2023年高测股份研究报告 深耕光伏切割领域,产品矩阵不断升级

  • 来源:国泰君安证券
  • 发布时间:2023/02/07
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高测股份(688556)研究报告:深耕光伏切割,切片代工开启业绩增量空间。下游硅片厂商扩产带动切割设备及耗材需求。我们测算2025年全球切割设备市场规模超过42亿元,切割耗材市场规模超过52亿元。降本提效需求下,公司顺应硅片“大尺寸、薄片化”趋势,研发可调偏心轴切片机GC700X并实现36、38μm线型金刚线批量生产、销售。受益于光伏行业持续高景气,光伏切割设备订单、金刚线产能及出货量大幅增长。切片代工业务开启业绩新增量点。结合公司产品竞争优势与下游客户广泛优势,针对下游企业切片工艺重资产、技术迭代风险高等痛点,公司提供切片代工服务以协助客户降本提效。目前切片代工...

1. 投资分析

市场认为光伏行业易受补贴政策调整、宏观经济波动、贸易摩擦、阶段 性产能过剩等多重因素影响,行业大幅波动对光伏企业的经营状况和盈 利能力均造成重大影响;我们认为伴随全球各国纷纷确立碳中和目标, 光伏行业持续保持高景气度,光伏行业正由政策驱动发展阶段转入“平 价上网”过渡阶段,市场空间快速打开。根据中国光伏行业协会统计的 数据,2021 年全球新增光伏装机量为 170GW,同比增长 30.77%,其中 国内光伏装机量为 54.88GW,同比增长 13.9%,中国新增和累计光伏装 机量持续保持全球第一,预计 2022-2025 年全球光伏年均新增装机量将 达到 232-285GW,其中国内光伏年均新增装机量将达到 83-99GW。

市场认为光伏硅片切割行业市场规模较小,份额集中,竞争压力较大, 我们认为硅片正呈现大尺寸、薄片化发展趋势,技术门槛进一步提高, 高品质硅片产品市场需求存在缺口。 市场认为切片业务技术壁垒不高,难以形成核心竞争力,我们认为硅片 产能受切割设备及切割耗材(金刚线)的性能影响较大,高测股份通过 自主研发形成的核心技术,主要包括 3 项核心支撑技术及 16 项核心应 用技术,并形成了公司的核心技术体系。硅片切割过程中,金刚线切片 机多达 300 个部件需高精密协调配合工作,才能保证切片机高速、高精 度、高稳定性工作,进而才能保证硅片的质量及切割生产效率。

市场认为未来硅片厂商或将坚持一体化切片,切片代工行业寿命有限。 我们认为专业化和一体化并非是对立面,而是行业发展不同时期企业的 规划与选择。从经济学角度看,行业内专业分工越细,效率越高、成本 越低,技术急速发展阶段专业化的优势及需求更加明显。硅片切片环节 目前正好处于技术快速进步阶段,行业壁垒逐渐形成,专业化切片代工 的技术红利在代工企业与客户双赢的推动下,必将会对切片代工业务的 发展壮大提供助力。

2. 光伏硅片切割+耗材领军企业,业绩高速增长

2.1. 公司深耕光伏切割领域,产品矩阵不断升级

立足切割设备与耗材领域,轮胎检测装备公司成功转型高硬脆材料切割 装备龙头企业。从公司主营业务演变历程看,可分为两个阶段。第一阶 段:2006 年成立青岛高测有限公司,主营轮胎检测装备业务,2009 年公 司掌握金刚线切割业务;第二阶段:2015 年公司变更为青岛高测科技股 份有限公司,核心技术拓展应用于光伏硅片制造领域,直至 2020 年科创 板上市,期间成立子公司长治高测新材料科技有限公司、洛阳高测精密 机械有限公司、壶关高测新材料科技有限公司拓展光伏装备、耗材相关 业务。2021 年成立子公司乐山高测新能源材料科技公司及盐城高测新材 料公司,深耕光伏硅片相关业务。公司不断追求技术升级,成功实现业 务转型,立足切割设备、切割耗材领域,随着硅片切割业务不断放量, 公司正逐渐由设备生产商拓展至切片加工服务领域,业绩加速增长。2022 年在碳化硅领域上市产品切割装备和金刚线,布局第三代半导体材 料,逐渐打开市场空间。

公司产品矩阵主要围绕高硬脆材料切割设备及切割耗材。公司主要产品 包括光伏切割设备、光伏切割耗材、创新业务(半导体、蓝宝石、磁材) 切割设备及耗材、硅片及切割加工服务。其中主营产品围绕高硬脆材料 切割设备及切割耗材,主要应用于光伏行业硅片制造环节,实现切割设 备、切割耗材、切割服务业务覆盖,并凭借在切割领域的技术优势拓展 到创新业务板块。

2.2. 股权结构稳定,子公司业务清晰

公司实际控制人为董事长张顼,截至2021年末直接持有公司股份25.48%。 公司下设 5 家子公司,长治高测与壶关高测负责金刚线生产;洛阳高测 负责自主研发制造轴承箱;乐山高测负责建设光伏大硅片研发中心及智 能制造示范基地,同时投产乐山 20GW 大硅片及配套项目(一期 6GW); 盐城高测负责建设盐城一期 10GW 大硅片项目及盐城二期 12GW 大硅 片项目。

