【研报】天风证券：技术主流路线分析、经济效应及规模测算.pdf-solarbe文库

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1 证券研究报告作者行业报告 | 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2023年 01月 12日分析师李鲁靖 SAC执业证书编号 S1110519050003 联系人张钰莹光电路径提效降本之电镀铜技术主流路线分析、经济效应及规模测算行业专题研究 2 摘要  电镀铜技术参考半导体、 PCB领域电镀铜工艺，光伏电池通过制备种子层、图形化环节、电镀、后处理四大环节制作铜的非接触式金属化电极，实现“以铜代银”，制成包括种子层、粘合层、传导层、焊接层的电极。迈为股份联合 SunDrive研制的铜电镀 HJT电池转化效率屡创新高，现已达到 26.41，未来或仍有提升空间。 ✓ 增效据 ISFH 研究， PERC/TOPCon/HJT电池理论效率极限为 24.5/28.7/27.5， HJT电池是未来主流路径之一。而 HJT电池的低温银浆为纯银和有机物的混合物，其本身较差的材料导电属性需要通过更宽的电池栅线来弥补。电镀铜技术由于应用了导电性较好的纯铜浆料解决了大线宽的光学损失问题，使得光电转换效率得到明显提升。 ✓ 降本制备成本方面，以铜代银的去银化路径直接去除了主要非硅成本银耗，低温银浆价格接近铜价的 100倍，低温银浆约 6500元 /kg、铜价为 70元 /kg左右。我们以 6500元 /kg的银浆价格进行敏感性分析测算，若目前电镀铜路线量产良率达 25及以上，则相比传统丝印银浆已经具备明显成本优势，当良率不断趋近丝印银浆方式时，单 GW 非硅成本降本金额将接近 1亿元。  电镀铜路线设备市场空间几何 ✓ 爱旭、海源复材、晶澳、天合、晶科、爱康、日升、隆基、迈为等厂商均在布局电镀铜路线的 HJT电池下游应用。目前图形化、电镀两大核心环节的电镀铜设备厂商均在积极布局，其中电镀环节厂商均已进行到中试线及以上。我们统计测算得到，随着 N型电池 /非银电极 /铜电镀的技术渗透， 22/26年电镀铜设备市场空间约 1.4/55.9亿元。  建议关注 1）图形化环节设备芯碁微装、迈为股份、捷佳伟创、爱康科技、帝尔激光等； 2）电镀环节设备东威科技、罗博特科、宝馨科技等。  风险提示光伏装机量不及预期； HJT电池量产速度低于预期；电镀铜技术推进进展不及预期；存在主观性预测使得测算结果与未来事实存在偏差等。目录 3 1、 N型电池渗透率不断提高，电镀铜去银化路线引领降本增效新风向 2、电镀铜包含四大环节，图形化和电镀环节为两大核心工艺 3、长坡厚雪赛道，核心环节厂商降本突围指日可待 4、行业快速导入期在即，关注 2023年量产验证情况 4请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 1. N型电池渗透率不断提高，电镀铜去银化路线引领降本增效新风向 5 表 2021-2030年各电池技术平均转换效率变化趋势分类 2021 2022E 2023E 2025E 2027E 2030E P型多晶 BSF P型多晶黑硅电池 19.5 19.5 19.7 - - - PERC P型多晶黑硅电池 21.0 21.1 21.3 21.5 21.7 21.9 PERC P型铸锭单晶电池 22.4 22.6 22.8 23.0 23.3 23.6 P型单晶 PERC P型单晶电池 23.1 23.3 23.5 23.7 23.9 24.1 N型单晶 TOPCon单晶电池 24/0 24.3 24.6 24.9 25.2 25.6 异质结电池 24.2 24.6 25.0 25.3 25.6 26.0 IBC电池 24.1 24.5 24.8 25.3 25.7 26.2 注 1.背接触 N 型单晶电池目前处于中试阶段； 2.均只记正面效率。 