1、2022 年深度行业分析研究报告 124目录3市场空间：光伏高景气持续，硅片制造及设备市场规模有望不断增长硅片概况：位于光伏中上游，实现硅料向电池片转变的重要环节竞争格局：行业集中度较高，头部企业不断延伸产业链布局发展态势：关注技术进步及商业模式优化带来的新机会1.1 晶硅电池占据绝大多数市场份额，硅片不可或缺太阳能电池种类繁多，晶硅与薄膜电池最为成熟。自1954年美国贝尔实验室研制出效率为6%的具备实用价值的单晶硅电池以来，太阳能电池已经取得长足的发展。根据材料不同，光伏电池可大致分为三类：第一类为晶体硅太阳能电池、第二类为薄膜太阳能电池、第三类为各种新型太阳能电池。目前第三类太阳能电池技术

2、上尚未成熟，商用的太阳能电池主要有晶体硅电池与薄膜电池两大类。晶硅电池占据市场多数份额，硅片是制备晶硅电池不可或缺的材料。2010-2020年全球薄膜电池市场份额基本处在下行区间，2020年全球产能接近10GW，产量约为6.48GW，市场占有率为4%，同比下降了0.4个百分点。主要是全球薄膜电池产量并未明显提升，但晶硅组件产量却取得了较大幅度的增长。2020年全球硅片产量约168GW，2021年超过230GW，预计未来光伏市场仍将以晶硅材料为主，硅片是制备晶硅电池不可或缺的材料。图表：主要的商用光伏电池分类1.硅片概况：位于光伏中上游，实现硅料向电池片转变的重要环节图表：2010-2020全球

3、薄膜电池市场份额光伏电池晶硅电池薄膜电池多晶硅电池硅基薄膜电池单晶硅电池化合物半导体薄膜电池BSFPERC异质结非晶硅(-Si）非/微晶硅叠层电池(-Si）二元化合物（CdTe、GaAs）三元化合物（CIS）四元化合物（CIGS）0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%14.00%16.00%200001920201.2 连接上游硅料和下游电池片，单晶硅片已经成为市场主流硅片处于光伏产业链中上游，是连接硅料和电池片的重要环节。单晶硅片制造企业利用单晶硅炉生产单晶硅棒、多晶硅片制造企业利用铸锭炉生

4、产多晶硅锭，之后再将硅棒或硅锭切割成单晶硅片或者多晶硅片，最终用于太阳能电池板、电池组件生产。因此，硅片制造行业是实现多晶硅原料向太阳能电池转变的必经阶段，伴随着全球太阳能光伏产业的发展而发展。多晶硅片占比快速减少，单晶成为市场主流。光伏硅片大体可以分为多晶硅片和单晶硅片，当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则为多晶；如果晶面取向相同，则为单晶。由于单晶电池转换效率可以比多晶电池高2-3个百分点，随着下游对单晶产品的需求增大，单晶硅片市场占比迅速从2016年的不足20%提高到2021年的95%。预计未来单晶仍将占据市场绝大部分份额，且 N

5、 型单晶硅片占比将持续提升。图表：硅片在光伏产业链中的位置1.硅片概况：位于光伏中上游，实现硅料向电池片转变的重要环节图表：不同类型硅片市场占比0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%200022E2023E2025E2027E2030E多晶N型单晶P型单晶铸锭单晶1.3 拉晶、切片为单晶硅片主要生产步骤，主要设备均已国产化1.3.1 光伏拉晶主要为直拉法，掺杂剂控制硅棒类型拉晶工艺主要包括Fz法和Cz法，光伏领域主要使用Cz法。单晶硅根据长晶方式不同，主要有悬浮区熔法（Fz-floatzone）和直拉法（Cz-czochr

6、alski）。区熔可以生产出高质量的高纯度单晶，但其对原料、设备和技术的要求较为苛刻，且对于多晶硅原料的尺寸要求较高，生产的晶体尺寸也较小，导致其生产成本较高。目前Fz法多应用于对硅片要求较高的半导体领域，而光伏领域主要使用Cz法。Cz法经过十余步骤，掺杂剂决定得到P型硅片或者N型硅片。Cz直拉式单晶硅生长主要工艺流程包括：装料抽真空检漏压力化熔料稳定化熔接引晶放肩转肩等径收尾停炉，以及两个重要辅助工艺煅烧、副室隔离净化。装料和等径加入的掺杂剂控制着后续得到的硅片类型，三价B族受主掺杂剂和五价族施主掺杂剂将分别得到型和N型半导体。其中等径是晶体生长的主体部分，等径段是硅单晶的有效利用部分，单晶