2.3. 业绩持续增长,经营能力优秀

公司营业收入呈高速增长态势,年复合增长率达 70%。公司营业收入总 体呈增长态势,2015-2021 年 CAGR 高达 69.98%。公司 2021 年营业收 入为 15.67 亿元/+109.97%,归母净利润为 1.73 亿元/+193.38%;2022 年 前三季度营业收入为 21.90 亿元/+125.18%,归母净利润为 4.28 亿元 /+284.89%。公司业绩爆发式增长的主要原因是:(1)设备订单大幅增加; (2)金刚线产能及出货量大幅提升;(3)创新业务领域切割设备及切割 耗材销售规模大幅增长;(4)硅片及切割加工服务业务产能逐步释放, 成为公司新的业务增量点。

公司聚集光伏行业,切割设备产销大幅增长。公司光伏切割设备及切割 耗材、硅片及切割加工服务业务、创新业务、轮胎检测设备及耗材四大 业务板块齐发力,经营业绩实现大幅增长。其中光伏切割设备类产品收 入占比最高, 2022 年上半年公司切割设备业务实现营业收入 5.6 亿元 /+29.5%,占比总收入 41.9%。截至 2022 年 6 月 30 日,公司光伏切割设备类产品在手订单合计金额 11.76 亿元(含税)/+55.35%。 切割设备大额销售订单助力公司市场份额持续提升。近两年伴随光伏行 业景气度持续提升,下游硅片企业扩产项目顺利推进,切割设备需求旺 盛,公司 2020 年推出的第五代金刚线晶硅切片机 GC700X,顺应硅片大 尺寸和薄片化切割趋势,具备领先市场竞争优势并不断获得客户认可。 2021 年公司与晶澳、晶科等光伏传统企业以及高景、通合等硅片环节新 进入者均签订了大额设备销售订单,实现了业绩快速提升。我们认为随 着公司不断通过研发创新持续提升磨倒一体机、截断机及开方机等切割 设备的产品性能,后续多产品共同发力,有力推动公司切割设备市场份 额的持续提升。2022 年公司推出 GC-SCDW6500 碳化硅金刚线切片专 机,该机型属于国内首款高线速碳化硅金刚线切片机,对比砂浆切割可 提升 4 倍以上产能,采用φ0.2mm 及以下金刚线切割,显著降低生产成 本并提高出片率,试用期间获得客户好评。

公司产品毛利率始终维持高水平,净利率呈上升态势。2021年公司实现 毛利率 34%,净利率 11%;2022 年前三季度实现毛利率 40%,净利率 20%,盈利能力有显著提升。2021 年公司毛利率较同期略有下降,主要 由于切割设备业务占比提升,切割设备毛利率低于公司平均毛利率;同 时乐山 5GW 光伏大硅片切片代工项目目前正处于产能逐渐释放阶段, 短期影响毛利率水平。我们认为未来随着切片产能逐渐满产,公司毛利 率将有所提升。

公司持续高研发投入,技术驱动发展。公司 2021 年研发费用达 1.17 亿 元/+36.3%;2022年前三季度研发费用为1.48亿元,研发费用率为6.8%。 近年来公司持续加大研发投入,研发费用率始终领先同行业龙头公司。

公司费用管控能力较好,各项费用呈下降态势。2021年期间费用为2亿 元/+64.8%。期间费用率为 12.8%/-2.5pct;2022 年前三季度销售/管理/研 发/财务费用率分别为2.5%/7.5%/6.8%/0.3%,期间费用率为10.3%/-4.0pct, 费用端逐渐改善。主要原因在于公司启动了在光伏大硅片切割加工方面 的产业化布局,开展了“光伏大硅片研发中心及智能制造示范基地项目” “乐山 20GW 光伏大硅片及配套项目(一期 6GW)”及“建湖(一期) 10GW 光伏大硅片项目”的建设,加大了费用段支出,伴随建设项目逐 渐投产,公司费用降低,净利润将实现进一步提升。 公司现金流表现良好。公司 2021 年经营活动产生的现金流量达 7650 万 元/+1903.12%,主要原因在于设备订单大幅增加。公司自 2018 年起经营 性现金流始终为正值,在 2020 年疫情期间也维持较好水平,展示了良好 的抗风险能力。

公司在手订单充沛,存货创新高,合同负债大幅增长。2021年公司存货达 6.18 亿元/+11%,创历史新高;合同负债达 2.96 亿元/+144%,呈大幅 增长态势;2022 年前三季度存货 10.06 亿元/+84.45%,合同负债 4.85 亿 元/+128.83%。2021 年公司应收账款周转率及存货周转率均呈上升态势, 应收账款周转率为 2.32 次,存货周转率为 3 次;2022 年前三季度应收 账款周转率为 2.66 次,存货周转率为 1.69 次。从应收账款周转天数看, 2021 年公司应收账款周转天数为 119.9 天,2022 年前三季度应收账款周 转天数为 101.5 天,公司资金整体保持平稳,公司资产运转能力平稳。

公司 ROE 稳中有增,盈利能力稳健。2021 年高测股份 ROE 为 16.15%/+7.61 pct,2022 年前三季度 ROE 为 29.82%/+19.06pct,主要原 因在于公司净利率提升。公司目前 ROE 处于较高水平,展现了稳定的盈 利能力。

3. 光伏切割下游需求正盛,硅片产能持续扩充

3.1. 政策驱动,下游光伏需求正当时

光伏行业产业政策对行业影响较大,目前光伏正逐步迈进平价区间。公 司产品主要立足于光伏行业,由于光伏发电尚未大规模实现“平价上网”,仍易受国家产业政策、补贴政策等行业政策影响。我们认为随着光伏电 站项目逐步迈入平价区间,光伏产业将走出政策周期,降低政策驱动影 响,解决光伏产业需求受政策补贴制约问题。