P型电池 N型电池掺杂物分凝系数 B 0.8 P 0.35 少子寿命 2030μs 1001000μs 功率衰减大；在基区小；在发射区初始光致衰减有无温度系数 -0.35/℃ TOPCon-0.3/℃ 双面率 70 TOPCon85 表 P型与 N型电池参数对比 1.1 N型电池渗透率不断提升，降银任务首当其冲  PERC主流电池技术逼近极限， N型电池渗透率不断提高。 ➢ 从效率极限角度， PERC 电池转化效率已接近极限，据 ISFH 研究， PERC/TOPCon/HJT 电池理论效率极限为 24.5/28.7/27.5， N型电池理论效率极限高于 P型电池， TOPCon与 HJT技术提效潜力大。 ➢ 从结构与性能角度， N型电池少子寿命更长，开路电压高；解决光致衰减问题，稳定性好；双面率高，发电量大；温度系数低，更耐高温，综合性能强于 P型电池。 ➢ 从扩产角度，我们认为 2022年是 N型电池元年，据 SMM统计， 2023年 N型规划产能超 300GW，预计 22年底共有 88.2GW建成， N 型电池未来已来。资料来源 CPIA 2021年中国光伏产业发展路线图，新能源网，晶科能源官网，天合光能公众号，天风证券研究所  N型电池单瓦银浆耗量显著高于 P型，其中 HJT电池银浆非硅成本占比超 50。 ➢ 银浆耗量高的原因 HJT电池由于膜层原因采用低温工艺、不能高温烧结，只能采用低温银浆，而低温银浆为纯银和有机物的混合物，导电性能较差，因此 HJT电池需要耗用更多的银浆，大线宽会增加光学损失。主流细栅线宽度约 30μm ，而 HJT栅线宽度约为 40μm 。  因此，降银成为 HJT电池降本的首要路径，主要包括激光转印、 MBB、银包铜与电镀铜技术路径。 ➢ 从成熟度来看四种路径中，前 3类相对更成熟，激光转印已进入量产验证阶段，多主栅在量产中提升主栅数量，银包铜小批量产完成；而电镀铜技术尚处于研发阶段，技术验证逐渐深入，趋向规模化节点。 ➢ 从降本程度来看前 3种路径皆属于降银化路径，激光转印 /0BB可节省 30-40银耗量； 2021年 HJT平均银耗 190mg/片，据华晟公告 12BB银耗量已降至 150mg/片，相比节省 21，叠加银包铜有望节省近 50银耗量。随着银包铜浆料今年底明年初有望迈入量产，在光伏行业降本增效的大主题下，去银化或为终局。 6 图 N型电池单片银浆耗量高于 P型电池（单位 mg/片）表 4种降银路线的比较 96.4 145.1 190 0 40 80 120 160 200 PERC TOPCon HJT 5822 9 4 2 5 PERC成本构成硅片 BOM 动力人力设备制造 49 32 7 24 6 HJT成本构成图 HJT电池银浆成本占比显著高于 PERC电池 1.1 N型电池渗透率不断提升，降银任务首当其冲资料来源 CPIA 2021年中国光伏产业发展路线图，智研咨询，华晟新能源公众号， Solarzoom智库公众号，索比咨询公众号，帝尔激光公司公告，苏州固锝公司公告，迈为股份公司公告等，天风证券研究所激光转印 MBB 银包铜电镀铜降本原理栅线更细栅线更细铜替代部分银铜完全替代银成熟度小批量产 MBB量产小批量产技术验证中银耗量节省 30-40 0BB 预计节省 30-40 22年降至 100mg/片零银耗12BB 已降至 150mg/片最新进展帝尔激光设备订单开启交付 0BB 迈为测试中， 23Q1导入客户中试 12BB 华晟实现量产苏州固锝浆料可靠性测试通过，数家客户小批量产完成多家厂商技术验证深入  低温银浆国产化进程尚未完成，银价居高不下，去银化路线或能彻底解决长久以来困扰光伏行业的降银成本问题。 ➢ 高温银浆国产化率逐步提高，低温银浆仍依赖进口，日本 ELEX主导市场，国内厂商如苏州固锝抢抓机遇导入市场中。 ➢ 贱金属铜价格显著低于银，据长江有色金属网， 2022年 12月 7日银价为 5065元 /千克，铜价为 66.55元 /千克，铜代替银可有效降本。  另外，电镀铜电极宽度相比低温银浆电极显著减小，因此电镀铜技术可以增加光电转换效率。 ➢ HJT低温银浆的有机杂质使导电受阻，丝网印刷线宽约 40μm ；而铜的电阻率及电导率仅次于银，电镀铜的纯铜栅线导电性能优于含杂质的低温银浆，线宽有望降至 25μm 以下，减小光学损失，因此“去银化”的同时实现了更高的转换效率。