(一)金剛線切割行業(yè)概況
金剛(石)線是當(dāng)下國內(nèi)硬質(zhì)材料的主流切割用材。金剛線是金剛石切割線的簡稱,還被稱為之位鉆石切割線或者鉆石線。工業(yè)上許多硬質(zhì)材料都是用切割鋼線或者更高質(zhì)量的金鋼線來切割的,比如光伏領(lǐng)域的多晶硅切片,單晶硅,晶棒,藍(lán)寶石,磁性材料,陶瓷材料。由于具備效率高,成本低,低 TTV,無污染等諸多優(yōu)點,近年來正在逐漸代替國內(nèi)傳統(tǒng)的砂漿切割手段,并且替代速度逐年升高。因此,分析金剛線行業(yè)的市場空間主要取決于兩個因素:
一是金剛線對傳統(tǒng)砂漿切割的替代程度。
二是光伏行業(yè)、藍(lán)寶石行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r。
一、金剛線對傳統(tǒng)砂漿切割的替代程度
(1)金剛線切割技術(shù)的優(yōu)勢
(2)替代程度分析
1、藍(lán)寶石開方、切片市場,金剛線切割已基本替代傳統(tǒng)切割技術(shù)
金剛線較早應(yīng)用于藍(lán)寶石加工,主要原因是藍(lán)寶石的硬度僅次于金剛石,對切割加工工具的硬度要求極高。金剛線以硬度最高的金剛石作為切割磨料,因此在藍(lán)寶石切割 市場有不可替代的高效、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
2、單晶硅和多晶硅
A、單晶硅切片市場,金剛線正在快速替代傳統(tǒng)切割工藝
金剛線用于切割單晶硅有提高切割效率、降低材料損耗、增加出片率、減少污染等優(yōu)點,因此正快速替代傳統(tǒng)切割工藝。據(jù)ITRPV預(yù)測,2018年之后,在單晶硅切片市場,金剛線切割工藝的市場滲透率(當(dāng)前市場需求/潛在市場需求)將超過70%。單晶硅龍頭企業(yè)隆基股份已經(jīng)在全廠范圍內(nèi)應(yīng)用金剛線切片技術(shù)。
B、多晶硅切片市場,全面向金剛線切割技術(shù)轉(zhuǎn)換且轉(zhuǎn)換進(jìn)度超出行業(yè)原來預(yù)期
多晶硅切割使用金剛線主要有兩個技術(shù)問題:一是鑄錠晶體的異質(zhì)節(jié)點會導(dǎo)致斷線的問題,二是金剛線切割的損傷層比較淺,使得傳統(tǒng)的HF/HNO3制絨技術(shù)不能產(chǎn)生良好的光學(xué) 性能。目前,保利協(xié)鑫等多晶行業(yè)龍頭企業(yè)已通過黑硅等技術(shù)手段較大程度上的克服了上述問題,并推出了相關(guān)金剛線切割的多晶硅片產(chǎn)品。2017年,太陽能多晶硅切割方式全面向金剛石線切割方式轉(zhuǎn)換,并且轉(zhuǎn)換進(jìn)度超出行業(yè)原來預(yù)期。
綜上所述,金剛線因其切割效率、材料損耗、環(huán)境保護(hù)、產(chǎn)品質(zhì)量、運營成本等方面的優(yōu)勢,已在藍(lán)寶石開方和切片,方硅芯切割等領(lǐng)域基本替代傳統(tǒng)切割技術(shù);在硅開方和截斷市場已發(fā)展成為主流工藝;在單晶硅切片等市場正在快速替代傳統(tǒng)切割技術(shù);在多晶硅切片領(lǐng)域當(dāng)前已有一定技術(shù)突破,隨著技術(shù)進(jìn)步,預(yù)計未來幾年滲透率會逐步提高。
二、下游光伏行業(yè)、藍(lán)寶石行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
金剛線目前主要應(yīng)用于硅材料、藍(lán)寶石材料切割領(lǐng)域,另外在磁性材料切割方面已有少量應(yīng)用。
(1)光伏產(chǎn)業(yè)急速增長帶來行業(yè)快速成長
目前,國內(nèi)約 80%的金剛石切割線通過下游硅片生產(chǎn)廠商進(jìn)入光伏行業(yè),尤其是在掃除技術(shù)壁壘后,硅片切割用金剛石線的溢價能力得到提升,是行業(yè)需求彈性的核心。而我國前十大硅片企業(yè)產(chǎn)能占全國總產(chǎn)能的 70%以上,下游行業(yè)集中度較高,客戶粘性強(qiáng)。
根據(jù)光伏業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù), 2017 年金剛線在單晶硅的滲透率已達(dá)到 100%,在多晶硅的滲透率為 35%,未來金剛線在光伏領(lǐng)域的增長主要來自于三方面:
1)光伏市場新增裝機(jī)容量的提升;
2)單晶硅在硅片市場中占比的提升;
