光伏设备行业深度：行业技术迭代产生新机遇-财信证券.pdf-solarbe文库

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此报告仅供内部客户参考请务必阅读正文之后的免责条款部分证券研究报告光伏设备行业行业技术迭代产生新机遇 2022 年 6 月 28 日评级领先大市评级变动维持行业涨跌幅比较 1M 3M 12M 机械设备 12.42 -5.18 -9.77 沪深 300 9.32 0.30 -19.05 杨甫分析师执业证书编号 S0530517110001 0731-84403345 yangfuhnchasing.com 相关报告行业点评 *电气设备行业点评湖南省双碳政策发布，聚焦清洁低碳安全高效能源体系 2022-04-01 重点股票 2021A 2022E 2023E 评级 EPS（元） PE（倍） EPS（元） PE（倍） EPS（元） PE（倍）晶盛机电 1.33 51.71 1.74 34.06 2.49 23.78 增持迈为股份 3.72 105.47 4.83 82.16 6.48 61.31 增持奥特维 3.76 72.85 5.75 47.56 6.87 39.82 增持资料来源 iFind，财信证券投资要点  碳中和成全球共识，全球政策支撑光伏成长。随着近些年全球气候问题越来越严峻，比如美洲飓风、欧洲夏天高温、海平面上升导致沿海国家陆地面积减少等现象频发，在世界上有影响力的大国的倡导下，许多国家积极响应碳中和的号召， 2015 年 12 月，世界各国在巴黎气候大会上通过了巴黎协定，各国陆续公布了碳减排、碳中和的目标和时间表，其中德国、法国、英国、瑞士计划在 2050 年前实现碳中和。中国计划在 2030 年前实现碳达峰，在 2060 年前实现碳中和。  光伏技术迭代加快，技术路线的迭代促使新一代设备的更新带来设备端价值的提升。硅片向大尺寸方向发展，硅片朝薄片化方向发展，大尺寸硅片设备逐步会迎来大量更新。电池片会逐步向高校电池片方向发展， TOPCon 和 HJT 未来会向逐步成为主流，尤其是 HJT 会带来整条产线设备的更换，产生很大的设备投资空间。  核心指标对比，行业龙头更具看点。我们从成长能力、盈利能力、研发实力、客户结构以及订单情况五个维度对光伏设备公司进行对比。以营收与人员扩张衡量，上机数控、迈为股份、帝尔激光成长能力突出；盈利能力上，晶盛机电和奥特维在过去四年毛利率保持稳定，晶盛机电和奥特维毛利率的稳定得益于不断有新产品推出；研发实力上，上机数控、晶盛机电、迈为股份更优；客户结构方面，晶盛机电和迈为股份的产品受到行业龙头的认可；订单方面，晶盛机电、迈为股份的在手订单超过 2021 年的营收总和；综合来看，行业龙头更具有看点。  投资建议。推荐晶盛机电（ 300316.SZ）、迈为股份（ 300751.SZ）、奥特维（ 688516.SH）。晶盛机电是长晶设备龙头，深度绑定硅片龙头中环股份，在手订单超 2021 年营收的三倍；迈为股份是电池片异质结路线的技术领先者，目前在手异质结订单充足，异质结渗透率低，随着异质结成本的不断降低，迈为股份未来可期；奥特维是串焊机龙头，中短期多主栅串焊机的渗透率不断提升为公司提供业绩保证。  风险提示光伏装机不及预期，技术降本不及预期，下游需求不及预期。 -40 -20 0 20 2021-06 2021-09 2021-12 2022-03 机械设备沪深 300 行业深度机械设备此报告仅供内部客户参考 -2- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告内容目录 1 光伏设备分类和技术路径的迭代 . 3 1.1 基本介绍光伏设备分为硅料硅片设备、电池设备、组件设备三大领域 3 1.2 硅片、电池片和组件市场变化趋势 . 12 1.3 光伏的技术迭代对设备的影响 13 2 核心指标对比，龙头厂商更具竞争力 14 2.1 成长能力以营收与人员扩张衡量，迈为股份、奥特维成长能力突出 14 2.2 盈利能力业内设备厂商毛利率大多下滑，晶盛机电、奥特维毛利率维持稳定 . 