1、1 1 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 2021 年年 12 月月 17 日日证券研究报告证券研究报告/行业行业研究研究 技术迭代视角下的光伏设备行业投资机会技术迭代视角下的光伏设备行业投资机会 主要观点：主要观点： “政策政策+技术技术”驱动光伏行业保持快速发展驱动光伏行业保持快速发展。1）政策驱动下政策驱动下，短期光短期光 伏装机量快速增长伏装机量快速增长，长期保持景气长期保持景气。2020年7月31日，国家发改委和能 源局发布了关于公布2020年风电、光伏发电平价上网项目的通知， 通知存量光伏发电平价项目须于2020年底前核准并开工建设；除并网 消纳受限原因以外
2、，须于2021年底前并网，未在规定时限内并网的项 目将从项目清单中移除。存量平价项目加快建设速度，光伏装机量增 速重回升势。长期来看，“碳达峰碳中和”的长期目标驱动光伏行业 在长周期内保持景气。2）产业链各环节新技术百花齐放产业链各环节新技术百花齐放，助力光伏行助力光伏行 业全面进入平价时代。业全面进入平价时代。根据IRENA的数据，2020年全球光伏发电的加 权平均成本达到0.057美元/kWh，已经追平火力发电的最低成本，光伏 发电进入平价时代。随着新技术的导入，光伏发电成本仍有较大的下 降空间。 硅料环节硅料环节：供需错配供需错配，企业加速扩产利好设备厂商企业加速扩产利好设备厂商。202
3、0 年我国多 晶硅产量 39.6 万吨，产量占全球产量的 75.4%。与此同时，2020 年我 国多晶硅消费量为 50.9 万吨，占全球消费量的 93.7%。国内供需缺口 较大，硅料价格一路上涨。预计 2021 年、2022 年全球前十多晶硅企 业产能将达到 75.6 万吨/年、100.5 万吨/年，行业加速扩产。 硅片环节：硅片环节：“行业扩产行业扩产+大硅片产能升级大硅片产能升级”推动硅片设备行业景气度推动硅片设备行业景气度 提升。提升。2020 年末国内光伏行业前十名的单晶硅片产能为 220.15GW。 根据各公司披露的扩产计划，2021 年末单晶硅片产能将达到 371.05GW。 行业
4、扩产推动硅片设备行业景气度提高。 大硅片尺寸更大， 生产效率更高，同时，大尺寸硅片能够提高占空比，从而提高光伏组 件的效率。 中环股份和隆基股份分别推出 210mm 和 182mm 尺寸硅片， 根据 CPIA 的预测， 到 2025 年 182mm 和 210mm 硅片市场份额将分别 达到 45%和 50%。由于原有硅片产线最大只能兼容 166mm，因此存量 产能升级带来设备需求提升。 电池片环节电池片环节： 电池技术迭代开启电池技术迭代开启， 先进技术布局支撑未来发展先进技术布局支撑未来发展。 PERC 电池效率接近天花板，PERC 电池在理想条件下的最高效率为 24.5%， 目前隆基股份
5、PERC 电池效率达到了 24.06%。而 HJT（异质结）和 TOPCon 电池的理论效率分别为 27.5%、28.7%。根据 CPIA 的预测， 行业研究行业研究 行业评级：行业评级： 投资评级【增持】 评级变动【首次覆盖】 行业走势：行业走势： XXXXXXXX 分分 行业研究 2 2 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 到 2030 年 TOPCon、异质结电池的市场份额将达到 24%和 33.5%。目前， TOPCon 电池具有三种工艺路线，异质结电池具有两种工艺路线。具备新 型电池所需生产设备提供能力的厂商将在未来充分收益。 组件环节组件环节：新技术多点开花新
6、技术多点开花，利好串焊机利好串焊机、划片器等核心设备厂商划片器等核心设备厂商。在 降本增效的驱动下，组件环节出现了较多的新型技术，主要包括三个方面： 1）减少封装带来的效率损耗，目前半片工艺为主要代表；2）提高光电转 换效率，以 MBB 和无主栅技术为代表；3）提高封装密度，增加电池片受 光面积，以叠瓦技术为代表。半片工艺使得产线中串焊机的数量增加一倍， 多主栅和无主栅技术要求串焊机有着更高的精度。半片和叠瓦工艺均需将 电池片切片，激光划片机的需求提升。相应的设备厂商将充分受益于本次 行业扩产和产线升级。 投资建议：投资建议： 光伏行业当下具有较高景气度。硅料、硅片和组件环节行业扩产具有确定