全球光伏新增装机容量市场规模始终保持增长。2008-2021年全球光伏 市场年复合增长率为 36.94%,新增装机容量 CAGA 为 29.18%。2021 年 全球光伏新增装机市场达到 172GW/+30%。我们认为在光伏发电持续降 本提效等有利因素的推动下,2022 年全球光伏市场仍将保持增长,我们 预计全年全球光伏新增装机量将超过 220GW。

我国光伏新增装机容量市场规模稳中有增,光伏发电装机规模远超其他 地区。根据中国光伏行业协会统计的数据,受光伏行业产业政策及市场 推动影响,2013 年以来我国当年新增和累计光伏装机量持续保持全球第 一,国内光伏装机量为 54.88GW/+13.9%,创历史新高。我们认为后续我国装机容量将保持年均 50-70GW 的增长,市场空间可观。

国内硅片成本端压力缓解,价格回落有望带来需求上升。光伏硅片是全 球光伏产业链中产业集中度最高的环节,其产能主要集中在中国。截至 2021 年年末,全球前十大光伏硅片生产企业均位居中国大陆。截至 2022 年年底,龙头隆基股份和中环股份单晶硅片产能达到 150GW 和 140GW, 其中隆基 23 年拟扩建产能约 46GW,预计未来仍是扩产的第一梯队。

我们测算 2025年全球新增单晶硅产能有望达 209GW。根据CPIA对未 来五年光伏装机容量预测值来计算单晶硅需求量,根据以往单晶硅产能 利用率估计后续产能利用率,从而测算单晶硅年产能及新增年产能。

3.2. 硅片产能持续扩容,“大尺寸、薄片化”趋势为切割行业 带来新机遇

国内硅片企业开展建设硅片扩产计划。据全球光伏统计,光伏龙头企业 在 2021 年硅片扩产总规模超过 134.5GW。2022 年部分硅片扩产项目: 隆基股份丽江(三期)年产 10GW 单晶硅棒项目、曲靖(二期)年产 20GW 单晶硅棒和硅片项目;中环股份宁夏中环六期 50GW 项目投产 20GW; 晶澳科技曲靖(二期)年产 20GW 单晶拉棒切片项目,包头(三期)20GW 拉 晶、切片项目等,我们预计 2022 年中国硅片各龙头企业产量规模或达 250GW。

光伏硅片“大尺寸+薄片化”趋势,为设备与耗材迎来新优化机遇。回归 生产流程,硅片切割应用于光伏行业的上游的硅锭/硅棒/硅片等基础产 品的生产制造过程。而目前在降本提效的驱动下,“大尺寸+薄片化”已 成为硅片的发展趋势,其中“薄片化”能够有效减少单片用硅量,“大尺 寸“提高单片输出功率。“大尺寸+薄片化”会降低硅片的成片率,但目 前在金刚线切割技术的助力下,已成为行业新技术革新方向。我们认为 高测股份研发的切割装备和耗材正符合这一趋势,将为公司中长期经营 业绩的发展提供保障。

硅片单晶硅化、大尺寸化、N 型化进程加速。2021 年单晶硅片市场占比 已超过 90%,且目前在建扩产项目均为单晶产品。目前市场上主要有 M6 (166mm)、M10(182mm)和 G12(210mm)等不同规格的单晶硅片, 主流尺寸为 M10 和 G12。隆基股份和中环股份等各个龙头光伏硅片企业 正大力推动硅片大尺寸化趋势,预计未来大尺寸硅片市场占比将持续提 升。根据 CPIA 统计的数据,2020 年 158.75mm 和 166mm 尺寸硅片占比 合计达到 77.8%,182mm 和 210mm 尺寸合计约为 4.5%,2021 年大尺寸 硅片占比达到 45%,2022 年大尺寸硅片占比已达到 75%,且呈持续扩大 趋势。从硅片厚度角度看,2020 年 P 型单晶硅片的平均厚度约 170μm 左 右,用于 TOPCON 电池的 N 型硅片平均厚度为 165μm,用于异质结电 池的硅片厚度约 150μm,用于 IBC 电池的硅片厚度约 130μm,用于 MWT电池的硅片厚度约 130μm。随着 N 型电池占比逐步提高,硅片薄片化进 程正在加速。

硅片产能受切割设备及切割耗材(金刚线)的性能影响。目前,市场上 M10 及 G12 大硅片的切片产能不足,后续用于 HJT、IBC 等高效电池技 术的 N 型超薄硅片的切片产能严重不足,大硅片及薄片化硅片产品的切 割良率仍存在进一步提升的空间。这为光伏切割设备与耗材行业带来极 大的技术优化升级空间。

4. 设备+耗材+切片代工三轮驱动,技术整合优势助 力业绩高增长

4.1. 切割设备:“大尺寸、薄片化”硅片渗透率提升,光伏切 割设备迎来新机遇

高测股份主营业务专注于光伏产业硅片制造工序中的截断、开方、磨面、 抛光、倒角、切片等环节。光伏产业链可分为硅原料、硅棒/硅锭/硅片、 电池片、组件、光伏发电系统五个环节。其中硅原料、硅锭/硅棒/硅片等 基础产品的生产制造属于光伏产业链上游,光伏电池和光伏组件等属于 产业链中游,光伏发电系统应用属于下游环节。公司产品主要应用于光 伏行业的上游环节,为该环节的硅片制造厂商提供截断机、开方机、磨 倒一体机、金刚线切片机以及金刚线切割耗材,产品用途为通过使用公 司切割设备及切割耗材产品将硅棒制作成硅片。从硅片加工及切片各工 序设备投资构成看,单晶炉及切片机投资金额较大,占比超 50%。

