光伏硅料产量，光伏硅片技术含量
chanong
|（报告作者/作者：中信证券、卢娟、夏淑玉）
1、硅装备：下游波动中持续上行，设备需求有望超预期1.1 近20年行业回顾：供需错配加剧周期性波动多晶硅属于资产密集型、能源密集型，产量大该行业的建设到生产周期较长，通常建设需要12 至18 个月，投产大约需要6 个月。需求在短时间内爆发式增长，但供给增加需要很长时间，而在此过程中，供给跟不上需求的变化，加剧了供需矛盾，导致价格飙升。历史上，国内多晶硅价格曾一度上涨至475美元/公斤。价格上涨吸引了更多新进入者，而盈利能力的显着提高使现有运营商有进一步扩张的财务实力。供给侧反应过度导致产能过剩、价格下跌、盈利能力恶化、产能利用率持续下降，最终迫使部分产能退出，形成新的供需缺口，已经奠定了基础。回顾我国多晶硅行业近20年的发展历程，供需错配加剧了行业的周期性波动。 2002-2010年：日本第一条300吨/年多晶硅产业化示范线于2005年建成。事实上，当时国内多晶硅产量还不到全球总量的1%。在此期间，欧洲多国出台太阳能电池补贴政策，原材料价格因需求上涨而飙升，国内多晶硅投资热情高涨，供给端持续扩大，单条生产线规模也有所增加。从最初的100吨级到万吨级。 2008年金融危机导致太阳能发电出口下降，国内多晶硅行业陷入泥潭，但2009年《国发38号文件》将多晶硅列为六大产能过剩行业之一，价格一路飙升。公斤价格已从2008 年每年475 美元的高点暴跌至每公斤50 美元左右。
2010-2020年：2010-2011年，多晶硅行业复苏，价格短期回升，但很快由于补贴减弱，需求面萎缩，价格再次面临下滑，但到2012年底，43家企业全部恢复生产。拒绝了。全国多晶硅工厂已停产。随着2013年《关于坚决遏制产能严 重过剩行业盲目扩张的通知》的发布，多晶硅不再被纳入产能过剩行业。 2014年至2017年，国内多晶硅行业再次掀起技术改造和扩产浪潮，行业进入新的快速发展阶段，生产技术快速进步，单价持续下降。 2018年“531新政”出台，在需求锐减的同时，近两年大幅扩张的产能逐渐投放市场，加剧了供需矛盾。加之2020年疫情影响，多晶硅行业从2018年到2020年�**肽炅曜笥蚁萑胂滦星魇疲鄹癯中碌� 2020年至今：2020年国内多晶硅行业价格“先跌后涨”，但随着2020年下半年“双碳”政策的公布，出现了转机。 2020年�**肽辏幸底�2018年以来一直处于低迷状态，且受疫情影响，多晶硅企业几乎没有扩产计划，行业已跌至冰点以下。 2021年，多晶硅供应商已开始大规模扩产计划。但多晶硅行业产能反应存在“滞后”，当年增产项目最快将在1至18个月内分阶段投放市场，这意味着实际供应增量极小。有限的。硅片企业通过与多晶硅供应商签订长期订单来保证供应，但市场供应余量不足。 2021年三季度多晶硅价格加速上涨，主要是各地实施“能耗双控”政策，影响了供应。
对2022年多晶硅行业的预期：我们对2022年多晶硅行业的产能进行了详细的统计，并在报告中进行了分析。从产能释放来看，据我们统计，2022年�**肽暝ぜ菩略霾茉�12万吨投放市场，供需偏紧平衡依然牢不可破，前景乐观。未来预计还会继续。预计2022年第四季度开始大规模供应，产能将再增加约30万吨，供应压力将大幅缓解。据我们统计，在产能规划方面，2022年行业计划新建产能约109万吨，较2021年同比增长40%以上。行业扩张热情主要源于以下几个原因：首先，从成本角度来看，以行业龙头永祥为例，2020年平均生产成本为3.87万元/吨，相比目前20万元/吨以上的产品销售价格，利润空间依然巨大。其次，就下游硅片行业而言，预计2022年底产能将扩大至500GW以上，对需求面形成支撑。第三，从长远来看，预计到2050年，全球和我国太阳能发电累计装机容量将分别达到14,000吉瓦和3,450吉瓦，届时太阳能发电将成为全球第一大装机容量。发电的一种形式。中长期来看，需求正在改善，通过大规模扩产提高规模经济和提高行业内话语权是多晶硅供应商果断扩产的核心，理应如此。 1.2 棒状硅和粒状硅的对比分析1.2.1 目前主流技术是改良西门子法，硅烷流化床法在生产成本方面具有优势目前主流多晶硅制造技术是改良西门子法，硅烷流化床法在生产成本方面具有优势。硅烷流化床法硅烷流化床法分别对应于棒状硅和粒状硅。 2021年，我国改良西门子棒硅和硅烷流化床颗粒硅的市场份额分别为95.9%和4.1%，改良西门子工艺占据绝对主导地位。保利协鑫自2019年前后开始实现主要颗粒硅设备的国产化和主要材料的替代，并因其成本优势而受到市场关注。根据保利协鑫的颗粒硅扩产计划，如果一切落实，2025年我国颗粒硅市场份额可能远远超过CPIA此前的预测。