7、性预期，将充分利好上游设备厂商。电池片环节处于技术转换期，PERC 电池产能扩张速度放缓，未来需求主要来自于新型电池的产能扩张，设备 厂商积极进行技术储备，迎接即将到来的行业红利。 风险提示：风险提示： 下游厂商扩产不及预期；光伏装机量不及预期；新型电池降本速度不及预 期；技术迭代速度不及预期；中美贸易摩擦。 mNrPpNsMsOvNtRmPwPvNvM9P8Q8OpNnNtRoPkPpOmOfQtRrR9PoPpPwMmNrPuOnNyQ 行业研究 3 3 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 目目录录 1 “政策政策+技术技术”驱动，光伏行业进入快速增长期驱动，光伏行业
8、进入快速增长期. 6 1.1 政策驱动为光伏行业发展提供长期动力.6 1.2 产业链各环节技术创新百花齐放，增效降本助力光伏全面进入平价时代.8 2 硅料环节：供需错配，企业加速扩产利好设备厂商硅料环节：供需错配，企业加速扩产利好设备厂商.10 2.1 供需错配，硅料企业加速扩产.10 2.2 改良西门子工艺成熟，未来仍为市场主流.12 2.3 硅料设备市场空间预测.15 2.4 硅料核心设备还原炉：行业格局集中，拥有确定性成长机会.15 3 硅片环节：硅片环节：“行业扩产行业扩产+大硅片产能升级大硅片产能升级”推动硅片设备行业景气度提升推动硅片设备行业景气度提升.18 3.1 行业扩产加速，
9、大硅片推动现有产能改造升级.18 3.2 硅片设备市场规模预测.21 3.3 行业扩产潮下，核心设备厂商具备高成长性.22 4 电池片环节：电池技术迭代开启，先进技术布局支撑未来发展电池片环节：电池技术迭代开启，先进技术布局支撑未来发展. 24 4.1 PERC 电池效率见顶，TOPCon 和 HJT 开启光伏技术迭代.24 4.2 TOPCon 与异质结：一个着手当下，一个放眼未来.25 4.3 电池片设备市场空间预测.30 5 组件环节：新技术多点开花，利好串焊机、划片器等核心设备厂商组件环节：新技术多点开花，利好串焊机、划片器等核心设备厂商. 34 5.1 产能配比推动一体化企业扩产，新
10、进厂商积极布局组件赛道.34 5.2 新技术多点开花，助力产业链降本增效.35 5.3 组件市场空间预测.38 5.4 组件设备相关厂商.39 行业研究 4 4 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 图目录图目录 图 1 ：2013-2021 年我国太阳能发电装机容量. 6 图 2 ：我国各行业碳排放比例预测.7 图 3 ：2016-2020 年我国发电结构. 7 图 4 ：光伏产业链.8 图 5 ：可再生能源发电成本比较.9 图 6 ：2021 年硅料价格走势.10 图 7 ：改良西门子法工艺流程.12 图 8 ：流化床法生产颗粒硅工艺流程.13 图 9 ：棒状硅与颗粒硅
11、市场份额预测.14 图 10 ：2016-2020 全球新增光伏装机量(GW).18 图 11 ：硅片行业前十企业产能情况 .18 图 12 ：各尺寸硅片市场份额预测.19 图 13 ：硅片生产流程.20 图 14 ：硅片生产各环节投资金额（亿元/GW）.20 图 15 ：单晶炉结构示意图.20 图 16 ：连城数控主营收入构成（亿元）.22 图 17 ：晶盛机电主营业务构成（亿元）.22 图 18 ：晶盛机电晶硅炉未完成合同金额（亿元）.23 图 19 ：晶盛机电合同负债（亿元）.23 图 20 ：量产 PERC 电池效率演进.24 图 21 ：各类型电池市场份额预测.24 图 22 ：PE
12、RC 电池结构.26 图 23 ：TOPCon 电池结构.26 图 24 ：PERC 电池工艺流程 .26 图 25 ：TOPCon 电池工艺流程 .26 图 26 ：异质结电池结构 .28 图 27 ：异质结电池工艺流程 .28 图 28 ：PVD 设备原理图.28 图 29 ：RPD 设备原理图 .28 图 30 ：异质结电池成本构成.29 图 31 ：捷佳伟创营业收入.32 图 32 ：捷佳伟创毛利率和 ROE.32 图 33 ：迈为股份营业收入.33 图 34 ：迈为股份毛利率和 ROE.33 图 35 ：组件工艺环节及相应设备.35 图 36 ：半片电池组件技术示意图.36 图 37
13、 ：半片电池的阴影容差.36 图 38 ：半片工艺市场份额预测.36 图 39 ：无主栅技术增加受光面积.37 图 40 ：无主栅技术导线截面图.37 图 41 ：奥特维主营收入.39 图 42 ：奥特维预收账款/合同负债.39 图 43 ：金辰股份主营收入.40 行业研究 5 5 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 图 44 ：金辰股份主营收入构成（亿元）.40 图 45 ：先导智能主营收入.41 图 46 ：先导智能主营收入构成（亿元）.41 表目录表目录 表 1 ：国内硅料产能锁定情况.10 表 2 ：全球前十多晶硅企业产能（万吨）.11 表 3 ：改良西门子法综合