7、硅片的原料即从这部分得到。图表：拉晶主要步骤介绍1.硅片概况：位于光伏中上游，实现硅料向电池片转变的重要环节步骤阶段介绍1装料在高纯度石英坩埚中按层次装入多晶硅块料、粉料、颗粒料、掺杂剂，然后放入石墨坩埚并合炉。掺杂剂类型决定得到P型还是N型硅片2抽空检漏合炉后，主泵对炉体内部进行抽空，为单晶生长提供洁净的环境。抽空至一定压力后，充入高纯度氩气，然后关闭，再抽，再充，反复几次，带走炉内杂质。此后要进行检漏3压力化检漏完成，开启氩气阀，炉内压力逐渐升至晶体生长压力范围4化料驱动石墨加热器电源，加热至大于硅的融化温度，使多晶硅和掺杂物熔化7引晶熔液温度稳定到引晶范围后，降下籽晶接近液面，籽晶固体接

8、触液面后，籽晶端头熔化，由于表面张力，籽晶与硅融体的固液交接面之间的硅融体冷却形成固态的硅单晶8缩颈籽晶接触到硅液瞬间，其温度差产生的热应力引发位错，消除位错的方法是“缩颈”。在提拉过程中，逐渐缩小籽晶，将位错的排列挤压出去，并拉制细颈长度约晶棒直径大小9放肩引晶至目标长度，减慢晶体提拉速度，降低温度，直径快速增大，称为“放肩”。10转肩放肩至目标直径后，需要快速使晶体生长方向从横向转为纵向，提高拉速，晶体停止横向生长，直径不再增加时，即完成转肩11等径生长为了减少全熔阶段掺杂剂的挥发损失造成较大影响，转肩至目标直径后，再启动投放掺杂剂的装置，停滞23秒，然后可以提高提拉速度，并保持几乎不变的

9、速度进行等径生长12收尾生长结束如果直接脱离液面会在界面产生大量位错，导致尾部的晶棒不可用。在等径结束后，要逐渐缩减晶棒直径至最小，然后脱离液面，完成单晶硅的生长过程13停炉晶棒升入副室冷却。加热停止、坩埚升至最高位冷却。23小时后，拆炉取棒、清洁炉体图表：拉晶重要流程示意图1.3 拉晶、切片为单晶硅片主要生产步骤，主要设备均已国产化1.3.2 单晶炉为拉晶过程的核心生产设备，已全面国产化直拉单晶炉是拉晶环节核心设备，伴随硅片不断向大尺寸方向演化。直拉单晶炉技术的已经历多轮迭代，持续向更多装料、更大尺寸、更高效率方向进化。根据直径划分，1.5英寸为第一代，2英寸为第二代，4-6英寸为第三代，8

10、-12英寸第四代，从第三代开始实现直拉单晶炉控制的半自动化，到第四代基本实现了智能全自动化的升级。目前顺应大尺寸化发展趋势，已经发展至主流160炉型(210mm向下兼容182mm)，热场尺寸达36英寸以上，单炉投料量达2800kg以上。国内单晶炉供应商技术已达到领先水平，单晶炉设备全面国产。我国拉晶设备的起步发展得益于早期在半导体拉晶设备领域积累，此后随着光伏行业的迅猛发展，国内光伏单晶炉设备供应商快速成长。美国Kayex公司是全球生产全自动单晶硅生长炉的代表，技术一直处于行业前沿，是世界上首次拉出8英寸单晶硅棒的公司，2013年被连城数控收购；晶盛机电开发出了拥有自主知识产权的 ZJS 系列

11、全自动单晶炉，多次填补国内空白；北方华创传承五十多年电子装备及元器件的生产制造经验，在国内市场占有重要的地位；其他厂商还有京运通、天通吉成等等，目前国内厂商的设备水平已走在全球前列，我国光伏单晶炉设备已经全面国产化。图表：单晶炉结构示意图1.硅片概况：位于光伏中上游，实现硅料向电池片转变的重要环节图表：典型的拉晶生产车间1.3 拉晶、切片为单晶硅片主要生产步骤，主要设备均已国产化1.3.3 切片技术快速演进，金刚线多线切割在切片环节全面铺开金刚线技术普及，薄片化、细线化促使出片率提高。光伏硅片切割主要采用线锯切割方式，有游离磨料和固结磨料切割两类，前者以砂浆切割为代表，通过钢线、游离液体磨料和

