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郑州华晶金刚石股份有限公司

金刚石线国产化大潮 复盘光伏五年两轮技术迭代

关键词 硅片 , 金刚石线|2020-02-11 13:35:43|来源 国信证券
摘要 复盘1:五年两轮技术迭代中的首轮—金刚线国产化大潮五年来第一轮光伏行业技术驱动来源于硅片环节。硅片作为太阳能电池的核心原材料,其成本下降对光伏行业具有重要意义。硅片成本下降强依赖切...

      复盘1:五年两轮技术迭代中的首轮—金刚石线国产化大潮

      五年来第一轮光伏行业技术驱动来源于硅片环节。硅片作为太阳能电池的核心原材料,其成本下降对光伏行业具有重要意义。硅片成本下降强依赖切割技术,早期的硅片切割工序主要采用金刚石内圆锯片工艺,随后发展为砂浆切割,而上述传统的切割工艺无法再使晶硅切片的成本大幅下降、切割效率大幅提高,成为当时制约光伏行业健康持续发展的重要因素。

  金刚石线切割工艺的出现,大幅提高单位硅料的出片率及硅片切割效率,有效降低了硅片制作过程中的非硅成本。在金刚石线国产化后,由于其价格优势,以隆基股份、中环股份为代表的单晶企业2015年开始大规模使用金刚石线工艺,金刚石线切割工艺能够大幅降低硅片制作过程中的非硅成本,因而在单晶切割领域快速渗透,使得金刚石线市场需求在2016-2017年快速爆发增长。

  大幅提效降本为新技术驱动的核心动力。金刚线切割比传统砂浆切割最大的优势是提高了单位时间出片量,即在相同时间下,可以产出更多硅片且更少耗材。目前硅片厂商采用金刚线切割比传统切割可节约0.38元/片的硅料成本,成本降幅22.58%。

  对于硅片制造商来说,非硅成本分为长晶成本和切割成本。其中,出片量提升可以摊销更多的长晶成本,相比于砂浆切割,硅片厂商每生产一片金刚线切割的单晶硅片可以节省的0.23元长晶成本;而切割成本方面,目前砂浆的切割成本为0.96元/片,金刚线的切割成本为0.75元/片,可节约0.21元/片。即硅片厂商每生产一片金刚线切割的单晶硅片可以节省0.44/片的非硅成本,成本降幅22.45%。

  综上,硅片厂商每生产一片金刚线切割的单晶硅片,可比传统砂浆切割节省0.38+0.44=0.82元/片,成本降幅22.59%。

  金刚线渗透率迅速提升,助单晶硅片企业量利双升。复盘此轮硅片环节技术迭代,金刚石线在国产化后由于价格相比依靠进口时期大幅下降,需求在2015-2017年期间市场需求呈几何式增长,15-17年金刚线销量年化增长率为450.3%。截止到2018年12月,金刚石线在单晶硅片领域的渗透率已超过90%,在多晶硅片领域的渗透率已超过50%,领先单晶硅片商依靠此轮硅片环节技术红利,在16、17年迅速扩产抢占市场份额,同样实现量利齐升。

  金刚线替代潮时代,四家金刚线净利五年复合增速超70%。2013-2017年在金刚线实现全面产业化期间,四家金刚线生产商合计净利润复合增速为72%。高速且持续的净利增长为四家生产商提供了上市机会,其中三家均在2017年上市,并均在2018年531前,因利润释放及估值提升双击下达到历史股价高位。

  复盘2:电池片PERC化带来的新一轮资本开支竞赛

  五年来第二轮光伏技术驱动转移至电池片环节,行业进入电池片PERC化时代。2018年之前,常规BSF电池依然占据主流地位,2017年其市场占比仍高达83.3%,而在PER电池、N型电池、HIT异质结电池和IBC背接触电池等众多高效电池技术路线中,PERC路线的经济性在产业中得到迅速认可。

  相较于传统单晶组件,PERC电池组件替代趋势已经出现。近年来,随着PERC造价走低,其相比于传统电池的经济性日益凸显:

