光伏切割市場預計增長至64.4億元，金剛線需求預計將突破2500億米

光伏切割設備對應光伏產業(yè)鏈的硅片環(huán)節(jié)，拉晶后的硅棒需要先后經過截斷、開方、磨倒、切片等工藝最終形成單晶／多晶硅片，該過程所需設備包括單晶／多晶截斷機、單晶／多晶開方機、磨倒一體機、切片機等。

隨著硅料價格高漲，行業(yè)降本需求凸顯，目前業(yè)內 158－166mm 尺寸硅片仍然占據較大比重，而182／210mm 的大尺寸硅片有助于在不增加設備和人力的同時增加硅片產出，進而攤低單位成本，具備明顯的成本優(yōu)勢，因此，近年來各大硅片廠商開始加速布局大尺寸硅片產能。

根據CPIA統(tǒng)計，2020年158．75mm和166mm 尺寸硅片占比合計達到77．8％，而 2020－2021年182mm和 210mm大尺寸硅片合計市場份額占比由4．5％迅速增長至45，預計2022年M10（182mm＊182mm）、G12（210mm＊210mm）及G12R（210mm＊182mm）大尺寸硅片占比呈持續(xù)擴大趨勢，至2022年底，182mm與210mm大尺寸硅片的合計占比將超過75％。

薄片化硅片降低單瓦硅耗，主流硅片厚度持續(xù)降低。硅片薄片化可以在硅片面積不變的情況下壓縮用料，通過降低硅片厚度降低單瓦硅耗，提高硅料使用率，同時薄片化可以提高硅片柔韌性，為下游電池、組件端提供更多可能性。

根據CPIA統(tǒng)計，2021年p型單晶硅片平均厚度約170μm，較2020年下降5μm；用于 TOPCon 電池的n型硅片平均厚度約165μm；用于HJT電池的硅片厚度約150μm。2022 年主流硅片厚度繼續(xù)減薄，薄片化硅片需求量持續(xù)增加，根據TCL中環(huán)的單晶硅片價格信息顯示，其公示的硅片中P型硅片厚度為155、150μm，N型硅片厚度為150、130μm。

硅片大尺寸、薄片化降本優(yōu)勢明顯，但是目前部分存量設備無法將182mm、210mm等大尺寸硅棒切割加工為硅片，且由于大尺寸硅片的碎片率高于小尺寸，傳統(tǒng)存量設備的切割良率存在較大提升空間。同時，薄片化硅片在生產時更加容易出現(xiàn)碎片、崩邊、線痕明顯、硅片彎曲、邊緣翹曲等質量問題。

因此，為在保證切割效率的情況下提高大尺寸、薄片化硅片的切割良率，提高切割穩(wěn)定性和硅片質量，光伏切割設備需要更加先進的切割工藝，從而推動設備的更新替換需求。

光伏切割設備規(guī)模持續(xù)增長

占全球總產量的 97．29％，是全球硅片是全球光伏產業(yè)鏈中產業(yè)集中度較高的環(huán)節(jié)之一，2021 年我國硅片產量為 226．6GW，最大的硅片生產國。

截至2021年末，硅片行業(yè)前五大企業(yè)的產量約占市場產量的84％，全球前十大硅片生產企業(yè)均位于我國。隆基綠能、TCL中環(huán)、晶科能源等頭部企業(yè)紛紛宣布硅片擴產規(guī)劃，快速拉升硅片市場需求。截斷機、開方機、磨倒一體機、切片機等光伏切割設備在硅片制造環(huán)節(jié)中不可或缺，硅片擴產的高確定性，為光伏切割設備持續(xù)貢獻新增需求。

隨著全球氣候變暖，可再生能源日益受到重視，能源轉型推動光伏行業(yè)高景氣發(fā)展，同時為光伏設備企業(yè)提供了廣闊的市場空間。硅片產能的持續(xù)增長將帶來大量硅片端設備的需求，因此對光伏切割設備市場規(guī)模進行測算：預計 2021－2023年新增硅片產能分別為168GW、170GW、184GW，假設新增光伏切割設備需求量等于新增硅片產能。

根據上述條件進行測算2021－2023年光伏切割設備市場規(guī)模預計從58．7億元增長至64．4 億元。隨著各大光伏企業(yè)不斷公布硅片擴產計劃，未來市場規(guī)模預計繼續(xù)保持高速增長，光伏切割設備企業(yè)有望充分收益。

2016年以前，光伏切割設備市場主要由日本小松 NTC、瑞士梅耶博格等國外廠商占據。近年來，中國高硬脆材料加工設備發(fā)展迅速，國內光伏切割設備制造企業(yè)技術水平逐漸提高，產品不斷升級。