我们测算 2025年切割设备总市场规模约 42.7亿元,其中切片机市场规 模约 26.54 亿元,单晶开方机市场规模约 2.81 亿元,单晶截断机市场规 模约 1.56 亿元,磨倒一体机市场规模约 11.79 亿元。根据 CPIA 对未来 五年光伏装机容量预测值来确定光伏硅片产量,光伏硅片新增产能部分 用来计算切割设备,光伏硅片年产能计算切割耗材,根据招股说明书预 估未来五年设备产品单价,以此测算切割设备、切割耗材未来五年的市 场规模。

高测股份切割设备领域 2021年市场份额达行业第一。目前国内光伏切 割设备市场的竞争格局为高测股份、上机数控、连城数控三家寡头竞争。 从近两年市场份额看,高测股份市占率超 50%,并呈逐步上升态势,连 城数控市占率约为 20%-30%,上机数控产能已基本实现自供。除三家龙 头公司外,晶盛机电专供中环,宇晶股份主要从事设备改造业务,市场 份额有限。根据 2021 年同行业公司的可比业务收入,高测股份已居行业 第一。高测股份设备营收近年呈持续上升态势。我们认为后续公司将利 用技术竞争优势持续提升市场份额。

为应对硅片行业“大尺寸”、“薄片化”、“N 型化”的发展趋势,公司于 2020年推出自主研发的可变轴距第五代金刚线晶硅切片机GC700X。截 至 2021 年末,GC700X 切片设备实现销售签单 943 台,客户包括晶澳、 晶科、高景、通合、华晟等下游硅片头部企业。2022Q1 公司已签署超 3 亿订单,预计业绩同比继续增长。我们认为,下游硅片需求扩张带动公 司切割设备订单持续饱满。

公司设备产品技术水平先进。公司销售的设备产品主要包括金刚线切片 机、单晶开方机、单晶截断机、磨倒一体机等,与行业平均水平及行业 领先公司相比,公司设备产品的核心技术指标具有一定的优势,产品性 能和技术水平均处于行业领先地位。

公司持续针对切割设备业务进行研发、投产。切割设备产能建设方面, 公司募投项目“高精密数控装备产业化项目”已完成厂房主体建设并已 投入生产使用,公司将整合光伏及半导体等领域高端切割加工设备的产 能,充分做到精细化生产管理,不断提高产能利用率。

4.2. 金刚线:“一机十二线”技改完成,带动公司切割耗材产 能大幅提升

光伏切割耗材是指电镀金刚石线(简称“金刚线”),是用电镀的方法在 钢线基体上沉积一层金属镍,金属镍层内包裹有金刚石颗粒,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。其切 割过程简要原理为金刚线压在硅材料表面,固结在钢线基体上的金刚石 颗粒在钢线带动下快速移动,产生磨削效果,磨去部分硅料,形成“刀 缝”,从而达到切割的目的。

电镀固结磨料线据切割成为目前针对高硬脆材料的主流切割方式。针对 高硬脆材料的线锯切割主要分为游离磨料和固结磨料切割两类。2003 年 以前,以碳化硅作为游离磨料砂浆的线锯切割方式主要满足于半导体行 业的需求;2003 年以来,随着光伏发电产业化水平不断提高,产业规模持续扩大,光伏产业开始步入爆发性增长阶段,国内光伏硅片企业迅速 发展并使用游离磨料砂浆切割工艺切割硅料,由于游离磨料线锯切割具 有加工效率较低、不利于加工高硬材料等缺点,其逐渐被固结磨料线据 切割所替代。固结磨料线据切割是一种在电镀液中添加一定量的表面包 覆有金属镍的金刚石微粉颗粒的加工工艺,在电镀过程中,包覆有金属 镍的金刚石微粉颗粒沉积在钢线基体上,金刚石微粉颗粒被包覆进入镀 层而制成的固结线性锯切工具。相较游离磨料线锯切割,电镀固结磨料 线据切割具有更高的耐磨性,同时能够承受更大的切削力,切削时间也 大幅降低。

我们测算 2025年切割耗材总市场规模约 52亿元。根据 CPIA对未来五 年光伏装机容量预测值来确定光伏硅片产量,光伏硅片累计年产能计算 切割耗材,根据招股说明书预估未来五年金刚线产品单价,由金刚线细 线化趋势导致线耗率增加导致单 GW 产量金刚线需求量增加,以此测算 切割耗材未来五年的市场规模。

国产金刚石线在全球市场的渗透率逐渐提升。2015年起,美畅股份、高 测股份、岱勒新材、三超新材等中国企业开始进行金刚石线的研发,打 破日本供应商市场垄断。2016-2021 年随着光伏产业链在国内的逐渐加 速发展,国内企业迅速实现技术突破,降本增效,金刚线价格从 2012 年 的约 1 元/米降低至 2021 年底的 0.05 元/米。目前国内供应商凭借价格竞 争优势迅速抢占日本厂商的市场份额,在全球市场的渗透率已接近 60% 并逐渐提升。

公司的金刚线产品自 2016 年上市,经过 2017 年至 2021 年扩产后,产 销规模快速提高,市场份额快速提升,已经成为金刚线行业重要的供应 商之一。根据 2021 年同行业公司的金刚线销量,目前市场排名第一名企 业为美畅新材。公司与美畅新材的主要差距体现在经营规模(营业收入), 毛利率水平差距正逐渐缩小。金刚线的经营规模主要依靠金刚线产能的 建设及达产进度,目前公司与美畅新材在产能方面存在差距。公司的金 刚线产品在技术上与美畅新材不存在差距。公司持续进行细线化产品研 究、不断完善产能布局,产品受到下游主要硅片制造企业认可,产品销 量快速增加。随着长治高测、壶关高测在建的金刚线产业化项目的陆续 投产,公司与美畅新材的产能规模差距将逐步减小。我们预计公司将继 续保持与行业第一名差距逐步缩小的发展趋势。

