1、1证券研究报告作者：行业评级：上次评级：行业报告 | 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明机械设备机械设备强于大市强于大市维持2022年06月06日（评级）分析师 李鲁靖 SAC执业证书编号：S03联系人 张钰莹硅片设备：硅片设备：基于盈利性及竞争博弈的分析基于盈利性及竞争博弈的分析行业专题研究2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 硅片设备：硅片设备：光伏设备产业链偏上游，单GW设备投资额2亿+，预计2025年市场空间约为752.6亿。行业发展趋势：行业发展趋势：1）多晶硅片单晶硅片，P型硅片N型硅片；2）大尺寸硅片降本效果明显；3）薄片化降本+增加开路电压。硅片发

2、展趋势拉动硅片设备更迭硅片发展趋势拉动硅片设备更迭（大尺寸炉型大尺寸炉型、大尺寸大尺寸+薄片化切片机薄片化切片机）。 长晶环节核心设备：单晶炉长晶环节核心设备：单晶炉直拉法（CZ）为生长工艺主流，该方法生产单晶硅占比达80%+；2021年晶盛机电单晶炉市占率超过80%（除隆基和京运通外市场），截至2022年3月31日，公司未完成设备合同总计 222.37亿元，其中未完成半导体设备合同13.43亿元（以上合同金额均含增值税）。切片环节核心设备：截断切片环节核心设备：截断/开方开方/磨倒磨倒/切片机切片机切片环节盈利性对比：一体化企业切片环节盈利性对比：一体化企业vs切片代工企业切片代工企业？结论

3、：我们对比一体化企业和切片代工企业在硅片切片环节的利润率，核心在于切片成本差异。2022年，一体化企业（隆基/晶澳/阿特斯）切片环节毛利率均值为23-25%，切片代工企业（高测股份）切片环节毛利率均值为31%。高测股份高测股份vs 客户：利润如何分配客户：利润如何分配？切片代工模式给终端带来多少利润切片代工模式给终端带来多少利润？本质：假设硅料值相同，不管怎么变，差异在于代工费vs一体化企业生产成本。结论：以210mm硅片切割为例，2022年，高测和客户合计毛利率为30.8%。高于前文分析的一体化企业（隆基/晶澳/阿特斯）切片环节毛利率均值为23-25%，实现帕累托最优。我们认为，应该同一赛道

4、pk，选取高测股份的客户和一体化企业进行对比，高测股份的客户比一体化企业切片成本更低，从产业链降本角度讲，很有动能找第三方企业切片代工。风险提示风险提示：光伏行业政策变化及市场波动风险；硅片设备企业竞争加剧风险；本文测算具有一定主观性等。摘要摘要mNqPqRoNzRrMmOtQzQmOpO8O8Q8OmOpPpNpNiNoOoQlOoOrO6MmMxOvPsQnPvPoNmO1 1光伏设备框架光伏设备框架技术变革带动设备升级：电池片组件硅片技术变革带动设备升级：电池片组件硅片34资料来源：资料来源：CPIACPIA，天风证券研究所，天风证券研究所1 1.1 .1 光伏设备行业驱动要素光伏设备行

5、业驱动要素 长期需求：长期需求：政策+产业链降本扩产光伏装机量增加平价时代到来 替换需求：替换需求：技术迭代 or 耗材更新图：光伏设备行业驱动要素图：光伏设备行业驱动要素5资料来源：资料来源：CPIACPIA，PV PV InfoLinkInfoLink，双良节能公告，东方日升公告，双良节能公告，东方日升公告，windwind，天风证券研究所，天风证券研究所1 1.2 .2 光伏设备产业链梳理光伏设备产业链梳理2亿元+/GW1.64亿元/GW0.62亿元/GW硅料硅料硅片硅片电池片电池片组件组件光伏电站光伏电站金属金属硅硅热场材热场材料料金刚金刚线线银浆银浆光伏玻光伏玻璃璃胶胶膜膜背板背板边

6、边框框逆变逆变器器支支架架蓄电蓄电池池硅料硅料设备设备硅片硅片设备设备电池片电池片设备设备组件组件设备设备辅辅材材产产业业链链设设备备0.3亿元+/GW 硅料设备：单GW设备投资额0.3亿+； 硅片设备：单GW设备投资额2亿+； 电池片设备：perc单GW设备投资额1.6亿左右，TOPCon单GW设备投资额约2亿， HJT单GW设备投资额约3.5-4亿 组件设备：单GW设备投资额0.62亿。图：光伏设备产业链梳理及价值量图：光伏设备产业链梳理及价值量6资料来源：晶盛机电招股书、上机数控招股书、连城数控招股书、奥特维招股书、，迈为股份招股书、先导智能招资料来源：晶盛机电招股书、上机数控招股书、连

