碳鋼線行業(yè)現(xiàn)狀金剛線行業(yè)的技術(shù)水平及發(fā)展趨勢(shì)金剛線作為硬脆材料切割的重要耗材，直接決定了下游切片廠商切片的質(zhì)量和成本。金剛線在切割過(guò)程中要承受高頻率的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和較大的張力，金剛線的金剛石分布密度和固結(jié)強(qiáng)度、金剛石切割能力、鋼線的抗疲勞性能等方面都直接影響金剛線的性能。本行業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)工藝復(fù)雜，技術(shù)迭代較快，制程控制嚴(yán)苛，各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)技術(shù)工藝人員的要求較高。在行業(yè)的主要應(yīng)用方向硅切片領(lǐng)域，近年受硅料價(jià)格上漲、N型電池片滲透率提高等因素影響，線徑細(xì)線化的演進(jìn)速度進(jìn)一步提高，較小的線徑和介質(zhì)粒度有利于降低切削損耗和生產(chǎn)成本。根據(jù)CPIA《中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖（2021版）》，2021年金剛線母線直徑已下降至43-56μm。目前，行業(yè)內(nèi)主流廠商已掌握35μm規(guī)格碳鋼線（對(duì)應(yīng)母線直徑約40μm）生產(chǎn)技術(shù)，逼近碳鋼絲母線的物理性能極限。硅片切割過(guò)程中，母線需要有足夠的力學(xué)性能，40μm以下的鋼絲存在破斷拉力偏小、切割能力不足等問(wèn)題。以鎢絲線作為金剛線母線，在強(qiáng)度等方面具備優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步細(xì)線化空間大，有希望成為金剛線母線發(fā)展的主要方向之一。如鎢絲線能克服產(chǎn)能、線長(zhǎng)、品質(zhì)穩(wěn)定性等產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用，將有望進(jìn)一步降低金剛線線徑，從而推動(dòng)下游光伏行業(yè)降本增效。光伏硅片行業(yè)概況（一）光伏硅片產(chǎn)量持續(xù)擴(kuò)張光伏行業(yè)裝機(jī)需求持續(xù)增長(zhǎng)，帶動(dòng)上游原材料市場(chǎng)需求攀升。在光伏硅片制造環(huán)節(jié)，硅片生產(chǎn)企業(yè)持續(xù)擴(kuò)增硅片產(chǎn)能，滿足下游市場(chǎng)需求。2011-2021年，全球及中國(guó)硅片產(chǎn)量年均復(fù)合增長(zhǎng)率分別達(dá)20．53%、27．50%，硅片產(chǎn)量快速增長(zhǎng)。同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)硅片生產(chǎn)企業(yè)逐步擴(kuò)產(chǎn)，市場(chǎng)光伏硅片產(chǎn)能逐漸向中國(guó)集中，2019-2021年，中國(guó)硅片產(chǎn)量占全球硅片產(chǎn)量的比例均在95%以上。（二）硅片生產(chǎn)企業(yè)硅料采購(gòu)成本持續(xù)攀升2020年以來(lái)，受光伏發(fā)電逐步實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)、行業(yè)投資回暖、疊加多晶硅產(chǎn)能擴(kuò)張周期較長(zhǎng)等因素影響，多晶硅價(jià)格持續(xù)上漲，多晶硅價(jià)格在2019年初至2020年一季度保持穩(wěn)定；2020年4月初至2022年6月末，多晶硅致密料價(jià)格由7．3萬(wàn)元/噸上升至27．2萬(wàn)元/噸。硅片生產(chǎn)企業(yè)硅料采購(gòu)成本持續(xù)攀升。（三）硅片產(chǎn)品向大尺寸、薄片化方向迭代鑒于硅料成本在硅片成本結(jié)構(gòu)中占80%以上，在光伏行業(yè)持續(xù)推進(jìn)降本增效的背景下，大尺寸有助于攤薄光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的加工成本，薄片化有利于降低硅耗和硅片成本。因此，硅片生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品向薄片化、大尺寸方向迭代。根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，2020年158．