金刚丝细线化、高速化趋势带来行业需求增量。自 2021 年硅料价格居 高不下,切割耗材细线化程度不断提高。据高测股份公司年报显示,金 刚线线径越细,锯缝越小,切割时产生的锯缝硅料损失越少,同样一根 硅棒可切割加工出的硅片数量越多,制造硅片所需的硅材料越少。相同 切割工艺下,金刚线越细,固结在钢线基体上的金刚石微粉颗粒越小, 切割加工时对硅片的表面损伤越小,硅片表面质量越好,硅片 TTV 等质 量指标表现也就越好。目前高测股份金刚线母线直径已由 2016 年的 80μm 降至 2021 年的 38-45μm,相应降低了切割料损,减少了硅片的表 面损伤。金刚线高线速运动使得单位时间内作用于硅棒表面的金刚石颗 粒数量增加,进而提升切割效率、提升单机产能。高测股份金刚线切片 机的线速度已由 2016 年的 1,500m/min 提升至 2021 年的 2,400m/min。 金刚线的细线化与高速化意味着更高的线耗,我们认为伴随钢丝的细线 化程度达到极限,线耗的增加有望带动切割耗材需求的进一步放量。

为应对光伏硅片行业对切割耗材细线化需求的提升,细钨丝开始受到行 业的广泛关注。伴随光伏硅片切割行业对切割耗材细线化需求逐渐提升, 市场需要拉力更高、抗疲劳性更好的材料代替可加工性有限的传统钢丝。 高测从 2019 年开始关注钨丝技术做研发技术储备。钨丝在市场主要优 势在于:同等线径情况下,钨丝破断力大于高碳钢丝,理论上可以做到 更细的金刚线,进一步降本。但现阶段钨丝金刚线的线径和高碳钢丝金 刚线相比并没有特别大的差异,所以从客户端还看不到优势。

经济性测算假设:1)选取 650mm 长度的硅棒,切割 160μm 硅片;2) 线径每减少 1μm,单片切割的金刚线耗材增加 0.1 米。3)碳钢线价格 20 元/公里,钨钢丝价格 50 元/公里。

钨丝迅速推进取代碳钢丝前提为:1)钨钢线与碳钢线之间的节点为线径 同等能力下,钨钢线的价格要比碳钢线贵 2.5 倍左右。因此需要线径继 续下降 6μm,钨钢线将具备绝对优势。2)母线端的拉丝环节需要进行 提升,这样使母线做得更细,断线率下降,优势会更大。 2022年国内企业金刚线新增产能预计达到 3000万千米。由于金刚石线 产能扩产灵活,在下游光伏硅片生产企业大幅扩张的趋势下,近两年金 刚石线生产企业纷纷进行扩产。根据各公司公告,预计 2021 年将新增产 能近 3000 万千米。我们测算,若未来三年内各企业金刚线产能全部释 放,金刚线产能将过剩约 50 万千米,到 2025 年产能基本与市场需求持 平。

硅片的产能主要决定于切割设备及切割耗材(金刚线)的性能,对应计 算公式为:产能=Σ(线体数×12)×线速度×开机时间×稼动率×直通 率。其中“线体数×12”代表公司每月实际可用的生产线数量,高测股 份于 2021 年在行业内首次推出“单机十二线”技改活动,单线体可同时请务必阅读正文之后的免责条款部分 26 of 40 [Table_Page] 高测股份(688556) 生产的金刚线数目从 6 辊增加至 12 辊,实现金刚线产能大幅提升;“线 速度”反应生产设备的先进性,目前主流切片线速在 1800m/min,以高 测股份为代表的龙头厂商已将线速度提升至 2400m/min,形成高技术壁 垒;“直通率”受切割设备与切割耗材各项工艺技术影响,根据公司年报, 高测股份领先行业在大尺寸硅片切割上快速导入细线化切割,不断推动 182mm、210mm 大尺寸硅片良率的提升。 高测股份切割耗材核心技术指标水平领先行业。产品规格中的数据是指 金刚线母线的直径,核心技术指标中的线径是指金刚线成品的外径;由 于金刚线不断细线化发展,金刚线的线径越小、制造工艺越精密,技术 水平越高;破断力是金刚线所能承受的最大拉力,金刚线破断力越大, 代表金刚线所能承受的拉力越大,断线率相对越低,技术水平越高;出 刃率是指金刚线在每毫米线圆周范围内所有金刚石微粉数量的总和,是 反映金刚线切割能力的技术指标。

高测股份光伏切割设备和切割耗材产品在切割环节配合使用。目前应用 于切割光伏硅片的金刚线的基线直径在 50-65μm 之间,基线直径比人体 头发丝(80-90μm)还要细;硅片厚度薄至 170μm(A4 纸的厚度约为 104μm),若手持硅片抖动,硅片即可破碎;另外硅片有多个严苛的表面 质量指标。切片机切割硅片的第一步工作是金刚线布线,在硅片切割过 程中,金刚线网往返高速运动切割硅棒,一根硅棒切片通常耗时需 60 分 钟至 70 分钟,过程中张力波动需控制在±0.5 牛顿以内,否则金刚线容 易断线。硅片切割过程中,金刚线切片机多达 300 个部件需高精密协调 配合工作,才能保证切片机高速、高精度、高稳定性工作,进而才能保 证硅片的质量及切割生产效率。

