金剛石線行業(yè)技術(shù)壁壘分析金剛石線行業(yè)技術(shù)壁壘金剛石線行業(yè)屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)涉及化學(xué)、物理、機(jī)械設(shè)備、材料等多個領(lǐng)域的理論知識，核心工藝包括母線拉拔、金剛石裸粉處理、金剛石線制線等，技術(shù)專業(yè)化程度較高。近年來光伏、半導(dǎo)體和藍(lán)寶石等行業(yè)的高速發(fā)展也對切割技術(shù)提出更高的要求，硬脆材料的切割朝著大尺寸、薄片化、高速率的方向發(fā)展，無論是研發(fā)設(shè)計(jì)還是批量生產(chǎn)，都需要較長時間的技術(shù)積累和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)才能達(dá)到成熟，需要生產(chǎn)企業(yè)具備雄厚的技術(shù)儲備和經(jīng)驗(yàn)積累。對于行業(yè)的新進(jìn)入者，在短期內(nèi)掌握金剛石線的研發(fā)和生產(chǎn)難度較大，行業(yè)具有較高的技術(shù)壁壘。金剛石線發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)金剛石線是將金剛石微粉顆粒以一定的分布密度均勻地固結(jié)在母線（一般為高碳鋼絲）上制成的，通過金剛石線與被切割物體間進(jìn)行高速磨削運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)切割目的。金剛石線一般有兩種制造方式，即用電鍍和樹脂的方式把金剛石顆粒固定在絲線上所形成的切割線，嚴(yán)格來說叫金剛石切割線，簡稱金剛石線。金剛石線具有了金剛石微型的鋸齒，增加了鋼線的切割能力，可以大大加快切割速度及切割能力。目前主流的工藝是電鍍金剛石線，是在金屬線上鍍上一層金剛石微粉，用來切割光伏晶硅、水晶、磁性材料、藍(lán)寶石等硬脆材料近年來，金剛石線切割技術(shù)在切割行業(yè)中起重要作用，其應(yīng)用范圍也是極其廣泛，主要應(yīng)用于當(dāng)下炙手可熱的光伏領(lǐng)域，比如用于硅片制造環(huán)節(jié)，用于硅棒截?cái)唷⒐杵蟹?、切片。硅片切割金剛石線需求量占總需求的比例超過90%。國內(nèi)金剛石線的發(fā)展歷程金剛石線超過90%以上系使用于光伏行業(yè)的晶硅片切割，國內(nèi)光伏行業(yè)晶硅切片使用的金剛石線主要經(jīng)歷了以下發(fā)展階段：日本廠商占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢，產(chǎn)品處于壟斷地位：金剛石線的制造和應(yīng)用起源于日本，在2014年之前，全球范圍內(nèi)具有國際競爭優(yōu)勢的金剛石線供應(yīng)商主要集中于日本，曾有超過10家以上的日本企業(yè)先后涉足電鍍金剛石線行業(yè)，如日本旭金剛石工業(yè)株式會社（以下簡稱旭金剛石）、日本中村超硬株式會社（以下簡稱中村超硬）、日本愛德株式會社、日本聯(lián)合材料株式會社等，其中以旭金剛石和中村超硬為主，上述日本企業(yè)占據(jù)了金剛石線市場的大部分市場份額。由于日本企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)先，且產(chǎn)能較為集中，因而日本在金剛石線行業(yè)長期處于壟斷地位，中國光伏企業(yè)的金剛石線采購需求也主要由日本企業(yè)滿足。國內(nèi)廠商趕超，逐漸搶占日本廠商市場份額，完成進(jìn)口替代：金剛石線雖然較砂漿游離磨料切割方式具有巨大優(yōu)勢，但由于日本廠商的金剛石線產(chǎn)品價(jià)格較高，且產(chǎn)能相對有限，金剛石線在國內(nèi)光伏行業(yè)仍未取得大規(guī)模應(yīng)用，在此背景下，以岱勒新材、東尼電子、三超新材和美暢新材為代表的國內(nèi)金剛石線企業(yè)或技術(shù)團(tuán)隊(duì)自2010年前后開始，陸續(xù)投入鉆研相關(guān)技術(shù)。