7、城数控招股书、奥特维招股书、，迈为股份招股书、先导智能招股书、金辰股份招股书、北方华创招股书等、股书、金辰股份招股书、北方华创招股书等、 CPIACPIA20202020- -20212021中国光伏行业年度报告中国光伏行业年度报告、天风证券研究所、天风证券研究所1 1.2 .2 光伏设备产业链梳理光伏设备产业链梳理 光伏设备主要集中在制作硅片、电池片及组件板块：在太阳能级多晶硅提取环节主要使用的是硅料提炼设备，在硅片制作环节主要运用各种硅片生产设备（生长、铸锭、开方、切割等设备），在电池片制作环节主要使用电池生产设备（制绒、扩散、覆膜、蚀刻等设备），在组件环节主要运用组件专用材料生产设备（划

8、片、串焊等设备），装机系统主要运用的是各类光伏系统支持部件生产设备。环节环节具体工艺具体工艺工艺简介工艺简介对应的主要设备对应的主要设备主要厂商主要厂商硅片铸锭/拉棒将高纯多晶硅铸成多晶硅锭或拉成单晶硅棒铸锭炉/单晶炉晶盛机电、连城数控、京运通截断、切方将多晶硅锭/单晶硅棒切割成硅块截断机、切方机晶盛机电、上机数控、高测股份切片将硅块切割为硅片多线切割机晶盛机电、连城数控、高测股份检测、分选对生产过程中的硅片进行检测、分级硅片分选机苏州晟成、天准科技电池片清洗、制绒在硅片表面制备绒面，提高对光的吸收湿法黑硅制绒设备捷佳伟创、北方华创、苏州晶州掺杂、扩散掺杂微量硼、磷、锑等元素，使硅片形成 PN

9、 结扩散炉捷佳伟创、北方华创、微导、理想刻蚀除去扩散形成的硅片边缘导通、磷硅玻璃等刻蚀机常州捷佳创、无锡瑞能镀膜钝化电池片表面从而降低表面复合PECVD捷佳伟创、北方华创、丰盛装备金属化在电池片两面印刷正负极（栅线）丝网印刷设备迈为股份、捷佳伟创烧结通过加热使电池片和金属电极之间形成良好的欧姆接触烧结炉奥特维退火通过退火，修复电池片缺陷，提升电池片效率光注入退火炉无锡松煜、丰盛装备、奥特维检测、分选电池片检测、分级电池片分选机迈为股份、科隆威组件串焊将电池片焊接成电池串串焊机系列奥特维、先导智能、宁夏小牛叠层将串焊后的电池串与玻璃、背板材料等叠层在一起叠层设备宁夏小牛、奥特维、三工智能层压通过

10、加热、加压把上述多层材料结合为整体层压机金辰股份、苏州晟成、宁夏小牛检测功率测试分选功率测试设备博硕光电、奥特维图：光伏设备产业链梳理图：光伏设备产业链梳理2 2硅片设备行业趋势：大尺寸、薄片化、硅片设备行业趋势：大尺寸、薄片化、N N分片分片78资料来源：隆基股份招股书，资料来源：隆基股份招股书，隆基股份公开发行可转换公司债券募集说明书，隆基股份公开发行可转换公司债券募集说明书，天风证券研究所天风证券研究所2.1 2.1 硅产业链梳理硅产业链梳理 半导体硅纯度要求为电子级，至少应达到99.9999999以上，光伏硅纯度要求为太阳级。图：硅产业图：硅产业硅矿石工业硅半导体级多晶硅料光伏级多晶硅

11、料单晶硅棒单晶硅棒多晶硅铸锭单晶硅片单晶硅片多晶硅片拉晶截断/开方切片分选检测磨倒单晶炉截断机/开方机切片机磨倒机硅片分选机1.42亿元/GW0.1亿元/GW0.43亿元/GW0.08亿元/GW0.1亿元/GW硅硅片片设设备备92 2.2 .2 硅片发展趋势硅片发展趋势1 1：多晶硅片：多晶硅片单晶硅片，单晶硅片，P P型硅片型硅片N N型硅片型硅片 根据CPIA中国光伏产业发展路线图 2021版，2021年，单晶硅片（p型+n型）市场占比约 94.5%，其中p型单晶硅片市场占比由2020年的86.9%增长到 90.4%，n 型单晶硅片约 4.1%。随着下游对单晶产品的需求增大，单晶硅片市场占