迈为股份联合 SunDrive研制的铜电镀 HJT电池转化效率屡创新高，现已达到 26.41，未来或仍有提升空间。 7 图银价居高不下表铜的电阻率及电导率仅次于银 1.2 电镀铜去银化路线降本又增效，颠覆浆料成本问题资料来源 Wind，长江有色金属网，激光制造网公众号，迈为股份官网，天风证券研究所 0.00 1000.00 2000.00 3000.00 4000.00 5000.00 6000.00 7000.00 2020-12-07 2021-06-07 2021-12-07 2022-06-07 2022-12-07 单位元 /千克金属电阻率 *10-8Ω·m 电导率 *107S/m 银 1.59 6.29 纯铜 1.68 5.95 金 2.40 4.17 铝 2.66 3.76 镍 6.84 1.46 铁 9.71 1.03 备注以上为金属在 20℃ 的物性参数 8请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2.电镀铜包含四大环节，图形化和电镀环节为两大核心工艺 9  电镀铜工艺原理参考半导体、 PCB领域电镀铜工艺，光伏电池通过制备种子层、图形化环节、电镀、后处理四大环节制作铜的非接触式金属化电极，实现 “ 以铜代银 ” ，制成包括种子层、粘合层、传导层、焊接层的电极。 ➢ PCB（印刷电路板）、 IC封装、大规模集成线路（芯片）等电子领域都需要通过电镀铜技术实现电路结构。  铜电镀与传统丝网印刷银浆环节的前两道工艺制绒环节、 PVD溅射环节相同，差异主要在 TCO膜制备工序之后传统 HJT产线在 TCO膜制备之后采用银浆印刷，而铜电镀则把银浆丝网印刷替换成制备铜栅线的图形化和金属化两大工序。图电镀铜技术的工艺流程示意图清洗制绒双面 PECVD镀 a-Si膜（ p/i/n）双面 PVD镀 TCO膜烧结光再生测试银浆丝网印刷 PVD沉积种子层（并快速烧结）图形化环节电镀后处理环节传统丝网印刷工艺电镀铜工艺图电镀铜异质结电池 HJT的结构电镀铜四大环节目的与原理制备种子层镀层和 TCO间主要通过范德华力进行物理接触，易引起电极脱落；且铜扩散至硅基底中损坏器件。一般通过 PVD设备蒸镀 /溅射在 TCO表面沉积 100nm极薄铜 /镍 /铜镍 /铜镍银等种子层，可提高镀铜的附着性能，并通过快速烧结强化附着力图形化环节涂覆感光材料后，将感光材料不需要镀铜的部分曝光变性，并显影洗去未曝光变性的需要镀铜的部位，使其裸露出来，以实现后续选择性电镀环节电镀电解过程，通过在电解池中还原 Cu离子实现较高均匀性和产能的镀铜后处理为防止铜氧化进行镀锌 /其他抗氧化剂；清洗掉之前曝光变性的剩余感光材料；刻蚀掉电极外的多余种子层表电镀铜四大环节 2.1电镀铜四大环节替换传统丝印工艺环节资料来源电镀铜技术在电子材料中的应用余德超等，硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究俞健等，全球光伏公众号， 2020年中国光伏技术发展报告晶体硅太阳电池研究进展 7 ，迈为股份公司公告， PVTECH，天风证券研究所 10 图电镀铜异质结电池的生产流程（一）图形化（二）金属化电镀基底 1）沉积种子层 2）图形化环节涂覆感光胶层曝光固化背光显影 3）电镀环节 4）后处理环节抗铜氧化去感光材料刻蚀种子层图图形化后的凹陷区域为镀铜区域种子层掩膜曝光生成的稳定物质种子层掩膜曝光生成的稳定物质 2.2电镀铜四大环节包含多项工艺步骤  铜电镀具体工艺流程较为复杂，四大环节包含了共计 7-9项工艺步骤。 ➢ 制备种子层 /图形化环节 /电镀环节 /后处理环节分别包括 1/3/1/3个步骤。 ➢ 其中，图形化环节依次包括涂覆感光材料、曝光固化、清洗显影 3步骤；后处理环节依次包括镀锡抗氧化、去感光材料、刻蚀种子层 3步骤。  综上，电镀铜四大环节、多项工艺步骤可被简要概括为图形化金属化图形化包括沉积种子层、图形化环节，金属化包括电镀环节、后处理环节。 ➢ （一）图形化为改善金属与透明导电薄膜的接触及附着特性，引入一层极薄的种子层（ 100nm），增加电镀金属与 TCO之间的附着性能；然后通过喷涂感光图层 /制作掩膜经过曝光、显影获得电极的设计图案。右图示为作为感光材料的一种干膜类电镀掩膜，经选择性地曝光固化生成了稳定（不溶解于显影剂）、绝缘（阻挡电镀）物质附着于种子层，其他非反应掩膜溶解于显影液洗去，从而可在图示凹陷部分镀铜、形成排列电极。 ➢ （二）金属化特定图形的铜沉积（电镀铜）；然后使用抗铜氧化方法进行处理、除去之前的掩膜 /感光胶、刻蚀去除电极外的多余铜种子层，最后再进行表面处理，至此形成完整的铜电镀工序。资料来源硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究俞健等， Copper metallization of electrodes for silicon heterojunction solar cells Process, reliability and challenges Jian Yu等，全球光伏公众号，天风证券研究所仅图形化环节设备占比电镀铜 4大环节设备价值量的 50-60，图形化电镀环节本身技术难度大且须相互匹配。  （ 1）从对电镀铜的工艺效果影响来看图形化 /电镀环节分别直接影响了后续电镀过程的电极精度 /产能良率。  （ 2）从技术壁垒来看光伏电池电极的微米级图形化环节借鉴自半导体（纳米级） /PCB领域光刻技术，单项技术难度大，尤其是图形化光刻环节；并且图形化与电镀环节内外工艺环环相扣，要求极高的相互匹配度。 ➢ 图形化环节壁垒高、测试周期长。光刻技术难度一方面在于感光材料（掩膜）的处理、曝光、显影各工序本身需花费大量时间进行设备 /工艺 /辅料辅材测试，其中曝光机核心零部件依赖进口；另一方面在于需要保证相应辅料与设备应用之间的匹配度。 ➢ 电镀环节借鉴自 PCB的挂镀技术，但光伏行业应用需在其基础上提升产能和良率。 ➢ 图形化环节电镀环节电镀建立在图形化基础上，需要与图形化方案相匹配。  另外，其他环节价值量低，技术难度相对较小。制备种子层环节通过普通物理气相沉积 PVD蒸镀 /溅射实现，技术门槛低。 11 图两大核心环节设备材料的相互匹配测试周期长序号环节影响电镀铜工艺性能指标具体工艺步骤设备设备技术进程材料 /辅料主要价值量占比 1 PVD沉积种子层 - 蒸镀 /溅射 PVD设备技术门槛低 - 2 图形化对位精度涂覆感光材料油墨印刷机 /贴膜机半导体光刻胶日美垄断感光材料曝光固化曝光机核心零部件依赖进口 - √ 显影显影机显影液 3 电镀产能、良率电镀电镀机产能良率尚在爬坡电解液 √ 4 后处理环节 - 镀锡等抗氧化金属电镀机电解液去感光材料去膜机去膜液刻蚀种子层刻蚀机刻蚀液 2.2 图形化电镀为两大核心环节，技术壁垒高资料来源全球光伏公众号，果壳公众号，芯碁微装招股说明书， PVTECH、爱康科技调研纪要、真空技术与设备网， Copper metallization of electrodes for silicon heterojunction solar cells Process, reliability and challenges Jian Yu，天风证券研究所 12请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 3.长坡厚雪赛道，核心环节厂商降本突围指日可待序号图形化工艺示意图技术方案搭配感光材料图形化基本原理技术来源技术成熟度线宽要求 10 - 30 μ m 自动化水平总结光伏设备厂商 1 光学投影掩膜光刻光刻半导体光刻胶由光源发出的光束，通过投影原理下的复杂光路使得光束经过掩膜获得更小比例、更精细的图像，在感光材料上曝光。芯片高端行业成熟 1 μ m 低设备供给、掩膜成本太高不能自动化 → 不适合规模化芯碁微装 2 接近接触式光刻光刻干膜 / 油墨由光源发出的光束，经掩膜板在感光材料上曝光。 