硅烷流化床法比改良西门子法具有成本较低的优点。虽然粒状多晶硅的生产并不是什么新技术，但近两年之所以再次受到市场的广泛关注，与其成本的突破有关。能源和电力是最大的成本组成部分，约占采用改良西门子法生产硅棒成本的37%。目前改良西门子法的总电耗为60Kwh/kg，而流化床法的关键优势之一是颗粒硅的总电耗仅为15-40Kwh/kg左右。此外，由于流化床工艺制造流程短，初始资本投资低于改良西门子工艺。 1.2.2 改进的西门子工艺和硅烷流化床工艺流程虽然两种工艺路线生产的多晶硅材料的形貌存在显着差异，但制造原理相似，并且两个核心和步骤我们将进行介绍。首先，工业硅粉发生化学反应，产生三氯氢硅（SiHCl3）、二氯氢硅（SiH2Cl2）、硅烷（SiH4）等高纯气体，然后将高纯气体还原为多晶硅。 改进西门子法：1955年，西门子开发了利用三氯氢硅（SiHCl3）并在还原炉中的硅棒加热元件上进行化学气相沉积（CVD）反应获得高纯多晶硅的工艺技术，并获得成功。改进后的西门子工艺增加了减少废气的干法回收系统和SiCl4加氢工艺，可以回收利用副产品和副产品热能，减少环境污染。改进后的西门子法目前是行业内最成熟、最主流的工艺路线，可以兼顾产品质量和生产成本。改良西门子法生产多晶硅的主要工艺步骤： (a)加氢：SiCl4+H2+Si+HClSiHCl3。将Si和HCl放入还原炉中，在一定条件下反应生成SiHCl3。 (b)纯化：通过蒸馏纯化SiHCl3。 (c)还原：SiHCl3+H2Si+HCl+SiCl4。我们采用气相沉积法还原SiHCl3，生产高纯度多晶硅。
硅烷流化床法：在流化床反应器顶部添加硅细颗粒作为晶种，纯化的反应气体（SiHCl3、SiH4等）和流化气体H2自下而上穿过固体颗粒。床层。随着气体流量继续增加，颗粒床由固定床变为流化床。在外部加热器的作用下，反应气体发生热分解，在晶种表面发生化学气相沉积。当籽晶生长到一定尺寸时，它们由于重力而落到反应器底部并被收集。 （报道来源：未来智库）根据反应气体的不同，可分为硅烷法、三氯硅烷法、三溴化氢硅法，其中硅烷法因反应气体的不同而被归为金属氢化物法。硅烷的制备方法，可以细分。镁合金法、三氯硅烷歧化法。保利协鑫采用氯氢硅歧化法生产硅烷，硅烷法生产粒状硅。主要工艺步骤为： (a)加氢：SiCl4+H2+ Si+HClSiHCl3。 (b) 歧化反应：SiHCl3SiH4+SiCl4。 (c)纯化：SiH4。 (d) 还原：SiH4 Si+H2 1.3 硅设备竞争格局及空间计算1.3.1 设备配置：多晶硅生产静态设备主要五类包括冷氢化反应器、还原炉、塔器、换热器、球形储罐。多晶硅生产的静态设备主要有五类：低温加氢反应器、还原炉、塔、换热器、球罐。改良西门子工艺的工艺介质主要有氯硅烷、四氯化硅、三氯硅烷、氯化氢等，具有易燃、易爆、腐蚀性、有毒等特点。多晶硅行业中的压力容器主要用于工艺介质的储存和运输、热交换、反应和分离。按流程中的角色分类如下： 反应压力容器：用于完成介质的物理、化学反应的压力容器。包括反应釜、反应容器、分解容器、硫化罐、分解塔、聚合塔、高压釜、超高压容器、合成塔、转化炉、蒸煮容器、蒸汽碗、高压釜、气体发生器等。 换热压力容器：用来完成介质热交换的压力容器。管壳式余热锅炉、换热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、灭菌器、染色机、烘缸、蒸锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸汽脱水器、电蒸汽发生器、燃气发生器水套等。 分离压力容器：用于完成流体压力平衡缓冲和气体净化及介质分离的压力容器。包括分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分馏筒、除氧器等。 储存压力容器：用于储存和盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器。包括格式储罐等。还原炉是西门子法生产多晶硅的核心设备，无论是成本还是产量都占比最大。多晶硅还原炉是压力容器的一种，是改进西门子法的核心生产设备。以亚洲硅业截至2020年�**肽甑闹饕ひ丈璞肝乖ひ帐褂玫幕乖课�58台，用于制氢、合成、加氢、精炼等工艺量。从数量构成来看，以Daiqo Energy截至2020年的生产设备构成来看，还原炉及辅助设备约占42.5%。硅烷流化床法与改良西门子法的主要区别在于多晶硅结晶工艺，前端工艺基本相同。