12、比也将进一步增大，且 n型单晶硅片占比将持续提升。多晶硅片的市场份多晶硅片的市场份额由额由20202020年的年的9 9. .3 3%下降至下降至20212021年的年的5 5. .2 2%，未来呈逐步下降趋势未来呈逐步下降趋势。铸锭单晶市场占比达到0.3%，未来市场份额增长不明显。 随着N型电池片产业化的加速，我们预计“十四五”期间N型硅片的占比将得到明显提升。相较于P型衬底电池，N型衬底电池的优势包括：N型衬底电池结构基区与发射区都可以获得较高的少子寿命；更高的开路电压；较轻的 PID 效应、光衰现象等。图：图：2021-2030 年不同类型硅片在国内硅片企业总出货量（含出口）中的占比（年

13、不同类型硅片在国内硅片企业总出货量（含出口）中的占比（%）资料来源：资料来源：CPIA中国光伏产业发展路线图中国光伏产业发展路线图 2021版版，天风证券研究所，天风证券研究所10太阳能级硅片面积发展历程：太阳能级硅片面积发展历程：第一阶段（第一阶段（1981-2012）：）：太阳能级硅片尺寸主要是4-5寸片（100-125mm）。第二阶段（第二阶段（2013-2017年）：年）：2013年硅片尺寸发展到6寸（M0），面积增加54.1%。2015年后硅片尺寸有微小变化，尺寸增加到156.75mm并缩小倒角（M1、M2），进一步推动行业发展。第三阶段（第三阶段（2018年至今）：年至今）：201

14、8年以来硅片尺寸迭代有所加速，2019年上半年部分一线组件厂家开始推展G1，其中垂直一体厂家晶科推展最为快速，晶澳、天合亦跟上脚步，并逐步拉抬市占率，确立未来1-2年间的主流尺寸；下半年尺寸风向开始变化，尺寸规格百花争鸣，其中隆基率先推出M6的硅片，中环亦公布M12应对；2020年6月隆基、晶澳、晶科等七家企业联合发布182mm尺寸标准，推行182mm硅片；2020年11月，天合光能、东方日升、通威等9家企业联合发布210mm尺寸标准，推行210mm硅片及组件尺寸标准化；2022年4月，天合光能推出新一代至尊组件单片组件功率提升达30W，率先应用在全球分布式场景。资料来源：索比光伏网，资料来源

15、：索比光伏网，PV-Tech微信公众号，微信公众号，OFWEEK，CPIA，国际能源网，天风证券研究所，国际能源网，天风证券研究所2.3 2.3 硅片尺寸发展历程硅片尺寸发展历程图图：太阳能级硅片面积发展历程：太阳能级硅片面积发展历程11大尺寸对产业链成本的降低，不仅在于自身成本能低多少，更重要的在于，因大而带来的非硅成本的摊薄：大尺寸对产业链成本的降低，不仅在于自身成本能低多少，更重要的在于，因大而带来的非硅成本的摊薄：1）对于上游硅片制造商，硅片尺寸变大可以降低硅片企业的三大成本：硅料、拉晶、切片。）对于上游硅片制造商，硅片尺寸变大可以降低硅片企业的三大成本：硅料、拉晶、切片。相同数量硅料

16、在硅棒直径变大的情况下，可以减少拉晶次数，降低能耗，从而降低拉晶成本，同时大尺寸硅片可以减少切片次数，降低切片成本和硅片的单瓦成本。2）对于中下游电池、组件制造商：）对于中下游电池、组件制造商：硅片尺寸变大可以加快硅片到组件的生产速度，从而降低生产运营成本，摊薄电池组件生产环节中的非硅成本；中环股份副总工程师张雪囡提到单个硅片尺寸增大，单块组件电池片数随之降低，硅片片数相应减少，组件有效发光面积增大，会带来转换效率以及功率的提升，单瓦成本随之下降。3）对于电站客户：）对于电站客户：相同的电站规模下，组件尺寸越大，所需组件数量越少，从而减少对应的支架、汇流箱、电缆成本以及运输安装费用等。大尺寸硅

17、片会在提升组件功率和品质，在降低电站成本的同时提升电站发电量。0.80420.75510.7490 158.7501502002500.720.730.740.750.760.770.780.790.80.81G1M6G12成本（元/W）边长（mm）图：单晶硅片在电池环节单瓦硅成本图：单晶硅片在电池环节单瓦硅成本资料来源：北极星太阳能光伏网，中国有色金属工业协会硅业分会，天风证券研究所资料来源：北极星太阳能光伏网，中国有色金属工业协会硅业分会，天风证券研究所2 2.3.1 .3.1 硅片发展趋势硅片发展趋势2：大尺寸硅片降本效果明显：大尺寸硅片降本效果明显图：降本幅度（分