  1、BOS成本摊薄,凭借着更高的功率,摊低了电站建设过程中和面积直接相关的一系列成本,相比于传统单晶组件,PERC单晶组件可以多摊销5.4%的系统BOS成本;相比于传统单晶组件,PERC单晶组件可以多摊销8.6%的系统BOS成本。

  2、弱光效应带来3%的发电增益,PERC单晶组件PERC凭借着良好的弱光效应,在同等功率下,可比传统多晶电池多发3%的电量。

  类比上一轮金刚线技术替代潮,2018年年中时间点类似2014年,处在金刚线全面替代砂浆前夕,即PERC高效电池性价比已经开始显现,替代趋势已成。

  2017年PERC扩产潮到来,各大主流厂商积极布局PERC。业界基本在2017年达成共识,PERC工艺是光伏电池未来几年发展的主流技术,传统主流大厂从2017年就开始大规模布局PERC技术,购置设备,提升产能。与此同时,行业内前期投入的部分PERC化产线也可以通过优化升级继续提升产能,各大主流电池商布局PERC产线意愿积极。另外,2018年“531”事件使得光伏产业链快速进入产能出清的周期,高效及低成本PERC电池片竞争性进一步凸显。

  PERC大规模扩产潮集中于18到20年,三年复合增长率超100%。统计2017年以来各主流电池商扩产规划及产能落地进程:截止到2018年二季度末,主流高效电池商投产规划累计达76.5GW,投资额累计647.1亿元,而落地投产产能合计仅为13.6GW,保守估计下行业内仍有63GW高效电池扩产空间。2019年行业内高效电池片需求跃升,行业三年内出现了高效PERC电池扩产潮,未来随着各厂家产能建设完成及逐渐释放,PERC电池市占比迅速增长,2019年将超越BSF成为市场占有率最高的技术路线,PERC电池产能3年复合增长高达到108.7%。

  PERC化浪潮蛋糕更大,此轮受益设备商体量均有明显升级。PERC电池从15-17年年开始逐步渗透,18-20年行业迎来爆发,其中不乏优秀的PERC电池设备供应商。与金刚线不同,PERC化进程中因单GW设备投资较重,同时技术壁垒更高,所以诞生出了多个在PERC电池细分设备环节的龙头供应商,其中包括捷佳伟创、迈为股份、罗博特科、帝尔激光等,且此轮技术迭代相较于上轮金刚线国产化时代,设备行业可获利润的量级进一步拔高。

  PERC电池设备生产商在此轮迭代中5年净利润复合增速超过90%,并均于2018年集体上市。从净利润增速来看,多家PERC设备供应商在14-18年均迎来利润高速增长期。四家设备供应商合计净利润的5年复合增长率91.15%。同时,PERC化浪潮也带动了四家设备企业均在2018年集中登陆创业板上市。

  复盘总结:“效率+成本”之争,“单晶”替代“多晶”仍在继续

  早期阶段因BSF电池多以虽转化效率较低但成本更优异的多晶BSF电池为主,随着单晶硅片金刚线切割出现,使得在BSF电池中已开始出现单晶替代多晶趋势,而随着17年PERC技术的成熟,单晶电池在PERC时代逐步加速替代多晶电池,即在BSF电池到PERC电池的进化中,“单晶”替代“多晶”为技术进步的而主要表现,其本质为单晶替代多晶。

  所以,复盘光伏技术迭代,光伏行业基本完成了两轮五年的行业革命,包括硅片环节的金刚线切割产业化、电池片PERC化两轮技术浪潮,其本质则是完成了“单晶”替代“多晶”的产业链转移,其核心为“减少资产投资,提高转换效率,降低生产成本”以达到行业降低光伏度电成本的目标,即“提效降本”永远为光伏行业主旋律。当前,行业正处在PERC后时代,随着PERC+及HJT(异质结)电池产业化此起彼伏,我们预计新一轮倚靠设备商的“军备竞赛”终将到来。

  综上所述,光伏行业提效降本为平价时代驱动需求增长的核心,其中,“提效”通常指的是提高电池的转换效率及设备的生产效率,“降本”指的是降低初始的额设备投资成本及具体生产过程中的生产成本,而光伏电池片设备商在以上两个指标下均扮演了十分关键且不可或缺的角色。

金刚石刀具网正式上线
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