12、待切割材料三者间的相互摩擦作用进仔切割；后者用金刚线（金刚石粉固定在钢线上）对材料进行切割。后者相较前者具有切割速度快、硅片品质高、成本低、切割液环保等优点，2017年以来金刚线切割已在单晶领域完全取代了砂浆切片。得益于金刚线带来的技术进步，2017-2021年金刚线母线直径从70m降低到45m、单晶硅片厚度从185m降低到170m、同尺寸硅片每公斤方棒出片量从60片提升到70片。硅片制备主要经历4步，切片环节是实现硅片薄片化的关键。单晶炉拉制出硅棒后主要经过截断、开方、磨倒、切片4道主要工序形成单晶硅片，其中截断工序将硅棒切割成所需长度；开方工序将截断后的圆柱形硅棒加工成长方体；磨倒工序将方

13、棒进行磨面、抛光、倒角；切片工序将磨抛后硅棒切割加工为硅片，是实现硅片薄片化的关键，也是整个硅片加工流程中最为重要的一环。图表：切片重要流程示意图1.硅片概况：位于光伏中上游，实现硅料向电池片转变的重要环节图表：砂浆切割（左图）与金刚线切割原理截断开方磨倒切片1.3 拉晶、切片为单晶硅片主要生产步骤，主要设备均已国产化1.3.4 多线切割机为切片环节核心设备，国产厂商已经主导市场切片环节需多种设备配套使用，切片机为核心设备。切片环节所需的设备主要有截断机、开方机、磨倒机、粘棒机、脱胶机、切片机、脱胶机、清洗机、分选仪以及其他自动化辅助设备等，其中切片机是切片环节核心设备，该设备是一种使用高速运

14、动的金刚石线对单晶硅棒进行切片加工的专用精密生产设备。在设备工作过程中，一根高速往复运转的金刚石线分布成切割线网，通过由放线轮、张力轮、导轮、切割轮等组成的运动机构及自动检测控制系统对单晶硅棒料进行加工研磨，将硅棒切割为硅片。国内设备厂商产品性能不断提高，快速占据国内市场份额。2016年以前，光伏切割设备领域占主导地位是以梅耶博格、HCT、NTC等国外厂商。而近年来，上述国外厂商在新增设备上的市场份额逐渐减少，国产光伏切割设备凭借优异的产品性能和综合性价比，市场份额逐步提升，已占据行业主导地位。目前国内提供多线切割机厂商包括高测股份、宇晶股份、连城数控、上机数控及晶盛机电等。图表：双辊多线切割

15、机工作示意图1.硅片概况：位于光伏中上游，实现硅料向电池片转变的重要环节图表：典型的硅片制造流水线124目录3市场空间：光伏高景气持续，硅片制造及设备市场规模有望不断增长硅片概况：位于光伏中上游，实现硅料向电池片转变的重要环节竞争格局：行业集中度较高，头部企业不断延伸产业链布局发展态势：关注技术进步及商业模式优化带来的新机会2.1 受益于光伏高景气度，硅片需求有望持续增长2.1.1 度电成本快速下降带来装机量不断增加，中国进入平价上网时代全球光伏度电成本11年间下降90%，中国开启平价上网时代。2009年，光伏度电成本高达0.36美元/kwh，到了2020年，光伏度电成本已经下降到0.037美

16、元/kwh，11年间降低近90%。2021年6月11日，国家发改委发布通知指出2021年起新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目和新核准陆上风电项目，中央财政不再补贴，实行平价上网。这项政策标志着中国光伏正式进入平价时代，也意味着以光伏为代表的新能源对传统能源的替代是不可逆转的。全球光伏新增装机量不断增长，带动硅片产量快速增加。得益于全球对清洁可再生能源发展的大力支持以及光伏度电成本的迅速下降，全球光伏新增装机量快速增长，也带动硅片产量迅速提高。2011年全球光伏新增装机量约30GW，2021年达到170GW，十年复合增速为18.86%；2011年全球硅片产量为36GW，2021年约235

17、GW，十年复合增速突破20%，保持快速增长态势。2.市场空间：光伏高景气持续，硅片制造及设备市场规模有望不断增长CPIA、天合光能、光伏行研、中航证券研究所图表：全球光伏度电成本不断下降0%5%10%15%20%25%05003003504002009200192020度电成本（美元/MWh）降幅（CAGR,右轴）0%20%40%60%80%100%120%140%160%0204060800200001920202021全球光伏新增装机量（