1.3.2竞争环境：行业相对分散，各大企业新订单增长较快，多晶硅制造设备以压力容器为主，供应商包括澜石重装、海陆重工、双良，包括节能、东方电热等、科信机电、江苏中升等。其中，作为还原炉设备的核心设备，双良节能处于行业领先地位。多晶硅还原炉龙头企业双良节能2021年以来新订单大幅增长。 2020年下半年至今，双良能源部统计多晶硅行业新增订单，累计新增订单近30亿元。 2022年开始，该公司1月份宣布获得大全能源有限公司多对棒多晶硅还原炉合同，单笔订单最高价值5.56亿元，2月份该公司宣布赢得合同。做到了。甘肃化州宝丰硅材料发展有限公司多对棒还原炉设备中标，以及相关备品备件、专用工具订单，价值2.62亿元。 1.3.3扩大生产规模：多晶硅原料扩产计划已公布超过270万吨，但由于多晶硅行业的重资产性质，建设周期较长（12至18个月）。宣布产量将突破270万吨。由于投资成本较高，产能扩张和投产之间往往存在延迟，大约为1至1.5年。据中国有色金属工业协会硅业分会预计，2021年日本多晶硅产量预计为49万吨。加上海外约8万吨产能，将实现硅片年产能210GW、硅片160GW。总体供应处于紧平衡状态，CPIA乐观预测2021年底全球新增装机容量约为170GW。从全球份额来看，2020年日本多晶硅产量约占全球多晶硅产量的75%。考虑到今年起产能将逐步投产，且目前在建的新增产能主要集中在中国，预计明年日本多晶硅产能占比将加速提升。多晶硅行业市场集中度较高，国内产能排名靠前的供应商主要有保利协鑫、永祥股份、新特能源、新疆大全、东方希望、亚洲硅业等。根据2021年�**肽瓴苁荩幸登傲蠊┯ι淘颊脊谧懿艿�90%。
2020年后各大企业公布的多晶硅产业扩产项目规模预计将超过270万吨，约为2021年国内预期产量49万吨的5.7倍。其中许多扩建项目将于2021 年或以后破土动工。 计划中的扩建制作绝对是壮观的。除了六大传统多晶硅供应商外，青海力浩、晶诺新能源、润阳新能源、信义光能、宝丰能源等新企业也纷纷进入该行业。 棒硅计划项目：规划建设多晶硅规模227.5万吨。其中，计划扩能的企业包括通威（35万吨）、东方希望（35万吨）、宝丰能源（30万吨）、大全能源（23.5万吨）。 颗粒硅项目：保利协鑫主要规划的50万吨颗粒硅项目。公司在徐州、乐山、包头拥有两个10万吨模块化复制项目和一个30万吨硅材料生产基地。多晶硅行业目前有丰富的扩产计划，但由于建设周期的原因，对实际产能的影响存在约一年半的时滞。因此，预计2022年行业实际产能增量将由低到高分布。 2022年�**肽甓嗑Ч栊幸敌略霾苤饕赏ㄍ捅＠喂毕祝湎钅拷�2021年底左右建成投产，经过2021年的产能扩张期，逐渐达到满产。生产。 3至6个月。保利协鑫的新产能扩张主要集中在颗粒硅项目。从2022年下半年开始，预计多地将出现新的产能供应商，加速行业供给。 1.4.3设备空间测算：中性情景下，预计2022年多晶硅生产设备年需求量为327亿元，2020年后晶硅材料行业将增产270万吨以上。规划。其中不少项目需要分期或分批实施，并不着眼于一年内完成建设。对国内主要多晶硅供应商的扩产计划进行详细统计，按年份划分行业实际扩产步伐，并分为乐观、中性、悲观情景，并对比全球多晶硅生产设备的市场空间。对应年份。假设：项目总投资：我们以修正西门子法为例测算行业投资。总体而言，多年来该行业的总投资一直在下降。据CPIA统计，目前多晶硅产业项目总投资约为1万吨/10亿元。从最新投资项目来看，行业内不同企业的投资总额存在差异。例如，大全能源3.5万吨多晶硅项目总投资约为10.3亿元/万吨，新内蒙10万吨多晶硅项目（一期）总投资约为8.58亿元/万吨/万吨。 10,000吨。我们将项目分为乐观、中性、悲观三种情景，综合考虑各种可能性，根据项目总投资额计算设备采购金额。乐观情景下，预计2021-2022年项目总投资分别为10亿元/万吨；中性情景下，预计2021-2022年项目总投资为8亿元/万吨， 分别。悲观情景下，预计2021-2022年项目总投资分别为8亿元/万吨、7亿元/万吨。