16 2.3 研发实力行业整体研发费用率较高，晶盛机电、迈为股份、上机数控比较突出 17 2.4 客户结构与光伏上游大厂绑定 19 2.5 订单情况厂商存货、合同负债与预收款比较，晶盛机电表现亮眼 . 20 2.6 中短期业绩确定性角度综合分析 21 3 投资建议 21 3.1 奥特维光伏组件串焊机龙头、新增订单超预期 . 21 3.2 晶盛机电单晶炉生产龙头 . 22 3.3 迈为股份丝网印刷和异质结龙头 . 23 4 风险提示 24 图表目录图 1太阳能电池发电原理 3 图 2太阳能电池 PN 结 . 3 图 3光伏产业链框架 . 4 图 4多晶硅片制作流程及主工艺设备 . 5 图 5单晶硅片制作流程及主工艺设备 . 5 图 6电池片技术路线 . 6 图 7 PERC 工艺流程及对应设备 . 7 图 8 PERC 和 TOPCON 工艺对比 . 9 图 9 HJT 对应工艺和成本分布 11 图 10光伏组件工序 . 12 图 11 2017 年至 2021 年主要光伏设备公司研发投入对比单位（亿元） . 18 图 12 2021 年主要光伏设备公司研发人员数量对比单位（人） . 19 图 13 2021 年主要光伏设备公司人员平均薪酬对比单位（万元） 19 表 1光伏产业链包括许多上市公司和设备产品 . 5 表 2 TOPCON 主要设备厂商 .11 表 3 LPCVD 设备和 PECVD 设备 . 14 表 4光伏设备企业工序布局情况 14 表 5 2017 年至 2021 年主要光伏设备公司营业收入总额对比单位（亿元） 15 表 6 2017 年至 2021 年主要光伏设备公司利润总额对比单位（亿元） . 15 表 7 2017 年至 2021 年主要光伏设备公司员工总人数对比单位（人） . 16 表 8 2017 年至 2021 年主要光伏设备公司毛利率对比 . 17 表 9 2017 年至 2021 年主要光伏设备公司净利率对比 . 17 表 10 2017 年至 2021 年主要光伏设备公司研发投入总额占营业收入比例 . 18 表 11光伏设备公司对应的客户厂商 . 20 此报告仅供内部客户参考 -3- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告表 12 2017 年至 2021 年主要光伏设备公司存货单位（亿元） . 20 表 13 2017 年至 2021 年主要光伏设备公司合同负债和预收款项单位（亿元） . 21 1 光伏设备分类和技术路径的迭代 1.1 基本介绍光伏设备分为硅料硅片设备、电池设备、组件设备三大领域光伏设备主要包括硅料硅片设备、电池设备、组件设备三大领域。光伏发电的基本原理是利用太阳光照射光伏半导体产生的光电效应来发电。太阳能电池中存在大量的 PN 结，在太阳光照射下，电池 PN 结上形成电位差，光伏电池将光能转换为电能，因此光伏电池的质量决定着光电转换效率，是光伏发电系统中的核心元器件。光伏电池中最重要的部分是 PN 结。采用不同的掺杂工艺，将 P 型（掺硼）半导体和 N 型（掺磷）半导体制作在同一块基片上，它们的交界面形成的空间电荷区就称作 PN 结。当太阳照射到光伏电池上时，由于光伏电池内部的载流子浓度的不同，在 PN 结会产生一个由 N 指向 P 的内部电场，同时 PN 结附近的电子吸收能量成为自由电子，而电子原来的位置则形成了空穴。在内部电场的作用下，自由电子会向 N 区移动，而空穴会向 P 区移动，当外部电路连接电池的正负极形成闭合的回路时，自由电子在闭合回路中移动会产生电流。图 1太阳能电池发电原理图 2 太阳能电池 PN 结资料来源索比光伏网，财信证券资料来源电工学网，财信证券光伏产业链上游为硅料、硅片生产，中游为电池片生产，下游为组件生产以及光伏发电项目的实施。此报告仅供内部客户参考 -4- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告图 3光伏产业链框架资料来源中国知网 ,财信证券单、多晶硅片的加工流程工艺的不同造成了光伏发电系统的成本差异，单、多晶硅片的加工过程中，后段工序腐蚀、清洗基本相同，主要是前段工序有些差异。