14、能耗.12 表 4 ：通威股份多晶硅生产成本测算.13 表 5 ：改良西门子法与流化床法对比.14 表 6 ：未来 5 年我国多晶硅料设备市场空间预测.15 表 7 ：双良节能多晶硅还原炉及相关设备订单情况.16 表 8 ：东方电热多晶硅还原炉订单情况.16 表 9 ：各尺寸硅片参数.19 表 10 ：硅片设备市场规模预测.21 表 11 ：硅片设备各主要环节.22 表 12 ：三种单晶电池技术特点对比.25 表 13 ：国内 TOPCon 产能布局情况.27 表 14 ：安徽华晟 500MW 异质结电池产线设备. 29 表 15 ：2021-2023 年电池片设备市场空间预测. 31 表 1
15、6 ：行业排名前五的组件厂商产能（GW）.34 表 17 ：2021 年宣布的光伏组件扩产情况.34 表 18 ：晋能公司测试不同主栅技术下的异质结电池效率.37 表 19 ：组件设备市场规模预测.39 行业研究 6 6 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 1 “政策政策+技术技术”驱动，光伏行业进入快速增长期驱动，光伏行业进入快速增长期 1.1 政策驱动为光伏行业发展提供长期动力政策驱动为光伏行业发展提供长期动力 回顾国内光伏行业发展历程，行业发展主要受到政策推动。回顾国内光伏行业发展历程，行业发展主要受到政策推动。2013 年 7 月 15 日国务院印发 关于促进光伏
16、产业健康发展的若干意见，对光伏行业施行发电补贴，行业步入快速发展阶 段。2017 年发改委提出分资源区降低光伏电站上网电价，下调了度电补贴标准，一类至三类资 源区新建光伏电站每千瓦时下调 0.15 元、0.13 元、0.13 元，行业发展进入拐点。 站在目前的时点，短期的政策驱动在于站在目前的时点，短期的政策驱动在于：2020 年 7 月 31 日，国家发改委和能源局发布了 关于公布 2020 年风电、光伏发电平价上网项目的通知，通知表示 2019 年第一批和 2020 年光伏发电平价项目须于 2020 年底前核准（备案）并开工建设，除并网消纳受限原因以外，须 于 2021 年底前并网。未在规
17、定时限内并网的项目将从项目清单中移除，无法享受平价项目的并 网、消纳保障。存量平价项目加快建设速度，行业增速重回升势，2021 年有望继续保持。 图 1：2013-2021 年我国太阳能发电装机容量 资料来源：中电联、长城国瑞证券研究所 2020 年 9 月，在第七十五届联合国大会一般性辩论上，中国表示力争于 2030 年前使二氧 化碳排放达到峰值，并争取在 2060 年前实现碳中和。2020 年 12 月，中央经济工作会议将做好 碳达峰、碳中和工作列为 2021 年八大重点任务之一，要求抓紧制定 2030 年前碳排放达峰的行 动方案，支持有条件的地方率先达峰，大力发展新能源。 2013 年，
18、“国八条”发布， 光伏度电补贴开始 2017 年，补贴电价 下调，增速回落 2020 年， 政策刺激+光伏 平价，行业拐点出现 2018 年，“531 新政” 刺激下，装机量增速进 一步下滑 行业研究 7 7 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 目前我国碳排放主要来自于电力、钢铁、水泥、交通等行业。根据国内学者的测算，电力 热力、工业、交通、建筑四个大类行业占国内碳排放的比例分别为：42%、37%、13%、8%。 为实现 “碳达峰碳中和” 目标， 电力热力、 工业、 交通、 建筑需完成的 CO2减排责任分别为 71%、 11%、7%、11%。 2016-2020 年，火力
19、发电占总发电量的比例从 73.71%降至 67.87%，但占比仍旧较高。因此 在电力行业提高非化石能源占比对于实现“碳达峰碳中和”目标具有重要意义。2020 年 12 月 12 日，我国在气候雄心峰会上表示：到 2030 年，中国非化石能源占一次能源消费比重将达到 25%左右，风电、太阳能发电总装机容量将达到 12 亿千瓦以上。2021 年 5 月 11 日，国家能源 局印发的关于 2021 年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知中表示 2021 年全国风电、 光伏发电量占全社会用电量的比重达到 11%左右。 按照全社会用电量 4%的增速计算， 预计 2021 年全国风电和光伏发电量将达到 8