设备购置额占总投资额比例：根据大全能源3.5万吨多晶硅项目投资明细，总投资35亿元中，设备购置额约为17.3亿元，占比49.2%。基于此，我们的模型假设设备购置占总成本的50%。 多晶硅产业扩产规模及实施率：根据已公开信息汇总，2021-2022年多晶硅产业扩产规模分别为76万吨、109万吨。其中，传统玩家分别占56万吨和65万吨，新玩家分别占20万吨和44万吨。我们引入采用率的概念，并将市场空间分为两种情况进行估计。项目实施是指从规划阶段过渡到施工阶段，其中设备采购是一个问题。根据今年以来行业景气情况的跟踪，我们对年内计划项目的实施充满信心。测算结论：乐观情景装备空间：2021年至2022年，我国多晶硅行业生产规模预计分别扩大76万吨、109万吨，带动装备需求分别为378亿元、491亿元。到中性情景下的设备空间：2021年至2022年，我国多晶硅行业生产规模预计将分别扩大60万吨和87万吨，将带动设备需求分别为257亿元和327亿元。 悲观情景下的装备空间：2021年至2023年，我国多晶硅行业生产规模预计将分别扩大53万吨和76万吨，将导致设备需求分别为211亿元和267亿元，相当于。
2、硅片设备：“大硅片”、“薄硅片”将创造行业新需求2.1 制备：长晶、切片是核心工业硅提炼后，达到光伏级品质硅材料标准形成并使用为满足行业需求，用于制造单晶硅和多晶硅，分别用于制造单晶硅和多晶电池。制备硅片主要涉及四个步骤：晶体生长、切割/切片、切片和检查/分选。其中，晶体生长和切片是核心环节。单晶硅棒是以多晶硅为原料，采用直拉法或区域熔炼法制造的，单晶硅棒是采用与铸造多晶硅相同的工艺铸锭法制造的。该工艺用于制备单晶硅片，尺寸更小。
直拉法：直拉法是直拉法建立的晶体生长方法，其基本原理是在单晶炉的坩埚中加热熔化高纯多晶硅原料，并在表面插入籽晶。将一部分熔体与熔体进行湿式接触，同时添加一定量的高纯度掺杂剂（硼、磷等），随后进行晶种、颈缩和肩部的晶体生长阶段。当它以相等的直径闭合时，它会线性生长并拉起单晶硅。直拉法可分为多重直拉法（RCZ，补给直拉法）、连续直拉法（CCZ，连续直拉法）和磁力直拉法（MCZ）。直拉法目前正在从RCZ 过渡到CCZ。连续直拉法采用特殊的直拉单晶炉，可同时进行单晶拉制和加料熔化，具有连续加料、连续拉晶的特点，生产出的颗粒粒度均匀、表面洁净。材料是优选的。相比目前业界主流的RCZ技术，CCZ技术具有以下优势： (a)生产效率高：CCZ技术可以在坩埚允许的寿命周期内完成610根单晶硅棒的拉制，而RCZ技术可以完成4根单晶硅棒的拉制，生产效率将大大提高。 (b)生产成本低：采用CCZ技术可以有效减少拉晶时间、坩埚成本和能耗，并且采用连续加料，单炉生产成本至少比RCZ法低10%。 （c）适合N型硅片：采用CCZ技术拉制的单晶硅棒，氧含量低且均匀，金属杂质积累缓慢，产品轴向电阻率低，分布均匀，变化可控10%。在里面。由于上述原因，CCZ技术适合制造N型单晶硅片。 区域熔化法：区域熔化法的原理是利用线圈对硅原�**艚芯植考尤热刍么帕χЪ艿母×刍那蛐∑鹄矗眯木е纸淅稹Ｈ廴诠瑁醋匀刍路降牡ゾЧ琛Ｋ淙徽庵址椒ㄉ牡ゾЧ璐慷雀摺⑿阅苡乓欤捎诔杀靖摺⒍约际鹾蜕璞敢笱细瘢苌儆τ糜诠夥煊颉� 铸锭法：单晶铸锭法（cast monowafer）采用多晶铸锭炉，在常规多晶铸锭工艺的基础上添加单晶籽晶，定向凝固后，形成方形指硅锭。经过切割、切片等工序，最终完成单晶硅片。铸造单晶硅具有多晶硅的低成本和单晶硅的高效率的双重优点，铸造单晶硅技术的发展趋势是铸造单晶硅。
据CPIA统计，单晶硅片从2016年约20%的市场份额快速增长至2021年P型+N型约94.5%。单晶硅片处于绝对主流地位，并将继续保持较高的市场份额。未来。 2021年，N型单晶硅片占比约为4.1%，随着N型电池产业化加速，预计未来N型单晶硅片占比将快速提升10年。 2.2新变化：“硅片大尺寸”、“硅片薄化”趋势得到确认，N型硅片占比大幅提升硅片行业的变化趋势是“硅片更大”“硅片更薄” ”和“N 型”。就“大硅片”而言，太阳能电池硅片尺寸经历了几次演变：从1981年到2012年，主要采用100mm和125mm硅片；从2012年到2018年，隆基将推出M1和M2单晶硅片统一产业规模。 2018年以来，硅片尺寸迭代加速。 2018年晶科发布G1（158.75），2019年韩华、龙基、中环分别发布M4（161.7）、M6（166）、G12（210），大硅片将是重点， 2020年晶科、隆基、晶澳等7家企业联合推出M10（182），形成“182mm”和“210mm”两大阵营。 2021年中环发布大硅片218.2片。 “切片”虽然有助于降低硅片成本，但也在一定程度上影响了切片良率，因此还需要进一步的工艺改进。在各种晶圆厚度和切片产量假设下，对每公斤多晶硅材料生产的晶圆数量进行了敏感性分析。