我国对钨矿开采实行总量控制,指标逐步提升但增量较小。
1.我国钨资源储量丰富,供给受限产量下滑
钨是国民经济和现代国防领域不可替代和不可再生的战略性金属资源,具有高熔点、高 比重、高硬度的物理特性。钨产业链上游包括白钨矿及黑钨矿的勘探和采选。产业链的中游 是矿的冶炼,得到钨精矿、仲钨酸铵、氧化钨等产品。产业链的下游是钨的深加工,生产的 产品包括高密度合金、硬质合金等。钨产品最终被广泛应用于机械制造、电力能源、石油化 工等领域。我国钨矿类型以白钨矿为主,黑钨矿和黑白混合钨矿为辅。钨资源丰富,储量及矿山钨 产量均位列全球第一。2021 年全球钨资源储量为 370 万吨,我国钨资源储量为 190 万吨, 占 51%;全球矿山钨产量约 7.9 万吨,我国矿山钨产量为 6.6 万吨,占比最大为 83%。
我国钨矿主采指标由 2016 年的 7.3 万吨增长至 2022 年的 8.1 万吨,CAGR 为 1.7%;综合利用指标由 1.8 万吨增长至 2.8 万吨,CAGR 为 7.4%;钨矿开采总量指标由 9.1 万吨增长至 10.9 万吨,CAGR 为 3%。 在实行开采总量控制指标下,我国钨精矿产量呈现震荡下行趋势。据中国钨业协会统计 数据显示,2022 年前三季度我国钨精矿产量 9.52 万吨,同比下降 7.1%。主要减量原因:1) 部分矿山原矿品位下降;2)部分中小矿山因绿色矿山及环保安全督查影响存在复工推迟现 象;3)部分地区受疫情反复影响存在阶段性开工率降低现象;4)部分产区受双控政策及限 电措施影响存在阶段性开工率降低现象。

根据海关总署数据,2017 至今我国钨精矿产品主要以进口为主,2020 年及 2021 年暂 无钨精矿出口。2017 至今我国钨矿砂及其精矿进口呈现先下降后上升的趋势,2022 年我国 钨矿砂及其精矿进口量 5901 吨,同比增长 1.7%。
2、制造业复苏趋势明确,钨需求量有望重回增长态势
2022 年上半年受制造业需求增速放缓影响,国内钨消费量同比下降。根据安泰科数据, 2022 年 1-6 月中国钨消费合计为 3.1 万吨,同比下降 1.4%,其中,原钨消费为 2.6 万吨, 同比下降 3.7%。2022 年 1-6 月国内钨出口量 1.3 万金属吨,同比增长 15.3%。 我国钨下游消费领域包括硬质合金、钨材、钨特钢以及钨化工。根据安泰科数据,2022 年 H1 硬质合金占比为 57%,其次是钨材、钨特钢以及钨化工,占比分别是 22%、17%、4%。
2.1、硬质合金国产替代有望加速,制造业复苏带动需求放量
硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化钨、碳化钛粉末为主要成分,加入钴、镍等金属作 为粘结剂,经过球磨、压制、烧结等粉末冶金工艺制造而成的具备高硬度、高耐磨的合金材 料,通常按照材质、形状及其应用领域进行划分。近年来我国硬质合金行业产量受益于下游金属切削机床的产量的增加整体呈增长态势, 国内硬质合金行业产量从 2017 年的 3.4 万吨增长至 2021 年的 5.1 万吨,CAGR 为 10.8%。
产品国际竞争力较弱,未来有望逐步完成国产替代。目前我国国内硬质合金产品主要以 出口为主但产品国际竞争力较弱。2021 年中国硬质合金进口数量为 1285.8 吨,同比下降 12.8%;硬质合金出口数量为 3190.3 吨,同比增长 33%。我国硬质合金产品均价远低于进 口产品,但出口产品均价提升较快,2021 年我国硬质合金进口产品平均单价增长 12.7%至 48.3 万美元/吨,出口平均单价同比增长 12.3%至 8 万美元/吨。进口平均单价是出口的约 6 倍,体现了进口产品的高附加值和高技术含量。未来我国硬质合金技术提升,将更多地输出 高端的硬质合金产品,逐步实现国产替代。