經(jīng)過持續(xù)的人員與資金的研發(fā)投入，國內(nèi)廠商在2014-2015年相繼實(shí)現(xiàn)80μm以下用于精密切割的電鍍金剛石線領(lǐng)域的技術(shù)突破，打破了日本廠商的技術(shù)壟斷。2015年，金剛石線實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化并規(guī)模生產(chǎn)后，產(chǎn)品價(jià)格迅速降低，由2012年約1元/米的單價(jià)下降至約0．2元/米，經(jīng)過近幾年來的持續(xù)工藝優(yōu)化和規(guī)模擴(kuò)張，金剛石線價(jià)格仍在繼續(xù)下降，截至2019年12月，金剛石線價(jià)格進(jìn)一步下降至約0．06元/米，國內(nèi)廠商憑借價(jià)格優(yōu)勢迅速搶占日本廠商的市場份額，其中以美暢新材為代表的國產(chǎn)廠商在技術(shù)上已完全可以滿足客戶的生產(chǎn)需求，隨著國內(nèi)廠商的產(chǎn)能逐步擴(kuò)大，國內(nèi)廠商在技術(shù)及產(chǎn)能上基本完成了金剛石線的進(jìn)口替代。金剛石線切割工藝大幅提高單位硅料的出片率及硅片切割效率，有效降低了硅片制作過程中的非硅成本。金剛石線國產(chǎn)化后，由于其價(jià)格優(yōu)勢，以隆基股份為代表的單晶企業(yè)2015年開始大規(guī)模使用金剛石線工藝，由于金剛石線切割工藝能夠大幅降低硅片制作過程中的非硅成本，因而在單晶切割領(lǐng)域快速滲透，使得金剛石線市場需求在2016-2017年快速增長。金剛石線市場競爭加劇，金剛石線價(jià)格快速下降，市場產(chǎn)能逐步淘汰：2018年5月，國家發(fā)改委、財(cái)政部、國家能源局當(dāng)天聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于2018年光伏發(fā)電有關(guān)事項(xiàng)的通知》（簡稱光伏531新政），對光伏補(bǔ)貼規(guī)模進(jìn)行了調(diào)整，導(dǎo)致光伏裝機(jī)量較預(yù)期大幅下降；于此同時，金剛石線行業(yè)經(jīng)歷了前期的高景氣度發(fā)展，各廠商紛紛擴(kuò)張的產(chǎn)能也在2018年逐步投產(chǎn)，使得金剛石線市場出現(xiàn)供過于求的競爭局面，金剛石線價(jià)格快速下降。2019年，金剛石線市場價(jià)格較光伏531新政出臺前下降幅度超過60%，這也使得行業(yè)內(nèi)的多家廠商出現(xiàn)虧損情形，市場競爭加劇導(dǎo)致的金剛石線價(jià)格大幅下降，預(yù)計(jì)也將會使得市場落后產(chǎn)能逐步被淘汰。金剛線在切割多晶硅片時，由于硅片表面損傷層減少，不利于使用傳統(tǒng)腐蝕方案對硅片進(jìn)行絨面制備，進(jìn)而影響多晶硅片的轉(zhuǎn)化率；2017年，黑硅及添加劑等新技術(shù)的出現(xiàn)解決了金剛石線切割多晶硅片反射率過高的問題，使得硅片光吸收能力提升。由于單晶硅片率先完成了金剛石線切割工藝轉(zhuǎn)換，硅片成本大幅降低，單晶硅片的市場份額迅速提高，在此背景下，金剛石線在多晶切割領(lǐng)域的滲透速度大幅加快，截至2017年，以保利協(xié)鑫、晶科能源等為代表的多晶龍頭企業(yè)均開始大規(guī)模使用金剛石線切割工藝。因此，金剛石線市場需求在2017-2018年期間連續(xù)大幅增長。全球單晶新增裝機(jī)量在2015年至2018年期間逐年大幅增長，于此同時，電鍍金剛石線在單晶硅片切割領(lǐng)域的滲透率快速提升，以上兩個因素使得金剛石線市場需求在上述期間爆發(fā)式增長。在多晶領(lǐng)域，全球多晶新增裝機(jī)量仍占據(jù)主導(dǎo)地位，自2016年開始，金剛石線切割工藝在多晶硅片滲透率開始有所提高。