3)金剛線在多晶硅滲透率的提升。
全球光伏市場強(qiáng)勁增長,中國占據(jù)半壁江山。 2017 年,全球光伏市場新增裝機(jī)容量達(dá)到 102GW,同比增長超過37%,累計光伏容量達(dá)到 405GW。 2017 年我國新增光伏電站規(guī)模為 52.83GW,同比增長超過 53.6%,其中新增分布式光伏電站裝機(jī)已超 19GW,同比超過 360%,超前五年分布式光伏總裝機(jī)量,在新增裝機(jī)量占比超過 36%。
單晶硅:未來金剛線需求主要來自單晶硅在硅片中市占率的提升
根據(jù) CPIA 的數(shù)據(jù),單晶硅 2017 年在硅片市場中的市占率為 31%,金剛線切占比達(dá)到 100%,所以單晶硅片金剛線的發(fā)展未來主要來自于單晶硅在硅片中市占率的提升。 根據(jù)《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》(2017 年版)的數(shù)據(jù),到 2020 年單晶硅的市占率將達(dá)到 46%, 2025 年市占率將超過 50%。
未來單晶替代多晶趨勢明顯且可持續(xù)的原因主要有:
1)目前單晶多晶成本差距縮小,且單晶仍有下降空間。最新數(shù)據(jù)顯示,多晶硅片(156mm×156mm)現(xiàn)貨周平均價為 0.6 美元/片,單晶硅片(156mm×156mm)現(xiàn)貨周平均價為 0.69 美元/片,二者差距不斷縮小。
2)效率方面,單晶硅電池轉(zhuǎn)換效率及單晶硅電站發(fā)電效率均更高。 單晶硅電池轉(zhuǎn)換效率 2017 年達(dá)到21.3%,其中P-PERC 最高轉(zhuǎn)換效率不斷突破,晶科的最高轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23.45%,隆基達(dá)到22.7%。相比之下,高于多晶硅的轉(zhuǎn)換效率19.2%。且單晶硅電站發(fā)電效率高,根據(jù)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的數(shù)據(jù),25 年的生命周期內(nèi),單晶硅電站的實際發(fā)電量比多晶硅電站的發(fā)電量多大約6%。
多晶硅:未來金剛線需求主要來自在多晶硅中滲透率的提升
目前多晶硅在硅片市場中市占率高,但多數(shù)仍為砂漿線切割,金剛線切割的滲透率較低。 根據(jù) CPIA 的數(shù)據(jù),多晶硅 2017 年在硅片市場中的市占率達(dá)到 69%,金剛線切占比僅為 35%,所以多晶硅片金剛線的發(fā)展未來主要來自于金剛線在多晶硅片中滲透率的提升。
2015 年以前,金剛線切割多晶硅主要存在兩大難點:
1)鑄錠晶體中存在的硬點可能會在切割過程中造成斷線;
2)損傷層淺,難以沿用現(xiàn)行酸性濕法制絨技術(shù)制備減反射絨面,硅片表面反射率偏高。
技術(shù)升級,金剛線切多晶的反射率問題已基本解決。 隨著多晶硅錠雜質(zhì)控制技術(shù)提升,斷線問題可以得到解決,黑硅技術(shù)+金剛石線切割兩項技術(shù)解決硅片的絨面難題,既能提升電池轉(zhuǎn)化效率又能降低電池成本。相比之前的砂線切割,金剛線切多晶機(jī)臺生產(chǎn)效率提升 50%以上,單位硅耗降低 20%以上,垂直制造成本可降低 26%以上,是近年來最重要的降本措施。
龍頭廠商金剛線切多晶產(chǎn)能占比達(dá)到 80%-90%,多晶硅金剛線滲透率正在快速提升。 2017 年底保利協(xié)鑫金剛線切硅片產(chǎn)能占比達(dá)到80%-90%,預(yù)計2018 年將實現(xiàn)100%。根據(jù)《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》(2017 年版)的數(shù)據(jù),2017 年金剛線在多晶硅中的滲透率已達(dá)到35%,預(yù)計2018 年金剛線滲透率將達(dá)到85%,2019 年達(dá)到95%,2020年將實現(xiàn)100%,全球?qū)?yīng)切多晶金剛線空間4331 萬公里,中國對應(yīng)切多晶金剛線空間1772 萬公里。
(2)藍(lán)寶石切割市場