18、GW）yoy（右轴）图表：全球光伏新增装机量快速增长0%20%40%60%80%100%120%0500全球硅片产量（GW）yoy（右轴）图表：全球光伏硅片产量迅速提高2.1 受益于光伏高景气度，硅片需求有望持续增长2.1.2 全球硅片需求有望不断增长，未来9年年均市场或超3000亿光伏发电占比有望不断攀升，放开容配比或将进一步刺激硅片需求。BNEF预计2050年全球光伏发电量占比有望达到32%，而2020年这一数字仅为3.1%，我们预计到2030年全球光伏发电占比有望达到15%。此外，在国内放开容配比之前大部分电站为1:1设计，仅少部分达到1.2:1，合理增加容配比有利

19、于降低系统度电成本、提升整体经济效益，2020年的光伏发电系统效能规范已将光伏电站容配比最高提升至1.8:1，我们预计未来光伏容配比将不断上升，进而提高组件出货量并带动硅片需求。2022-2030年全球硅片年均需求接近600GW，年均市场或超3000亿元。我们对光伏发电量占比、光伏年利用小时数、容配比、硅片到组件损耗等数据作出关键性假设，进而测算2022-2030年全球硅片需求量合计超过5700GW，平均每年需求约630GW，2021-2030需求CAGR=21%；2022-2030年全球硅片市场规模合计超过3万亿元，平均每年市场规模接近3500亿元，2021-2030需求CAGR=14%。2

20、.市场空间：光伏高景气持续，硅片制造及设备市场规模有望不断增长BNEF、SPE、CPIA、中航证券研究所测算图表：全球光伏新增装机量及硅片需求测算序号年份20212022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030EA全球年发电量(万亿瓦时)27536 28434 29514 30645 31828 33040 34283 35555 36856 38186 Byoy3.3%3.3%3.8%3.8%3.9%3.8%3.8%3.7%3.7%3.6%C光伏发电量/全球发电量4.0%4.8%5.7%6.6%7.6%8.7%9.9%11.3%12.9%15.0%D=

21、AC全球光伏年发电量(万亿瓦时)1101 1356 1671 2023 2419 2875 3401 4003 4747 5728 E全球光伏年利用小时数h1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 F(当年)=D/E2-F(上年)全球光伏累计装机量(GW)933 1154 1416 1695 2026 2396 2836 3323 3980 4832 G=F(当年)-F(上年)全球光伏新增装机量(GW)173 221 263 279 331 370 440 487 657 852 Hyoy32.8%27.8%19.1%6.1%18.7%

22、11.8%18.9%10.8%34.8%29.8%I全球组件产量/全球新增装机1.30 1.32 1.34 1.36 1.38 1.40 1.42 1.44 1.46 1.48 J=GI全球组件产量(GW)224 291 352 379 457 518 624 702 959 1262 Kyoy37.1%29.8%20.9%7.7%20.5%13.4%20.6%12.4%36.6%31.6%L硅片到组件损耗4.5%2.4%3.1%3.4%3.0%3.1%3.2%3.1%3.1%3.1%M=J/(1-L)全球硅片需求量(GW)235 298 363 392 471 535 645 724 990

23、 1302 Nyoy40.2%26.9%21.8%7.9%20.0%13.6%20.6%12.3%36.7%31.6%O硅片均价（元/W）0.90 0.79 0.64 0.53 0.52 0.53 0.53 0.53 0.53 0.53 P=OM全球硅片市场（亿元）2122 2362 2315 2089 2470 2812 3397 3823 5235 6903 Qyoy11.3%-2.0%-9.8%18.2%13.9%20.8%12.5%37.0%31.8%2.2 制造端需求扩张叠加技术更迭，硅片设备市场规模或将不断穿越周期向上增长2.2.1 设备市场与产能之间的关系：存量更替产能与净增产能

24、同样重要设备市场具有一定周期性，投资需要对时机把握更加准确。从2010-2021年情况看，全球硅片产能基本上处在上行区间，增速只有2013年为-5%，其余年份皆稳定增长；而新增产能则更具波动性，增速从-100%到190%不等。如果简单认为硅片制造企业产能产量订单业绩；设备企业新增产能订单业绩，显然设备企业的业绩波动更大，但是如果对时机判断准确，业绩涨幅也比制造企业更大。同时，耐心也有望帮助设备企业穿越周期2018-2021年硅片产能保持快速增长，而新增产能在2019年出现-38%的增速，但是2018-2021年硅片产能增长260%，低于新增产能的增幅（440%）。技术快速迭代的光伏行业，判断存