根据中国机床工具工业协会数据,2021 年我国切削工具为硬质合金最大应用领域,占 比 31.5%。2022 年受疫情反复和制造业疲软影响,金属切削机床产量有所下滑,2022 年我 国金属切削机床产量 57.2 万台,同比下降 5%。切削工具属于耗材,具有消费属性,与制造 业景气度相关性较高,2023 年 1 月中国制造业 PMI 指数为 50.1%,未来随着疫情影响逐步 减弱,制造业保持复苏趋势,PMI 有望持续维持在 50%以上,带动切削工具需求量回暖。根据前瞻产业研究院预测,我国硬质合金需求量将从 2021 年的 5.1 万吨,增长至 2025 年的 7.4 万吨,CAGR 为 9.8%。

2.2、光伏细钨丝替代路线清晰,前景广阔
全球光伏新增装机量快速增长,有望带动金刚线需求放量。金刚线作为光伏硅料切割的 重要耗材,需求量与光伏行业景气度联系紧密。根据 CPIA 预测,2025 年全球光伏新增装机 量有望达到 586GW;根据中国光伏行业预测,2025年我国光伏新增装机量有望突破 200GW。 在光伏行业的长景气周期背景下,金刚线需求量有望快速增加。金刚石线是用电镀的方法在钢线基体上沉积一层包裹有金刚石颗粒的金属镍,使金刚石 颗粒固结在钢线基体上,从而制得的一种线形超硬材料切割工具。
金刚石线当前主要应用于 光伏晶硅片的切割。从晶体硅切割技术的发展历程来看,硅片切割方法经历了内圆锯切割、游离磨料砂浆切 割、金刚石线切割的技术升级路线,其中每一步改进都带来了原材料利用率、切割效率的提 升和硅片单位切割成本的降低。目前,主要的单、多晶硅片生产厂商已全面采用金刚石线切 割工艺。
高碳钢丝金刚线接近物理极限,钨丝金刚线替代路线明确。目前金刚线制造采用的母线 材料基本上是高碳钢丝,经过多年发展,硅片切割使用的高碳钢丝的线径逐渐细化,目前已 经到 35 um,接近物理极限。若要向 35 um 以下的线径规格方向演进,则需要替换金刚线母 线材料。钨丝凭借耐磨损、高强度、断线率低等优势,具备更大的细线化空间。因此,金刚 线母线材料开始朝着钨丝方向渗透。现在来看,钨丝是比较合适的下一代金刚线母线材料, 金刚线母线材料向钨丝方向演变趋势较为明显。
钨丝成本主要受制于钨杆价格和拉丝成材率。目前钨丝成材率相较于钢丝仍然处于较低 水平,根据中钨在线,行业平均成材率约 50%-60%,工艺提升空间较大,随着成材率的提 升可有效摊薄生产成本。我们根据厦门虹鹭细钨丝项目环评报告中的天翔厂 80 亿米细钨丝 项目进行测算,假设钨杆价格 39 万/吨,钨丝成材率 50%,计算出细钨丝成本 24.4 元/km。根据我们对细钨丝进行成本敏感性分析,成材率的提升对细钨丝降本更为显著。当钨杆 价格不变,成材率分别提升至 60%/70%/80%时,细钨丝成本将分别降低 16.7%/28.6%/37.5%。

当前钨丝金刚线价格较高,尚不具备替代高碳钢丝金刚线的经济性。根据岱勒新材投资 者平台交流,目前钢丝金刚线价格约 40 元/km,钨丝金刚线价格为钢丝金刚线的 2-3 倍。钨 丝金刚线若要实现替代钢丝金刚线的经济性,可以通过 1)线径细线化,提高硅片的出片率 以摊薄生产成本;2)提高钨丝金刚线的成材率以摊薄生产成本;3)硅片进一步薄片化,提 高出片量带来的降本效应。为进一步测算出各方面对钨丝金刚线经济性的影响,我们选取 36 um 钢丝金刚线作为测算基准做出如下假设: 线径假设:根据美畅股份公告,目前 36um 钢丝金刚线占比快速提升,故我们选取 36 um 钢丝金刚线作为测算基准,钨丝金刚线我们选取 34/32/30/28/26um,假设良率相同且都为 98%。