单晶拉棒需要在多晶硅的基础上进行深加工，需要在单晶炉里面生成单晶拉棒，将单晶拉棒用外圆切割机进行切割，这种切割机通常刀片边缘为金刚石涂层，比普通的切割机速度快，操作方便。单晶硅切割完成后，对单晶硅进行外径滚圆，由于单晶硅生长时的热振动、热冲击造成单晶硅的直径有一些起伏不均匀，因此为了使得单晶硅的直径达到统一，对单晶硅进行外径滚圆操作。单晶硅外径滚圆操作完成后，对单晶硅进行切片操作，切片的目的是对单晶硅进行厚度控制。单晶硅切片完成后，为了防止硅片边缘破裂和晶格缺陷产生，需要对硅片进行倒角操作。单晶硅倒角后，由于硅片在切片后表面会产生线痕，需要对单晶硅进行研磨来改善单晶硅的翘曲度、平坦度。单晶硅研磨完成后，硅片切片后通常存在机械损伤和杂质污染，需要对硅片进行化学腐蚀，腐蚀后进行化学清洗来清除硅片表面的污染源。单晶硅片清洗完成后进行分选检测即可包装入库。多晶硅片的加工工艺主要是前段工序与单晶硅片有区别，多晶硅首先进行截断处理，硅锭截断后沿着多晶硅晶体生长的方向，将硅锭切割成一定尺寸的长方形硅块。由于多晶硅进行开方后会产生线痕，为了改善多晶硅表面的平坦度、平行度及损伤，需要对多晶硅进行磨面处理。多晶硅进行磨面处理后为了防止硅片边缘破裂、晶格缺陷等需要进行倒角处理，工艺后段的切片、腐蚀、清洗、分选检测和单晶硅片类似。硅料硅片设备备硅片电池片设备备电池片组件设备组件光伏设备技术迭代单晶硅生长炉、多晶硅铸锭炉、裁断机、开方机、切片机、磨床机、倒角机清洗机、 PECVD 、 ALD、扩散炉、丝网印刷设备、刻蚀机等分选机、层压机、光焊机、测试仪、装框机大硅片化、薄片化、单晶化 PERC、 TOPCON、 HJT、 IBC 半片、叠瓦、多主栅等此报告仅供内部客户参考 -5- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告图 4多晶硅片制作流程及主工艺设备资料来源中国知网 ,财信证券图 5单晶硅片制作流程及主工艺设备资料来源中国知网 ,财信证券表 1光伏产业链包括许多上市公司和设备产品上市公司光伏相关设备产品晶盛机电全自动单晶硅生长炉、多晶硅铸锭炉、单晶硅生长炉控制系统、蓝宝石晶体炉等京运通单晶硅炉、多晶硅铸锭炉、退火炉、晶体区熔炉等金博股份 ST 天龙天通股份宇晶股份精工科技天龙光电高测股份美畅股份三超新材岱勒新材上机数控连城数控捷佳伟创迈为股份北方华创先导智能罗博特科金辰股份奥特维单晶拉制炉热场系统、多晶铸锭炉热场系统等单晶硅生长炉、多晶硅浇铸炉、单晶硅切方滚磨机等单晶硅截断机、研磨抛光机、开方机等研磨抛光机、多线切割机等太阳能光伏装备、太阳能多晶硅片等单晶硅生长炉、单晶硅锯床、单晶硅切方滚磨机等单晶截断机、多晶截断机、硅晶切片机等电镀金刚石线等电镀金刚线、金刚石砂轮等切硅芯用金刚石线、硅切片用金刚石线、蓝宝石切片用金刚石线等数控多晶硅金刚线截断机、数控金刚线切片机、全自动磨面倒角一体机等单晶炉、多线切断机、多线切方机、多线切片机、硅片处理设备等 PECVD 设备、刻蚀设备、扩散炉设备、清洗设备、制绒设备、光伏自动化设备等全自动太阳能电池丝网印刷机、烧结炉、太阳能电池丝网印刷生产线成套设备等刻蚀设备、 PVD 设备、 CVD 设备、 ALD 设备、清洗设备等电阳能电池生产设备光伏组件设备、 TOPCon 设备等光伏自动化设备等光伏自动化设备、 PECVD 设备、组件外观尺寸检测仪等电池生产设备、单晶炉、组件生产设备等截断开方磨面抛光分选检测倒角切片腐蚀清洗切断外径滚圆切片倒角分选检测研磨腐蚀清洗此报告仅供内部客户参考 -6- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告京山轻机帝尔激光硅片自动化设备、组件自动化设备高效太阳能电池激光设备、薄膜太阳能电池激光设备等资料来源中国知网 ,财信证券 P 型电池与 N 型电池的差别主要是原材料和制备技术。 P 型电池是由 P 型硅片（掺杂硼）制作而成， N 型电池是由 N 型硅片（掺杂磷）制作而成。 