异质结：颠覆与被颠覆-中泰证券王可-solarbe文库

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中泰证券王可 2020年 12月异质结颠覆与被颠覆目录一、异质结电池光伏行业发展的第五次技术革命二、现状与格局星星之火，即将燎原三、盈亏平衡点设备和材料的国产化是关键四、设备及材料详细市场空间测算五、风险点分析靶材、低温银浆六、 2021 异质结制造元年 2 -100-50050100150200250300 350400450 020406080100 120140 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020H1 光伏安装量全球（ GW）光伏安装量中国（ GW）全球同比增速中国同比增速 3 过去十年，光伏行业发展具有两大推动力异质结光伏行业发展的第五次技术革命1p 光伏行业的发展具备两大推动力政策波动以及技术进步。p 从全球来看，光伏行业发展的周期性波动主要受政策驱动。p 从中国来看，中国光伏产业的崛起离不开技术进步的推动。 3 图表 1 全球、我国光伏新增装机容量及同比增长情况来源 SOLARZOOM、国家能源局、国际能源署、中泰证券研究所 2009年，金太阳工程实施 50的初始工程补贴，拉开国内光伏发展大幕。 2012年，美国、欧盟挑起双反，行业发展重挫。 2013年， “ 国八条 ”发布，厘清行业发展问题，光伏度电补贴时代开启。 2016年，提出光伏行业十三五规划，分布式发展提速。 2018年 531，光伏需求受到影响。2010年，多晶硅成本下降，德国、意大利抢装。2011年，欧债危机，新能源补贴削减导致装机下滑。 2014-15年，中、日市场开始启动，新增装机提升中国光伏组件技术进步尚德、英利协鑫隆基通威、爱旭PERC崛起单晶替代多晶中国光伏硅料国产化 2017年 12月，补贴电价下调。 4 平价时代，光伏电池片将成为降本增效主阵地2p 2019年 1月 9日，光伏平价上网政策正式出台。这项政策具备深远的意义，因为它标志着中国光伏产业迈入了一个新的阶段。这一阶段最显著的特征，就是在行业发展的推动力上，政策波动的影响在趋弱，而技术进步的影响在加强。p 光伏电池片领域将成为平价上网时代下降本增效的主阵地。硅料和硅片端的工艺和设备均已较为成熟，竞争格局较难动摇。组件环节主要以自动化技术为主，技术难度和门槛相对较低。 4 异质结光伏行业发展的第五次技术革命图表 2 光伏产业链技术迭代过程来源中泰证券研究所西门子法改良西门子法颗粒硅多晶单晶金刚线切割大硅片铝背场电池PERC电池HIT电池多主栅双玻、半片叠瓦技术趋于成熟，竞争格局相对稳固技术迭代正在进行技术难度较低异质结光伏行业发展的第五次技术革命3p PERC 光伏行业的第四次技术革命。随着梅耶博格率先推出 PERC量产设备，能够在传统的铝背场电池背面镀氧化铝和氮化硅薄膜，从而推动了 PERC技术的产业化浪潮。 2016-2020年， PERC扩产产能分别为 9、 20、 30、 45、 80GW（预计），逐年增加。p 异质结是光伏行业的第五次技术革命。后 PERC时代一是在 PERC的基础上进行持续的工艺改进，我们称之为“ PERC” 技术；二是对 PERC工艺进行了颠覆的异质结电池，这类技术的优势是光电转换效率高，代表行业下一代技术的发展方向。异质结光伏行业发展的第五次技术革命图表 3 光伏电池片技术迭代方向来源光伏材料与技术国家重点实验室、中泰证券研究所光伏技术革命颠覆与被颠覆进程中的投资机会4p 光伏技术革命孕育的是颠覆性机会。光伏行业作为新能源行业的重要构成，本质上仍是景气度持续向上的新兴行业，行业龙头具备一定先发优势，但是在新技术的冲击下，龙头的竞争格局依然会被颠覆。p 异质结应运平价而生，新的龙头或将诞生。异质结技术契合平价上网进程，降本增效力度不弱于前四次技术革命，有望带动行业新增装机增量爆发。同时具备颠覆性技术革命属性，将吸引新的产业资本关注。