18、图：降本幅度（分/W）2.9, 27%5.58, 52%2.18, 21%通量价值饺皮效应块数相关资料来源：全球光伏微信公众号，天风证券研究所资料来源：全球光伏微信公众号，天风证券研究所12厂商通过增大边距或增大对角提升硅片面积，进而提升硅片功率并降低成本。M6 面积相对M2 增加 12.21%，M12 面积相对 M2 增加 80.47%。2021 年 182mm、210mm 硅片或将 50%，且呈持续扩大趋势。降本提效助力大硅片时代到来，降本提效助力大硅片时代到来，CPIA预计预计M2硅片于硅片于2022年彻底告别市场。年彻底告别市场。 2017年年M0、M1硅片已完全停产。硅片已完全停产。

19、根据根据CPIA数据，通过统计不同尺寸硅片在国内硅片企业总出货量（含出口）中的占比，数据，通过统计不同尺寸硅片在国内硅片企业总出货量（含出口）中的占比，2021年大尺寸（年大尺寸（182mm、210mm）硅片或将）硅片或将50%，且呈持续扩大趋势。，且呈持续扩大趋势。2022年大尺寸（年大尺寸（ 182mm、210mm）硅片占比将达）硅片占比将达76%，166mm及以下尺寸的需求呈现逐渐萎缩的状态。2023年大尺寸（年大尺寸（ 182mm、210mm）硅片占比有望达）硅片占比有望达87%。资料来源：资料来源：CPIA，天风证券研究所，天风证券研究所2.3.1 2.3.1 硅片发展趋势硅片发展趋

20、势2：大尺寸硅片降本效果明显：大尺寸硅片降本效果明显表表：不同尺寸硅片规格：不同尺寸硅片规格硅片尺寸硅片面积面积增益电池片功率（W）156.75mm156.75mm（M2）24432mm2-5.57158.75mm158.75mm（G1）全方片25199mm23.10%5.75166mm166mm（M6）27416mm212.20%6.25182mm182mm（M10）33015mm235.10%7.53210mm210mm （G12） 全方片44096mm281%10.0535.0%20.0%10.0%3.0%1.5%1.0%29.0%52.0%51.0%48.0%38%34%16.0%24

21、.0%36.0%48.0%60%65%0%25%50%75%100%2022520272030156.75mm158.75mm160-166mm182mm210mm资料来源：资料来源：CPIA，天风证券研究所，天风证券研究所图图：不同尺寸硅片在国内硅片企业总出货量（含出口）中的占比（：不同尺寸硅片在国内硅片企业总出货量（含出口）中的占比（%）13厂商通过增大边距或增大对角提升硅片面积厂商通过增大边距或增大对角提升硅片面积。其中M6面积相对M2增加12.21%，M12面积相对M2增加80.47%。通过提升硅片面积通过提升硅片面积，硅片功率显著提升硅片功率显著提升。G2方角单

22、晶硅片将硅片边距增至158.75mm，硅片面积相较M2增加3.14%，对应72型半片组件功率提升约12W。 M6圆角单晶硅片将硅片边距增至166mm，硅片面积较M2提升12.21%，对应72型半片组件功率较158.75方单晶提升35W，较M2提升47W。20212021年年182182mmmm、210210mmmm硅片或将硅片或将5050%，且呈持续扩大趋势。20222022年大尺寸电池片占比达年大尺寸电池片占比达7474%，166及以下尺寸的需求呈现逐渐萎缩的状态。20232023年大尺寸的需求占比有望达年大尺寸的需求占比有望达8080%+ +。图：不同硅片尺寸对比（图：不同硅片尺寸对比（m

23、m，%）2443225154409203.14%5.70%12.21%80.47%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%050000000250003000035000400004500050000M2G2M4M6M12面积（mm2）面积相较M2增加385397.1406.94324803.14%2.47%6.17%11.11%0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%10.0%12.0%00500600M2G2M4M6M12组件功率（W）功率相较M2增加图：不同硅片相应组件功率对比（图：不同硅片相应组件功率对

24、比（W，%）资料来源：资料来源：CPIA，天风证券研究所，天风证券研究所2.3.2 2.3.2 硅片发展趋势硅片发展趋势2：大尺寸硅片显著提升功率：大尺寸硅片显著提升功率资料来源：资料来源：CPIA，天风证券研究所，天风证券研究所142.4 2.4 硅片发展趋势硅片发展趋势3 3：薄片：薄片化降本化降本+ +增加开路电压增加开路电压 薄片化有利于降低硅耗和硅片成本薄片化有利于降低硅耗和硅片成本，但会影响碎片率但会影响碎片率。目前切片工艺完全能满足薄片化的需要目前切片工艺完全能满足薄片化的需要，但硅片厚但硅片厚度还要满足下游电池片度还要满足下游电池片、组件制造端的需求组件制造端的需求。硅片厚度对