P 型电池的主要的制备技术是铝背场技术（ AI-BSF）和现在的主流技术 PERC 技术。 PERC（发射极及背面钝化）是一种高效电池技术， PERC 电池技术具有工艺简单，成本较低的特点，从开始导入就迅速在中国光伏企业普及，在 2021 年 PERC 电池的市场占有率达到 91.2。随着技术水平的不断提高， PERC 电池的效率逐渐逼近理论极限 24.5， N 型电池逐渐成为下一代电池的主流方向。 N 型电池具有双面率高、无光衰、弱光效应好、转换效率高、温度系数低、载流子寿命更长等优点。 N 型电池技术路线中，现在实现了小规模量产（ 1GW）的技术路线有 TOPCON、 HJT、 IBC 三种路线，其他技术路线还处于实验室研发阶段。图 6电池片技术路线资料来源 wind 和中国知网，财信证券对于常规的铝背场电池技术（ BSF），由于到达铝背层的辐射光只有 60-70能够被反射，导致产生较多的光电损失，所以铝背场电池技术具有先天的局限性，而 PERC 技术通过在电池的背面添加钝化层，可以较大程度上减少反射导致的光电损失，提高电池的转换效率。 BSF 的工艺主要是清洗制绒、扩散制结、刻蚀、制备减反射膜、丝网印刷、烧结、分选七道工序，而将 BSF 产线改造为 PERC 产线不需另开产线，只需要增加钝化叠层、激光开槽两道工序就可以将 BSF 产线改造为 PERC 产线，相应增加 PECVD 和激光开槽设备，这也是 PERC 电池技术从量产导入后能够在光伏企业中迅速普及的原因。 P型电池 AI-BSF PERC N 型电池 PERT HJT/HIT IBC TOPCon HBC 此报告仅供内部客户参考 -7- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告图 7 PERC 工艺流程及对应设备资料来源中国知网 ,财信证券 2013 年在第 28 届欧洲 PVSEC 光伏大会上，德国 Fraunhofer 太阳能研究所首次提出了 TOPCON 电池结构概念，即隧穿氧化层钝化接触电池。由于 PERC 电池的金属电极和硅衬底直接接触，半导体与金属的接触界面产生能带弯曲，并且产生大量的少子复合中心，对太阳能电池的效率产生负面影响。但是，通过在电池方案中用薄膜将金属和硅衬底隔离的方法减少少子复合，再在电池背面增加一层超薄氧化硅，沉积一层掺杂硅薄层，形成钝化接触结构，超薄氧化硅让多子电子隧穿多晶硅层，阻止少子空穴的复合，可以降低金属接触复合电流，提升电池的转换效率。前几年 PERC 电池技术路线处于降本增效的周期段， TOPCON 的工艺复杂，产线良率低等问题突出， PERC 在性价比上明显好于 TOPCON。然而经过这几年龙头企业的推动， TOPCON 技术迎来了大的发展，目前 TOPCON 的量产效率在 24-24.3，相比 PERC 优势明显，并且有望进一步降低成本及提高效率。 TOPCON 与 PERC 技术路线工艺流程进行对比， TOPCON 相比 PERC 增加了硼扩散设备、 LPCVD/PECVD 设备、离子注入机、退火炉、湿法刻蚀设备，其余设备和 PERC 产线基本一致。目前把 PERC 产线改造成 TOPCON 产线的改造成本是每 GW 在 0.6 亿元左右，在 TOPCON 产线设备价值量中，扩散设备、 PECVD 设备、印刷设备占整个产线的价值量分别是 33、 17、 15，每道工序设备价值量相差不是很大。 TOPCON 提效路径相对清晰， 25-26的量产效率可期。光伏提效的技术路线从两个大的方向来看，一方面是电学性能的改善，电学性能的改善方法主要包括钝化优化等。清洗制绒磷扩散刻蚀正面沉积减反层背面沉积钝化层激光开槽丝网印刷和烧结测试湿化学处理设备扩散炉刻蚀设备 PECVD 设备 PECVD/ALD 设备激光设备丝印烧结设备测试设备选择性发射结此报告仅供内部客户参考 -8- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告另一方面是光学性能的提升，光学性能的效率提升可以从材料吸光特性、栅线变细等方面着手。