当切片良率达到98%时，硅片厚度减小到160m，每公斤多晶硅材料的硅片数量达到60.11个，与96%良率和165m的场景相比，硅片生产率提高了4.36%。 （报告来源：未来智库）预计“十四五”期间N型硅片占比将大幅提升。随着N型太阳能电池产业化进程的加速，预计“十四五”期间N型硅片占比将大幅提升。与P 型衬底电池相比，N 型衬底电池的优点是：(1) N 型衬底电池结构在基极区和发射极区提供更长的少数载流子寿命，(2) 更高的开路电压，以及(3) ) 较低的PID效应。轻量、轻量等。阻尼现象等2.3 硅片设备竞争格局及空间测算2.3.1 单晶炉竞争格局：设备供应商客户集中度高，大客户依赖需要改进在硅片制备过程中，长晶炉和长晶切片机分别是，其中和切片是中心链接。在国内太阳能发电领域，单晶炉已实现进口替代，主要供应商包括晶盛电机、联成数控、北华双、晶运通等，新玩家包括无锡商机等。从客户分布来看，晶盛机电是除隆基股份之外硅片企业最重要的单晶炉供应商，其主要客户为中环股份、联成数控是单晶炉的重要供应商。 2021年，隆基股份及其外部客户实现了显着增长，预计未来对隆基的依赖将逐渐减少。单晶炉设备主要供应商对比：2020年，京盛电气、联城数控、京云通单晶炉营收分别为26.23亿元、11.37亿元、6.12亿元。京盛电气比联城数控、联城数控、京运通、京运通大2.3倍、4.3倍。从盈利波动来看，京盛机电过去五年保持持续盈利增长，预计2021年增速将进一步加快。公司主要客户主要为华中及其子公司，其中连城数控占比较高。隆基的订单及其业绩水平很大程度上取决于大客户扩产的意愿，但当然连城数控2021年在拓展隆基以外的客户方面也取得了很大进展，而京运通的盈利也很不稳定。
2.3.2切割设备竞争格局：主要供应商集中度不高，全球基本平分秋色，切片机性能提升主要得益于生产成本更低、效率更高、硅片质量得到保证。具体来说，生产成本的降低主要是通过细线切割和减薄工艺对硅片进行减薄来实现，生产效率的提高主要是通过提高切割线速度来缩短切割加工时间来实现，而在硅片的质量方面主要是提高切割设备运行的稳定性和一致性，提高切片良率，减少硅片的平均总厚度变化（TTV）和平均线痕。 2016年之前，太阳能行业切割设备仍由梅耶博格、小松NTC等国外供应商主导。近年来，由于国内供应商不断的技术积累，多线切割设备已完成进口替代，代表供应商包括联成数控、高厦股份、尚基数控等。 连成数控与隆基有着深厚的渊源，近年来一直重点发展隆基以外的客户；高车的GC700X金刚线晶硅切片机通过改变轴距可以处理多种规格的光伏硅，可满足硅片的切割需求，可满足切割16X/18X/21X/22X/23X硅片尺寸的要求。基于高硬脆材料专用加工设备，太阳能电池用单晶硅在机数控加工。我们将进一步拓展2019年我们的业务包括制造和销售。 2021年10月，宏源新材三期10GW单晶支架切片项目实现首片210MM单晶方棒切片加工，标志着该项目正式进入运营阶段。
切割设备主要供应商对比： 市场占有率：从市场占有率来看，尚基数控、高车数控、联成数控占据前列。相比太阳能发电供应链其他环节的设备供应商，切割设备整体集中度相对分散，全球基本平分秋色。从发展趋势来看，在“薄晶圆”和“大硅片”领域拥有技术储备和先发优势的供应商被认为未来具有较高的增长潜力。 市场规模：根据行业内主要企业的年营收规模，太阳能发电切割设备的年需求量将根据下游扩产的兴起而变化。由于收入与订单之间存在约6至9个月的时间滞后，我们普遍判断2017年至2019年行业产能扩张将相对稳定。 2020年起，行业进入新的扩产周期，景气仍在延续。请继续。 盈利能力：对比主要供应商的毛利率走势，行业整体近年来呈逐渐下降趋势。 2021年�**肽辏鞘亍⑸霞亍⒂罹煞荨⒏叱倒煞萸懈钌璞赶勖史直鹞�23.68%、12.06%、27.75%、33.15%，分别。这分别比2018年全年毛利率低19.89%和37.14%，与太阳能发电行业总体盈利能力变化趋势一致。 2.3.3设备空间测算：中性情景假设下，预计2022年硅片设备市场空间为248亿元。 2.3.3.1预计2022年硅片扩产规模将超过180GW。 2022年硅棒/硅片产量仍将处于高位。据我们统计，根据目前公布的数据，预计扩产规模将超过180吉瓦，2021年将达到150吉瓦左右。影响2022年硅片行业扩产景气的因素主要包括：上游多晶硅原材料价格；硅片企业自身盈利能力；根据形势考虑新老市场份额预期包括行业内的大规模扩产，我们认为硅晶圆企业的盈利能力是核心。同时，根据PV infoLink预测，2022年起大硅片产量预计将增长70%以上。随着硅片大尺寸化趋势，大批量M6（166）硅片需求萎缩，低效产能被迫退出市场。