线耗假设:根据行业专家交流,行业平均单片线耗约 4m 左右。假设金刚线母线线径每 降低 1μm,断线率增加带来的线耗增长 5%,钨丝在同等线径下,线耗较碳钢丝金刚线降低 20%;线径每细 1μm,单位线耗约增加 0.1m。 硅片假设:根据高测股份投资者交流平台,晶棒长度一般为 830mm。根据隆基绿能 12 月 23 日发布 12 月单晶硅片价格,其中单晶硅片 P 型 M10 150um 厚度(182/247mm)价格报 5.40 元/片。故我们假设晶棒长度均为 830mm,价格取 5.4 元/片,厚度取 150um。 根据以上假设,以 36um 钢丝金刚线作为基准,测算出当钨丝金刚线达到 30um 时,将 具备替代钢丝金刚线的经济效益,价值增益约为 0.0076 元/米。
为进一步看出硅片价格和硅片厚度对钨丝金刚线经济效益的影响,我们保持上面的假设, 仍以 36 um 钢丝金刚线作为基准,钨丝金刚线取 34um,以硅片价格和硅片厚度作为变量进 行分析。 硅片厚度对钨丝金刚线经济效益影响较大。当硅片价格 5.4 元/片,硅片厚度从 150um 下降至 120um 时,价值增益从-0.0605 元/米增加到 0.7200 元/米,价差 0.7805 元/米;当硅 片厚度为 150um,硅片价格从 5.4 元/片下降至 3 元/片时,价值增益从-0.0605 元/米增加到 -0.1083 元/米,价差 0.0478 元/米。从价差来看,硅片厚度对钨丝经济效益影响更大。当硅 片厚度达到 140um 时,单片硅片价格在 3-5.4 元均能实现价值增益。
钨丝金刚线替代路线清晰,前景广阔。在硅片薄片化的趋势下,我们认为钨丝金刚线替 代高碳钢丝金刚线的逻辑来源于 N 型电池降本对于 P 型电池的取代。根据隆基绿能公告,目 前 N 型电池技术已经成熟,未来将逐步代替 P 型电池成为主流并进一步薄片化。钢丝金刚线 切割更薄硅片会导致较高的碎片率,严重影响良率,目前最为成熟的解决方案为钨丝金刚线。 除此之外,钨丝母线成材率的提升也将降低钨丝金刚线价格,提升钨丝金刚线替代钢丝金刚 线的经济效益。因此,在钨丝线径不断细化、硅片薄片化持续推进、钨丝母线成材率不断提 升的背景下,钨丝金刚线替代高碳钢丝金刚线的路线较为明确,替代空间广阔。

根据 CPIA 预测,全球 2022-2025 年光伏新增装机量分别为 251/347/451/586GW,按 照 1.25 容配比计算,2025 年全球硅片需求量约 733GW。根据岱勒新材投资者交流平台透 露,目前金刚线单 GW 线耗为 50-60 万公里,因此我们假设 2022 年金刚线单 GW 线耗为 50 万公里,考虑到金刚线不断细化后,断线率的提升将提高单 GW 线耗,假设此后每年单 GW 线耗增加 2 万公里。参考金刚石线替代上一代砂浆切割路径的时间,考虑到厦门钨业和 中 钨 高 新光 伏 细 钨丝 产 能投 放 节奏 , 假设 2022-2025 年钨丝母线渗透率分别为 15%/30%/50%/70%,计算出 2025 年光伏用钨丝母线需求量为 2.9 亿千米。根据厦门钨业 投资者交流平台透露,目前钨丝母线价格约为 40 元/千米,则 2025 年光伏用细钨丝市场规 模将达到 114.9 亿元。