25、电池片的自动化硅片厚度对电池片的自动化、良率良率、转换效率等均有影响转换效率等均有影响。 根据根据CPIACPIA统计统计，2021年，多晶硅片平均厚度为178m，由于需求较小，无继续减薄的动力，因此预测2025年之后厚度维持170m不变，但不排除后期仍有变薄的可能。P型单晶硅片平均厚度在170m左右，较2020年下降5m。目前，用于TOPCon电池的N型硅片平均厚度为165m，用于HJT电池的硅片厚度约150m，用于IBC电池的硅片厚度约130m。图：图：2021-2030 年硅片厚度变化趋势（单位：年硅片厚度变化趋势（单位：m）资料来源：资料来源：CPIA中国光伏（中国光伏（2021年版）

26、产业发展路线图，天风证券研究所年版）产业发展路线图，天风证券研究所01802002021年2022年2023年2025年2027年2030年多晶硅片厚度单晶硅片厚度-p型硅片单晶硅片厚度-n型硅片-HJT单晶硅片厚度-n型硅片-TOPCon152.4 2.4 硅片发展趋势硅片发展趋势3 3：薄片：薄片化降本化降本+ +增加开路电压增加开路电压假设：假设：1）182和和210尺寸硅棒长度均为尺寸硅棒长度均为800mm；2）母线直径均为）母线直径均为38m；3）成品率为）成品率为95%；4）锯缝损失为母线直径的）锯缝损失为母线直径的1.5倍倍测算得到单位测算得到单位kg硅棒切

27、硅棒切182/210硅片分别能切硅片分别能切55.76/42.79片。片。表：单位硅棒表：单位硅棒182和和210尺寸硅片数尺寸硅片数资料来源：智汇光伏公众号，天风证券研究所（注：硅密度资料来源：智汇光伏公众号，天风证券研究所（注：硅密度2.32g/cm3）尺寸mm182210硅片面积cm2330.8441硅棒长度mm800800圆棒重量kg61.481.8单晶硅转换效率%2323单晶硅电池片功率W/片7.61 10.14 硅片厚度m165160母线直径m3838锯缝损失m5757单刀理论出片数片36043687成品率%95%95%单刀实际出片数片3423.43502.3圆棒出片量片/kg55

28、.7642.79单棒出片量片/个34233502162.4 2.4 硅片发展趋势硅片发展趋势3 3：薄片：薄片化降本化降本+ +增加开路电压增加开路电压薄片化带来降本，但一定程度上也增加碎片率，对良率有一定影响，因此需要技术持续改进。薄片化带来降本，但一定程度上也增加碎片率，对良率有一定影响，因此需要技术持续改进。根据前页表格，我们以182mm硅片硅片为例，测算单位公斤硅棒对不同硅片厚度和切片良率对出片数量的敏感性分析：较之于良率，硅片厚度对单位公斤硅棒出片数量影响更大。表表：每公斤：每公斤182硅棒在不同硅片厚度（硅棒在不同硅片厚度（m）与切片良率（）与切片良率（%）的出片数量（片）敏感性分

29、析）的出片数量（片）敏感性分析资料来源：智汇光伏公众号，天风证券研究所资料来源：智汇光伏公众号，天风证券研究所良率厚度94%94.5%95%95.5%96%96.5%97%97.5%98%98.5%99%170m54.054.254.554.855.155.455.756.056.356.556.8165m55.255.555.856.156.356.656.957.257.557.858.1160m56.456.757.057.357.657.958.258.558.859.159.4155m57.858.158.458.759.059.359.659.960.260.560.8150m59

30、.259.559.860.160.460.761.161.461.762.062.3145m60.661.061.361.661.962.262.662.963.263.563.9140m62.262.562.863.263.563.864.264.564.865.265.5135m63.864.164.564.865.265.565.866.266.566.867.2130m65.565.866.266.566.967.267.667.968.368.669.0125m67.367.768.068.468.769.169.469.870.270.570.9120m69.269.669.970