P C B 等泛半导体行业成熟最小线宽约 50 μ m 精度不足低设备供给、掩膜成本较高不能自动化、精度低 → 不适合规模化芯碁微装 3 激光直写光刻光刻干膜 / 油墨计算机控制高精度光束聚焦至感光胶层基材表面，无需掩膜直接进行扫描曝光。 P C B 行业最小线宽达 5 μ m 精度足够高成本相对较低、无掩膜自动化 → 适合规模化芯碁微装，捷得宝 4 喷墨打印喷墨蚀刻铝膜印刷碱性墨，蚀刻铝膜。精度低精度低 -  （一）图形化核心环节具体包括涂覆感光材料、曝光固化、清洗显影步骤，其中第一 /二步中感光材料 /光刻具有多条技术路径。 ➢ 感光材料分为干膜材料 /湿膜油墨 /铝膜三种，其中湿膜油墨性能略差但比干膜便宜，适用于追求低成本的光伏行业。 ➢ 曝光固化分为光学投影掩膜光刻 /接近接触式光刻 /激光直写光刻 LDI/喷墨打印共计 4种，其中 LDI在线宽、自动化、成本方面具有综合优势。  目前来看，在多条技术路线下，感光油墨激光直写技术组合（油墨 LDI）最具综合优势，且有望在极具量产降本需求特征的光伏行业产业化。 13 表图形化环节的不同技术路径比较表图形化环节的不同感光材料比较 3.1 两大核心工艺同时形成多条技术路径，有望驱动设备耗材端滚雪球式降本资料来源激光光刻技术的研究与发展邓常猛等，芯碁微装招股说明书，广信材料招股说明书，容大感光招股说明书，全球光伏公众号，果壳公众号，高分子科技公众号， PVTECH，投资界公众号，硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究俞健等，天风证券研究所感光材料涂覆技术 /工艺设备性能特征干膜卷对卷贴膜机、旋涂仪好成本较高光敏油墨油墨印刷机略差，满足要求成本低铝膜（薄膜） PVD 自动氧化绝缘 -  （一）图形化核心环节油墨 LDI技术有望在电镀铜工艺中得到推广。一方面，直写光刻设备无需掩膜版制造，显著节省了成本；另一方面，油墨作为感光湿膜材料相比干膜成本更低。 14 图直写光刻设备应用无需掩膜版节省大量成本图油墨作为感光材料的涂覆 → 曝光 → 显影的图形化示意图 3.1 两大核心工艺同时形成多条技术路径，有望驱动设备耗材端滚雪球式降本资料来源广信材料招股说明书，芯碁微装招股说明书，天风证券研究所 15  （二）电镀核心环节  电镀设备一般分为垂直电镀设备（挂镀设备） /水平电镀设备。垂直电镀就是让欲镀表面、铜阳极板与镀液液面垂直，同时欲渡表面与铜阳极板之间保持平行；而水平电镀就是让欲镀表面、铜阳极板与镀液液面保持水平，同样，欲镀表面与铜阳极板也要保持平行。 ➢ 水平电镀与垂直电镀的原理一致。以半导体硅片的水平电镀为例，待镀电极（阴极）位于上方，晶圆中有溅射铜种晶层的一面朝下进行电镀，铜电极（阳极）置于半导体晶圆的下方。阴极滚轮与半导体晶圆边缘连接，并通过晶圆表面的种晶层跟铜阳极形成导电路径，滚轮连接方式如图所示。当电压加在阴极和铜阳极之间，电流就可以在两个电极之间流动。回路一旦形成，铜离子从电镀液向晶圆（阴极）表面移动，从而使得表面形成铜电镀层。  水平电镀技术本身难度更高，但在均匀性、量产、良率与受力的性能指标上皆比挂镀方式更好，有望成为未来的主流设备。图垂直电镀示意图图水平电镀示意图（欲镀工件）（欲镀工件）垂直电镀水平电镀电镀性能指标电极均匀性（一般种子层边缘区电流密度更大导致电极更厚）、产能、良率电镀过程工件在镀液中垂直放置，并通过垂直夹持方式随传送系统水平缓慢传送。工件在镀液中水平放置并随导电夹子 / 滚轮（更方便）传送，镀液通过泵加压后经喷嘴垂直喷出促使其在板面和孔内流动并在孔内形成涡流。特征阴极与电池片接触面积小（具有损伤硅片风险）阴极与电池片接触面积大技术难度 /成熟度较低 /相对成熟，可参考 PCB行业，可实现单、双面镀铜高 /不成熟、研发中，待验证电机设计要求 - 高，独特电机设备设计复杂电化学经验要求相对低，直接参考 PCB行业非常高电解液常规铜离子溶液搭配特殊的三价铁离子溶液电极均匀性差较好产能（生产速率）慢，难以实现自动化 2000-3000片 /小时（单台 50-60米挂镀设备）快 6000-7000片 /小时良率低，易碎片接触面积大，相对高其他质量问题 - 电解过程生成氢气，在电池板上产生空洞代表厂家东威科技等安美特（ PCB，德国）捷得宝（做铜电镀整体解决方案）等表金属化环节的不同技术路径比较 3.1 两大核心工艺同时形成多条技术路径，有望驱动设备耗材端滚雪球式降本资料来源专利 CN114335257B（爱旭股份）， iprdb专利网，东威科技公司公告，捷得宝官网，全球光伏公众号，铜互连电镀工艺研究及设备改进王兆君，电镀铜技术在电子材料中的应用余德超等，天风证券研究所 16  综上，电镀铜围绕图形化、电镀两大核心环节形成了多条技术路线，提升了电镀铜量产落地的确定性，且多环节配合有望实现滚雪球式降本效果。