2017-2018年金刚石切割线需求分析报告

1 2017 年 9 月出版2017-2018 年金刚石切割线需求分析报告2 正文目录1、金刚线切割技术具有独特工艺优势 . 42、应用于单晶硅：竞争力及市场份额提升 . 62.1、金刚线改革硅片切割，单晶率先实现降本增效 62.2、凭借金刚石线切割带来的巨大成本优势，单晶硅实现市场份额大幅提高 83、应用于多晶硅：配套工艺获突破，金刚线大放量 . 10 3.1、多项技术取得突破，扫平金刚线切割多晶的最后障碍 10 3.2、两种新型制绒技术：添加剂制绒技术、黑硅技术 11 3.3、 PERC 技术：原单晶王牌，现多晶利器 14 3.4、金刚线黑硅 +PERC：行业大趋势，多晶效率或比肩单晶 15 4、金刚石线中短期供不应求，两年内市场缺口料填补 . 16 4.1、多晶硅切片需求剧增，金刚石线出现巨大供给缺口 16 4.2、主要公司分析 20 4.2.1、三超新材：自主研发能力强，产能释放前景佳 . 20 4.2.2、恒星科技：金刚线母线掌控者，金刚线业务弹性足 . 21 4.2.3、东尼电子：金刚石线后起之秀，技术领先年内扩产 . 22 5、风险因素 . 23 图表目录图表 1 ：砂浆钢线切割和金刚石线切割 . 4图表 2 ：金刚石线切割与砂浆钢线切割主要指标对比 . 5图表 3 ：金刚石线切割的工艺优势 . 5图表 4 ：电镀金刚石线与树脂金刚石线对比 . 6图表 5 ：金刚石切割线应用发展历程 . 7图表 6 ：金刚线切片应用发展趋势图 . 7图表 7 ： 2015-2018 单晶组件成本示意图 . 8图表 8 ： 2015-2020 单晶硅市场份额延判 . 9图表 9 ： 2017 年前金刚线切多晶硅技术所面临的问题 . 10 图表 10 ：金刚线切片应用发展趋势图 . 11 图表 11 ：常规制绒多晶电池与黑硅制绒多晶电池 . 11 图表 12 ：黑硅制绒表面效果示意 . 12 图表 13 ：常规制绒、湿法黑硅、干法黑硅工艺流程 . 13 图表 14 ：三种绒面解决方案对比 . 13 图表 15 ： PERC 电池原理示意 . 14 图表 16 ：各技术效益侧重的不同方面 . 15 图表 17 ：英利集团黑硅及 PERC 技术组件性能表现 . 15 图表 18 ：蓝宝石切片应用示意 . 16 图表 19 ：金刚线市场规模测算模型假设 . 17 图表 20 ：金刚线市场规模模型计算结果 . 17 图表 21 ： 2017-2019 金刚石线市场供需示意图 . 17 3 图表 22 ：金刚线主要公司相关定增 /IPO 募投项目汇总及产能预测 . 18 图表 23 ： “领跑者计划”第二批技术基地一览 . 19 图表 24 ： 2014-2016 年公司收入及同比（百万元， %） 20 图表 25 ： 2014-2017 年公司净利润及同比（百万元， %） 21 图表 26 ： 2013-2016 年公司收入及同比（百万元， %） 21 图表 27 ： 2013-2017 年公司净利润及同比（百万元， %） 22 图表 28 ： 2014-2017 年公司收入及同比（百万元， %） 22 图表 29 ： 2014-2017 年公司净利润及同比（百万元， %） 23 金刚线切割技术优势巨大，替代传统砂浆线。金刚线主要应用于晶体硅和蓝宝石等硬脆材料的切割，相较传统的砂浆钢线切割具有效率高（ 4-5 倍切割速度） 、损耗少出片率高（多出 15-20%硅片） 、环境污染小（无有机液） 、产品质量高的优势。 金刚线中电镀金刚线又以单片耗线量低、 线径规格小、 切割效率高的突出优点受到市场广泛青睐，优于树脂金刚石线。单晶硅 2016 年普及， 降低成本提升竞争力。 单晶硅因质地均匀率先实现金刚线工艺配套， 从而较早实现金刚线替代传统砂线切割工艺。 国内 2016 年金刚线在单晶硅切片实现完全渗透替代。使用金刚石线后，单晶硅片成本下降10%-15%，组件成本下降 5%-8%。借助于金刚石线切割带来的成本差距的缩小，及一期“领跑者”计划过于强调高效率，单晶硅组件市场份额从 2015 年的 18%跃升至 2017 年的 30%，市场份额得到提升。多晶硅 2017 年全面替代， “金刚线 +黑硅 + PERC” 实现低成本高效组件放量。