目前隆基在 TOPCON 实验室转换效率上达到了 25.21，隆基的 TOPCON 技术在行业领先。隆基对 TOPCON 实验室的转换效率和理论效率做了归因分析，发现效率损失的原因主要是遮光、复合等因素引起的，因此提效路径清晰，隆基在 TOPCON 效率方面对栅线、陷光缺陷、高质量硅片、增透膜、 SE 等方面做了优化，优化效果明显。实验发现， SE 工艺的添加对效率提升非常明显， PERC 技术路线中 SE 采用的是 ns 绿光，然而 ns 绿光能量过大会对硅片造成损伤，所以光源方案的选择对 TOPCON 的 SE 很重要。从隆基、晶科等行业龙头的 TOPCON 优化方案中可以看出，栅线、 SE、高质量硅片已经成为了行业公认的提效发力点，未来几年提效路径清晰。 TOPCON 的降本空间比较大，目前 TOPCON 技术的改造成本相比 HJT 更容易让有历史产能的下游企业接受认可，目前 PERC 现有存量在 300GW 以上，可能有相当一部分需要升级到 TOPCON,短期上量的规模更大， TOPCON 有望因规模效应而进一步降低成本。 TOPCON 的银浆耗量相比 PERC 高出 20以上，未来有望随着多主栅组件串焊机的使用而进一步降低银浆耗量，目前 TOPCON 的石英管耗材 3-6 个月需要更换一次，未来有望随着工艺优化而进一步降低耗材成本。此报告仅供内部客户参考 -9- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告图 8 PERC 和 TOPCON 工艺对比资料来源中国知网及捷佳伟创官网 ,财信证券异质结（ HJT）电池本名是本征薄膜异质结电池。 HJT 最开始是由日本三洋公司在 1990 年研发出来的，在正面是透明导电氧化物膜（ TCO）、 P 型非晶硅膜及本征富氢非晶硅薄膜；在背面是 TCO 透明导电氧化物膜， N 型非晶硅薄膜及本征非晶硅膜。异质结电池的制造工艺流程比较简单，首先对半导体硅片进行清洗制绒，然后在正反面沉积非晶硅薄膜、 TCO,再经过丝网印刷或者电镀工艺在电池两面制作出金属电极，最后经过低温固化工艺完成异质结电池的制造。 HJT 技术成熟，电池光电转换效率高， HJT 高双面率、低衰减、低温系数等技术特征，使得全生命周期的发电比 PERC 更具优势。异质结工序清洗制绒磷扩散刻蚀湿化学处理设备扩散炉刻蚀设备清洗制绒硼扩散刻蚀湿化学处理设备扩散炉（改造）刻蚀设备沉积隧道层沉积非晶硅层磷离子注入退火单面多晶硅刻蚀 LPCVD 设备 LPCVD/PECVD 设备 LPCVD 设备退火炉湿法刻蚀设备 PERC 工序设备 TOPCON 工序设备正面沉积钝化层沉积减反层丝网印刷烧结测试 PECVD/ALD 设备 PECVD 设备丝网印刷设备烧结炉测试设备正面沉积减反层背面沉积钝化层激光开槽丝网印刷与烧结测试 PECVD PECVD/ALD 激光设备丝印烧结设备测试设备此报告仅供内部客户参考 -10- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告中，非晶硅膜沉积及 TCO 膜沉积两道工序设备价值量占到整条生产线的 75，是产线设备价值量最高的部分。 HJT 的优势是工序少、工艺简单、良率高、较高的转换效率。 HJT 后续的提效路径相对清晰，优化提效方法包含非晶硅晶化率、靶材及银浆材料优化、无主栅设计等几个方面。在非晶硅的晶化率方面，一旦非晶硅的晶化率提高，它的电导率就会相应地提高，自吸率就会相应下降，从而减少 ITO 横向的电导压力，实现非晶硅更好的钝化效果。在靶材及银浆材料方面，靶材的选择对薄膜的光电特性有重要的影响，影响到电池转换效率。 TCO 镀膜技术包含 PVD 和 RPD 技术， PVD 采用 ITO 或者 SCOT 靶材，现在 ITO 靶材技术相对成熟，其中 ITO 靶材中的锡含量越低，电池的转换效率就越高。而 RPD 技术中， RPD 主要采用 IWO 和 ICO 靶材技术，新型的 ICO 靶材载流子迁移率高于 IWO 的载流子迁移率，有望优化薄膜的性能，提高电池转换效率。 