31、.370.771.071.471.872.172.572.9172.4 2.4 硅片发展趋势硅片发展趋势3 3：薄片化降本：薄片化降本+ +增加开路电压增加开路电压薄片化带来降本，但一定程度上也增加碎片率，对良率有一定影响，因此需要技术持续改进。薄片化带来降本，但一定程度上也增加碎片率，对良率有一定影响，因此需要技术持续改进。根据前页表格，我们以210mm硅片硅片为例，测算单位公斤硅棒对不同硅片厚度和切片良率对出片数量的敏感性分析：较之于良率，硅片厚度对单位公斤硅棒出片数量影响更大。表：每公斤表：每公斤210硅棒在不同硅片厚度（硅棒在不同硅片厚度（m）与切片良率（）与切片良率（%）的出片数量（

32、片）敏感性分析）的出片数量（片）敏感性分析资料来源：智汇光伏公众号，天风证券研究所资料来源：智汇光伏公众号，天风证券研究所良率厚度94%94.5%95%95.5%96%96.5%97%97.5%98%98.5%99%170m40.540.740.941.141.341.641.842.042.242.442.6165m41.441.641.842.042.342.542.742.943.143.443.6160m42.342.642.843.043.243.543.743.944.144.444.6155m43.343.643.844.044.344.544.745.045.245.445.6

33、150m44.444.644.945.145.345.645.846.046.346.546.7145m45.545.746.046.246.546.746.947.247.447.747.9140m46.646.947.147.447.647.948.148.448.648.949.1135m47.948.148.448.648.949.149.449.649.950.150.4130m49.149.449.749.950.250.450.751.051.251.551.7125m50.550.751.051.351.651.852.152.452.652.953.2120m51.952.2

34、52.552.753.053.353.653.854.154.454.718N型型+单晶片、大尺寸、薄片化硅片发展带来的设备更新需求：单晶片、大尺寸、薄片化硅片发展带来的设备更新需求：硅片环节设备：硅片环节设备：前端设备方面，大尺寸硅片的发展趋势对上游设备更新提出要求，M6是目前部分设备在拉晶和切片环节可以兼容的最大尺寸，若140型号以上的拉晶炉搭配32寸热场能够生产M6和210mm产品，部分拉晶和切片设备需要重新购置。目前顺应大尺寸化发展趋势，已经发展至主流160型炉型（210mm向下兼容182mm），热场尺寸达32寸，单炉投料量达1900kg以上。后端切片环节设备：后端切片环节设备：由硅片

35、环节来看，210mm困难点来自切片设备限制，切片机必须是新上或改造， 2020年开始，部分企业开发并出货针对G12大尺寸的专用金刚线切割设备，具备高线速、高承载、高精度的切割能力。2.5 2.5 硅片发展趋势总结硅片发展趋势总结资料来源：摩尔光伏公众号，资料来源：摩尔光伏公众号，CPIA中国光伏行业中国光伏行业2020-2021年度报告年度报告，晶盛机电向特定对象发行股票募集说明书（注册稿），晶盛机电向特定对象发行股票募集说明书（注册稿） ，天风证券研究所天风证券研究所3 3硅片设备市场空间：硅片设备市场空间：3 3年翻倍，年翻倍，20252025年为年为752.6752.6亿亿19203.1

36、3.1 2022/20302022/2030年：保守情况下，全球新增装机量分别为年：保守情况下，全球新增装机量分别为195/315GW195/315GW “双碳”背景下，随着光伏平价上网时代的到来，全球光伏装机量高速增长。根据CPIA预测，21年全球光伏新增装机量将达170GW，全球累计装机量达到930GW，同比增长28%，过去10年，全球光伏装机容量由71GW增至930GW，CAGR29.3%。 光政策导向+平价上网促进光伏装机量增加。根据CPIA预测，2022/2030年保守情况下，全球新增装机量分别为195/315GW，我国新增装机量分别为75/105GW；乐观情况下，全球新增装机量分别

37、为240/366GW，我国新增装机量分别为90/128GW。图：图：2022-2030年全球光伏新增装机量预测（年全球光伏新增装机量预测（GW）资料来源：资料来源：CPIA，天风证券研究所，天风证券研究所0300333036036602702903390202220232024202520272030保守情况乐观情况7580859000809002024202520272030保守情况乐观情况图：图：2022-2030年

38、中国光伏新增装机量预测（年中国光伏新增装机量预测（GW）21资料来源：资料来源：CPIACPIA，每经网，每经网， 历年历年中国光伏产业发展研究报告中国光伏产业发展研究报告，天风证券研究所，天风证券研究所根据根据CPIA预测，乐观情况下，预计预测，乐观情况下，预计2022/2025年全球装机量年全球装机量240/330GW，CAGR11.20%；保守情况下，预计；保守情况下，预计2022/2025年全球装机量年全球装机量195/270GW，CAGR11.46%。预测假设：预测假设：1）全球光伏新增装机规模的预测数据来自CPIA，假定市场规模为乐观情况；2）建设1GW光伏硅片产线需要配备2.3亿