2016 年至今黑硅及 PERC 等技术的成熟解决了金刚线切割多晶导致后端植绒工艺问题，且大幅降低成本同时提升电池效率，达到 1+1+1>3 的效果，带来了金刚线在多晶片切割应用成井喷式发展。此技术使得多晶电池转化率达到 20.5%，性能媲美单晶， 同时成本极大下降， 预计市场占比将大幅回升， 金刚线作为耗材直接受益。 由于传统砂浆切片机改为金刚线机仅需要 20 万元， 大多数多晶硅企业已大举改造， 预计 2017 年底切片机改造将达到 90%以上， 金刚线需求井喷式爆发。金刚线中短期供不应求，长期靠品质提升提高集中度。预计 2017 年全球 8 0GW 光伏组件出货量，单 / 多晶硅占比分别为 25%和 65%，完成替代后光伏行业对金刚线需求达到约 2440 万 KM，而蓝宝石衬底行业金刚线需求量为 400 万-500 万 KM， 则总需求量 2840 万 -2940 万千米， 而现有总产能仅 1900 万千米，4 缺口巨大，行业盈利能力强。供不应求状态预计在 2018 年方能缓解。以光伏组件产量年增长 10GW、 蓝宝石行业增长率 30%测算， 2018、 2019 年金刚线需求分别为 3078 万 KM、 3110 万 KM， 预计 2018 年扩产项目全部达产后总产能约 3 058 万 KM，供需基本平衡，行业转向质量竞争，同时集中度得到提升。1、金刚线切割技术具有独特工艺优势金刚石切割线，即通过金属的电沉积作用把金刚石颗粒镀覆在钢线表面而制成的一种线性切割工具。 通过金刚石线切割机， 金刚石切割线可以与物件间形成相对的磨削运动， 从而实现切割的目的。 目前， 金刚石切割线主要应用于晶体硅和蓝宝石等硬脆材料的切割。 传统的切割方式包括钢片切割、带锯切割和内外圆片锯切割等，这些方式都存在切割损失大、表面精度差、表面损伤多等缺陷。为了提升对晶体硅、蓝宝石等硬脆材料的切割效率，上世纪 90 年代开始，出现了线锯切割方式， 即通过钢线附带磨料的方式进行切割， 线锯切割从最开始的单线线锯切割发展到现在的多线线锯切割。目前市场上主流切割方式可分为金刚石线切割和砂浆钢线切割。 砂浆钢线切割即在钢线来回摩擦切削材料的同时， 在钢线上附着液体磨料 （砂浆） 如碳化硅（ Si C） 等， 通过钢线、 液体磨料和待切割材料三者间的相互摩擦作用进行切割。金刚石线切割即采用特殊技术手段将坚硬的金刚石牢牢地均匀固定在钢线上， 再用制作完成的金刚石线对材料进行切割。图表 1 ：砂浆钢线切割和金刚石线切割相较于传统砂浆切割工艺，金刚线切割技术具有以下优点：5 1. 切割效率高，速度提升五倍。单片硅片切割耗时传统砂浆切割需约 10 小时，金刚线切割仅需 2 小时。切割效率高主要缘于其技术特点：第一，金刚线采用固定方式结合金刚石颗粒， 相比砂浆线处于游离状态的磨料， 不仅参与磨削切割的金刚石更多（漏损少） ，而且减少了磨料之间的相互磨损。第二，金刚石硬度高，耐磨损能力强，从而切削和使用寿命更长。第三，金刚线固着的金刚石的运行速度与切割线一致，而游离状态的砂浆运行速度低于切割线。2. 材料损耗少、 出片率高。 切割线线径越大造成切割时刀缝越大从而导致材料损耗越多，而切割线的线径是裸线径与磨料 / 刃料直径之和。金刚线因切割能力强， 其镀层比切割液与碳化硅混合形成的砂浆要小薄， 从而造成的刀缝损耗较小。另外，金刚线切割造成的损伤层小于砂浆线切割，有利于切割更薄的硅片。更细的线径、更薄的切片有利于降低材料损耗，提高硅片的出片率。目前，硅片厚度多为 180-200 μ m， 砂浆切割的刀缝损耗约为 150 μ m， 金刚线切割的刀缝损耗约为 80 μ m。因此，金刚线切割能提高约 15%的出片量。3. 环境污染较小。砂浆切割会产生大量晶硅切割废砂浆，废砂浆含碳化硅、聚乙二醇、 硅粉和金属粉末成分， 环境威胁较大， 其中部分粒径小于 0.15 μ m 的硅粉与水或潮湿空气接触时会快速反应并释放出易燃气体氢气和热量， 如不进行妥善利用、处置会造成严重污染。金刚线使用水基磨削液（主要是水） ，有利于改善作业环境，同时简化洗净等后道加工程序。4. 产品质量提升。金刚线切割减少了加工损伤层，而且精度保持稳定，产生TTV（总厚度变化，硅片表面特定测量点的最大值和最小值之差）小。5、运营成本下降。金刚线切割的设备占用资本、空间占用、人力和电力占用均有下降，整个生产流程更加简化，从而降低运营成本。图表 2 ：金刚石线切割与砂浆钢线切割主要指标对比图表 3 ：金刚石线切割的工艺优势