2.3.3.2 中性场景测算 我们分为中性场景与乐观场景分别就 2021 年~2022 年硅片设备市场空间作出测算。本小节先讨论中性场景： 假设条件：硅片新增规划产能：根据我们的统计，2022 年已规划待建硅片产能约 187.5GW，高于 2021 年。全年来 看计划扩产的项目是否能够顺利推进，我们认为可能性包括：（a）超出预期：假设上游多晶硅料价格逐步松动， 考虑到目前仅为刚开年，不排除全年扩建规模进一步上修的可能性。（b）低于预期：上游硅料价格不降反升， 原材料的可得性并未出现同比改善，对于硅片企业而言积极推进新项目的意愿将有所减弱。中性场景下，我们 假设 2022 年项目落地率为 85%，即行业扩产 160GW。 测算结论： ①隆基+中环硅片市占率：预计 2021 年~2022 年隆基+中环硅片市占率分别为 54%、51%，呈现逐年递减趋 势，主要由于 2020 年以来硅片扩产一方面来自存量玩家，另一方面新势力的扩产势头同样强劲。 ②大尺寸硅片市占率：预计 2021 年~2022 年大尺寸硅片市占率分别为 44%、60%，呈现快速扩张态势。在 新增产能上，基本全部为大尺寸硅片。 ③硅片设备市场空间：预计 2021 年~2022 年硅片设备市场规模分别为 232 亿元、248 亿元。其中，单晶炉 市场规模 185 亿元、197 亿元；切片机市场规模 27 亿元、29 亿元。就设备采购口径而言，2022 年相较于 2021 年仍然为扩张年。 2.3.3.3 乐观场景测算 本小节讨论乐观场景： 假设条件： ①硅片新增规划产能：在中性场景基础上，我们假设 2022 年硅料价格随着供给的逐步提升有所松动，并于 2022 年下半年左右逐渐迎来降价的加速。在此前提下对于 2022 年扩产规模进行上修：基于已规划待建硅片产 能约 187.5GW，假设落地率 100%的同时，进一步假设全年有约 20GW 新规划项目发布并进入建设采购阶段。 ②硅片新增建成产能：考虑到硅片项目全年的建设时间分布差异较大，且有 1 年左右的建设周期，我们假 设 T 年新增扩产计划将分别于 T+1 年、T+2 年投产 50%、50%。③半片工艺对于切片环节设备需求的变化：考虑到“大硅片”“薄硅片”需要引入半片，对于切割设备的 需求将有所改变。假设 2022 年切片机需求量在中性场景模型假设前提下，引入 1.5 的调整系数。 测算结论： 硅片设备市场空间：考虑半片需求、存量硅片产能加速出清因素，预计 2021 年~2022 年硅片设备市场规模 分别为 232 亿元、340 亿元。其中，单晶炉市场规模 185 亿元、256 亿元；切片机市场规模 27 亿元、57 亿元。 3. 光伏上游设备投资分析 我们强调光伏上游硅料硅片环节的扩产特点有别于传统周期行业，原因基于：①战略维度：光伏中长期视 角的高成长性是其有别于传统周期行业（以上游原材料行业为主）的本质区别，面对巨大的潜在需求，行业玩 家的扩产决策将更多考虑中长期维度市场份额的获得以及规模效应下成本优势的体现，扩产持续性有望超预期。 ②技术维度：包括能耗、工艺、尺寸等在内的各类技术升级，最终目的均指向对于更低单位成本的追求。目前 行业正处于 N 型替代 P 型电池的初期阶段，行业技术革新面临前所未有的机遇，在技术高速迭代的过程中对于 设备的加速折旧是较为普遍的现象。 就目前已经宣布的硅料、硅片产能扩张计划来看，我们认为 2022 年硅料硅片设备具备进一步超预期的可能 性，并且从中长期战略维度与技术维度来看，碳中和背景下，光伏从政策驱动加速向需求驱动演变，行业的高 成长、高技术迭代属性有望带来设备投资的不断超预期。 3.1 英杰电气 公司为国内综合性工业电源领域实力最具竞争力的供应商之一，下游涵盖光伏、泛半导体、冶金等。 短期来看，多晶硅还原炉电源、单晶炉电源将充分受益下游大扩产。2021 年公司光伏新增订单实现高增长， 为 2022 年业绩提供有力保障。我们统计认为 2022 年上游，尤其是硅料环节仍然是扩产大年，公司该领域市占 率 60%~70%，业绩弹性可期。后续来看，公司正与客户合作研发光伏电池设备电源，核心零部件可谓是光伏领 域国产化最后一座堡垒，核心赛道上已具备一定先发优势。 泛半导体领域产品线丰富，目前占比最大产品为 MOCVD 配套直流电源，装配于刻蚀机的射频电源样机也 已交付客户，进口替代进行时。