20、592.6 亿千瓦时，较 2020 年增长 18.09%。 从长期来看从长期来看，2022 年我国光伏将全面进入平价时代年我国光伏将全面进入平价时代，“碳达峰碳中和碳达峰碳中和”的长期目标驱动光的长期目标驱动光 伏行业在长周期内保持景气。伏行业在长周期内保持景气。 图 2：我国各行业碳排放比例预测图 3：2016-2020 年我国发电结构 资料来源： 碳中和目标下中国碳排放路径研究 、 长城国瑞证券研究所 资料来源：中电联、长城国瑞证券研究所 行业研究 8 8 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 1.2 产业链各环节技术创新百花齐放，增效降本助力光伏全面进入平价时代产业链
21、各环节技术创新百花齐放，增效降本助力光伏全面进入平价时代 光伏产业链主要分为 4 个环节：硅料、硅片、电池片、电池组件。增效降本是光伏产业永 恒的主题，技术的创新是增效降本的核心推动力。目前产业链的四个环节均有新的技术创新， 新技术往往会带来行业内竞争格局的变化，同一环节不同技术路线的竞争同样会对行业竞争格 局产生影响。各环节的新技术和技术路线竞争如下： 硅料：硅料：硅烷流化床法所生产的颗粒硅与改良西门子法所生产的块状硅。 硅片：硅片：大硅片技术，目前存在 182mm 和 210mm 两大阵营。 电池片电池片：TOPCon 和异质结电池，两种新型电池的生产路线上均出现两种以上的技术路线。 电池
22、组件：电池组件：半片技术（包含三片、四片技术）、多主栅技术和无主栅技术、叠瓦技术。 图 4：光伏产业链 资料来源：捷佳伟创招股说明书、长城国瑞证券研究所 光伏行业的发展将会从过去的主要由政策推动向技术推动转变光伏行业的发展将会从过去的主要由政策推动向技术推动转变。新技术的涌现对于光伏行 业降本有着显著的推动作用。根据 IRENA 的数据，2020 年全球光伏发电的加权平均成本达到 0.057 美元/kWh，已经追平火力发电的最低成本，光伏发电进入平价时代。并且随着新技术的 导入，光伏发电成本仍有较大的下降空间。 行业研究 9 9 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 图 5
23、：可再生能源发电成本比较 资料来源：IRENA、长城国瑞证券研究所 行业研究 1010 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 2 硅料环节：供需错配，企业加速扩产利好设备厂商硅料环节：供需错配，企业加速扩产利好设备厂商 2.1 供需错配，硅料企业加速扩产供需错配，硅料企业加速扩产 受下游高景气度的影响，2021 年以来单晶复投料、单晶致密料、单晶菜花料的价格分从每 吨 8.75/8.5/8.2 万元上涨至 2021 年 11 月的每吨 27.22/26.97/26.71 万元，涨幅分别为 211.09% / 217.29% / 225.73%。 图 6：2021 年硅料价格
24、走势 资料来源：硅业分会、长城国瑞证券研究所 根据中国有色金属工业协会硅业分会的统计，2020 年国内企业拥有多晶硅产能 42 万吨， 产能占全球多晶硅产能的 74.5%，2020 年我国实际生产多晶硅 39.6 万吨，产量占全球产量的 75.4%。与此同时，2020 年我国多晶硅消费量为 50.9 万吨，占全球消费量的 93.7%，硅片产量 159GW，占全球产量 98.8%。短期来看，国内供需有较大缺口。为了保证硅料供应，从 2020 年起下游企业开始陆续同硅料厂商签订长期供货合同，2021 年近 8 成产能已经被锁定。 表 1：国内硅料产能锁定情况 购买企业购买企业公告日期公告日期出售企
25、业出售企业交易数量（万吨）交易数量（万吨）订单周期订单周期 隆基股份 2020/08/18亚洲硅业12.482020/09-2025/08 2020/09/25通威股份10.18/年2020-2021 2020/12/14新特能源272021/01-2025/12 2021/02/02江苏中能9.142021/03-2023/12 2021/02/08OCIM7.772021/03-2021/02 上机数控 2020/08/24新疆大全2.16.-3.22020/09-2022 2020/08/31 江苏中能 新疆协鑫 1.672020/09-2021 行业研究 1111 / 4242 请参阅