HJT 的低温银浆电阻率相对较高， PERC 电池中采用的高温银浆在烧结过程中部分熔融形成电阻低的银电极，而目前的 HJT 电池工艺中的成型温度达不到银粉熔融的要求，因此 HJT 的电阻较高，后续可以通过低温银浆的材料优化降低电阻率。一方面，银粉的尺寸、形貌在银浆中达到好的密度堆积状态，减少固化后的银浆内部孔洞的密度。另一方面，银含量的提升及电极固化后的体积变化率。这些措施都可以降低银浆的电阻从而提高 HJT 的电池效率。无主栅技术方面，无主栅技术保留传统的丝网印刷，通过将垂直于细栅的栅线覆盖在细栅上，形成交叉的网格结构，用金属线代替传统的焊接带实现电池互联，从而提升光照面积并且降低电阻。 HJT 的降本空间很大， HJT 的降本方式有硅片减薄、银浆耗量下降、低温银浆国产化、靶材国产化、设备叠加腔体及增大载板等。在硅片减薄方面，基于对称结构和低温工艺， HJT 比 PERC 电池更易于实现薄片化，而薄片化有望使得硅料用量下降。在银浆耗量方面，电池端可以通过银包铜等技术降低单片银浆耗量。在低温银浆国产化方面，现在低温银浆提供商以国外厂商为主 ,然而随着苏州晶银、常州聚和等国产厂商也在不断追赶，未来随着低温银浆国产化及规模上量后，低温银浆的价格有望降低。在靶材国产化方面，目前先导薄膜、壹纳光电等国产厂商有望突破国外厂商的技术垄断，未来随着驱动靶材国产替代加速，靶材价格有望降低。在设备降本方面， HJT 价值量高的环节主要在非晶硅薄膜沉积和透明导电层的设备，其降本的方式主要是设备产能的提升，可以通过叠加腔体、增大载板、连续镀膜等方式实现设备产能的提升。此报告仅供内部客户参考 -11- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告表 2 TOPCON 主要设备厂商工艺设备厂家参考制绒捷佳伟创、 JJC 硼扩拉普拉斯、 TP BSG背抛 LPCVD 设备磷掺杂去绕镀 ALD 设备镀膜丝网烧结电注入测试分选瑞纳、 JJC 北方华创、普乐、拉普拉斯北方华创、拉普拉斯、凯斯通瑞纳、碱抛微导、理想、 NCD 红太阳、 JJC 迈为、 BCN 时创株式会社、 MB 资料来源中国知网 ,财信证券图 9 HJT 对应工艺和成本分布资料来源 wind 和中国知网，财信证券组件具有内部联结及封装的、能单独提供直流电输出的最小不可分割的太阳电池组合装置称为太阳电池组件。光伏组件作为光伏系统中最为基础的组成部分，其质量严重影响到光伏系统的工作年限。只有封装可靠，才能使电池受到更少的外界影响，体现其自身价值。太阳能组件主要有电池片、互联条、汇流条、钢化玻璃、 EVA、背板、铝合金、硅胶、接线盒这九大核心组成部分。清洗制绒正反面沉积薄膜正反面沉积 TCO 湿化学处理设备 PECVD 设备 PVD/RPD 设备丝网印刷低温固化测试丝网印刷设备低温烘干机测试设备工序设备此报告仅供内部客户参考 -12- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告图 10光伏组件工序资料来源中国知网 ,财信证券 1.2 硅片、电池片和组件市场变化趋势硅片朝大尺寸方向发展光伏的硅片尺寸大小影响到下游的电池片及组件的尺寸大小，目前市面上有几种主流尺寸，比如 156.75mm、 158.75mm、 166mm、 182mm、 210mm。硅片可以通过增大尺寸面积来摊薄各个环节的加工成本，但是结合产业链的配套情况，硅片尺寸存在最大上限。硅片薄片化趋势硅片变薄优势很多，一方面可以增加出片率，减少硅料的损耗，在硅料涨价的背景下很有意义；另一方面薄硅片柔韧性好，给柔性电池及组件增大了可能性。切割线母线直径变化趋势切割线母线直径越细，切割缝隙越小，导致切割时产生的硅料损失也越少，从而降低硅料损耗，有助于硅片的薄片化发展。切割线母线的细化，在单位硅料内可以增加硅片的产出，同时可以降低非硅成本，然而随着切割线母线直径越来越细，对母线的抗拉强度等力学性能提出了非常大的要求，后续细线化技术的突破有赖于切割线母线材料方面的创新。