根據(jù)中金企信統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):金剛石線切割技術(shù)2018年在單晶硅片領(lǐng)域的滲透率為100%，在多晶硅片領(lǐng)域的滲透率接近90%；根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會2019年1月發(fā)布的《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》（2018年版），單晶硅領(lǐng)域金剛石線切割技術(shù)2017年已全面取代砂漿切片技術(shù)，2018年多晶硅切片基本從砂漿切片向金剛線轉(zhuǎn)換，占比約為95%，金剛石線在多晶硅片領(lǐng)域滲透率的快速提高使得金剛石線市場需求在2018年繼續(xù)大幅增長。金剛石線的需求展望金剛石線在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中的盈利能力居于前列，2021年利潤率水平僅次于硅料，平均毛利率達(dá)到35%左右，向上延展到母線或者更上游的企業(yè)能達(dá)到50%以上。細(xì)線化薄片化與大尺寸有望帶動切片環(huán)節(jié)線耗提升。下游需求方面，平價(jià)上網(wǎng)與碳中和時代背景下，光伏需求增加，疊加硅片擴(kuò)產(chǎn)加速，使得金剛石線需求有望超越行業(yè)增長。金剛石線行業(yè)基本情況金剛石線是通過一定的方法，將金剛石微粉顆粒以一定的分布密度均勻地固結(jié)在高強(qiáng)度鋼線基體上制成的。通過金剛石線切割機(jī)，金剛石線與物件間進(jìn)行高速磨削運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)切割的目的。金剛石線最開始應(yīng)用于藍(lán)寶石切割，規(guī)模應(yīng)用于藍(lán)寶石切割始于2007年，應(yīng)用于光伏晶體硅片的切割始于2010年。金剛石線在晶體硅切割中應(yīng)用的環(huán)節(jié)包括切方、截?cái)嗪颓衅?，其中在切方和截?cái)喹h(huán)節(jié)，為保證切割速度和切割效率，使用的金剛石線線徑較粗，一般達(dá)到250-350μm；在切片環(huán)節(jié)，由于廠家對原材料利用率、單位切割成本的要求更高，一般采用50-70μm的金剛石線。金剛石線用于藍(lán)寶石切割的線徑規(guī)格與硅切方、硅截?cái)喙ば蝾愃?，一般?80-250μm。金剛石線主要用于晶體硅、藍(lán)寶石、精密陶瓷等硬脆材料的切割。在晶體硅切割領(lǐng)域，全球2019年金剛石線需求量約為4，835．51萬公里；在藍(lán)寶石切割領(lǐng)域，根據(jù)中金企信統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球2017年金剛石線需求量約為110萬公里，2020年預(yù)計(jì)為150萬公里；在磁性材料切割領(lǐng)域，金剛石線使用比例仍然較低，且目前磁性材料切割對金剛石線的需求相對晶體硅、藍(lán)寶石較低。因此，金剛石線的需求量按應(yīng)用領(lǐng)域和環(huán)節(jié)劃分，用于光伏晶硅切片（即50μm-70μm線徑規(guī)格）的金剛石線用量最大，占當(dāng)前金剛石線總需求量的比例超過90%。因此，金剛石線的市場需求主要受下游光伏行業(yè)的發(fā)展情況影響。金剛石線技術(shù)革命推動光伏行業(yè)加速發(fā)展：我國光伏行業(yè)自2013年以來，在政府補(bǔ)貼扶持的背景下取得了快速發(fā)展，但近年來光伏行業(yè)補(bǔ)貼的逐步下調(diào)倒逼光伏企業(yè)必須通過降本增效實(shí)現(xiàn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。