此外，蓝宝石炉电源、碳化硅炉电源、钻石生长炉电源等均实现批量供货，下 游客户覆盖范围不断扩充。3.2 连城数控 成立于 2007 年，是全球领先的光伏与半导体设备制造商。专注光伏和半导体产品制造和解决方案，从晶体 生长、切磨加工、湿法制绒到光伏电池工艺，为光伏事业提供全产业链的设备和自动化全方位的服务。 2008 年连城研制出我国第一代具备自主知识产权的多线切割机；2013 年公司业务由光伏行业向半导体行业进一步延 伸，收购了美国 500 强公司斯必克旗下拥有 60 年历史的凯克斯单晶炉事业部；2014 年单晶炉产品实现销售； 2018 年推出新型超导磁场单晶炉，具备半导体 12 英寸单晶炉生产能力。 子公司方面，①控股公司艾华（无锡）半导体科技有限公司产品主要应用于半导体薄膜外延生长，核心研 发团队在光伏、半导体材料领域深耕多年。②参股光伏与半导体湿法设备供应商上海釜川智能科技股份有限公 司。③参股公司拉普拉斯成立于 2016 年 5 月，2017 年推出首款 LPCVD 中试产品，致力于成为光伏高端装备与 解决方案提供商及引领者。目前公司核心产品以热制程（扩散、氧化、退火等）；镀膜（PECVD、LPCVD、 ALD 等）；以及配套自动化设备为主。3.3 高测股份 成立于 2006 年 10 月，主要从事高硬脆材料切割设备和切割耗材的研发、生产和销售，产品主要应用于光 伏行业硅片制造环节。基于公司自主研发的核心技术，公司正在持续推进金刚线切割技术在光伏硅材料、半导 体硅材料、蓝宝石材料、磁性材料等更多高硬脆材料加工领域的研发和产业化应用，助力客户降低生产成本、 提高生产效率、提升产品质量公司主要从事高硬脆材料切割设备和切割耗材的研发、生产和销售，产品主要应 用于光伏行业硅片制造环节。 2021 年公司加快硅棒与硅片产业化项目拓展步伐，包括 5GW 光伏大硅片研发中心及智能制造示范基地项 目、乐山 20GW 光伏大硅片及配套项目、建湖 10GW 光伏大硅片项目，合计规划产能达到 35GW。其中，①光 伏大硅片研发中心及智能制造示范基地目前客户包括通威、美科等。②乐山 12GW 机加及配套项目、乐山 6GW 光伏大硅片及配套项目合作客户为京运通。根据公司测算，乐山 12GW 机加及配套项目预计投产后实现营业收 入均值 9,767 万元；6GW 光伏大硅片及配套项目预计实现营业收入均值 2.9 亿元，净利润 3,030 万元。③建湖 10GW 光伏大硅片项目一期（5GW）于 2021 年 9 月开工建设，建设周期 12 个月，预计将于 2022 年投产。 随着 N 型电池产业化的渐行渐近，大尺寸与薄片化成为硅片发展的重要方向，未来切片良率具备进一步提 升空间。公司与爱康科技签订战略合作协议，共同探索 HJT 大尺寸硅片半片、薄片的切片技术研发与规模量产。 根据规划，双方将逐步实现 HJT N 型大尺寸硅片厚度从 150μm 向 120μm、90μm 的降本路径。同时，公司 GC700X 切片机采用可变轴距设计，适用于硅片大尺寸、薄片化趋势。目前，公司已具备 210 硅片 150μm 厚度 硅片批量化生产能力。 公司持续推进金刚线切割技术在光伏硅材料、半导体硅材料、蓝宝石材料、磁性材料等高硬脆材料加工领 域产业化应用。金刚线切割技术的发展趋势主要为细线化、高速化。公司目前已实现线径 38μm 与线径 40μm 金刚线的销售，正在对下一代更细线径产品做研发储备。凭借“一机 12 线”技改预计 2022 年公司金刚线产能 将得到大幅提升，缓解产能瓶颈。 创新业务设备类产品方面，公司蓝宝石金刚线切片机、磁材单线切割机、磁材多线切割机（厚片）、磁材 多线切割机（薄片）、半导体单体/多线截断机、半导体金刚线晶硅切片机成功推向市场并实现销售。截止到 2021 年�**肽辏敬葱乱滴裆璞咐嗖吩谑侄┑ノ� 2,524 万元。创新业务耗材类产品方面，半导体切片专用金刚 线、半导体倒角砂轮、蓝宝石细线化切割专用金刚线、蓝宝石倒角砂轮、磁材专用金刚线等实现规模销售。报 告期内，公司创新业务收入实现量级增长。3.4 晶盛机电 创建于 2006 年 12 月，相继开发出具有完全自主知识产权的全自动单晶生长炉、多晶铸锭炉、区熔硅单晶 炉、蓝宝石炉、碳化硅炉等晶体生长设备。在半导体产业实现 8-12 英寸大硅片制造用晶体生长及加工装备的国 产化，并取得半导体材料装备的领先地位；成功掌握国际领先的 700kg 级超大尺寸泡生法蓝宝石晶体生长技术， 蓝宝石材料业务具备较强的成本竞争力并逐步形成规模优势。 