向高效电池片方向发展随着 PERC 转换效率理论极限的不断逼近， TOPCON 和 HJT 未来几年预计是电池片主流技术路线，从今年目前来看， TOPCON 的进展比 HJT 好， HJT 的成本下降速度较慢，目前低温银浆国产化及银包铜的技术突破还有待观察。随着主流电池片尺寸增大随着硅片尺寸变大成为降本的趋势，下游的电池片及组件尺寸相应变大也是一个大的趋势。浆料消耗量逐步减少现在电池银浆主要是低温银浆和高温银浆两种， PERC 电池技术路线和 TOPCON 技术路线主要是用的高温银浆，而 HJT 电池技术路线是用的低温银浆，随着未来几年主栅技术和减少细栅宽度的技术进展，正银消耗量有望不断减少。向双面组件方向发展双面组件并不是最近提出的，然而直到 2019 年双面组件才出现大幅增长，随着光伏组件安装的增多，人们发现当双面组件与跟踪器一起使用，双面组件功率更大、衰减更低、发电量更平稳、增益更多。分选焊接叠层设备 10 中检层压包装成品检验 10 终测固化装框此报告仅供内部客户参考 -13- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告向半片 /叠片组件发展半片组件与叠片组件相比全片组件可以提升组件的功率，同时可以提高发电量，在抗热斑性方面，半片组件相比全片组件有更好的抗热斑性，这可以提高高分子材料的可靠性，在热损耗效应方面，由于半片组件更能够节省热损耗，在辐照好的地区，半片组件比双面组件的发电量要多。组件朝大尺寸方向发展大尺寸组件具有非常好的可靠性及效率优势，可以提升光伏系统的安全性，同时可以降低度电成本，大尺寸组件装机量逐年递增，成为行业发展的趋势。 1.3 光伏的技术迭代对设备的影响硅片尺寸对设备的影响大尺寸趋势已成为行业未来重要的发展趋势，随着相关技术研究越来越深入、制程越来越精益、差异化越来越明显，未来市场会对设备制造商提出更多、更高的要求。后续的技术进步主要围绕拉晶、加工设备的优化升级，对于企业而言被不同技术路线替代的可能性目前来看较低，具有大规模投资的基础。硅片大尺寸与薄片化已经成为行业的共识，目前硅片大尺寸有“ 182”与“ 210”两条技术路线，大尺寸会产生新的硅片设备和存量设备更新需求。硅片生产主要包括长晶、截断切方、测试分选几个环节，长晶和切片是核心制造环节，目前主流的单晶炉热屏内径在 270mm，然而 M12 硅片的外径却达到 295mm，现有的长晶设备无法满足新的大尺寸需求，因此会产生大尺寸长晶设备需求。大尺寸硅片薄片化过程中导致碎片率更高，相应的切片机也需要更新。在电池片生产设备方面，扩散、沉积在密封的管道中操作，对应的设备尺寸需扩大，另一方面，制绒、镀膜等工艺环节均匀度会更高，因此设备需要更新迭代。在组件生产设备方面，相应的层压机和串焊机也需要变长变宽，同样组件设备也需要更新迭代。电池片技术迭代对设备的影响 TOPCon 主要是进一步增加了低压力化学气相沉积设备（ LPCVD） /等离子体增强化学气相沉积设备（ PECVD）。目前 TOPCon 最大的任务是简化工艺降低成本，从目前产业化发展的进展看， LPCVD 是目前主流的工艺技术路线。主要包括三种工业流程方法一本征扩麟。 LPCVD 结合传统的全扩散工艺制备多晶硅膜。这个工艺相对成熟并且耗时短，并且已经实现规模化量产，然而还有一些不足，比如成膜和绕镀速度慢是目前存在的问题，这个技术是目前 TOPCON 厂商中的主流技术路线。方法二直接掺杂。 LPCVD 结合扩硼及离子注入磷工艺制备多晶硅膜。目前离子注入技术掺杂离子时不需要绕镀，然而扩硼工艺比扩磷工艺的难度要大，并且扩散炉和 LPCVD 的投入量更多导致成本更高，相应的良率也更高。方法三原位掺杂。 PECVD 通过原位掺杂工艺来制备多晶硅膜。这个技术路线的优点是沉积的速度快、温度低、简化工艺流程、降本幅度大，缺点是气体爆膜的问题导致良率偏低，稳定性差，目前的产业化进程比较慢。此报告仅供内部客户参考 -14- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告组件技术迭代对设备的影响向双面组件方向发展会带来新的组件设备更新量。