目前，國產設備憑借優(yōu)異的產品性能和出色的綜合性價比，市場份額逐步提升，高測股份、連城數控、上機數控、晶盛機電等國內廠商已占據絕大部分光伏切割設備市場份額，其他國內廠商的市場份額相對較低，國外設備廠商已基本退出市場。

金剛線耗材需求旺盛

金剛線是一種線性切割工具，通過電鍍方法將金屬鎳層沉積在高碳鋼絲基體外圍，金屬鎳層內裹有一定密度均勻分布的金剛石顆粒，在高速運動下形成“刀鋒”實現(xiàn)切割效果。

晶體硅、藍寶石、精密陶瓷等材料具有硬度大、較難切割，脆度大、易斷裂特點，金剛線能較好地解決切割問題，因此廣泛應用于高硬脆材料行業(yè)。金剛線在 2007 年左右規(guī)模應用于藍寶石切割，2010 年左右開始應用于光伏晶體硅片切割，目前超過 90％的金剛線需求來自于光伏硅片切割。

據 PVInfoLink 的數據顯示，2022 年金剛線的市場需求預計將達到 1500 億米，2023 年金剛線的需求將突破 2500 億米。我國金剛線行業(yè)起步較晚，2014年以前主要被日本廠商壟斷，國內 2015 年左右實現(xiàn)電鍍金剛石技術突破，目前只有少數頭部企業(yè)擁有完整地金剛線生產工藝。

金剛線的生產工藝主要包括母線預處理、電鍍鎳層、金剛石微粉預處理、上砂和加厚鍍鎳環(huán)節(jié)。其中微粉處理和上砂工藝有較高的技術壁壘，微粉處理是對金剛石顆粒進行化學加工使其獲得一定的質量和晶形狀態(tài)（如果金剛石顆粒晶形偏圓則鋒利度會大大降低）。

上砂過程是將金剛石微粉顆粒均勻固結在母線表面，為了保證切割質量的一致性，金剛石微粉顆粒需要在母線上以均勻的密度分布（如果微粉顆粒分布過于密集會造成切割阻力過大出現(xiàn)斷線情況）。同時在上砂時易出現(xiàn)團聚、疊砂的情況，需要生產廠商具備電鍍液控制能力以及高水平的添加劑控制技術。

傳統(tǒng)砂漿切割利用鋼絲的快速運動將帶有磨料的液體帶入切縫中，磨料受力產生切削作用。在此過程中的碳化硅會被不斷沖刷下來，加工效率較低，并且在鋸切過程中消耗大量的 PEG 漿料，給污染管理和硅回收造成困難。

碳化硅的莫氏硬度為9．5，使用松散的碳化硅磨粒較難切割更硬的材料，而金剛石的莫氏硬度為 10，因此金剛線具有更高的耐磨性，承受更大的切削力。鋼線高速運動帶動金剛石以相同速度運動，產生的切割能力以及切割效率遠勝砂漿切割，另外相比 PEG 懸浮液，水基切割液產生的有害廢物更少，更容易在鋸縫中回收硅泥。

硅料價格攀升使得降本需求不斷提高，硅片薄片化可以降低單位硅耗，切割工藝上則需要更細的金剛線。更細的金剛線能夠降低在切割過程中的鋸縫硅料損失，使得同等規(guī)格下的硅棒切出更多的硅片。并且在相同切割工藝下，金剛線越細，外覆的金剛石微粉顆粒越小，切割過程中對硅片表面的損傷越小，硅片TTV等質量指標更優(yōu)。

光伏行業(yè)需求快速增長背景下，硅料價格受供需關系影響維持高位，硅片廠商需要新型金剛線技術降低切割成本。目前碳鋼金剛線的線徑已接近產業(yè)化極限，鎢絲金剛線線徑具有更細的理論水平。鎢絲金剛線具有更高的韌性和破斷力，能夠有效降低硅片損耗，適合切割大尺寸、薄片化硅片。

但從經濟性上來看，鎢絲線單位成本是碳鋼線的4－5倍，市場上鎢絲線平均45元／公里，高碳鋼絲母線是10元／公里。同時鎢絲母線存在單軌長度不匹配的問題，鎢絲單軌較短在 60－80公里左右，較難突破100公里，而高碳鋼絲在200公里左右。

綜合來看，鎢絲金剛線的規(guī)模應用將取決于鎢絲降本空間和高于碳鋼金剛線效能的收益。

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