25、量更替产能是预测市场的关键。众所周知，产能增加带来设备市场。一般意义的新增产能往往是行业年末产能与年初产能的差值，这是最容易获取的数据，也是行业净增产能，但是其中并不包括存量更替产能。存量更替产能主要包含自然损耗和技术更迭引起的产能更换，存量更替+净增产能代表真实的设备市场，在技术快速进步的光伏行业，判断存量更替产能是测算设备市场的关键。2.市场空间：光伏高景气持续，硅片制造及设备市场规模有望不断增长图表：2010-2021全球硅片产能、新增产能及增速情况（GW）-150%-100%-50%0%50%100%150%200%250%05003003504004502010

26、20000202021产能新增产能产能yoy（右轴）新增产能yoy（右轴）2.2 制造端需求扩张叠加技术更迭，硅片设备市场规模或将不断穿越周期向上增长2.2.2 2022-2030年全球硅片核心设备市场规模合计约2900亿元，年均超300亿硅片设备穿越周期增长，拉晶设备占据多数份额。硅片核心设备主要有拉晶环节的晶体生长设备及切片环节的截断机、开方机、磨倒机、切片机。伴随设备效率不断提高，单GW所需设备数量或将持续减少。我们测算2022-2030年硅片核心全球市场空间合计约2900亿元，平均每年超300亿元，其中单晶炉设备占据整个

27、市场的70%-80%。2.市场空间：光伏高景气持续，硅片制造及设备市场规模有望不断增长BNEF、SPE、CPIA、中航证券研究所测算序号年份20212022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030EM全球硅片需求量(GW)23529836339247901302Nyoy40.2%26.9%21.8%7.9%20.0%13.6%20.6%12.3%36.7%31.6%R产能利用率56.0%54.0%45.0%48.0%51.0%54.0%57.0%60.0%63.0%66.0%S=M/R全球硅片产能(GW)42055280881792

28、399011973T=S(上年)-S(上年)硅片净增产能（GW）64402U=S(上年)*20%存量更替产能（GW）497079141134196V=T+U产能需求合计（GW）2222033341217498598W晶体生长设备均价（万元，含税，下同）55135135X单GW所需台数85807570656060606060Y=WX单GW晶体生长设备投资额（亿元）1.41.21.11.00.90.80.80.80.80.8Z=YV晶体生长设备全

29、球市场（亿元）301.6251.3376.0112.3178.6148.1203.3175.7403.6484.8AA单晶截断机均价（万元）00150150AB单GW所需台数2222222222AC=AAAB单GW截断机投资额（亿元）0.030.030.030.030.030.030.030.030.030.03AD=ACV截断机全球市场（亿元）7.56.510.43.35.95.57.56.514.918.0AE单晶开方机均价（万元）00150150AF单GW所需台数6544444444AG=AEAF单G

30、W开方机投资额（亿元）0.100.080.060.060.060.060.060.060.060.06AH=AGV开方机全球市场（亿元）21.315.720.16.611.811.015.113.029.935.9AI单晶磨倒机均价（万元）0908080808080AJ单GW所需台数8765444444AK=AIAJ单GW磨倒机投资额（亿元）0.100.080.070.050.040.030.030.030.030.03AL=AJV磨倒机全球市场（亿元）23.117.022.15.57.15.98.06.915.919.2AM金刚线切片机均价（万元）

31、50130130AN单GW所需台数66AO=AMAN单GW切片机投资额（亿元）0.260.200.150.120.100.080.080.080.080.08AP=AOV切片机全球市场（亿元）56.840.850.112.819.214.819.616.938.946.7AQ=Y+AC+AG+AK+AO单GW拉晶切片核心设备价值（亿元）1.85 1.64 1.43 1.27 1.13 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 AR=AQV全球硅片核心设备市场空间（亿元）42233604图表：2021

32、-2030全球拉晶切片核心设备市场空间测算124目录3市场空间：光伏高景气持续，硅片制造及设备市场规模有望不断增长硅片概况：位于光伏中上游，实现硅料向电池片转变的重要环节竞争格局：行业集中度较高，头部企业不断延伸产业链布局发展态势：关注技术进步及商业模式优化带来的新机会3.1 硅片制造环节新进入者增多，实力玩家积极进入上下游环节协同发展3.1.1 隆基、中环合计占据硅片半壁江山，新玩家加速入局隆基+中环硅片产能占比超行业50%，双寡头格局依然显著。自单晶战胜多晶取得光伏主导地位以来，隆基、中环在硅片环节的地位不断强化，2018-2020年两者合计硅片产能占比从36%增长至58%。2021年底，