75mm和166mm尺寸合計(jì)約占80%，2021年硅片大尺寸化進(jìn)程加快，166mm、182mm、210mm尺寸合計(jì)占比超過(guò)80%，其中182mm和210mm尺寸合計(jì)占比由2020年的4．5%迅速增長(zhǎng)至45%。同時(shí)，截至2021年末，166mm、182mm產(chǎn)品的主流厚度已降至160μm，210mm產(chǎn)品的主流厚度已降至165μm；預(yù)計(jì)在2022年內(nèi)，166mm、182mm產(chǎn)品的主流厚度有望達(dá)成150μm，210mm產(chǎn)品的主流厚度降至155μm。硅片生產(chǎn)企業(yè)上游行業(yè)亦緊跟薄片化、大尺寸技術(shù)發(fā)展方向，進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)品更新。其中，金剛線為硅片切割環(huán)節(jié)主要耗材，金剛線行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)亦積極響應(yīng)下游硅片生產(chǎn)企業(yè)降本增效需求，不斷推進(jìn)細(xì)線徑金剛線產(chǎn)品，降低硅片切片環(huán)節(jié)硅料耗用量。全球金剛線行業(yè)現(xiàn)狀及競(jìng)爭(zhēng)分析金剛線是金剛石切割線的簡(jiǎn)稱，還被稱為之為鉆石切割線或者鉆石線。工業(yè)上許多硬質(zhì)材料都是用切割鋼線或者更高質(zhì)量的金鋼線來(lái)切割的，比如光伏領(lǐng)域的多晶硅切片，單晶硅，晶棒，金鋼線是光伏硅片切片過(guò)程中的重要耗材，已實(shí)現(xiàn)全面應(yīng)用。光伏目前已成為金剛線最大的應(yīng)用市場(chǎng)，占總需求量90%以上。金剛線價(jià)值量在1-2分/W，略高于硅片生產(chǎn)過(guò)程中的坩堝、熱場(chǎng)等其他耗材。2020年全球金剛線需求量達(dá)5595萬(wàn)公里，金剛線產(chǎn)值達(dá)26．66億元。硅片細(xì)線化、大尺寸、薄片化發(fā)展趨勢(shì)確定，有望帶動(dòng)線耗不斷提升。預(yù)計(jì)2025年全球金剛線需求量達(dá)18010萬(wàn)公里，金剛線產(chǎn)值達(dá)48．52億元。金剛線制造與應(yīng)用最早起源于美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家。從早期全球范圍來(lái)看，日本和美國(guó)的金剛線供應(yīng)商具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。日本旭金剛石工業(yè)株式會(huì)社（Asahi）、日本聯(lián)合材料株式會(huì)社（ALMT）、美國(guó)DMT等國(guó)際知名企業(yè)在金剛線制造領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。2015年以來(lái)，中國(guó)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模及生產(chǎn)效率逐漸提高，生產(chǎn)成本逐漸下降，實(shí)現(xiàn)了反超。目前美暢股份、高測(cè)股份、恒星科技、三超新材、岱勒新材等中國(guó)企業(yè)已占據(jù)絕大部分市場(chǎng)份額。其中美暢股份金剛線出貨量遙遙領(lǐng)先，2021年達(dá)4540．82萬(wàn)公里，行業(yè)呈現(xiàn)一超多強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)格局。金剛線行業(yè)技術(shù)先進(jìn)性及具體表征金剛線的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楣杵那懈钌a(chǎn)環(huán)節(jié)，下游光伏行業(yè)的需求動(dòng)向基本決定了金剛線技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。為順應(yīng)下游光伏行業(yè)向大尺寸+薄片化的方向發(fā)展，持續(xù)降低硅片切割的非硅成本，金剛線行業(yè)技術(shù)保持持續(xù)創(chuàng)新，不斷向著三高一低（即：高出片率、高質(zhì)量、高速度、低線耗）的目標(biāo)不斷邁進(jìn)。