图电镀铜围绕图形化、电镀两大核心环节形成多条技术路径 3.1 两大核心工艺同时形成多条技术路径，有望驱动设备耗材端滚雪球式降本资料来源全球光伏公众号，硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究俞健等， 2020年中国光伏技术发展报告 -晶体硅太阳电池研究进展 7 ，芯碁微装招股说明书，高分子科技公众号，天风证券研究所  （一）图形化环节  整体格局图形化环节核心设备为曝光机（光刻机），目前国内曝光机设备的核心部件依然依赖进口；感光材料油墨国产化进程中，比较顺利。  国内格局国内 6家公司布局，其中芯碁微装在图形化环节积淀深厚，有望引领其他厂家实现图形化环节设备降本。 17 表国内各公司参与铜电镀 -图形化环节的进展情况 3.2 图形化环节 -主要涉及公司及进展资料来源全球光伏公众号，捷得宝官网，芯碁微装公司公告，迈为股份公司公告，迈为股份官网，爱康科技公告，帝尔激光公司公告等，天风证券研究所序号公司图形化布局地位其他最新进程（公司公告披露） 1 捷得宝（未上市）铜电镀整体解决方案，水平电镀技术供应商致力开发光伏电池铜电镀整线工艺，为海源复材、爱旭供应商。 2 芯碁微装曝光显影环节设备国内半导体激光直写光刻设备的龙头厂商，量产 LDI光刻机的设备龙头供应商，技术积淀深厚。 - 3 迈为股份 PVD、图形化环节部分设备（ HJT量产线设备） 2021.9.7，迈为在 HJT量产设备和电镀技术结合上率先实现突破，利用澳大利亚 SunDrive 无种子层直接铜电镀工艺实现了 M6 尺寸 HJT 电池片 25.54转换效率。 202208铜电镀这个路径现在有 4个技术难点，目前公司攻克了一半多，争取在 2023年上半年的一条中试线在客户端运行起来。公司对铜电镀 /银包铜持中立态度。 4 爱康科技 - 介入铜电镀开发。 202110电镀铜工艺看起来有八九道工序，但未来会整合成两台设备。 5 帝尔激光激光干法刻蚀图形化（激光开槽）激光干法刻蚀图形化 202210在电镀铜路线上，公司的激光干法刻蚀技术已实现量产订单，具体应用为电镀前的图形化工艺。  （二）电镀环节  技术路线（仅部分公司公开其研究路线）捷得宝、宝馨科技着力于水平电镀技术的研发，东威科技专注于垂直挂镀路线。  进展情况太阳井披露其推进到量产阶段，其他公司皆处于中试线阶段测试中，预计行业 2023年可向量产目标推进。  建议 2023年关注水平电镀技术的良率、产能、空洞质量问题验证。 18 表国内各公司参与铜电镀 -电镀环节的进展情况序号公司金属化布局（湿法工艺）地位其他最新进程（公司公告披露） 1 捷得宝（未上市）铜电镀整体解决方案，水平双面电镀设备需搭配独家调制的电镀药水配方致力开发光伏电池铜电镀整线工艺，为海源复材、爱旭供应商。产品专利铜电镀设备产速 6000片 /小时，目标 10000片 /小时。 2021年 12月有消息称在台湾已有小批量生产，预计 2022年可实现国内设置中试线，年中可提供 7500片量产设备。 2 东威科技垂直挂镀电镀机（图形化 -显影机） 202207公司光伏设备在硅片上镀铜速度为 6000片 /小时，目前（ 202207）行业内以电镀方式能做到 6000片的只有东威已完成样机交付并与终端客户做了中试线。 3 罗博特科制备电极方向、 HJT铜互联解决方案 2015年为杭州赛昂铜电镀量产提供自动化设备； 202206公司关于 HJT自动化技术和产品已经迭代至第三代。