表 3 LPCVD 设备和 PECVD 设备相关指标 LPCVD 设备 PECVD 设备成膜速度 3-5nm/min（本征） 10nm/min（原位掺杂）掺杂方式二次掺杂磷扩散原位掺杂薄膜烧镀工艺耗时耗材成本设备需求技术成熟度对应设备企业绕镀，增加额外刻蚀本征非晶硅沉积（ 120min）较高 LPCVD、扩散炉 /离子注入机较成熟 SEMCO、拉普拉斯、捷佳伟创可实现无绕镀沉积掺杂非晶硅沉积（ 20-40min）无退火炉取决于技术方案有待成熟梅耶伯格、拉普拉斯资料来源中国知网 ,财信证券 2 核心指标对比，龙头厂商更具竞争力下面对宇晶股份、晶盛机电、上机数控等十二家设备厂商从成长能力、盈利能力、研发实力、客户结构、订单情况多个维度进行比较。表 4光伏设备企业工序布局情况单晶生长截断开方磨倒硅料、硅片切片清洗分选制绒电池片工序扩散刻蚀沉积激光开槽丝网印刷组件工序分选叠层层压焊接中检装框固化宇晶股份 √ √ 晶盛机电 √ √ √ 上机数控高测股份连城数控捷佳伟创迈为股份金辰股份帝尔激光京山轻机美畅股份奥特维 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 资料来源中国知网 ,财信证券 2.1 成长能力以营收与人员扩张衡量，迈为股份、奥特维成长能力突出 2017-2021 年，选取的十二家主要光伏设备行业收入合计从 100.36 亿元增长至 2021 年的 399.35 亿元， CAGR 高达 41.15，行业呈现快速增长的态势。其中增长最为迅速的此报告仅供内部客户参考 -15- 请务必阅读正文之后的免责条款部分行业研究报告三家公司分别为上机数控（营收从 2017 年的 6.33 亿元增长至 2021 年的 109.2 亿元， CAGR 为 103.80）、帝尔激光（营收从 2017 年的 1.65 亿元增长至 2021 年的 12.57 亿元， CAGR 为 66.15）、迈为股份（营收从 2017 年的 4.76 亿元增长至 2021 年的 30.95 亿元， CAGR 为 59.67），从数据看过去四年光伏设备行业飞速发展，行业持续高景气。表 5 2017 年至 2021 年主要光伏设备公司营业收入总额对比单位（亿元） 2017 2018 2019 2020 2021 CAGR 宇晶股份 3.52 4.05 3.02 3.65 4.57 6.78 晶盛机电上机数控高测股份 19.49 6.33 4.25 25.36 6.84 6.07 31.10 8.06 7.14 38.11 30.11 7.46 59.61 109.2 15.67 32.17 103.80 38.50 连城数控捷佳伟创迈为股份金辰股份帝尔激光京山轻机美畅股份奥特维 8.77 12.43 4.76 5.71 1.65 15.37 12.42 5.66 10.53 14.93 7.88 7.56 3.65 21.91 21.58 5.86 9.72 25.27 14.38 8.62 7.0 22.64 11.93 7.54 18.55 40.44 22.85 10.61 10.72 30.60 12.05 11.44 20.40 50.47 30.95 16.10 12.57 40.86 18.48 20.47 23.42 41.95 59.67 29.59 66.15 27.71 10.48 37.94 资料来源 wind,财信证券 2017-2021 年，选取的十二家主要光伏设备行业利润合计从 25.94 亿元增长至 2021 年的 75.36 亿元， CAGR 高达 30.49，行业呈现快速增长的态势，同时也说明行业净利率是逐年降低的。表 6 2017 年至 2021 年主要光伏设备公司利润总额对比单位（亿元） 2017 2018 2019 2020 2021 宇晶股份 0.89 1.16 0.19 -0.05 -0.07 晶盛机电上机数控高测股份 4.29 2.21 0.47 6.49 2.34 0.58 7.21 2.14 0.29 9.92