33、隆基硅片产能105GW，中环硅片产能88GW，合计占比达到53%，尽管同比略有减少，但依然占据主导地位。预计2022年隆基硅片产能将达到150GW，中环将超过140GW，继续稳坐top2交椅。新兴玩家加速扩产，硅片格局或将重塑。2019年以来，不断有包括上机、高景、双良等新兴玩家入局光伏硅片，同时又有美科、京运通等企业猛烈扩产。从出货量情况来看，2021年上机、美科、高景等新兴企业均已跻身前十，而从2021年以来统计的部分硅片企业扩产规划来看，预计约330GW产能将在未来3年内将逐步投放市场。由于旧的小尺寸硅片产能需要更新换代才能生产大尺寸硅片，而新产能基本具备生产大硅片的能力，新玩家没有落后

34、产能的退出成本，硅片竞争格局或将迎来变化。3.竞争格局：行业集中度较高，头部企业不断延伸产业链布局、全球光伏、新世纪能源、CPIA、中航证券研究所图表：2021主要硅片厂商出货量情况0%5%10%15%20%25%30%0070出货量（GW）占比（右轴）图表：2021年以来部分企业硅片产能规划0%10%20%30%40%50%60%70%050030035040020021全球产能（GW）隆基（GW）中环（GW）CR2（右轴）图表：2018-2021硅片产能CR2情况序号名称规划产能(GW）1京运通222晶科能源73双良节能40

35、4中环股份505晶澳科技206上机数控107阿特斯108通威&晶科159江苏美科3510内蒙豪安1011青海高景5012阜兴新能源2013东鋆光伏1014金阳新能源2015和邦生物10合计3293.1 硅片制造环节新进入者增多，实力玩家积极进入上下游环节协同发展3.1.2 硅片玩家积极进入上下游环节，延伸产业链布局增强自身综合实力硅片企业积极布局光伏产业链其他环节。除了在硅片环节本身的积极扩产之外，多数硅片企业都积极在光伏产业链上下游不同环节进行布局。隆基本身是光伏一体化龙头，2021年底除硅片外还拥有37GW电池和60GW组件产能，同时2017年以来公司通过与通威参股合作等方式进行硅料端布局

36、；中环在2021年底除硅片外也拥有11GW叠瓦组件产能，2022年公司计划在内蒙古建设约12万吨高纯多晶硅等项目；而上机、京运通、双良等公司也都有意向进入硅料或组件等环节。多环节布局有望提高风险抵抗能力，但也增加了退出成本。由于市场环境变化及竞争加剧，光伏行业公司的产业链布局呈现出一体化与专业化共存的局面，各企业根据自身的优势，选择和调整适合自身的发展模式，寻求优势互补。不可否认，光伏全产业链的深度布局可以帮助一体化企业增强抗风险能力，并能更好协调分配产业链各环节利润，提升整体竞争力。但是，多环节布局在需要大量资金的投入的同时，还要面对光伏技术的快速迭代，降低了快速反应的能力，可能带来产能过剩

37、、跟不上技术迭代的风险。3.竞争格局：行业集中度较高，头部企业不断延伸产业链布局图表：近年来部分硅片企业在硅片环节以外的布局规划企业名称时间布局方向项目简介隆基2020硅料参股通威股份两家子公司，持有永祥新能源15%股权、持有云南通威49%的股权，锁定10.18万吨硅料。2021电池组件合计规划约40GW电池片产能、15GW组件产能中环2022硅料计划在内蒙古建设约12万吨高纯多晶硅项目、半导体单晶硅材料及配套项目等，总投资约206亿元。双良节能2022组件计划在包头稀土高新区共建设20GW高效光伏组件项目上机2021硅料共同投资建设30万吨颗粒硅的研发及生产项目2022硅料拟在内蒙古包头市固

38、阳县投资建设进行年产15万吨高纯工业硅及10万吨高纯晶硅生产项目，预计2023年达产。京运通2021硅料以34%比例参股四川永祥能源科技有限公司，用于开展乐山10万吨高纯晶硅项目的项目。3.2 设备环节竞争格局趋于稳定，头部企业不断拓宽业务布局3.2.1 长晶炉设备厂商经过几轮淘洗，龙头市场份额持续领先长晶炉供应商历经光伏周期，市场淘洗后留下数家优秀公司。近年来，由于长晶环节技术快速进步，许多长晶炉厂商因未跟上行业变化导致份额缩小或退出市场，如天龙光电长晶炉销售自2018年底几乎停滞、2020年终止推进该业务；又如精功科技多晶炉曾占据较大市场份额，但单晶时代因调整不及时导致整体份额缩小；再如京

