，其表面的拉拔溝槽、合金分布等直接影響上砂效率及鍍層的結(jié)合力。光伏行業(yè)高景氣，帶動(dòng)金剛線需求放量平價(jià)上網(wǎng)疊加雙碳背景，全球光伏需求放量高增。盡管受硅料產(chǎn)量限制，2021年內(nèi)光伏行業(yè)全球及國內(nèi)市場(chǎng)保持高景氣度，CPIA統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示2021年內(nèi)全球光伏新增裝機(jī)量高達(dá)170GW，同比增長(zhǎng)30．77%。全球幾大主流市場(chǎng)中，歐盟實(shí)現(xiàn)裝機(jī)25．9GW，同比增長(zhǎng)34%；美國實(shí)現(xiàn)裝機(jī)26．8GW，同比增長(zhǎng)39．6%；印度實(shí)現(xiàn)裝機(jī)11．89GW，同比增長(zhǎng)218%。2021年內(nèi)我國實(shí)現(xiàn)光伏裝機(jī)54．88GW，同比增長(zhǎng)13．9%，其中分布式光伏新增裝機(jī)29．28GW，占比高達(dá)53．4%，史上首次突破50%；戶用光伏新增裝機(jī)21．6GW，同比增長(zhǎng)113．3%，創(chuàng)歷史新高。細(xì)線化薄片化帶來金剛線單位需求增加金剛線耗材屬性，細(xì)線化、薄片化帶動(dòng)單位需求顯著增加。光伏硅片生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，金剛線消作為耗材，消耗量與硅片產(chǎn)量成正比。每片硅片出貨量對(duì)應(yīng)1．5米金剛線消耗，按單片硅片4W測(cè)算則單GW光伏需求對(duì)應(yīng)37．5萬千米金剛線需求。然而，在硅料價(jià)格高企背景下，光伏硅片出現(xiàn)明顯薄片化趨勢(shì)，同時(shí)金剛線出現(xiàn)明顯細(xì)線化趨勢(shì)，兩者合力提升單位硅料出片率。美暢股份最新數(shù)據(jù)顯示，以38m金剛線切割硅棒，獲取厚度在165-160m的182硅片，對(duì)應(yīng)約4米單片線耗，以每片7．59W試算，則單GW金剛線耗增加至52．7萬千米，對(duì)比以往增加40．53%。受降本及新型電池片技術(shù)滲透驅(qū)動(dòng)，硅片薄片化趨勢(shì)仍在延續(xù)。CPIA發(fā)布中國光伏產(chǎn)業(yè)路線顯示，p型單晶硅片平均厚度在170m左右，較2020年下降5m，用于TOPCon電池的n型硅片平均厚度為165m，用于異質(zhì)結(jié)電池的硅片厚度約150m，用于IBC電池的硅片厚度約130m。同時(shí)，硅料價(jià)格仍在高位，驅(qū)動(dòng)金剛線進(jìn)一步細(xì)線化，美暢股份40m線徑以上產(chǎn)品出貨占比快速減少，36m出貨占比已接近40%，恒星線徑35m的金剛線產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入試用階段。進(jìn)一步薄片化及細(xì)線化，有望驅(qū)動(dòng)單GW金剛線需求在52．7萬千米的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增加。硅片環(huán)節(jié)擴(kuò)產(chǎn)快，金剛線潛在需求巨大。光伏硅片環(huán)節(jié)近年來呈現(xiàn)隆基股份及中環(huán)股份雙寡頭格局，2020年底隆基股份具備硅片產(chǎn)能85GW，中環(huán)股份具備硅片產(chǎn)能55GW，硅片制造全行業(yè)產(chǎn)能265．3GW。隆基及中環(huán)兩者市占率分別為32．04%、20．73%。2021年以來光伏行業(yè)持續(xù)保持全球范圍高景氣，同時(shí)重大產(chǎn)業(yè)扶持政策集中釋放，構(gòu)建行業(yè)長(zhǎng)期景氣預(yù)期，因此各大企業(yè)加速產(chǎn)能擴(kuò)張。以京運(yùn)通、上機(jī)數(shù)控為代表的多家企業(yè)宣布擴(kuò)產(chǎn)，跨界進(jìn)入硅片制造領(lǐng)域。根據(jù)公司公告，2021年底隆基股份硅片名義產(chǎn)能達(dá)105GW；中環(huán)股份硅片名義產(chǎn)能達(dá)85GW，全行業(yè)名義產(chǎn)能425．1GW，目前已公開遠(yuǎn)期規(guī)劃產(chǎn)能合計(jì)達(dá)660GW。