公司完成“一机十二线”技改产能大幅提升。2021 年高测股份切割耗材 实现营收 2.92 亿元/+37.47%,占比总营收 18.61%。2021 年全年公司金 刚线出货量超 900 万千米,2022 年 1-2 月出货量达 390 万千米,预计 3 月出货量超 200 万千米。公司金刚线产品满产满销,4 月排产量环比持 平,下游订单饱满,晶科、晶澳、高景三大客户粘性高。我们预计 2022 年公司切割耗材业务毛利率 40%。目前,公司已经实现 38μm 及 36μm 线型金刚线批量销售,并积极开展 34μm 及以下线型的研发测试及市场 推广。公司 2022 年全年金刚线出货量超过 3000 万公里,四季度单季度 出货可达 1000 万公里。 公司切割耗材产品持续快速迭代。2021年公司重点推进金刚线细线化迭 代及产能提升两方面工作。公司已经实现 40μm 及 38μm 线型金刚线批 量销售,并积极开展 35μm 及以下线型的研发测试,推动行业切割工艺 持续进步。

切割耗材产能建设方面,公司募投项目“金刚线产业化项目”可实现金 刚线年产能 320 万千米。同时, 2022 年公司已完成现有全部金刚线产 线“一机十二线”技改活动,金刚线年产能整体可达 2,500 万千米以上, 截至 22 年底公司金刚线产能规模可达 4000 万公里,预计 23 年公司金 刚线产能超 8000 万公里。公司将持续聚焦生产线体单机多线研发,持续 提升金刚线产能规模。

4.3. 创新业务:公司创新领域业务正持续发力,产品实现批量 销售

半导体硅片切割设备及耗材需求。半导体目前6寸以下硅片基本采取金 刚线切割,8 寸硅片处于砂浆向金刚线切割转换过程中,12 寸都采取砂 浆切割。未来,随着金刚线切割逐步实现在半导体硅片切割环节的突破 以及国内设备制造厂商技术水平的提升,国产金刚线切割设备有望逐步 启动工艺替代及进口替代进程。 公司目前正在致力于将金刚线切割技术拓展至半导体硅片切割领域,通 过向硅片制造厂商提供切割设备以及切割耗材,使用金刚线切割技术将 硅棒最终制作成半导体硅片。从半导体硅片的切割技术来看,目前主要 采用游离磨料砂浆切割技术。由于半导体硅片对产品质量及一致性要求 极高,半导体生产所用硅片的制备难度远大于光伏硅片,游离磨料砂浆 切割技术作为成熟、稳定的技术方案仍在被广泛应用,而新一代金刚线 切割技术在半导体硅片制造领域尚处于验证推广阶段。参考金刚线切割 技术在光伏硅片制造领域的应用经验,未来一旦金刚线切割技术在半导 体硅片制造实现规模化应用,金刚线切割技术的市场规模将大幅提升。

“切割设备+切割耗材”双轮驱动业务模式在创新业务(半导体、蓝宝石 及磁材领域)场景成功拓展。在半导体方面,伴随半导体国产化进程的 逐步加快,2021 年公司 8 英寸半导体切片机已进入麦斯克生产体系,半 导体研磨机、碳化硅切片机及碳化硅专用金刚线已在客户端实现试用; 在蓝宝石及磁材方面,公司在行业内首次推出的蓝宝石切片机、磁材多 线切割机在 2021 年实现了批量销售,同时带动蓝宝石及磁材金刚线销 量大幅增加。GC-SADW6670 蓝宝石切片机,首次实现对 700mm 蓝宝石 晶棒的加工,具备高线速、细线化及高精度技术优势,弥补国内高装载 量加工设备空白,实现进口替代。2021 年实现订单销售 33 台,占据当 年度绝大部分市场份额。GC-MADW1660 磁材多线切割机,行业首款, 实现“保公差,免磨”,竞争优势显著,推出市场当年即实现批量销售。 半导体研磨机、碳化硅切片机及碳化硅专用金刚线也在客户端实现试用。 公司推出的 GC-SCDW6500 碳化硅金刚线切片专机自去年开始在客户端 试用,该机型属于国内首款高线速碳化硅金刚线切片机,对比砂浆切割 可提升 4 倍以上产能,采用φ0.2mm 及以下金刚线切割,显著降低生产 成本并提高出片率。

2021 年公司创新领域高硬脆切割设备及耗材实现营业收入 1.05 亿元 /+323.05%,占总营收 6.72%;2022 年 H1 实现营收 0.76 亿元/+67.11%, 占总营收 5.67%。合作客户包括蓝思科技、兆驰半导体、金瑞泓、麦斯 克、正海磁材、宁波科宁达等。

5. 切片代工服务:光伏切片产能逐渐放量,盈利弹性 值得期待

切片代工服务是硅片生产技术高速迭代下的必然选择。在光伏及硅片行 业“大尺寸”、“薄片化”的高速迭代发展趋势下,切片代工服务应运而 生。硅片切片环节目前正处于技术高速发展阶段,专业化切片代工的技 术红利无疑满足当下行业发展现状。切片代工业务是指硅片企业作为委 托方将切片生产委外代工,分化硅片生产产业链中的长晶与切片业务; 代工企业通过收取代工服务费和销售剩余硅片的方式盈利。对于硅片企 业而言,这种生产模式减少固定资产方面的投入,只需支付材料费和加 工费,不必承担设备折旧和技术迭代的资产负担;对于代工厂而言,可 以充分发挥自身的技术优势,实现双赢。 公司具备技术优势、成本优势,为客户降低资产风险,增加产出效率。 对硅片成本进行拆分,硅料占 86%,切片环节占比不超过 10%。高测作 为深耕高硬脆材料切割领域的高技术含量企业,设备、金刚线均是基于 自主研发的产品,在固定资产投入成本方面具有相对优势,降低了技术 迭代造成的资产风险。基于公司具备切割设备、切割耗材及切割工艺的 协同研发和数据共享优势,公司切割端能通过薄片化和细线化带来更多 硅片产出。