异质结光伏行业发展的第五次技术革命图表 4 隆基股份、保利协鑫研发费用图表 5 上两轮技术革命带来的产业红利来源 wind、中泰证券研究所来源 wind、中泰证券研究所 -50050100150 200250300350010203040506070 2014A 2015A 2016A 2017A 2018A 2019A 2020Q1-Q3通威股份归母净利润隆基股份归母净利润024681012141618 2010A 2011A 2012A 2013A 2014A 2015A 2016A 2017A 2018A 2019A 2020H1隆基股份研发费用（亿元）协鑫研发费用（亿元）目录一、异质结电池光伏行业发展的第五次技术革命二、现状与格局星星之火，即将燎原三、盈亏平衡点设备和材料的国产化是关键四、设备及材料详细市场空间测算五、风险点分析靶材、低温银浆六、 2021 异质结制造元年 7 8 工艺篇异质结电池制造包括四大工艺现状与格局星星之火，即将燎原1p 异质结电池起源异质结电池最早由日本三洋公司于 1990年成功开发，其注册的商标为 HIT。根据其他家企业的注册商标情况，又包括 HJT、HDT、 SHJ等。异质结电池同样是基于光生伏特效应，只是 P-N结是由非晶硅（ a-Si）和晶体硅（ c-Si）材料形成的异质结（背面的高低结亦然）。 p 异质结电池优势 ① 结构对称，易于实现薄片化。 ② 低温工艺，能耗低。 ③ 开路电压高，转换效率高。 ④ 温度系数低。光照升温下功率输出优于常规电池。 ⑤ 无 LID（光衰）和 PID（电位诱发衰减，常规电池组件的玻璃中的钠离子迁移到电池片表面并聚集进入电池内部，破坏 P-N结）效应。 8 图表 6 异质结电池的工艺构成来源百度百科、中泰证券研究所 9 产业篇目前产能以百兆瓦级为主现状与格局星星之火，即将燎原2p 目前已投产的 HJT仍以百兆瓦级别为主，前期设备主要以进口为主，单 GW投资在 15-18亿（ 2016-18年），由于工艺简单，良率基本上能做到 98以上。转换效率根据各家采取的组件工艺有所不同，一般在 23（ 5BB， 5主栅）、 23.5（ MBB，多主栅；或 0BB，无主栅，如 SWCT）。 9 图表 7 异质结行业已投产产能情况来源第二届非晶硅 /晶体硅异质结论坛、中泰证券研究所厂家电池效率产能公司状况汉能 23.20 120MW 停产晋能 24（光注入 9BB） 150MW 满产新日光可到 24.3 40MW 满产中智 22.8（ 5BB） 160MW 被爱康托管上澎 22.3（ 5BB） 35MW 停产金石 24（ 9BB光注入） 400MW 大量生产REC 24.30BB光注入） 600MW 批量生产成都通威 23.9（ 9BB光注入） 150MW 大批量生产合肥通威 23.9（ 9BB光注入） 200MW 停产日升 23.5（ 9BB光注入） 50MW 批量生产爱康（ 9BB 24.1） 220MW 设备安装调试（无主栅叠瓦 24.3） 10 产业篇行业 GW级扩张时代即将开启现状与格局星星之火，即将燎原2p 山煤国际大手笔投资异质结具备良好示范效应。 2019年 7月 26日，山煤国际宣布与钧石能源签订战略合作框架协议，双方拟共同建设总规模 10GW的异质结电池生产线。作为典型的新入局者，山煤依托煤炭主业的强大现金流布局异质结行业，背后的核心逻辑就是光伏技术革命下 “ 颠覆与被颠覆 ” 的行业属性，新入局者更容易实现弯道超车。p 爱康科技与泰兴高新区的 6GW合作彰显政策扶持力度。政府参与到异质结扩展大军中来，是 “ 十四五 ” 对新能源、新技术支持的一个缩影。 12月 15日，爱康宣布长兴基地首次试样流片，随着国内首个异质结 GW级基地进入流片阶段，行业扩张时代即将开启。 10 图表 8 国内异质结产能规划情况来源第二届非晶硅 /晶体硅异质结论坛、中泰证券研究所 11 设备篇异质结设备降本逻辑简析现状与格局星星之火，即将燎原3p 2019年纯进口异质结设备投资为 10亿 /GW。影响设备投资额的因素为三个一是设备配置，如 TCO制备选择 RPD还是 PVD；二是采取进口还是国产方案；三是设备提产能，单线产能提升后将进一步降低单 GW设备投资额。p 随着国产设备厂商陆续突破以及设备产能提升，预计 2020年异质结设备单 GW投资额降至 4-5亿 /GW。 