新能源之光伏行业跟踪报告：硅片切割生变革，金刚线需求大爆发
金刚线切割技术优势巨大，替代传统砂浆线。金刚线主要应用于晶体硅和蓝宝石等硬脆材料的切割，相较传统的砂浆钢线切割具有效率高（4-5倍切割速度）、损耗少出片率高（多出15-20%硅片）、环境污染小（无有机液）、产品质量高的优势。金刚线中电镀金刚线又以单片耗线量低、线径规格小、切割效率高的突出优点受到市场广泛青睐，优于树脂金刚石线
应用于单晶硅：竞争力及市场份额提升
金刚线改革硅片切割,单晶率先实现降本增效
金刚石切割线应用发展历程。金刚石线技术早在2007年已经被研发成功，日本的旭金刚石等企业于2007年推出了成熟的金刚石线产品。早期，金刚石线先规模应用于蓝宝石切割。2009年前后，金刚线切割硅片技术的研究率先在日本取得应用，2011年国内部分企业开始进行金刚线切割单晶硅片的验证及生产。2015年应用于单晶硅。2016年开始应用于多晶硅，并有望在2017年全部替代，快速拉升金刚石切割线的需求，出现产能缺口。预计2018年产能缺口回补，龙头企业业绩放量。
单晶硅技术难度低，率先实现配套工艺的解决，从而早于多晶硅完成金刚线替代。相比于多晶硅，单晶硅硅棒质地更均匀，其材料的物理特性更有利于切割薄硅片，美国的 MEMC，中国大陆的中环、隆基，中国台湾的友达等，在仅 2-3 年内先后在金刚石线规模应用于单晶硅的切割取得成功，并从根本上解决了从制绒到电池片再到模组等所有配套工艺问题，彻底替代了运行十几年的砂浆工艺。而多晶硅在应用金刚线切割技术上由于杂质异相颗粒而面临断线问题，且后续电池制作的配套工艺遇到了困难，因此未能在早期推广金刚石线切割。
自2015年起，金刚石线在单晶硅切片领域迅速替代传统切割方式成为主流切割工具，全球单晶硅片金刚石线切割比例在2016年达到70%，预计2017年往后，全球单晶硅片金刚石切割比例将接近90%。
而在国内，2016年金刚石线在单晶硅切片领域基本实现全渗透，2017年起预计单晶金刚线使用比例达到100%。
使用金刚石线后，单晶硅片成本大幅下降，单晶组件成本也随之下降。金刚线切割单晶硅片带来的成本优势主要缘于：单位产能耗硅量减少、产能提升导致单位硅片成本下降、切割成本下降三大方面。具体来看，金刚线切割单晶硅片的成本优势表现为切缝损失小、硅料利用率高，单公斤出片数提高至59片以上，比砂浆切割每公斤多出约10片；单片金刚线消耗低于砂浆消耗成本及产能高能够降低折旧费用；极大降低了生产废料的产量和处理费用；提升了机器生产率超过1.5倍。整体上，金刚线切割成本较传统砂浆切片可降低约20%，按照当前的硅料及硅片价格，金刚线切割单晶较砂浆加工单片成本约降低0.6-0.8元，单晶与多晶硅价差一度下降至0.6元左右的性价比“阈值”。
凭借金刚石线切割带来的巨大成本优势，加上一期“领跑者”计划过于强调高效率而不区分技术路线，单晶硅实现市场份额从2015年的18%提升至2017年的30%。单晶硅电池片由于自身材料物理特性，在发电效率绝对值上高于多晶硅电池片，但单晶硅电池片生产成本一直居高不下，综合度电成本上性价比不如多晶硅电池片，因此多晶产品一直占据晶体硅市场主流，近十年来多晶硅于晶体硅市场份额始终高于60%。自2015年开始，为加快光伏平价上网速度，中国计划每年实行光伏“领跑者”计划，即通过制定激励政策，鼓励同类可比范围内能源利用效率最高的光伏产品、企业或单位的技术研发、宣传和推广。按“领跑者”计划规定，进入的多晶硅电池组件和单晶硅电池组件的光电转换效率必须分别达到16.5%和17%以上。而单晶硅由于自身特性光电转换效率较高，龙头单晶硅企业的大部分产能均可达到“领跑者”计划的标准，从而获得了政策上的扶持。与此同时，金刚石线切割技术在2015至2016年的全面铺开，使得单晶硅生产成本下降了20%-30%，加上单晶领域出现了如拉晶技术的一些有利突破，单晶硅的性价比大幅提升，行情转好，连续两年实现市场份额的跃升。
近两年来，借助金刚线切割技术，单晶硅得以率先降本增效，缩小与多晶硅的价格差，提升自身产品竞争力。单晶硅的市场行情也反映在了龙头公司的股价走势之上，晶科能源作为单晶硅龙头之一从2017年初的13美元/股涨到最高29美元/股，股价上涨一方面是因为市场需求确实很好带动业绩上涨，另一方面也是市场对于单晶硅替代多晶硅出现了错误预期。近日的回调显示市场开始扭转这种误判，由于多晶硅可以同样使用金刚线切割技术，2017年这一技术成熟并得以推广，预计之后的市场格局以及二者的市场占有率会向着有利于多晶硅产品方向发展，对于多晶硅电池切片组件企业来说带来新的机会。
应用于多晶硅：配套工艺获突破，金刚线大放量
多项技术取得突破 扫平金刚线切割多晶的最后障碍
目前，我国多晶硅硅锭的主流切割方式依然是砂浆钢线切割技术。在金刚线应用于单晶硅切割后，多晶领域金刚线切割的试验也一直在推进，但始终未能进行大范围推广，关键原因有两个：
一、 多晶硅晶体含有硬点与杂质，导致切割断线概率增加；
二、 金刚线切割多晶后，硅片表面损伤层浅，后续制绒工艺出现困难，影响电池发电效率。
2015-2016年，随着金刚线生产技术的进步，金刚线母线的强度得到大幅提升，切多晶硅时铸锭晶体硬点导致的断线风险被大大降低，第一个问题得到很大程度的解决，但第二个问题却仍未得到妥善解决。
第二个问题主要体现为电池绒面制作的困难。在光伏电池组件制造工艺中，“制绒”是指对硅片表面进行凹凸面处理，增加光在硅片表面的折射次数，提高电池片对光的吸收（即我们说的“陷光”），从而提升发电效率。未使用金刚线切割之前，常规多晶电池采用酸制绒的方法；但采用金刚线切割后，多晶硅片表面损伤层浅，使用原来的酸制绒方法反射率高达40%以上，大大降低光电转化效率。
自2016年起，新型“制绒”技术如干法黑硅技术、湿法黑硅技术以及新型添加剂制绒技术取得良好突破，2017年至今这些技术的逐渐成熟稳定使得金刚线切割多晶影响电池效率的主要障碍得到解决，金刚线切多晶片的技术推广呈现井喷式发展。与此同时，通过PERC技术（一种有效提高电池效率的技术）与黑硅技术的叠加整合，多晶硅电池的转换效率得到极大提升，再加上金刚线切割的低成本高效优势，多晶产品竞争力得到大幅增加。
作者：弓永峰 罗小虎 来源：中信证券电新 责任编辑：wutongyufg
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