金剛線行業(yè)概況（一）金剛線逐步實(shí)現(xiàn)在光伏行業(yè)的完全滲透2011-2014年，金剛線在光伏行業(yè)滲透率較低，主要是因?yàn)?014年前，金剛線產(chǎn)品供應(yīng)主要集中于日本供應(yīng)商，金剛線單價(jià)較高，同傳統(tǒng)砂漿游離磨料切割硅片相比，不具備成本優(yōu)勢(shì)；同時(shí)，國(guó)內(nèi)金剛線生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，尚處于起步階段。2015-2016年，金剛線在單晶硅切片領(lǐng)域的滲透率提升至35-55%，主要是因?yàn)閲?guó)內(nèi)金剛線生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)取得突破，打破日本供應(yīng)商在行業(yè)內(nèi)的壟斷，金剛線產(chǎn)品單價(jià)由2014年的300-600元/公里下降至2016年的200-500元/公里；同時(shí)，單晶硅相較多晶硅質(zhì)地更為均勻，從而率先實(shí)現(xiàn)金剛線工藝配套。相較傳統(tǒng)砂漿游離磨料切割工藝，金剛線切割速度提高4-5倍，切割硅片出片率提升15-20%，此外切片質(zhì)量更為穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境污染較小。但2015-2016年，金剛線在單晶硅切片領(lǐng)域的滲透率仍較低，主要是因?yàn)榻饎偩€在多晶硅切片領(lǐng)域，尚未解決金剛線切割導(dǎo)致的后端制絨工藝問(wèn)題，影響多晶硅片的轉(zhuǎn)化效率。2017年至今，金剛線在單晶硅切片及多晶硅切片領(lǐng)域的滲透率逐步提升；一方面，單晶硅切片領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)金剛線工藝的全面應(yīng)用；另一方面，多晶硅切片領(lǐng)域通過(guò)黑硅及PERC等技術(shù)的成熟解決了后端制絨工藝問(wèn)題，大幅降低成本的同時(shí)提升了電池效率，帶來(lái)了金剛線在多晶硅片切割應(yīng)用的快速發(fā)展。此外，隨著金剛線切片技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，單晶硅片的生產(chǎn)成本大幅下降；同時(shí)，由于單晶硅片的轉(zhuǎn)化率更高，相較多晶硅片逐步體現(xiàn)出性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。2021年，單晶硅片市場(chǎng)份額達(dá)94．5%，因此，目前金剛線切割硅片主要應(yīng)用于單晶硅片切割領(lǐng)域。（二）金剛線行業(yè)市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大2011年以來(lái)，光伏裝機(jī)規(guī)模擴(kuò)增帶動(dòng)硅片產(chǎn)能及產(chǎn)量增長(zhǎng)；同時(shí)，金剛線切片工藝實(shí)現(xiàn)在硅片切割領(lǐng)域的完全滲透，共同推動(dòng)金剛線市場(chǎng)容量不斷擴(kuò)大。根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2021年全球光伏新增裝機(jī)規(guī)模同比增長(zhǎng)31%達(dá)到創(chuàng)歷史新高的170GW，樂(lè)觀估計(jì)2022年到2025年全球新增光伏裝機(jī)容量仍將維持持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。受益于下游行業(yè)的增長(zhǎng)，金剛線未來(lái)市場(chǎng)需求也將不斷擴(kuò)大。（三）金剛線行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇金剛線產(chǎn)品市場(chǎng)容量的擴(kuò)大，主要受益于下游行業(yè)光伏發(fā)電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的提升。因此，下游光伏行業(yè)降本增效的趨勢(shì)，亦推動(dòng)金剛線行業(yè)技術(shù)、成本等的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。其中，技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)主要體現(xiàn)為金剛線產(chǎn)品的細(xì)線化，成本競(jìng)爭(zhēng)主要體現(xiàn)為通過(guò)規(guī)?；a(chǎn)降低產(chǎn)品的單位成本。金剛線直徑及微粉粒度同硅片切割質(zhì)量及切削損耗量相關(guān)，較小的線徑和微粉粒度有利于降低切削損耗和生產(chǎn)成本，因此金剛線線徑將呈不斷下降趨勢(shì)。