26、最后一页的股票投资评级说明和法律声明 2021/01/21新特能源7.0352021-2025 2021/03/05新疆大全5.272021/07-2024/06 2021/04/12东方日升52021-2024 2021/05/19新疆协鑫3.12021/06-2023/12 晶澳科技 2020/09/15新特能源9.722020/10-2025/12 2020/12/23新疆大全3.24-4.322021/01-2023/12 2021/04/21亚洲硅业7.52020/09-2025/08 2021/05/29江苏中能14.582021/07-2026/06 中环股份2021/02/02
27、 保利协鑫35 2022/01-2026/12 晶科能源2020/11/06 通威股份9.3 2020/11-2023/12 天合光能 2020/11/17通威股份7.22021/01-2023/12 2020/11/30新疆大全3-3.762020/11-2023/12 包头美科2020/11/18通威6.882021/01-2023/12 高景 2021/03/11新特能源15.242021/07-2025/12/31 2021/03/16新疆大全4.592021/06-2024/05 双良节能 2021/09/23江苏中能5.2752021/09-2026/12 2021/09/23新特
28、能源8.222022/01-2026/12 京运通2021/11/04通威股份参股模式，权益产能 3.4 万吨/年 资料来源：各公司公告、长城国瑞证券研究所 根据对全球排名前十的多晶硅企业产能及产能规划进行统计，2021 年这十家企业产能将达 到 75.6 万吨/年，2022 年将达到 100.5 万吨/年，行业扩产速度加快。但是硅料的产能建设时间 较长，从扩产到落地需要 1-1.5 年，而达到满产水平需要 2-2.5 年，行业供需缺口短期内难以改 善。 表 2：全球前十多晶硅企业产能（万吨） 万吨万吨技术路线技术路线20202021E2022E 四川永祥改良西门子法81823 新疆大全改良西
29、门子法81218 江苏中能 （保利协鑫） 流化床法1311.4 改良西门子法3.69.69.6 Wacker改良西门子法888 新特能源改良西门子法7.2810 东方希望改良西门子法699 OCI改良西门子法3.3933.5 亚洲硅业改良西门子法1.925 Hemlock改良西门子法1.81.81.8 内蒙古东立改良西门子法1.21.21.2 合计50.0975.6100.5 资料来源：上市公司公告、CPIA、中国有色金属工业协会硅业分会、长城国瑞证券研究所 说明：上市公司以公告口径为准，其他以 CPIA 和硅业分会的口径为准 行业研究 1212 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明
30、和法律声明 2.2 改良西门子工艺成熟，未来仍为市场主流改良西门子工艺成熟，未来仍为市场主流 目前硅料的加工工艺主要为改良西门子法和硅烷流化床法， 分别对应棒状硅料和颗粒硅料。 西门子法在 1954 年由德国 Siemens 公司研发，于 1956 年实现工业生产，经过几十年的完善， 目前已经发展到第三代（改良西门子法），综合能效显著降低。 改良西门子法主要有以下几个工艺步骤：1）硅粉的氯化；2）三氯氢硅的（TCS）提纯；3） 三氯氢硅还原；4）尾气回收；5）四氯化硅（STC）的氢化及其他辅助步骤。其中最核心的步 骤为第三步三氯氢硅还原，在化学气相沉积炉（还原炉）中用高纯度氢气还原三氯氢硅得到
31、多 晶硅棒。改良西门子法通过对尾气和物料的回收循环利用，实现物料的闭路循环，同时可以有 效减少污染。当前改良西门子法生产的综合能耗为 10kgce/kg，相比于 2010 年综合能耗下降 69.24%。 图 7：改良西门子法工艺流程 资料来源：改良西门子法多晶硅生产过程的模拟与分析、长城国瑞证券研究所 表 3：改良西门子法综合能耗 2000020 还原电耗 （kWh/kg) 80705857555048454545 综合电耗 （kWh/kg） 5858075686565 蒸汽消耗量 （kg/kg） 1208