39、运通因自身业务调整，将重点放在硅材料业务上而收缩了设备业务等等。历经市场淘洗，目前市场留下来几家优秀的晶体生长设备供应商，主要包括晶盛机电、连城数控、天通吉成、北方华创等，其中北方华创收入更多来自半导体领域。此外近来也有如奥特维通过收购子公司进入单晶炉市场并取得大额订单。整体来看，目前拉晶设备供应格局已基本趋于稳定。晶盛机电单晶炉市场份额领先，连城数控积极增加非隆基客户收入。从收入规模看，近年来晶盛机电在单晶炉领域基本保持领先的市场份额。2021年晶盛机电“晶体生长设备”实现收入35亿元，近年来毛利率约40%；2021年连城数控“单晶炉”实现收入11亿元，近年来毛利率约38%。由于前文分析的硅

40、片企业集中度较高的原因，设备厂商的客户集中度也较高，2016-2021晶盛机电前五大客户集中度平均为76%，连城数控为87%。连城对单一客户的依赖更大一些，2016-2021年对关联方隆基绿能销售集中度平均为72%，这使得近年来其收入增速和隆基硅片新增产能增速相关性较高，2022年隆基硅片新增产能预计为45GW，新增产能增速为125%，或将对连城业绩产生积极影响。此外连城也在积极开拓非隆基客户，截至2022Q1，连城数控40亿元在手订单中非隆基客户占比约80%。3.竞争格局：行业集中度较高，头部企业不断延伸产业链布局wind、中航证券研究所图表：连城与晶盛晶体生长炉业务收入情况（百万元）图表：

41、近年来连城对隆基收入增速与隆基新产能增速高度相关注：连城数控来自“单晶炉”；晶盛机电来自“晶体生长设备”（包括单晶生长炉、区熔硅单晶炉、多晶铸锭炉等）0500025003000350040002001920202021晶盛机电连城数控图表：连城、晶盛前五大客户收入占比情况40%50%60%70%80%90%100%2001920202021晶盛机电连城数控连城对隆基收入占比-60%-10%40%90%140%190%240%290%200022E连城营收增速隆基硅片新增产能增速连城对隆

42、基销售增速3.2 设备环节竞争格局趋于稳定，头部企业不断拓宽业务布局3.2.2 国产切片设备厂商已主导国内市场，切片设备竞争更加充分国外供应商垄断的时代渐行渐远，国产装备已主导市场。2016年以前国内大型多线切割机市场一直被瑞士的HCT、Meyer Burger和日本的NTC三家公司垄断，此后伴随国内光伏产业的蓬勃发展，国产设备凭借优异的产品性能和综合性价比，迅速占据行业主导地位。由于客户本身的重叠，部分提供长晶设备的厂商也可提供切片设备，如晶盛机电、连城数控（连城先有的切片业务）、京运通等，此外也有更加专注于切片环节的设备供应商，如高测股份、宇晶股份、上机数控等。行业毛利率呈下滑态势，切片设

43、备竞争充分。从收入规模看，高测股份近年来切片设备收入快速增长，2021年已经位列第一梯队（晶盛机电的“智能化加工设备”项目包括光伏晶体加工、半导体晶片加工、外延、叠瓦组件等设备，代表切片环节设备收入可能失真），而上机数控设备收入呈下降态势，主要是其将重心放在发展硅片产品上。从毛利率情况看，上机的设备一直位于第一梯队，到2021年高测光伏切割设备的毛利率最高，为31%。切片设备行业平均毛利率近年来整体呈现下滑趋势，这也表明该环节竞争更加充分，2021年切片设备毛利率均值约为24%，大大低于长晶炉设备40%左右的毛利率。3.竞争格局：行业集中度较高，头部企业不断延伸产业链布局图表：主要企业切片环节

44、设备收入情况（百万元）图表：主要企业切片环节设备毛利率情况020040060080010001200晶盛机电连城数控高测股份宇晶股份上机数控20020202110%15%20%25%30%35%40%45%50%200202021晶盛机电连城数控高测股份宇晶股份上机数控均值注：连城数控来自“线切设备”；晶盛机电来自“智能化加工设备”，高测股份来自“光伏切割设备”；宇晶股份来自“多线切割机”；上机数控来自“光伏专用设备”3.2 设备环节竞争格局趋于稳定，头部企业不断拓宽业务布局3.2.3 硅片设备企业积极拓展业务领域，将底层技术迁移至不同的应用场景晶体