11 图表 9 HJT设备成本构成图表 10 HJT设备降本路径来源东方日升、中泰证券研究所来源爱康科技、中泰证券研究所 12 设备篇量产产能设备方案选择现状与格局星星之火，即将燎原3p 在早期已实现量产的企业（如晋能、中智、汉能）中，设备选择进口方案居多，单 GW投资较高。 2019年开始，以通威、爱康为代表的后进入者开始在部分设备的选型上采用国产方案，成本开始有所降低。 12 图表 11 量产厂家设备信息汇总来源第二届非晶硅 /晶体硅异质结论坛、中泰证券研究所目录一、异质结电池光伏行业发展的第五次技术革命二、现状与格局星星之火，即将燎原三、盈亏平衡点设备和材料的国产化是关键四、设备及材料详细市场空间测算五、风险点分析靶材、低温银浆六、 2021 异质结制造元年 13 14 异质结和 PERC成本对比电池端盈亏平衡点设备和材料的国产化是关键1p 性价比测算的关键是组件成本。从产业链应用角度来看，虽然异质结技术发生在电池端，但是最终买单的是终端的电站企业，因此组件性价比的测算是关键。 p 经测算，常规单晶 PERC的成本为 0.79元 /W（含税）。目前已达产的异质结电池成本在 1.3-1.5元 /W左右（含税， 5年折旧测算），将于2020年达产的异质结电池成本在 0.99元 /W（含税， 5年折旧测算）。图表 12 PERC电池成本估算图表 13 异质结电池成本估算（ 2020年达产）来源中泰证券研究所估算来源中泰证券研究所估算 15 异质结和 PERC成本对比组件端盈亏平衡点设备和材料的国产化是关键2p 异质结组件工艺与 PERC组件基本一致，但功率较高，因此组件单 W加工包装成本更低。经测算，异质结 72片 MBB组件（功率 425W）的组件加工包装成本为 0.63元 /W（含税）； PERC72片 MBB半片组件（功率 390W）的组件加工包装成本为0.66元 /W（含税），异质结组件成本较 PERC低约 0.03元 /W。p 组件整体成本对比以 72片 MBB工艺为例，异质结组件成本为 0.990.631.62元 /W（含税）， PERC组件成本为0.790.661.45元 /W（含税）。异质结组件单瓦成本较 PERC高 0.2元 /W（含税）。图表 14 不同类型组件制造成本来源中泰证券研究所 16 异质结和 PERC组件溢价分析盈亏平衡点设备和材料的国产化是关键3p 在基于异质结组件成本测算的基础上，结合两种技术组件价格的溢价进行分析，对异质结技术的临界点进行测算。主要分为三种情形 p ① 现状下的溢价。根据 PVInfoLink最新调研数据， 24转换效率的 HJT电池售价为 1.2元 /W， HJT组件售价为 2.1元 /W（国内）， 2.5元 /W（日本）。 22.2效率的 PERC电池售价为 0.85元 /W， PERC组件售价 1.6元 /W。现状下 HJT组件溢价高达 0.5-0.9元 /W，但由于异质结行业发展处于早期，产品主要供应高端需求，不具备大规模量产替代的代表意义。但也为异质结制造企业提供了先发优势。p ② 理论下的溢价。 HJT组件相较于 PERC组件理论溢价主要基于发电增益测算，从组件功率来看， HJT组件较 PERC组件高 9（ 72版型略高一点）。 9组件功率提升带来电站发电量增加 9，按照成本传导模型，组件成本占电站端 42， 9的发电增益能够带来组件价格提升21，按照目前 1.6元 /W的组件价格测算，溢价空间为 0.3元 /W。此外， HJT组件通过低温度系数、高双面率、低衰减系数能够进一步提升发电增益，从而带来增量溢价。但是这些参数在不同地区差异较大，我们基于保守假设全国平均 10增益计算，额外将带来溢价空间为 0.4元 /W。即异质结组件的理论溢价空间约为 0.7元 /W。p ③ 经验下的溢价。理论溢价是基于度电成本进行分析，即使按照已投产异质结组件成本（电池 1.5元 /W组件 0.63元 /W2.12元 /W），高于 PERC组件成本 0.67元 /W，也在理论溢价下基本打平 PERC组件成本。但从历史上来，度电成本并非新老技术交替的关键点。