近年来，晶盛机电围绕硅、碳化硅、蓝宝石三大主要半导体材料开发出一系列关键设备，并适度延伸到材 料领域。（报告来源：未来智库） ①在硅材料领域，公司开发出了应用于光伏和集成电路领域两大产业的系列关键设备，包括全自动晶体生长设备（单晶生长炉、区熔硅单晶炉、多晶铸锭炉）、晶体加工设备（单晶硅滚磨机、截断机、开方机、金刚 线切片机等）、晶片加工设备（晶片研磨机、减薄机、抛光机、外延设备、LPCVD 设备等）、叠瓦组件设备 等；这其中，光伏单晶炉和加工设备领域，公司目前是市场龙头，占据 7 成以上份额。在上机数控、京运通、 高测股份等一批设备厂商逐渐切入下游布局之后，公司是最后两家专注于硅片材料设备本身的公司之一，并且 具有极强的竞争优势。在半导体 8-12 寸大硅片设备领域，公司产品在晶体生长、切片、抛光、外延等晶片材料 环节已基本实现 8 寸设备的全覆盖和国产化替代，12 寸长晶设备及部分加工设备也已实现批量销售，产品质量 已达到国际先进水平。 ②在碳化硅领域，公司的产品主要有碳化硅长晶设备及外延设备。这其中，公司碳化硅外延设备已通过客 户验证，同时在 6 英寸碳化硅晶体生长、切片、抛光环节已规划建立测试线，以实现装备和工艺技术的领先， 加快推进第三代半导体材料碳化硅业务的前瞻性布局； ③在蓝宝石领域，公司可提供满足 LED 照明衬底材料和窗口材料所需的蓝宝石晶锭和晶片。这其中，公司 与蓝思科技合作，成立宁夏鑫晶盛电子材料公司，从事蓝宝石材料的生产及加工，为蓝宝石材料在消费电子应 用领域的规模应用提前布局。目前宁夏鑫晶盛的建设工作有序推进中，厂房建设和设备进场按预期计划顺利进 行。 ④同时，公司还建立了以高纯石英坩埚、抛光液及半导体阀门、管件、磁流体、精密零部件为主的产品体 系以配套半导体关键零部件、辅材耗材方面的需求。3.5 双良节能 公司的多晶硅还原炉的市场份额国内第一，第二代 40 对棒还原炉是目前国内的主导炉型，制造的世界上最 大炉型的还原炉已经交货并调试运行，大尺寸硅片的一期投资规模 20GW。 针对多晶硅扩产浪潮，公司为行业提供更高端、高效的还原炉及其模块，溴冷机、空冷系统、换热器等产 品也将快速切入多晶硅行业。公司与多晶硅供应商通威股份和四川永祥、新疆大全、新特能源、东方希望、亚 洲硅业等开展良好合作。 公司在包头投资设立双良硅材料（包头）有限公司，作为 GW 级大尺寸单晶硅棒、 硅片项目的投资运营主 体，一期项目总投资 70 亿元，建成年产 20GW 拉晶、20GW 切片项目。一期 20GW 单晶硅项目的建设已接近 完成，2022 年 1 月 28 日，公司审议通过《关于对外投资并拟签署包头单晶硅二期项目合作协议的议案》，拟 与包头市稀土高新区签署《双良节能系统股份有限公司包头 40GW 单晶硅二期项目（20GW）合作协议》，启 动二期项目（20GW）的投资建设规划，总投资 62 亿元。二期项目建设期两年，投资运营主体仍为当地项目公 司双良硅材料（包头）有限公司。3.6 科新机电 致力于压力容器及成套装置研究、开发、制造的高新技术企业，主要服务于石油、化工、电力、清洁能源、 生物制药等行业。公司生产的产品为过程装备设备，主要类别分为石油化工重型压力容器、核电核化工及军工 设备、常规电站辅机设备等。具体典型代表产品有：单层厚板重型容器、整体包扎设备、锻焊设备、大型反应 器、大型热交换器、塔器、常规电站高加、低加、核电核化工及军工等设备。公司生产的设备广泛应用于炼油、 化工、电力、冶金、清洁能源等下游企业的项目配套建设，用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程。 公司拥有军用和民用核安全机械设备制造资质和多种放射性核燃料运输容器制造资质、A1 和 A3 压力容器 设计资质、A1(含现场大型设备)制造资质、GC1 压力管道安装资质、美国 ASME U 及 U2 压力容器设计制造及 安装资质。 2022 年 1 月，公司承制的 20 余台塔器设备于内蒙古新特一期 10 万吨高纯多晶硅绿色能源循环经济建设项 目项目现场成功实现现场组焊。该批塔器最高 78 米，最大直径 4 米，材质为 Q345R、S31603 或 Q345R+S31603， 单个设备最大重量 210 吨，由厂内分段预制，安装现场立式组焊。（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）精选报告来源：【未来智库】。