45、生长及加工技术拥有众多应用场景，光伏设备企业积极进行横向技术迁移。光伏硅片生产加工的核心能力主要包括晶体生长、晶体机加及研磨切割等，底层技术具备很强的横向迁移能力，可以向其他高硬脆材料（如半导体、蓝宝石、磁材等）领域进行拓展，也有部分硅片设备企业，如高测股份，本身就是凭借其优秀的高硬脆材料切割加工能力从其他行业进入光伏领域，并取得了巨大成功。近年来，众多光伏硅片设备企业加大力度向其他高硬脆材料领域开拓，如晶盛机电2022年拟定增募资14亿元用于半导体抛光、减薄设备等项目的建设；高测股份也蓝宝石、磁材、碳化硅等切割设备领域取得重大进展。技术横向迁移有望为硅片设备厂商带来新的业绩增长点。硅片制造厂

46、商多为光伏一体化企业，客户重叠帮助硅片设备公司进入光伏其他环节。除了横向拓展外，在光伏产业链内纵向拓展也成为部分硅片设备厂商的选择。由于隆基等硅片企业往往也有电池组件业务，这为硅片设备厂商进入光伏其他环节提供了便利，例如晶盛机电2019年成功研制叠瓦组件设备；连城数控2020年新增电池片设备收入，且目前也建立了组件事业部进行串焊机、叠焊机等的开发，预计2023年具备大批量交付能力。在产业链上的纵向延伸有望在光伏周期性波动中增加硅片设备供应商的风险抵抗能力。3.竞争格局：行业集中度较高，头部企业不断延伸产业链布局图表：半导体硅片工艺流程图图表：蓝宝石产品生产工艺流程图1245目录3市场空间：光伏

47、高景气持续，硅片制造及设备市场规模有望不断增长硅片概况：位于光伏中上游，实现硅料向电池片转变的重要环节竞争格局：行业集中度较高，头部企业不断延伸产业链布局发展态势：关注技术进步及商业模式优化带来的新机会4.1 新技术给拉晶环节带来新的变化4.1.1 N型硅：拉制N型硅需调整掺杂元素，同时对多晶硅料的纯度要求更高N型电池片更加高效，拉制N型硅需不同的掺杂元素。在晶体生长过程中，若掺入微量族元素（如硼、镓等）可制得空穴导电的P（positive）型硅单晶；若掺入微量族元素（如磷、砷等）可制得电子导电的N（negative）型硅单晶。Cz法拉制P型硅和N型硅的流程几乎相同，但由于硼在硅中更易保证均匀

48、性，故P型硅的制备相对简单，工艺技术也更加成熟，目前在P型硅片衬底上生产的P型电池是市场主流。然而，N型电池（如异质结、TOPCon等）具有弱光响应好、温度系数低、光致衰减小等优点，有更大的效率提升空间，N型电池将会是电池技术发展的主要方向。N型硅片比P型硅片需要纯度更高的多晶硅料。由于目前行业内拉制单晶硅棒均已实现一炉多根拉制，这样提高了单晶炉产能效率，但也造成拉制过程杂质会累积，因此对原料多晶硅纯度有了更高的要求。根据国家标准，多晶硅料可分为太阳能级和电子级，具体来讲，太阳能3级、2级硅料即可满足多晶铸锭生产需求；P型单晶单根拉制需使用太阳能1级以上硅料、多根拉制需要太阳能特级到电子3级硅

49、料；N型单晶单根拉制需要电子3级以上硅料、多根拉制需要使用电子2级以上硅料。4.发展态势：关注技术进步及商业模式优化带来的新机会图表：半导体硅的P型及N型掺杂示意图图表：太阳能级、电子级多晶硅技术指标项目太阳能级多晶硅等级及技术指标电子级多晶硅等级及技术指标特级1级2级3级1级2级3级施主杂质浓度/10-9(ppba)0.681.402.616.160.150.250.30受主杂质浓度/10-9(ppba)0.260.540.882.660.050.080.10氧浓度/(atoms/cm) 0.210170.510171.010171.0101711016-碳浓度/(atoms/cm) 2.0

50、10162.510163.010164.010164.010151.010161.51016少数载流子寿命/s30020000500基体金属杂质含量/(ng/g)1.52表面金属杂质含量/(ng/g)301001001005.510.5154.1 新技术给拉晶环节带来新的变化4.1.2 大尺寸硅棒：老旧单晶炉产线难以拉制12吋硅棒，大尺寸为设备带来更新需求受到热屏内径限制，原有单晶炉难以拉制大尺寸硅棒。拉制大硅棒可以摊薄单位成本。在158及以下尺寸的时代，主流厂家连续拉晶的单晶炉设备热屏内径一般不超过300mm，有的仅为270mm。由于166尺寸硅片