公司切片代工模式主要面向两类客户:下游光伏硅片企业,客户自行拉 晶生产硅棒;下游电池片客户,电池片厂外购硅棒。根据公司公告,公 司目前已与美科太阳能、通威股份、京运通、阳光能源、润阳、英发睿 能企业签署了硅片代工合作协议,并基于客户需求进行硅片投产计划。 我们预计,2022 年底,高测切片代工产能达到 21GW 左右;2023 年底 产能规模达到 38GW,预计 24 年达到 52GW 的产能计划。 高测在 2021 年宣布新建两个切片项目,以切片代工的商业模式实施: 2021 年 7 月 5 日与江苏省建湖高新技术产业开发区签订了项目投资协 议,就公司在建湖县投资建设 10GW 光伏硅片项目达成合作意向。项目 计划分两期实施,拟分别建设 5GW 光伏硅片的切片产能:项目一期计 划投资约 2.95 亿元人民币,项目二期计划投资约 2.50 亿元人民币;项 目一期的建设周期计划为 12 个月,项目二期计划在项目一期达产后 12 个月内达产。2021 年 7 月 20 日公司发公告称计划投资 16.49 亿元分两 期在四川省乐山市投资建设 20GW 光伏大硅片及配套项目,该项目预计 在 2022 年开始投产。

预计公司切片代工业务 2025 年产量达 52GW。2021年公司硅片及切割 加工服务实现收入 1.06 亿元,占比总营收 6.75%;2022 年上半年切片加 工服务实现收入 3.11 亿元,占比总营收 23.30%。产能方面,公司切片代 工业务根据客户需求确定性扩产,2021 年以来已布局基地包括:①光伏 大硅片研发中心及智能制造示范基地(5GW);②乐山一期(6GW);③ 建湖一期(5GW+5GW)。公司正在规划的基地包括:①乐山二期(14GW); ②建湖二期(10GW 扩产至 12GW)。③2022 年 12 月,增加河南安阳 5GW 大硅片项目。④近期与东方日升签署战略合作协议,每年为该公司 切片代工不低于 10GW,目前尚未公布投资项目,通过乐山项目产能满 足。公司切片代工业务凭借线径、良率等优势获得相较于行业平均水平 的超额出片率。

6. 核心竞争力:自主建立三项研发能力,实现“切割 设备+切割耗材+切割工艺”技术闭环

6.1. 自主建立设备+耗材+工艺三项研发能力,技术优势领先行 业

公司自主建立切割设备、切割耗材、切割工艺三项研发能力,市场上唯 一一家同时具有三类研发能力。公司建立了以持续提升产品的客户价值 为导向的研发体系,研发机构设有产品开发部、装备研究部、工艺研究 部、工具研究部、研发管理部、测试部等研发团队,拥有经验丰富的精 密机械设计、制造及自动化控制专业领域的研发人员。公司建立了研发 流程管理、评审及激励制度,用于保障研发投入、研发效率及研发成果 产业化率。经过持续的研发创新和积累,公司已掌握精密机械设计制造 技术、自动化检测控制技术、精密电化学技术等 3 项核心支撑技术和 16 项核心应用技术,已具备较强的切割设备研发和制造能力、金刚线生产 线研发和制造能力、金刚线研发制造能力以及切割工艺研发能力。

公司为针对客户销售设备提供车间级切割解决方案。光伏行业硅片制造 环节主要包括截断、开方、磨倒和切片 4 道主要工序,公司的截断机、 开方机、磨倒一体机、切片机等切割设备,配合全自动检粘棒系统、切 片自动上下棒系统等模块,可为光伏企业提供车间级的切片解决方案, 从而实现硅片制造各工序的顺畅衔接,实现自动化流水作业,助力光伏 企业降本、提质、增效。

公司金刚线的断线率更低,硅片崩边率和碎片化率更低。公司持续推动 金刚线细线化迭代进程,致力于解决切割端细线化带来的断线率高、切割能力弱、切割时间长等技术难点,公司已实现 40μm 及 38μm 线型金 刚线批量销售,36μm 线型逐步推广中,并积极储备 35μm 及以下线型的 研发测试,占据行业领先地位。公司持续推进了切割设备产品的高线速、 细线化以及自动化和智能化,进而助力光伏行业降低了硅片的原材料用 量、提升了切片良率、提高了切割生产效率,助力光伏企业大幅度降低 了固定资产投资成本。 切片代工业务持续推进,出片率达行业领先水平。高测股份开创切片代 工服务业务,通过技术优势保证下游订单并制定扩产计划,2021 年公司 切片代工业务开始并表。由于高测股份具备自主研发设备及耗材的核心 竞争优势,细线化程度高于同行耗材产品,降低硅料损耗,为公司带来 更多的硅片产出;同时耗材的断线率、产品的良率都优于行业平均水平。 经测算,高测切片数量高于行业平均水平 8%,主要在于公司金刚线细线 化程度较高,金刚线每细 2μm,每公斤硅棒就能多切出一张硅片;公司 的技术水平允许切割出的硅片到达行业厚度标准偏差值的下端,在客户 允许的范围内切出更薄的硅片,单公斤硅料可以比硅片厂友商多切出片。