39、元硅片设备；3）2020年全球光伏硅片产能利用率68%，预计2021-2025年产能利用率分别为68%/68%/68%/ 68%/68%；4）2020年全球光伏硅片需求量/产量78%，预计2021-2025年该比例保持不变；5）由于硅片向大尺寸切换，因此设备更换周期加快，预计2021-2025年设备更换率25%/27%/ 29%/30%/30%；6）全球光伏新增硅片产能以单晶为主，预计2021-2025年单晶硅片占比80%/85%/85%/ 90%/95%；7）光伏设备各环节价值量占比，单晶炉/开方机/磨倒一体机/切片机/分选机分别为67%/5%/4%/20%/4%；基于以上假设，预计基于以上

40、假设，预计2021/2025年，硅片设备市场规模年，硅片设备市场规模363.6/752.6亿元；单晶炉设备市场规模亿元；单晶炉设备市场规模219/470亿元；亿元；开方机市场规模开方机市场规模18/38亿元；磨倒一体机市场规模亿元；磨倒一体机市场规模14.5/30.1亿元；切片机市场规模亿元；切片机市场规模65.4/140.4亿元；分选机市亿元；分选机市场规模场规模14.5/30.1亿元。亿元。3 3.2 2025.2 2025年年硅片硅片设备市场空间为设备市场空间为752.6亿亿22资料来源：资料来源：CPIACPIA、隆基股份公开发行可转换公司债券募集说明书、天风证券研究所、隆基股份公开发

41、行可转换公司债券募集说明书、天风证券研究所3 3.2 2025.2 2025年年硅片硅片设备市场空间为设备市场空间为752.6亿亿200202021E2021E2022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E2025E全球光伏新增装机量（全球光伏新增装机量（GWGW）0275300330全球光伏硅片需求量（全球光伏硅片需求量（GWGW）149.57.5390429硅片产能利用率（硅片产能利用率（% %）68%68%68%68%68%68%68%硅片需求量硅片需求量/ /产量（产量（% %）91%78%78%

42、78%78%78%78%硅片产能（硅片产能（GWGW）2423735809单晶硅片产能（单晶硅片产能（GWGW）152.2254.9333.3500.0572.9661.8768.4单晶硅片占比（单晶硅片占比（% %）63%80%80%85%85%90%95%存量替换比例（存量替换比例（% %）20%20%25%27%29%30%30%硅片设备投资额（亿元硅片设备投资额（亿元/GW/GW）2.32.32.32.32.32.32.3硅片新增产能（硅片新增产能（GWGW）80.30 102.70 78.43 166.67 72.92 88.85 106.62 存量替换产能（存

43、量替换产能（GWGW）32.348.379.7112.5170.6202.2220.6总需求产能（总需求产能（GWGW）112.6151.0158.1279.2243.5291.1327.2硅片设备市场空间（亿元）硅片设备市场空间（亿元）258.9258.9347.3347.3363.6363.6642.1642.1560.1560.1669.4669.4752.6752.6单晶硅片新增产能（单晶硅片新增产能（GWGW）80.1102.778.4166.772.988.8106.6单晶硅片替换产能（单晶硅片替换产能（GWGW）14.430.463.790.0145.0171.9198.5总需求

44、产能（总需求产能（GWGW）94.5133.1142.2256.7217.9260.7305.1单晶单晶硅片设备市场空间（亿元）硅片设备市场空间（亿元）217.4306.2327.0590.3501.2599.7701.8单晶炉价值占比（单晶炉价值占比（% %）67%67%67%67%67%67%67%开方机价值占比（开方机价值占比（% %）5%5%5%5%5%5%5%磨倒一体机价值占比（磨倒一体机价值占比（% %）4%4%4%4%4%4%4%切片机设备价值占比（切片机设备价值占比（% %）20%20%20%20%20%20%20%分选机设备价值占比（分选机设备价值占比（% %）4%4%4%4

45、%4%4%4%单晶炉市场空间（亿元）单晶炉市场空间（亿元）6336402470开方机市场空间（亿元）开方机市场空间（亿元）338磨倒一体机市场空间（亿元）磨倒一体机市场空间（亿元）10.413.914.525.722.426.830.1切片机市场空间（亿元）切片机市场空间（亿元）43.561.265.4118.1100.2119.9140.4分选机市场空间（亿元）分选机市场空间（亿元）10.413.914.525.722.426.830.14 4长晶环节核心设备：单晶炉长晶环节核心设备：单晶炉2324资料来源：晶盛机电官网，北方华创官网，北极星太阳能