硅片作為太陽能電池的核心原材料，其成本下降對光伏行業(yè)具有重要意義。早期的硅片切割工序主要采用金剛石內(nèi)圓鋸片工藝，該工藝存在切縫大、硅材料損耗多的問題，同時對硅棒的尺寸也有限制，使得硅片生產(chǎn)成本居高不下。隨著切割技術(shù)的演進(jìn)，硅片生產(chǎn)企業(yè)逐步轉(zhuǎn)向游離磨料砂漿切割工藝，成本得到一定程度下降，但由于砂漿切割效率依然較低，切割損耗較大，環(huán)保處理成本高，切片成本進(jìn)一步大幅下降的空間較小。因此，上述傳統(tǒng)的切割工藝無法使晶硅切片的成本大幅下降、切割效率大幅提高，成為當(dāng)時制約光伏行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的重要因素。在此背景下，過去幾年晶硅切割行業(yè)對新型切割工藝的需求尤為迫切。金剛石線切割技術(shù)作為近幾年出現(xiàn)的新型切割技術(shù)，相比于游離磨料砂漿切割方式，具有切割速度快（4-5倍切割速度）、出片率高（多出15-20%硅片）、環(huán)境污染小等方面的巨大優(yōu)勢，能夠大幅降低硅片生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高光伏裝機(jī)收益率，推動光伏行業(yè)裝機(jī)量相應(yīng)增長。金剛石線的優(yōu)勢金剛石線最早主要用在藍(lán)寶石領(lǐng)域，在2015年開始應(yīng)用在光伏領(lǐng)域，之前光伏采用砂漿切割。當(dāng)國人把砂漿切割技術(shù)開發(fā)到極致的時候，已無降本空間，金剛石線這種工藝走進(jìn)光伏人視野。對于光伏行業(yè)來說，降本增效是永恒話題，尤其是在近兩年硅料價(jià)格大漲吞噬下游利潤，如何降低切割損耗、降低硅片成本是硅片企業(yè)迫切要解決的。硅片薄片化是近兩年硅片行業(yè)降低單片成本努力的方向。伴隨著硅片薄片化的是金剛石線的細(xì)線化。金剛石線細(xì)化可以減少切割對硅的損耗。切片過程中，硅片碎片率降低從而提高硅片良品率。硅料價(jià)格的高位推動金剛石線直徑降低，減少硅耗這是最直接有效的好處。金剛石線細(xì)化后能夠切更薄的硅片。就像用斧頭切菜和用菜刀切菜一個道理。這兩個原因都有助于將同樣長度的硅棒切成更多數(shù)量的硅片。金剛石線細(xì)化后母線材料用量會大幅減少。由于線的直徑變小，截面積變小，母線質(zhì)量也就變小，可見材料上有節(jié)約。金剛石線本身也面臨鎢絲的挑戰(zhàn)。雖然相對于鎢絲線，鋼絲線的成本低，但是問題是破斷力不及鎢絲線，現(xiàn)在的38-42微米已經(jīng)接近鋼絲線的極限。鎢絲替代成為新方向。從使用壽命的角度對鋼絲和鎢絲金剛石線進(jìn)行比較，鎢絲金剛石線的使用次數(shù)是鋼絲的10-20倍。但是缺點(diǎn)在于：一是鎢的價(jià)格高于鋼絲價(jià)格，同等長度的鎢絲價(jià)格是鋼絲價(jià)格的數(shù)倍；二是鎢絲的繞線長度最多100km，而鋼絲能夠達(dá)到300km，因此運(yùn)輸和使用中的成本也高于鋼絲；三是目前的鎢絲母線的成材率較鋼絲低，因而增加了鎢絲線的成本。所以，金剛石線細(xì)線化和母線替代都有弊有利，需要權(quán)衡取舍。從歷史發(fā)展來看，金剛石線門檻相對較低，也造成了一段時間內(nèi)金剛石線競爭較為激烈。當(dāng)下時點(diǎn)，金剛石線的技術(shù)與生產(chǎn)正在全面提升。細(xì)線化加速發(fā)展，同時在傳統(tǒng)高碳鋼絲細(xì)線化出現(xiàn)瓶頸下，母線材料面臨替換的可能。加上硅片持續(xù)的大尺寸與薄片化趨勢，金剛石線技術(shù)壁壘有望加強(qiáng)。生產(chǎn)制造上，頭部企業(yè)加大一機(jī)多線改造力度，大幅提升生產(chǎn)效率。全球金剛石線行業(yè)概況全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型持續(xù)推動光伏行業(yè)市場需求的增長，進(jìn)而帶動金剛線行業(yè)的發(fā)展。