产业链分工背景下,技术红利带来市场空间。硅片生产行业的专业化分 工提高产业链效率,即高测帮助二三线硅片厂降低切片成本,代工业务 合理性成立。公司业务开展与产能扩张主要基于客户需求,对下游客户, 高测提供的切割解决方案能降低资产风险,实现硅片加工阶段切片工艺 的轻资产运营,高测由卖切割设备及耗材升级为卖切割解决方案,与客 户共享结余硅片利润。

6.2. 产业链纵深拓展,积极拓展新切割场景

公司基于三项研发能力,输出设备和耗材产品。纵向上在某一切割场景 内不断实现纵深拓展,比如光伏领域,推出光伏装备、金刚线,并延伸 到切片服务;横向上,不断实现切割场景迁移,拓展新的业务增长点。 如从光伏-半导体-蓝宝石-磁材,并且在 2022 年新拓展碳化硅切割场景。 公司具备切割设备、切割耗材、切割工艺自主研发能力,通过产品线间 的联合测试与研发,高效提出优化方案。由于公司同时拥有切割设备及 切割耗材两类产品线,公司能够进行切割设备及切割耗材的联合测试和 研发,高效地探究更合理的产品性能和工艺参数的优化方案,提供硅片 切割的整体解决方案,为产业化导入建立技术优势。

充分发挥切割技术硬实力,布局创新业务助力碳化硅行业升级。碳化硅 金刚线切片机市场需求激发,公司领先行业实现碳化硅金刚线切片机小 批量销售并逐步打开市场空间,助力创新业务领域切割设备及切割耗材 销售规模保持高速增长。碳化硅作为第三代半导体材料的典型代表,具 有高禁带宽度、高电导率、高热导率等优越物理特征。目前,新能源汽 车、光伏和充电基础设施为其主要应用领域,在下游市场需求快速增长 和技术进步的驱动下,国内碳化硅产业将迎来快速发展期。目前碳化硅 晶片切割仍处于砂浆切割向金刚线切割替代进程中,公司推出的 GCSCDW6500 碳化硅金刚线切片专机自去年开始在客户端试用,该机型属 于国内首款高线速碳化硅金刚线切片机,对比砂浆切割可提升 4 倍以上 产能,采用φ0.2mm 及以下金刚线切割,显著降低生产成本并提高出片 率。在试用期间即获得客户好评, 2022 年公司碳化硅金刚线切片机已 签订销售订单 17 台,基本覆盖行业新增金刚线切片产能需求,预计 2023 年下游将会维持高景气需求。

6.3. 开展切片代工业务,实现“切割设备+切割耗材+切割工艺”

技术闭环和大数据共享 通过切片服务业务的开展,已实现“切割设备+切割耗材+切割工艺”技 术闭环和大数据共享,联合研发优势更为明显,研发效率更高。可内生 式推动公司设备产品、金刚线产品质量螺旋式上升,并在切片端表现为 更高的出片率和更低的切片成本。通过技术闭环,在各切割场景中建立 切片技术壁垒,构筑技术护城河。 深耕光伏硅片切割环节,充分发挥“切割设备+切割耗材+切割工艺”融 合发展优势,业务成功延伸至硅片及切割加工服务,实现切割设备、切 割耗材及切割加工服务业务全覆盖。伴随公司光伏硅片业务逐渐放量, 公司业务由向客户提供切割设备及切割耗材产品成功延伸至提供硅片 及切割加工服务业务,实现公司在光伏切割场景的纵向拓展;充分实现 了切割设备、切割耗材及切割工艺各环节大数据共享,形成技术闭环,对公司切割设备升级迭代、切割耗材细线化迭代及切片良率的提升等切 割工艺的优化起到积极推动作用。

大规模数据+核心算法应用于实际工况,推动公司技术研发。公司以多 年加工生产积累的应用于实际工况大数据及金刚线生产大数据为基础, 实现公司切割设备、切割耗材及切割工艺各环节大数据共享,通过高精 度张力控制技术、基于大数据算法的切割过程工艺自适应技术、机器视 觉图像识别技术等核心技术,建立各环节控制系统及解决方案,使得切 割装备智能地针对切割过程中遇到的金刚线、辅料、装备等出现的异常 情况给出快速、精确、可重复的处理措施,从而降低断线率、提升生产 效率、提高切片良率。通过高速工业像机在线实时拍摄加工工况并实时 分析数据,从而实现对加工生产过程中的实时在线检测,并将实时在线 检测数据与生产工艺设定数据比较,实时调整各个生产线的生产工艺参 数,进而实现对自动化生产线路的实时控制。我们认为公司多年积累的 实际工况及生产大数据推动公司后续技术研发,并应用在公司切片服务 自动化流水线解决方案中,提升生产效率,提高切片良率。

6.4. 订单覆盖下游前十硅片厂家,市占率逐渐提升

公司不断拓展下游新客户,业务发展迅速。基于公司的创新型产品及优 质服务,公司已与隆基股份、通威股份、中环股份、晶科能源、晶澳科 技、天合光能、阳光能源、美科太阳能、京运通、东方希望、高景太阳 能等光伏行业领先企业建立有长期合作关系。2021 年公司前五名客户销 售额 93,712.31 万元,占年度销售总额 59.82%,其中客户二、客户四和 客户五为新进前五大客户。

下游订单金额快速增长。根据公司披露的日常经营重大合同,2021 年公 司新增订单达 10.3 亿元。伴随下游硅片企业放量扩产,切割设备与切割 耗材订单金额与数量激增。公司不断拓展新用户,与多家国内硅片企业龙头达成销售合作协议。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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