32、04035262523212020 综合能耗 （kgce/kg） 32.5124.3617.4216.3212.9912.2811.4710.6910.2110 行业研究 1313 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 资料来源：中国有色金属工业协会硅业分会、长城国瑞证券研究所 根据通威股份的公告， 2020 年公司的生产成本为 49.28 元/kg， 相比于 2018 年下降 55.71%。 表 4：通威股份多晶硅生产成本测算 201820192020 销售量（吨）19,189.263,804.4186,643.09 成本（亿元） 原材料9.3514.6116.01 人工
33、成本0.771.731.88 制造费用11.2320.7424.81 合计21.3537.0842.7 单位成本（元单位成本（元/kg)111.2658.1249.28 资料来源：公司公告、长城国瑞证券研究所 除改良西门子法外，市场讨论较多为硅烷流化床法所生产的颗粒硅。流化床法是以氢气在 流化床中还原硅烷，在硅籽晶上发生气相沉积反应，形成颗粒状的多晶硅。 图 8：流化床法生产颗粒硅工艺流程 资料来源：改良西门子法多晶硅生产过程的模拟与分析、长城国瑞证券研究所 相比于改良西门子法，硅烷流化床法的主要优点为：（1）单位能耗较低，每公斤耗电为改 良西门子法的 1/3 左右。（2）单位投资额更少，仅需
34、 7-7.5 亿元/万吨（改良西门子法为 10 亿 元/万吨）。 但是硅烷流化床法在生产过程中硅烷分解容易形成晶核， 导致在成品中出现较多的硅粉末， 大大降低了良品率。同时在颗粒硅生产过程中硅撞击设备器壁，导致产品中碳含量高于改良西 行业研究 1414 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 门子法所生产的块状硅，降低了产品的纯度。在下游应用中，目前颗粒硅产品需要与棒状硅混 合使用，来满足硅片的生产标准，掺杂比例为 20%-30%。 表 5：改良西门子法与流化床法对比 流化床法流化床法改良西门子法改良西门子法 生产温度7001050左右 主要原料硅烷、二氯二氢硅、三氯氢硅三氯
35、氢硅 外形0.1-2mm 球形颗粒棒状、破碎后成块状（5-150mm） 金属含量体金属10ppbw(协鑫 ZN900)体金属2ppbw 综合电耗30-40 kwh/kg-Si60-70 kwh/kg-Si 设备寿命贵重的流化床内件寿命 0.5-1 年还原炉寿命 20 年以上 应用尚不能用于 N 性电池制造可用于 N 型电池制造 成熟度 尚未有业内普遍采用的工艺和设备方案，还在研 发和改进之中。颗粒硅流化床全国总数不超过 20 台 工艺、设备成熟，全国投入的还原炉达到近千台 市场规模2.50%97.5 碳含量0.4ppma0.2ppma 资料来源：亚洲硅业公告 颗粒硅的工艺流程和设备仍有待优化。
36、在产业端的产能也尚不具备规模，保利协鑫自 2010 年开始自主研发颗粒硅技术，2020 年协鑫具有颗粒硅产能 10,000 吨，预计 2021 年产能将超过 30,000 吨。因此在未来，改良西门子法生产的棒状硅仍将为市场主流。根据中国光伏行业协会 的预测，到 2030 年棒状硅仍然会占据 90.3%的市场份额。 图 9：棒状硅与颗粒硅市场份额预测 资料来源：CPIA、长城国瑞证券研究所 行业研究 1515 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 2.3 硅料设备市场空间预测硅料设备市场空间预测 关键假设一：关键假设一：受益于光伏发电成本下降，2021-2025 年全球光伏装
37、机量将达到 160 GW/200 GW/250 GW/300 GW/350 GW（此数据为 CPIA 预测的中性假设下装机量）。 关键假设二：关键假设二：国内硅料产能未来继续提升，2021-2025 年国内硅料产能全球占比将达到 78%/81%/83%/85%/86%。 关键假设三：关键假设三：由于多晶硅产能建设从开始落地需要 1-1.5 年，达到满产水平需要 2-2.5 年， 随着未来两年我国硅料产能的加速扩张，新建产能会拉低整体产能利用率，预计 2021-2025 年 我国多晶硅料产能利用率先低后高，然后维持稳定，分别为 62%/60%/70%/75%/80%。 表 6：未来 5 年我国多