46、光伏网，天风证券研究所资料来源：晶盛机电官网，北方华创官网，北极星太阳能光伏网，天风证券研究所晶体生长外径滚磨切片倒角研磨抛光清洗、包装重要环节高端设备单晶硅生长炉滚磨机切片机倒角机双面研磨机CMP抛光机清洗设备图：硅片制备工艺流程图：硅片制备工艺流程硅片制备的工艺流程包括晶体生长、外径滚磨、切片、倒角、研磨、腐蚀、抛光等，涉及到单晶炉、滚磨机、切片机、倒角机、研磨设备、CMP抛光设备、清洗设备、检测设备等多种生产设备。其中，拉晶、研磨和抛光环节是保证半导体硅片质量的关键其中，拉晶、研磨和抛光环节是保证半导体硅片质量的关键，相应的设备为：相应的设备为：1）晶体生长设备：使用单晶生长炉、多晶铸锭

47、炉等晶体生长设备，通过直拉法或区熔法生产高纯度单晶棒；2）双面研磨机：滚磨、切片、倒角工序会在硅片表面形成损伤层，使表面粗糙，通过研磨机可去除硅片表面损伤层，达到微米级别的平整度；3）CMP抛光机：使硅片表面达到纳米级的微粗程度，进一步获得更光滑、平整的硅片表面；腐蚀腐蚀机4.1 4.1 硅片制备：晶体生长设备硅片制备：晶体生长设备254.2 4.2 单晶炉：拉晶环节核心设备单晶炉：拉晶环节核心设备 单晶硅生长炉：单晶硅生长炉：是晶体生长环节的核心设备，在真空状态和惰性气体保护下，通过石墨电阻加热器将多晶硅原料加热熔化，用直拉法生长单晶，也称“单晶生长炉”或“单晶炉”。 单晶硅生长方法主要有直

48、拉法单晶硅生长方法主要有直拉法（CZ）、区熔法区熔法（FZ）。1）直拉法：直拉法：其中直拉法和区熔法用于制备单晶硅棒材，目前直拉法为生长工艺主流直拉法为生长工艺主流，该方法生产单晶硅占比达该方法生产单晶硅占比达80%+。2）区熔法：区熔法：由于没有坩埚污染，生长的单晶硅在纯度、完整性、微缺陷等各个方面性能良好，区熔单晶硅生长技术门槛较高，但晶体纯度、电学性能也更为优越，能满足较高使用要求，特别是以IGBT功率元器件为代表的新型电力电子器件产业要求。表：表：直拉法与区熔法对比直拉法与区熔法对比资料来源：中为咨询，全球光伏公众号，天风证券研究所资料来源：中为咨询，全球光伏公众号，天风证券研究所晶体

49、生长方法晶体生长方法直拉法（直拉法（CZ CZ 法）法）区熔法（区熔法（FZ FZ 法）法）方法介绍CZ法的特点是在一个直筒型的热系统中，用石墨电阻加热，将装在高纯度石英坩埚中的多晶硅料熔化，然后将籽晶插入熔体表面进行熔接，同时转动籽晶，再反转坩埚，籽晶缓慢向上提升，经过引晶、放肩、转肩、等径生长、收尾等过程，生长出单晶棒。垂直悬浮区熔法，将一段棒状材料（如半导体材料、金属等）垂直固定，用高频感应等方法加热使其一段区域熔化，熔体靠表面张力支撑悬浮。竖直移动棒状材料或加热器，使熔区移动，在熔区移动过的区域材料冷却而生成为单晶体。设备直拉炉区熔炉工艺有坩埚，电阻加热无坩埚、高频加热直径能生长450

50、mm单晶能生长200mm单晶纯度氧、碳含量高，纯度受坩埚污染纯度较高少子寿命低高电阻率中低电阻，轴向电阻率分布不均匀能生产电阻率超过104的单晶应用晶体管、二极管、集成电路高压整流器、可控硅、探测器、晶体管、集成电路投资投资较小是直拉法的数倍优点工艺成熟，设备简单；可大规模生产纯度很高，电学性能均匀缺点纯度低、电阻率不均匀工艺繁琐，生产成本较高；直径很小，机械加工性差264.2.1 4.2.1 直拉直拉法法CZCZ：目前主流技术路径：目前主流技术路径 直拉法原理：直拉法原理：将髙纯度多晶硅放置在石英地垠中加热熔化，再将单品硅籽晶插入熔体表面，待籽品与垮体培合后，慢慢向上提拉籽晶，晶体便会在籽晶