根据产业链调研反馈的经验性数据，组件的功率每高 10W，约能带来 0.1元 /W的溢价，目前 60片 HJT组件功率高于 PERC组件约 30W，对应溢价空间约为 0.3元 /W。 17 异质结和 PERC组件溢价分析盈亏平衡点设备和材料的国产化是关键3p 基于前文分析，我们测算即使在经验性数据下，异质结组件的溢价空间已高于成本提升空间，但为何当前各家企业投产规划仍以百兆瓦居多产业化大潮何时来临 p 我们认为，原因主要有三点一是， 0.99元 /W的电池成本是 2020年底达产的测算，但目前尚未达产跑出。二是，即使是 0.99元 /W的测算，组件成本端贵 0.2元 /W，经验溢价空间为 0.3元 /W，溢价空间并不突出，且仍有待持续验证。三是， 0.99元 /W的测算中，设备单 GW投资额仍高达 8.8亿 /GW，远高于 PERC的 2亿 /GW设备投资额，从而压低了电池企业的扩产意愿。p 我们认为，异质结产业化的大潮来临仍需满足两个要素一是， 0.99元 /W的成本需要实际跑出结果。二是，异质结设备投资额降至 5亿 /GW。一方面，单 GW投资下降会增加电池企业投资意愿；另一方面，异质结设备厂商已向产业链给出这一报价，但下游客户需要验证。图表 15 异质结电池成本测算（ 2021年）来源中泰证券研究所 18 异质结产业化大潮关键时点 GW级制造基地首次流片盈亏平衡点设备和材料的国产化是关键4p 从设备降本来看，国产品牌中捷佳伟创、迈为股份进展较快。从下游企业来看，爱康科技最为领先，其首次流片结果已于 2020年 12月 15日发布，这是异质结行业的强催化剂。p 从材料端来看，国产的低温银浆市占率不断提升，国产靶材基本完成进口替代，预计将受益产能提升出现规模效应。p 结合以上两大因素判断，我们认为山煤国际的大手笔规划拉开了异质结行业产业化序幕，但设备、材料降本及首次流片结果将会推动第一波异质结扩产高潮。目录一、异质结电池光伏行业发展的第五次技术革命二、现状与格局星星之火，即将燎原三、盈亏平衡点设备和材料的国产化是关键四、设备及材料详细市场空间测算五、风险点分析靶材、低温银浆六、 2021 异质结制造元年 19 20 异质结行业扩产节奏测算1 设备及材料详细市场空间测算p 我们基于以下假设对 HJT设备市场空间进行测算 ① 考虑到下游装机需求，假设 2020-2022年全球光伏电池片产能年均增速为 15； ② 基于已有产能规划， 2021年 HJT预计扩产计划 8GW；参考 PERC产能在 2016-2018年新增 10GW、 20GW、 30GW，随着 2020底异质结降本及流片，即到 2021年异质结将迎来第一波扩产高潮，假设 2021-2023年 HJT新增产能为 15GW、 30GW、 50GW（新增产能对应设备订单，不代表当年即达产）。 ③ 长期来看，我们预计 2025年异质结扩产高点将达到 100GW。一方面，参考 2020年 PERC扩产达到 120GW，考虑到异质结技术落地有望带来光伏平价上网，假设 2025年 HJT产能扩产有望达到 100GW。另一方面，受平价上网助推， 2025年全球光伏新增装机容量需求有望达到 3-500GW，异质结设备的更新周期为 3-5年左右，基于此测算，在不考虑额外的新技术冲击下，异质结产业成熟下的存量更新需求为年均 100GW。图表 16 异质结行业扩产节奏预测来源索比光伏、中泰证券研究所图表 16 异质结行业扩产节奏预测 21 异质结设备市场空间测算2 设备及材料详细市场空间测算p 基于异质结行业扩产节奏，结合设备降本情况进行分析 ① 2019年异质结设备单 GW投资额为 10亿元，预计 2020年异质结设备单 GW投资额为 5亿元，假设 2021-2022年分别降至 4、 3.5亿元，即 2022年异质结设备市场空间将达到 105亿元。 ② 从长期来看，异质结设备属于半导体设备的降维，具备较高的门槛。预计异质结设备单 GW投资的长期下限为 3亿 /GW，按照 100GW/年的需求计算，异质结设备市场空间有望达到 300亿元。