38、晶硅料设备市场空间预测 2021E2022E2023E2024E2025E 中国新增光伏装机量（GW）60708090100 海外新增光伏装机量（GW）0250 合计新增装机量（GW）0350 单位功率耗硅量（g/W)2.92.852.852.82.8 全球硅料需求（万吨）46.45771.258498 国内硅料产能全球占比83%87%88%90%90% 平均产能利用率62%60%70%75%80% 国内产能（万吨）62.182.789.6100.8110.3 新增产能需求（万吨）20.1220.536.9211.239.45 硅料设备生产成本（亿元
39、/万吨）10.210.210.110.110 硅料设备市场规模（亿元）205.18209.4569.91113.4194.50 资料来源：CPIA、中国有色金属工业协会硅业分会、长城国瑞证券研究所 根据我们的测算 2021-2025 年我国硅料设备市场空间将分别达到 205.18 亿元/209.45 亿元 /69.91 亿元/113.41 亿元/94.50 亿元。 2.4 硅料核心设备还原炉：行业格局集中，拥有确定性成长机会硅料核心设备还原炉：行业格局集中，拥有确定性成长机会 还原炉是三氯氢硅（TCS）还原成多晶硅的反应产所，是改良西门子法生产多晶硅料的核 心设备。国内多晶硅还原炉市场集中度非
40、常高，主要为双良节能（600481.SH）、上海森松和东 方电热（300217.SZ）。根据双良节能年度报告披露的数据，2017 年公司多晶硅还原炉占据接 近 60%的市场份额。 2021 年双良节能和东方电热还原炉订单显著增长。2020 年双良节能多晶硅还原炉收入 1.7 亿元， 而 2021 年双良节能签订多晶硅还原炉及相关设备订单 19.31 亿元。2021 年东方电热的多 晶硅还原炉订单 8.57 亿元。行业增速显著。根据我们的预测，2022 年将会达到多晶硅料扩产峰 行业研究 1616 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 值，行业拥有确定性增长机会。 表 7：双
41、良节能多晶硅还原炉及相关设备订单情况 购买方购买方项目名称项目名称公告日期公告日期 订单金额订单金额 （亿元）（亿元） 产品产品 通威股份 云南通威高纯晶硅有限公司一期 4万吨高纯 晶硅项目 2021/1/191.77多晶硅还原炉 内蒙古通威高纯晶硅有限公司二期 5 万吨/ 年高纯晶硅项目 2021/2/230.77多晶硅还原炉 云南通威高纯晶硅有限公司一期 4万吨高纯 晶硅项目 2021/3/40.68多晶硅生产用换热器 新疆大全 新疆大全新能源股份有限公司年产 15GW 光伏组件及配套项目 2021/1/192.92多晶硅还原炉及撬块 新疆大全新能源股份有限公司 15GW 光伏 组件及配套
42、项目 2021/2/50.52 多晶硅生产用换热器（再沸器、 冷却器等） 东方希望 新疆东方希望新能源有限公司年产 6 万吨/ 年多晶硅项目 2021/1/251.5956 对棒多晶硅还原炉 亚洲硅业 青海亚洲硅业半导体有限公司 60000t/a电子 级多晶硅一期项目 2021/1/250.5748 对棒多晶硅还原炉及撬块 新特能源 新特能源 2 万吨多晶硅项目/ 内蒙古新特硅材料公司 10 万吨多晶硅项目 2021/4/153.3240 对棒多晶硅还原炉 青海丽豪青海丽豪年产 20 万吨高纯晶硅项目（一期） 2021/7/61.6040 对棒多晶硅还原炉 2021/8/111.05多晶硅生产
43、用换热器 浙江特骏-2021/11/30.6240 对棒多晶硅还原炉 宁夏润阳宁夏润阳硅材料一期 5 万吨项目 2021/11/131.79多对棒还原炉 2021/11/240.9多对棒还原炉配套撬块 合计合计19.31 资料来源：公司公告、长城国瑞证券研究所 表 8：东方电热多晶硅还原炉订单情况 购买方购买方项目名称项目名称公告日期公告日期 订单金额订单金额 （亿元）（亿元） 产品产品交货时间交货时间 通威 股份 -2020/11/40.9940 对棒多晶硅还原炉2021/5/31 云南通威高纯晶硅有限公司一 期 4 万吨高纯晶硅项目 2021/3/120.21换热器2021/8/31 内蒙
44、古通威高纯晶硅有限公司 二期 5 万吨/年高纯晶硅项目 2021/2/200.9940 对棒多晶硅还原炉2021/8/31 内蒙古通威高纯晶硅有限公司 二期 5 万吨/年高纯晶硅项目 2021/4/200.8240 对棒多晶硅还原炉2021/10/15 保利 协鑫 江苏中能 5.4 万吨颗粒硅项目 乐山十万吨颗粒硅项目 内蒙古 30 万吨颗粒硅项目 2021/6/11.1214 台辐射式电加热器 中能项目 2021/11/30 乐山项目 2021/12/30 内蒙项目 2022/3/20 行业研究 1717 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 新特 能源 新特能源 2 万