除金剛線產(chǎn)品技術(shù)的細(xì)線化競(jìng)爭(zhēng)外，以美暢股份、聚成科技、高測(cè)股份等為代表的企業(yè)通過(guò)單機(jī)9線、單機(jī)12線、單機(jī)15線等的產(chǎn)能升級(jí)改造以及新建產(chǎn)能等方式，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)模效應(yīng)，提高產(chǎn)品成本競(jìng)爭(zhēng)力。細(xì)線化薄片化帶來(lái)金剛線單位需求增加金剛線耗材屬性，細(xì)線化、薄片化帶動(dòng)單位需求顯著增加。光伏硅片生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，金剛線消作為耗材，消耗量與硅片產(chǎn)量成正比。每片硅片出貨量對(duì)應(yīng)1．5米金剛線消耗，按單片硅片4W測(cè)算則單GW光伏需求對(duì)應(yīng)37．5萬(wàn)千米金剛線需求。然而，在硅料價(jià)格高企背景下，光伏硅片出現(xiàn)明顯薄片化趨勢(shì)，同時(shí)金剛線出現(xiàn)明顯細(xì)線化趨勢(shì)，兩者合力提升單位硅料出片率。美暢股份最新數(shù)據(jù)顯示，以38m金剛線切割硅棒，獲取厚度在165-160m的182硅片，對(duì)應(yīng)約4米單片線耗，以每片7．59W試算，則單GW金剛線耗增加至52．7萬(wàn)千米，對(duì)比以往增加40．53%。受降本及新型電池片技術(shù)滲透驅(qū)動(dòng)，硅片薄片化趨勢(shì)仍在延續(xù)。CPIA發(fā)布中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)路線顯示，p型單晶硅片平均厚度在170m左右，較2020年下降5m，用于TOPCon電池的n型硅片平均厚度為165m，用于異質(zhì)結(jié)電池的硅片厚度約150m，用于IBC電池的硅片厚度約130m。同時(shí)，硅料價(jià)格仍在高位，驅(qū)動(dòng)金剛線進(jìn)一步細(xì)線化，美暢股份40m線徑以上產(chǎn)品出貨占比快速減少，36m出貨占比已接近40%，恒星線徑35m的金剛線產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入試用階段。進(jìn)一步薄片化及細(xì)線化，有望驅(qū)動(dòng)單GW金剛線需求在52．7萬(wàn)千米的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增加。硅片環(huán)節(jié)擴(kuò)產(chǎn)快，金剛線潛在需求巨大。光伏硅片環(huán)節(jié)近年來(lái)呈現(xiàn)隆基股份及中環(huán)股份雙寡頭格局，2020年底隆基股份具備硅片產(chǎn)能85GW，中環(huán)股份具備硅片產(chǎn)能55GW，硅片制造全行業(yè)產(chǎn)能265．3GW。隆基及中環(huán)兩者市占率分別為32．04%、20．73%。2021年以來(lái)光伏行業(yè)持續(xù)保持全球范圍高景氣，同時(shí)重大產(chǎn)業(yè)扶持政策集中釋放，構(gòu)建行業(yè)長(zhǎng)期景氣預(yù)期，因此各大企業(yè)加速產(chǎn)能擴(kuò)張。以京運(yùn)通、上機(jī)數(shù)控為代表的多家企業(yè)宣布擴(kuò)產(chǎn)，跨界進(jìn)入硅片制造領(lǐng)域。根據(jù)公司公告，2021年底隆基股份硅片名義產(chǎn)能達(dá)105GW；中環(huán)股份硅片名義產(chǎn)能達(dá)85GW，全行業(yè)名義產(chǎn)能425．1GW，目前已公開(kāi)遠(yuǎn)期規(guī)劃產(chǎn)能合計(jì)達(dá)660GW。光伏整體高景氣引發(fā)全行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)，硅片行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)速度較快，產(chǎn)能擴(kuò)建最快在100天內(nèi)，行業(yè)規(guī)模擴(kuò)張目前仍然主要受限于硅料環(huán)節(jié)。根據(jù)中國(guó)光伏協(xié)會(huì)CPIA統(tǒng)計(jì)，2021年度全國(guó)硅片產(chǎn)量為227GW，同時(shí)預(yù)測(cè)2022年全國(guó)硅片產(chǎn)量不少于293GW。然而，如果按各個(gè)硅片廠商規(guī)劃產(chǎn)能測(cè)算，2021底硅片行業(yè)名義年產(chǎn)能425．