光伏整體高景氣引發(fā)全行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)，硅片行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)速度較快，產(chǎn)能擴(kuò)建最快在100天內(nèi)，行業(yè)規(guī)模擴(kuò)張目前仍然主要受限于硅料環(huán)節(jié)。根據(jù)中國光伏協(xié)會(huì)CPIA統(tǒng)計(jì)，2021年度全國硅片產(chǎn)量為227GW，同時(shí)預(yù)測(cè)2022年全國硅片產(chǎn)量不少于293GW。然而，如果按各個(gè)硅片廠商規(guī)劃產(chǎn)能測(cè)算，2021底硅片行業(yè)名義年產(chǎn)能425．1GW，硅片行業(yè)遠(yuǎn)期名義年產(chǎn)能660GW，假設(shè)排產(chǎn)率100%，則金剛線潛在需求最大可達(dá)3．48億千米。金剛線行業(yè)概況（一）金剛線逐步實(shí)現(xiàn)在光伏行業(yè)的完全滲透2011-2014年，金剛線在光伏行業(yè)滲透率較低，主要是因?yàn)?014年前，金剛線產(chǎn)品供應(yīng)主要集中于日本供應(yīng)商，金剛線單價(jià)較高，同傳統(tǒng)砂漿游離磨料切割硅片相比，不具備成本優(yōu)勢(shì)；同時(shí)，國內(nèi)金剛線生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)，尚處于起步階段。2015-2016年，金剛線在單晶硅切片領(lǐng)域的滲透率提升至35-55%，主要是因?yàn)閲鴥?nèi)金剛線生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)取得突破，打破日本供應(yīng)商在行業(yè)內(nèi)的壟斷，金剛線產(chǎn)品單價(jià)由2014年的300-600元/公里下降至2016年的200-500元/公里；同時(shí)，單晶硅相較多晶硅質(zhì)地更為均勻，從而率先實(shí)現(xiàn)金剛線工藝配套。相較傳統(tǒng)砂漿游離磨料切割工藝，金剛線切割速度提高4-5倍，切割硅片出片率提升15-20%，此外切片質(zhì)量更為穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境污染較小。但2015-2016年，金剛線在單晶硅切片領(lǐng)域的滲透率仍較低，主要是因?yàn)榻饎偩€在多晶硅切片領(lǐng)域，尚未解決金剛線切割導(dǎo)致的后端制絨工藝問題，影響多晶硅片的轉(zhuǎn)化效率。2017年至今，金剛線在單晶硅切片及多晶硅切片領(lǐng)域的滲透率逐步提升；一方面，單晶硅切片領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)金剛線工藝的全面應(yīng)用；另一方面，多晶硅切片領(lǐng)域通過黑硅及PERC等技術(shù)的成熟解決了后端制絨工藝問題，大幅降低成本的同時(shí)提升了電池效率，帶來了金剛線在多晶硅片切割應(yīng)用的快速發(fā)展。此外，隨著金剛線切片技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，單晶硅片的生產(chǎn)成本大幅下降；同時(shí)，由于單晶硅片的轉(zhuǎn)化率更高，相較多晶硅片逐步體現(xiàn)出性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。2021年，單晶硅片市場(chǎng)份額達(dá)94．5%，因此，目前金剛線切割硅片主要應(yīng)用于單晶硅片切割領(lǐng)域。（二）金剛線行業(yè)市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大2011年以來，光伏裝機(jī)規(guī)模擴(kuò)增帶動(dòng)硅片產(chǎn)能及產(chǎn)量增長(zhǎng)；同時(shí)，金剛線切片工藝實(shí)現(xiàn)在硅片切割領(lǐng)域的完全滲透，共同推動(dòng)金剛線市場(chǎng)容量不斷擴(kuò)大。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2021年全球光伏新增裝機(jī)規(guī)模同比增長(zhǎng)31%達(dá)到創(chuàng)歷史新高的170GW，樂觀估計(jì)2022年到2025年全球新增光伏裝機(jī)容量仍將維持持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。受益于下游行業(yè)的增長(zhǎng)，金剛線未來市場(chǎng)需求也將不