金剛線，按應(yīng)用領(lǐng)域分，包括面向半導(dǎo)體行業(yè)、藍(lán)寶石行業(yè)、磁性材料行業(yè)應(yīng)用的金剛線，切割對象分別為半導(dǎo)體硅片、藍(lán)寶石材料及磁性材料。目前業(yè)界存在兩種不同類型的金剛線樹脂金剛線和電鍍金剛線。金剛線采用如電鍍或樹脂等特殊技術(shù)手段，將堅(jiān)硬的金剛石均勻的固定在鋼線上，利用鑲嵌有金剛石的鋼線和待切割材料之間的相互摩擦作用對硬脆材料進(jìn)行切割。相對于傳統(tǒng)砂漿切割，具有切割速度快、切片品質(zhì)高、切割損耗小、切割液更環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。我國金剛石線市場金剛石線是將金剛石微粉以一定的分布密度均勻地固結(jié)在高強(qiáng)度鋼線基體上制成的，主要用于晶體硅、藍(lán)寶石、精密陶瓷等硬脆材料的切割。其中，用于光伏晶硅切片的金剛石線用量最大、占金剛石線總需求量的比例超過90%。光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游為硅料的采集及硅片的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其中硅片切割是硅片生產(chǎn)環(huán)節(jié)的主要工序，金剛石線可用于硅棒截?cái)?、硅錠開方、硅片切割，具有切割速度快、切片效率高、硅料損耗低、環(huán)保等優(yōu)勢，能夠大幅降低線耗成本。2015年金剛石線鋸實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化和規(guī)?；a(chǎn)后，產(chǎn)品價(jià)格迅速降低，金剛石線憑借高效率、高出片率優(yōu)勢迅速取代游離磨料砂漿線，在光伏硅片切割領(lǐng)域快速滲透，金剛石線需求爆發(fā)式增長，拉動線鋸用金剛石微粉需求大幅提升。受光伏531新政影響，2H18光伏裝機(jī)量較預(yù)期大幅下降，疊加金剛石線市場競爭加劇，出現(xiàn)供過于求局面，金剛石線需求及價(jià)格大幅下降，線鋸用微粉銷售面臨短期波動。光伏新增裝機(jī)高景氣度確定性高。在碳中和、碳達(dá)峰目標(biāo)指引和國家政策扶持下，預(yù)計(jì)十四五期間，光伏行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)高景氣態(tài)勢，全球及我國新增光伏裝機(jī)將有大幅增長。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2022-2025年，全球光伏年均新增裝機(jī)將達(dá)到232-286GW，我國光伏年均新增裝機(jī)將達(dá)到83-99GW，20-25年全球光伏新增裝機(jī)容量CAGR為15．7%-20．5%。金剛石微粉作為光伏晶硅切片用金剛石線的主要原材料，市場需求有望持續(xù)旺盛。樂觀假設(shè)下，預(yù)計(jì)2022-2025年光伏晶硅切割用金剛石線需求分別為1．44/1．89/2．34/2．61億公里、CAGR達(dá)31%；2022-2025年線鋸用金剛石由微粉需求量由8．64億克拉增長至13．07億克拉、金剛石單晶需求量由28．8億至克拉增長至43．56億克拉，21-25年年CAGR達(dá)達(dá)22%。根據(jù)中國磨料磨具工業(yè)年鑒，2020年我國工業(yè)金剛石單晶+微粉總產(chǎn)量145億克拉，僅考慮新增光伏晶硅切割線距用金剛石微粉/金剛石單晶需求量，預(yù)計(jì)至2025年我國工業(yè)金剛石單晶+微粉總產(chǎn)量達(dá)201．6億克拉，對應(yīng)CAGR達(dá)6．82%。金剛石線行業(yè)市場現(xiàn)狀分析隨著電鍍金剛石線的制造成品的降低和規(guī)?；?yīng)的顯現(xiàn)，樹脂金剛石線的成本優(yōu)勢也