1GW，硅片行業(yè)遠(yuǎn)期名義年產(chǎn)能660GW，假設(shè)排產(chǎn)率100%，則金剛線潛在需求最大可達(dá)3．48億千米。金剛線行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)相較于碳鋼線，鎢絲線具備高破斷拉力值、高扭轉(zhuǎn)值等優(yōu)異性能表現(xiàn)，在使用更細(xì)的線徑后，能夠有效降低硅片生產(chǎn)環(huán)節(jié)的碎片率。在目前硅料價(jià)格較高的背景下，盡管鎢絲線相較碳鋼線單價(jià)更高，硅片生產(chǎn)企業(yè)使用鎢絲線，仍能通過(guò)減少切割的硅損耗提升生產(chǎn)效益。金剛線線徑越細(xì)，鋸縫越小，切割時(shí)產(chǎn)生的鋸縫硅料損失越少，同樣一根硅棒可切割加工出的硅片數(shù)量越多，制造硅片所需的硅材料越少。金剛線母線直徑已由2016年的80μm降至2019年的50μm，相應(yīng)降低了切割料損。全球范圍內(nèi)，以光伏、風(fēng)電為代表的可再生能源在全球能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例不斷上升成為全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的發(fā)展方向。金剛線技術(shù)發(fā)展金剛石微粉需要具有一定導(dǎo)電性，才能隨鎳沉積而被固定在母線表面，進(jìn)而制備金剛線。為使金剛石微粉具備導(dǎo)電性，一般采用化學(xué)鍍的方式，使微粉表面沉積金屬鍍層。金剛線制備過(guò)程中，微粉在酸性體系環(huán)境中，表面金屬鍍層容易受到酸性腐蝕而脫落，導(dǎo)致上砂能力減弱、上砂不均、微粉結(jié)合力不足。因此金剛石微粉金屬鍍層需要具備強(qiáng)結(jié)合力、高耐腐蝕性能。通過(guò)高頻超聲酸刻蝕技術(shù)工藝，實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍金屬層金屬活化點(diǎn)生長(zhǎng)在金剛石刻蝕凹坑內(nèi)，增強(qiáng)其結(jié)合力；通過(guò)使用添加劑并精準(zhǔn)控制工藝參數(shù)，提升鍍層耐腐蝕能力。金剛石微粉作為金剛線的主要原材料之一，其質(zhì)量對(duì)于金剛線品質(zhì)有著較大影響；如在母線上分布不均，出現(xiàn)堆積、團(tuán)聚等問(wèn)題，將影響金剛線的使用效果。金剛線微粉復(fù)合工藝為微粉制作完成后增加的一道鈍化工藝。該技術(shù)通過(guò)在微粉表面形成一層鈍化膜，改善其自身物理性能，最終實(shí)現(xiàn)微粉在上砂過(guò)程中均勻分布在母線上。金剛線PLC全自動(dòng)過(guò)程控制技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，使得金剛線生產(chǎn)在一定程度上具備自動(dòng)化。該技術(shù)可以控制制程工藝參數(shù)，保持相關(guān)參數(shù)處于最佳的工藝參數(shù)范圍，以穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)視覺(jué)系統(tǒng)與自動(dòng)加砂控制系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)顆粒密度變化情況，通過(guò)自動(dòng)加砂量控制母線上微粉的顆粒密度，通過(guò)對(duì)于電鍍液液位、溫度、PH值的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水、溫度控制以及PH值等關(guān)鍵參數(shù)的控制，從而促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。隨著金剛線產(chǎn)品的持續(xù)生產(chǎn)，鍍液中積累的金屬離子、有機(jī)添加劑等雜質(zhì)不斷增加，此類雜質(zhì)積累到一定程度會(huì)影響鍍層質(zhì)量，導(dǎo)致鍍層脆性增加，進(jìn)而影響下游客戶使用效果。隨著光伏切片技術(shù)的不斷發(fā)展，下游硅片生產(chǎn)企業(yè)愈發(fā)關(guān)注出片率和生產(chǎn)成本，在切片綜合良率、切割過(guò)程斷線率、耗線量等方面提出更高的要求。金剛線高效上砂技術(shù)是根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)自主研發(fā)的一套基于上砂工藝+核心設(shè)備的金剛線制備技術(shù)。該核心