金刚线产业链
金刚线是光伏硅片切片过程中的重要耗材,金刚线是将金刚石微粉颗粒以一定的分布密度均匀地固结在母线(一般为高碳钢丝)上制成的,通过金刚线与被切割物体间进行高速磨削运动,从而实现切割目的。
金刚线切割技术2010年左右开始应用于光伏,早期切割设备与耗材(即金刚线)主要依靠进口,成本相对较高。2014年以来,随着技术的成熟以及国产设备和材料厂商崛起,金刚线切割成本实现快速下降,相对砂浆切割的优势逐渐明显,隆基、中环等硅片企业开始转向金刚线切片。单晶领域2017年金刚线切片已全面取代砂浆切片,随后随着黑硅、添加剂法等工艺解决了金刚线切割硅片损伤层浅、反射率高的问题,多晶领域金刚线切片的渗透率也快速提升,2018年基本完成砂浆切片向金刚线切片的转换。
金刚线单W价值量在1-2分,硅片辅材中价值量相对较高。从相对价值量看,由于金刚线属于硅片生产过程中的间接耗材,因此相对价值量低于铝边框、玻璃、胶膜等直接原材料。目前金刚线价值量在1-2分/W,略高于硅片生产过程中的坩埚、热场等其他耗材。
从生产工艺看,金刚线目前主流工艺为电镀。通过电镀工艺在母线上沉积一层金属镍,金属镍层包裹金刚石微粉颗粒,使得金刚石颗粒被固结在母线上,从而具备高速运动下的切割能力。树脂工艺由于金刚石固结度低、切割效果较差,目前已基本被淘汰。
电镀金刚线主要原材料为母线和金刚石微粉,辅材包括镍、化学品(氨基磺酸镍、硼酸等)、包装材料(工字轮)等。
原材料成本占比较高。以高测股份为例,2021年金刚线单公里成本22.53元,其中原材料成本占比66%、直接人工7%、制造费用占比27%。
整体来看,金刚线工艺流程较为简单,细节在于与下游客户匹配。各厂商采用不同技术工艺,定制生产与下游不同客户切割设备和工艺相匹配的产品,不同产品在微粉的形态、排布、密度上均有针对性的调整优化。因此,金刚线属于非标程度较高的产品,这也导致了金刚线企业的客户粘性较好。
整体上市场空间有望量价齐升。
线耗上,细线化、薄片化与大尺寸有望带动切片环节线耗提升。
下游需求方面,平价上网与碳中和时代背景下,光伏需求高增,叠加硅片扩产加速,使得金刚线需求有望超越行业增长。
价格上,随着行业格局趋于稳定,金刚线价格逐渐企稳,细线化或带来一定提价可能。
预计到2025年,光伏领域金刚线市场空间可达150亿以上,2021-2025年复合增速40%以上。
行业市场集中度提升,头部企业优势明显。
早期金刚线市场主要为日本和美国企业垄断,随着国内企业持续研发投入与产能扩张,已经全面实现国产化替代。
目前市场集中度正在不断提升,市场格局向“一超两强”方向发展。头部企业美畅股份、高测股份、恒星科技等,在规模、成本与盈利能力、研发实力等方面已与其他企业逐渐拉开差距。
从历史发展来看,金刚线门槛相对较低,也造成了一段时间内金刚线竞争较为激烈。当下时点,金刚线的技术与生产正在全面提升。
细线化加速发展,同时在传统高碳钢丝细线化出现瓶颈下,母线材料面临替换的可能。钨丝是较为合适的金刚线基材。钨丝的抗拉强度更高、受拉力不易变形,在同等破断力条件下可以做得更细,且耐酸碱程度高,对储存及生产环境要求更宽松,因此很适合作为细线化基材。
除细线化外,硅片领域大尺寸与薄片化趋势也较为确定,也将进一步提升金刚线技术壁垒。
生产制造上,头部企业加大一机多线改造力度,大幅提升生产效率。
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