图表 17 异质结设备市场空间测算来源索比光伏、中泰证券研究所 22 异质结材料市场空间测算3 设备及材料详细市场空间测算 ① 低温银浆我们认为组件端 MBB将成为主流工艺，假设银单耗为 160mg/片。假设 2020-2022年低温银浆分别实现进口企业国产化、国产企业国产化，对应银浆价格为 6000、 5000元 /kg。长期来看，假设高低温银浆平价，低温银浆价格为 4500元 /kg。 ② 靶材我们认为 RPDPVD一体机将成为行业发展趋势。假设 2020-2023年 ITO、 SCOT、 IWO三类靶材的市占率分别为 721、 442、 244、 055， 2019年三类靶材单耗分别为 130、 130、 110mg/片，价格分别为 2500、 4500（进口）、 2250元 /kg，假设单耗维持不变，国产靶材价格每年降价 5，进口靶材每年降价 20。图表 18 异质结行业扩产节奏预测来源索比光伏、中泰证券研究所 23 异质结电池及组件市场空间测算4 设备及材料详细市场空间测算 ① 电池价格 2020下半年预计价格降至经验溢价价格（较 PERC高 0.3元 /W），即为 1.25元 /W；假设此后逐年降价 5。 ② 组件价格 2020下半年预计价格降至经验溢价价格（较 PERC高 0.3元 /W），即为 2.05元 /W；假设此后逐年降价 5。图表 19 异质结详细市场空间测算及相关标的来源索比光伏、中泰证券研究所目录一、异质结电池光伏行业发展的第五次技术革命二、现状与格局星星之火，即将燎原三、盈亏平衡点设备和材料的国产化是关键四、设备及材料详细市场空间测算五、风险点分析靶材、低温银浆六、 2021 异质结制造元年 24 25 靶材铟矿会短缺吗 1 风险点分析靶材、低温银浆及竞争类技术p 市场质疑铟的存量不足以支撑异质结产业大规模发展。基于产业链调研，我们认为不会发生，主要原因一是铟的单耗正持续降低，随着设备大型化，单片靶材的耗量从 170mg已降至 140mg。二是铟可以从其他矿产中提炼，如铁矿。p 实际上铁矿石里面也会有万分之 0.5至 1的铟含量，对应每年有 5万吨以上的铟能够产出。考虑回收的情况下，每 GW纯铟的用量分别是， PVD工艺对应 8吨， PRD工艺对应 6.5吨，因此铟是绝对够用的。 25 图表 20 异质结靶材单耗降低路径来源索比光伏、中泰证券研究所 26 低温银浆会成为成本制约吗 2 风险点分析靶材、低温银浆及竞争类技术p 市场质疑低温银浆会成为异质结相较于 PERC性价比的制约，主要是异质结的低温银浆用量更高，同时低温银浆相对高温银浆更贵。我们认为，异质结的低温银浆不会成为发展制约，主要原因一是银单耗不能静态来看，随着技术进步，正持续降低。在采用如无主栅叠瓦等技术后，银单耗能够降至单片 100mg，且均为双面发电，已与 PERC非常接近。二是低温银浆具备降价空间。虽然目前低温银浆仍较高温银浆高 20左右的价格，但随着异质结规模提升、国产低温银浆厂的崛起，低温银浆价格有望向高温银浆趋近。 26 图表 21 异质结低温银浆单耗降低路径来源索比光伏、中泰证券研究所目录一、异质结电池光伏行业发展的第五次技术革命二、现状与格局星星之火，即将燎原三、盈亏平衡点设备和材料的国产化是关键四、设备及材料详细市场空间测算五、风险点分析靶材、低温银浆六、 2021 异质结制造元年 27 28 2020年是异质结设备元年1p 电池片设备企业具备 “ 先发优势 ” ，充分受益行业技术迭代。工艺设备技术延展性强，设备龙头具有明显 “ 先发优势 ” 。凭借在基础工艺领域的长时间浸淫，即使技术出现迭代，电池片设备龙头也具备较为明显的先发优势，从而持续巩固市场地位。p 其中，设备公司依托底层工艺布局成长为行业龙头。 ① 制绒、刻蚀工艺，捷佳伟创； ② 扩散、镀膜工艺，捷佳伟创； ③ 激光工艺，帝尔激光；④ 丝网印刷工艺迈为股份。 28 图表 22 技术演进过程中底层工艺具有延展性（红色字体代表新增工艺）来源捷佳伟创、迈为股份、帝尔激光招股说明书、中泰证券研究所 2021 异质结制造元年 29 2020年是异质结设备元年1p 2020年异质结设备公司受资本市场关注。体现两个特征一是资本市场对异质结技术路线的认可；二是大家更希望投资确定性的机会。 29 2021