铜电镀技术还处于公司内部测试阶段，目前已完成工艺流程的验证部分，并出了相应各工艺段的样片。公司专门负责该业务的技术团队对铜电镀样片已进行初步检验和评估，结果基本达到预期，预计 202212将在合作客户端逐步完成铜电镀设备的样机配套并安排在客户现场进行测试。 4 宝馨科技电镀机、刻蚀机公司经过对光诱导电镀、化镀、直接电镀、垂直挂镀、水平电镀等相关工艺路径的研究及实验。 202209目前公司相关项目研发部门正着力于水平电镀设备开发，研发进展顺利，已研制出单道水平电镀中试线并出货。在前端图形化工艺段将采取合作的模式开展。 5 钧石能源（未上市）铜电极电镀设备介入开发铜电镀技术，并应用于其 HBC中试整线，组件产品于 2021年展出。 - 6 太阳井（未上市） HJT铜互联解决方案（通威投资） 2017年成立，致力于异质结电池的铜制程整套解决方案，具有镀铜小试实验机产品。 - 3.3 金属化 -电镀环节主要涉及公司及进展资料来源东威科技公司公告，罗博特科公司公告，宝馨科技公司公告，全球光伏公众号，金石能源官网等，天风证券研究所 19请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 4.行业快速导入期在即，关注 2023年量产验证情况  由于电镀环节技术在持续验证中，假设未来电镀铜良率将逐步趋近现有丝网印刷良率并达到 95，从成本测算可得铜电镀作为去银化路线对 HJT电池路线具有明显降本效果（ 1）目前，低温银浆价格约 6500元 /kg，非硅成本降本效果达 0.085元 /W；（ 2）考虑到低温银浆国产化进程，即使在银浆价格低至 3000元 /kg基础下，考虑到耗材端油墨和其他药剂的国产化也将带来一定的降本效果，铜电镀依然能较丝印银浆降低非硅成本 0.027元 /W。 ➢ 虽然铜电镀的初始投资额高于丝印方式接近 2亿，但其铜材感光油墨其他药剂的总体耗材成本合计约为 3-4分 /W，相较于传统方式低了 0.104元 /W，能够很好抵消折旧端 0.019元 /W的成本提升。 20 表电镀铜技术较传统丝印降本作用明显（其他药剂显影液、电解液、去膜液）序号环节具体工艺步骤设备材料 /辅料主要价值量占比 1 PVD沉积种子层蒸镀 /溅射 PVD设备 - 2 图形化涂覆感光材料油墨印刷机 /贴膜机感光材料曝光固化曝光机 - √ 显影显影机显影液 3 电镀电镀电镀机电解液 √ 4 后处理环节镀锡等抗氧化金属电镀机电解液去感光材料清洗机去膜液刻蚀种子层刻蚀机表电镀铜各环节所用耗材包括感光材料和多种化学药剂 4.1 电镀铜经济性测算较传统丝印银浆具有显著降本效果资料来源全球光伏公众号，帝尔激光公司公告，长江有色金属网，天风证券研究所 HJT-丝网印刷 HJT-铜电镀设备初始投资（亿元 /gw） 4.00 设备初始投资（亿元 /gw） 5.60 折旧残值 /年限 5/8年 5/8年设备折旧（元 /w） 0.048 设备折旧（元 /w） 0.067 0.019 假设银浆价格为 6500元 /kg 银浆成本（元 /W 0.141 铜成本（元 /W 0.001 耗材 1-感光油墨（元 /W 0.018 耗材 2-其他药剂元 /W 0.018 银浆价格（元 /kg） 6500.00 铜价格（元 /kg） 65.00 电极宽度（ μm） 40.00 电极宽度 20.00 每片银浆用量（ mg） 240.00 每片铜用量（ mg） 126.32 总体耗材成本合计（元 /W） 0.141 总体耗材成本合计（元 /W） 0.037 0.104 总体非硅成本（元 /W） 0.189 总体非硅成本（元 /W） 0.104 0.085 假设银浆价格为 3000元 /kg 银浆成本（元 /W 0.065 铜成本（元 /W 0.001 耗材 1-感光油墨（元 /W 0.009 耗材 2-刻蚀墨水元 /W 0.009 银浆价格（元 /kg） 3000.00 铜价格（元 /kg） 65.00 电极宽度（ μm） 40.00 电极宽度（ μm） 20.00 每片银浆用量（ mg） 240.00 每片铜用量（ mg） 126.32 总体耗材成本合计（元 /W） 0.065 总体耗材成本合计（元 /W） 0.019 0.046 总体非硅成本（元 /W） 0.113 总体非硅成本（元 /W） 0.085 0.027 备注表格数据基于电镀铜良率未来达到 95假设测算得来，不代表目前真实情况，仅供参考  量产验证的关键指标系电镀铜技术的良率、量产速率的可行性。 ➢ 当前铜电镀良率尚无可靠数据，从敏感性分析可见，若目前良率低至 30及以下则基本抵消了电镀铜的成本优势。 ➢ 传统丝印量产速率达 8000片 /小时，目前电镀铜前期试线水平最高为水平电镀的 6000片 /小时左右。 ➢ 关注水平电镀技术下产品空洞的质量问题。  去银化路线下，随着目前感光油墨、显影液等其他药剂正在国产化进程中，我们预计耗材的非硅成本占比将进一步减小，未来电镀铜产业化有望持续在设备端给予光伏行业降本动力。 ➢ （ 1）目前耗材端感光油墨、其他化学药剂国产化； ➢ （ 2）未来设备折旧端电镀铜设备的规模化量产将快速分摊固定资产成本；设备核心部件的本土化驱动降本，目前电镀铜较多设备及其核心部件仍以从中国台湾地区或其他地区引进为主。 ➢ （ 3）未来推动薄片化降本铜电镀是低温工艺，利于推动薄片化。 21 片 /小时 2022年生产速率碎片率数据来源丝网印刷 8000 小于 0.1 迈为电镀设备 6000 未披露捷得宝、东威表电镀铜量产速率远不及传统丝印方式表良率对电镀铜降本效果的敏感性分析（银浆价格为 6500元 /kg）表电镀铜去银化路线颠覆了光伏电池非硅成本结构，未来降本压力转移到设备端 4.1 电镀铜经济性测算关键在良率、量产速率验证资料来源全球光伏公众号，东威科技公告，迈为股份公司公告等，天风证券研究所 H J T - 丝网印刷非硅成本占比 H J T - 铜电镀非硅成本占比设备折旧（元/ w ） 0 .0 4 8 25 设备折旧（元/ w ） 0 .0 6 7 64 银浆成本（元/ W 0 .1 4 1 75 铜成本（元/ W 0 .0 0 1 1 耗材1 - 感光油墨（元/ W 0 .0 1 8 18 耗材2 - 其他药剂元/ W 0 .0 1 8 18 总体耗材成本合计（元/ W ） 0 .1 4 1 75 总体耗材成本合计（元 / W ） 0 .0 3 7 36 总体非硅成本（元 / W ） 0 .1 8 9 100 总体非硅成本（元/ W ） 0 .1 0 4 100 电镀铜良率 10 20 25 30 50 70 90 99 总体耗材成本合计（元 /W） 0.370 0.185 0.148 0.123 0.074 0.053 0.041 0.037 设备折旧（元 /W） 0.067 0.067 0.067 0.067 0.067 0.067 0.067 0.067 总体非硅成本 -电镀铜 0.437 0.252 0.215 0.190 0.141 0.119 0.108 0.104 总体非硅成本 -丝印银浆 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 电镀铜降本效果（元 /W） -0.248 -0.063 -0.026 -0.001 0.048 0.070 0.081 0.085  随着未来 N型电池渗透率不断加速，预计非银电极的降银（银包铜） → 去银技术（铜电镀）将不断成熟实现产业化，我们假设银包铜技术率先应用，而后光伏行业的降本增效需求将促使其转变为去银化的铜电镀技术，预计 26年铜电镀设备市场规模突破 50亿元。其中核心设备曝光机 26年市场规模或接近 15亿元。预测假设如下 ➢ 假设 N型电池 /非银电极 /铜电镀的技术渗透率逐年提升，并假设 2022年铜电镀技术渗透率为 2； ➢ 当前铜电镀全工艺设备投资额约 2亿 /GW，假设随着产业化未来设备投资额逐年下降 5-10。 22 表铜电镀设备市场规模预测表电镀铜工艺产线投资额显著高于丝印 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 光伏组件需求（ GW） 166 266 346 399 457 571