在藍(lán)寶石切割領(lǐng)域,因為藍(lán)寶石莫氏硬度較大,傳統(tǒng)的砂漿切割和樹脂金剛線的切割力度都不足以對藍(lán)寶石完成有效切割。目前電鍍金剛線已經(jīng)基本完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)砂漿切割。電鍍金剛線主要用于藍(lán)寶石的襯底和開方切片。藍(lán)寶石切割用的電鍍金剛線的需求主要取決于藍(lán)寶石材料的市場需求。藍(lán)寶石材料的市場需求主要取決于 LED 市場的需求。中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2016-2021 年中國 led 驅(qū)動電源市場前景及投資發(fā)展戰(zhàn)略研究報告》隨著全球能源危機(jī)的加劇、居民環(huán)保意識的增強(qiáng)以及 LED 照明技術(shù)進(jìn)步和成本下降,預(yù)計未來幾年 LED 照明行業(yè)仍將保持持續(xù)較快的增長速度,至 2020 年,全球 LED 照明燈具市場規(guī)模將超過 700 億美元, 2015-2020 年年均復(fù)合增長率接近 30%。
(二)國內(nèi)市場核心企業(yè)
目前全球電鍍金剛線的行業(yè)格局主要被日本壟斷,代表企業(yè)旭金剛石(AsahiDiamond),中村硬超(nakamura)。中國本土企業(yè)在2016年以前或許處于追趕的位置,但從今年的情況來看,除了質(zhì)量穩(wěn)定性尚部分有差距之外,其他環(huán)節(jié)已經(jīng)基本拉平,而且產(chǎn)品價格有明確優(yōu)勢,其實相當(dāng)多的下游單晶企業(yè)目前已經(jīng)大范圍地在使用國產(chǎn)金剛線進(jìn)行生產(chǎn), 而且日韓企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)節(jié)奏較國內(nèi)企業(yè)較慢,無法跟上這兩年國內(nèi)光伏企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模。
國內(nèi)技術(shù)成熟的企業(yè)我們將其分為三個梯隊, 第一梯隊岱勒新材、南京三超和東尼電子, 這是國內(nèi)市場份額較高,同時下游客戶認(rèn)可度也最廣的幾家優(yōu)秀企業(yè),而且在2017年完成上市后,都獲得了充分的資金投入再擴(kuò)張,2018的市場份額的成長會更加明確。第二梯隊包括豫金剛石、楊凌美暢,這些公司擁有相當(dāng)規(guī)模的金剛線產(chǎn)能,同時具備一定程度客戶資源,在一些區(qū)域有客戶先發(fā)優(yōu)勢,但總體銷售量和客戶覆蓋比第一梯隊略少, 最近兩年的產(chǎn)能增量也沒有第一梯隊那么明確。第三梯隊以恒星科技、黃河旋風(fēng)、易成新能、瑞翌新材等原超硬材料、線料、刃料的公司為代表,這些公司通過產(chǎn)業(yè)鏈延伸拓展至金剛線領(lǐng)域,但目前總產(chǎn)能較小,市場份額也相對較低,一些企業(yè)經(jīng)營方向是樹脂金剛線, 相對于電鍍金剛線目前競爭不占優(yōu)勢, 而且部分企業(yè)還有一些其他業(yè)務(wù)包袱。 我們接下來會對目前業(yè)內(nèi)的核心公司做一個簡要的歸納:
國內(nèi)企業(yè)中楊凌美暢、 東尼電子、三超新材、岱勒新材 2016 年價格大約 200-270 左右,其中岱勒新材 2017 年上半年產(chǎn)品價格同比下降約 23%,據(jù)此計算, 2017 年國內(nèi)企業(yè)價格預(yù)期介于 150-200 元/公里之間;以旭金剛石、中村超硬為代表的國外企業(yè)產(chǎn)品價格高達(dá) 280 元/公里,價格優(yōu)勢顯著。
成本控制得當(dāng),提升國內(nèi)企業(yè)競爭力。隨著生產(chǎn)技術(shù)提高,國內(nèi)企業(yè)的量產(chǎn),競爭加劇, 產(chǎn)品價格不斷下降。未來隨著國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)能不斷擴(kuò)大,產(chǎn)品價格下降或?qū)⒊哨厔?,?yōu)秀成本控制企業(yè)有望脫穎而出。根據(jù)我們的統(tǒng)計,國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品毛利率 50%左右,比如岱勒新材產(chǎn)品毛利率達(dá)到 46%、凈利率維持22%。國外企業(yè)中, 旭金剛石金剛線收入近幾年持續(xù)下降,競爭力不斷降低;中村超硬近幾年金剛線業(yè)務(wù)業(yè)績大幅波動,業(yè)務(wù)凈利率振幅巨大,成本管控能力受限,可以看出在金剛線領(lǐng)域其競爭力弱于國內(nèi)企業(yè)。