45、吨、内蒙古新特 硅材料公司 10 万吨 2021/4/15 0.8529 台多晶硅还原炉 0.6 7 台多晶硅辐射式加热 器 青岛 丽豪 青海丽豪年产 20 万吨高纯晶 硅项目（一期） 2021/7/61.74辐射式电加热器合同签订后 240 天内 浙江 特骏 -2021/11/51.2540 对棒还原炉设备 收到预付款后 6 个半 月、7 个月、7 个半月 分批交货 合计合计8.57 资料来源：公司公告、长城国瑞证券研究所 说明：-为公告并未公布订单设备所用的项目 行业研究 1818 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 3 硅片环节：硅片环节：“行业扩产行业扩产+大硅片
46、产能升级大硅片产能升级”推动硅片设备行业景气度提升推动硅片设备行业景气度提升 3.1 行业扩产加速，大硅片推动现有产能改造升级行业扩产加速，大硅片推动现有产能改造升级 下游需求旺盛，国内主要硅片厂商纷纷宣布扩产。下游需求旺盛，国内主要硅片厂商纷纷宣布扩产。2020 年全球新增光伏装机量 126.7GW， 同比增长 29.44%。根据我们的预测 2021-2023 年全球新增光伏装机量将分别达到 160GW、 200GW、250GW。截至 2020 年底，我国硅片产能全球占比为 97%，我国硅片产量全球占比为 98.8%。我们统计了国内行业前十名（隆基、中环、晶科、晶澳、上机数控、京运通、美科、
47、锦 州阳光、保利协鑫、阿特斯）企业单晶硅片的产能情况和扩产计划，2020 年末国内光伏行业前 十名的单晶硅片产能为 220.15GW。根据各公司披露的扩产计划，加上双良节能、高景、通威 三家新进入的硅片厂商，2021 年末 13 家单晶硅片规划产能将达到 371.05GW。 图 10：2016-2020 年全球新增光伏装机量(GW)图 11：硅片行业前十企业产能情况 数据来源：IRENA、长城国瑞证券研究所数据来源：各公司公告、长城国瑞证券研究所 大尺寸硅片有更大的面积，因此具有更高的生产效率，能够降低生产成本。同时大尺寸硅 片能够提高占空比，从而提高光伏组件的效率。2019 年 8 月，中环
48、股份推出边长为 210mm 的 M12 型硅片，相较于 M2 型硅片，M12 P 型 PERC 60 片半片组件较 M2 72 片半片组件功率高出 200W，组件转换效率高 0.91%。目前协鑫、天合光能、东方日升、通威股份、上级数控、环晟 光伏、润阳光伏等企业均宣布布局 210mm 硅片产能。2020 年 6 月 24 日，隆基、晶科、晶澳、 阿特斯等 7 家企业共同提出建立 182mm 尺寸的硅片标准。 2020 年， 158.75mm 和 166mm 的市场份额占比合计达到 77.8%。166mm 是现有电池产线可 升级的最大尺寸方案。随着未来大硅片产能的扩建和对现有产能的改造，182m
49、m 和 210mm 硅 片的市场占比将迅速扩大。根据 CPIA 的预测，到 2025 年 182mm 和 210mm 硅片市场份额将分 别达到 45%和 50%。 行业研究 1919 / 4242 请参阅最后一页的股票投资评级说明和法律声明 表 9：各尺寸硅片参数 型号型号边长边长(mm)直径直径(mm)面积面积(cm2)占空比占空比(%) M0156200238.9598.18 M1156.75205242.8498.83 M2156.75210244.3299.43 M3158.75211250.1599.26 G1158.75223251.9999.99 M4161.7211258.39
50、98.77 M4-1161.7223261.1499.87 M6166223274.1599.49 M9192270368.6299.99 M.9799.99 M.9699.99 资料来源：中国可再生能源学会光伏专业委员会、长城国瑞证券研究所 图 12：各尺寸硅片市场份额预测 资料来源：中国光伏产业发展路线图 2020、长城国瑞证券研究所 硅片的生产主要有三个生产环节：拉棒、切方、切片，对应的生产设备分别为单晶炉、开 方机、切片机。对于大硅片来说，更大的尺寸需要直径更长的硅棒。目前主流厂家的单晶炉热 屏内径为 270-300mm，而 M12 硅片的直
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