我國(guó)金剛線行業(yè)當(dāng)前發(fā)展呈現(xiàn)“一超多強(qiáng)”的競(jìng)爭(zhēng)格局。金剛線生產(chǎn)以專業(yè)化企業(yè)為主，部分企業(yè)兼有切割設(shè)備與硅片切割等業(yè)務(wù)，行業(yè)集中度高且有向頭部集中的趨勢(shì)。美暢股份為行業(yè)龍頭，2023 年市占率達(dá) 42%；其余市場(chǎng)主要集中在高測(cè)股份、岱勒新材、三超新材以及新瑞昕等廠商。
根據(jù) 2023 年年報(bào)的銷量數(shù)據(jù)，在金剛線行業(yè)份額中，美暢股份（42%）、高測(cè)股份（13%）、岱勒新材（8%）、新瑞昕（7%）、三超新材（3%）。
受硅片環(huán)節(jié)集中度較高特點(diǎn)的影響，金剛線企業(yè)存在下游客戶相對(duì)集中的特點(diǎn)，業(yè)績(jī)主要依賴頭部硅片廠商，如隆基綠能、晶澳科技、協(xié)鑫集團(tuán)等。
（1）金剛線行業(yè)概況
金剛線是通過(guò)一定的加工方法，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)度母線基體上制成的，金剛線與物件間通過(guò)多線切割機(jī)進(jìn)行高速磨削運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到切割目的。
金剛線行業(yè)的上游為母線、金剛石裸粉、鎳、部分化學(xué)制劑等原材料。金剛線成本構(gòu)成中，原材料成本較高，直接人工、其他制造費(fèi)用占比相對(duì)較少。因此，金剛線行業(yè)成本導(dǎo)向較為明顯，上游原材料的價(jià)格波動(dòng)對(duì)金剛線產(chǎn)品生產(chǎn)成本有較大的關(guān)聯(lián)性。
從金剛線生產(chǎn)工藝看，目前金剛線生產(chǎn)工藝以電鍍?yōu)橹髁?，通過(guò)將金屬鎳層作為結(jié)合劑將金剛石微粉顆粒固結(jié)在母線上，以金剛石顆粒作為切割刀具，母線作為承載基體，從而使金剛線在高速運(yùn)動(dòng)下具備切割能力。
整個(gè)金剛線生產(chǎn)環(huán)節(jié)中有母線預(yù)處理、金剛石微粉預(yù)處理、預(yù)鍍、上砂、加厚、水洗烘干等步驟。金剛線下游主要為光伏硅片、磁性材料、藍(lán)寶石、半導(dǎo)體等材料切割。目前光伏硅片是金剛線最大的下游應(yīng)用市場(chǎng)，用于光伏晶硅切片的金剛線用量大，根據(jù)上海證券研究所的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，光伏硅片切割占當(dāng)前金剛線總需求量的 90%以上。
我國(guó)金剛線行業(yè)的發(fā)展歷程大體上可分為以下 5個(gè)階段：
1）2010-2013 年：下游應(yīng)用拓寬，海外企業(yè)壟斷市場(chǎng)金剛線切割技術(shù)最開始規(guī)模應(yīng)用于藍(lán)寶石切割。相比于傳統(tǒng)砂漿切割技術(shù)效率低、成本高、浪費(fèi)多的劣勢(shì)，金剛線切割對(duì)硅料損耗降低且使得切割效率提高，2010 年開始應(yīng)用于光伏晶體硅片的切割。
在 2014 年以前，日本廠商占據(jù)了全球金剛線市場(chǎng)的大部分市場(chǎng)份額，長(zhǎng)期處于壟斷地位，產(chǎn)品售價(jià)居高不下，一定程度上限制了金剛線在光伏行業(yè)的規(guī)?；瘧?yīng)用。
2）2014-2015 年：國(guó)內(nèi)廠商開啟對(duì)金剛線的探索，技術(shù)日趨成熟隨著國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求增長(zhǎng)迅速，以及國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)政策扶持力度加大，我國(guó)企業(yè)開始加大對(duì)金剛線技術(shù)的投入和布局。
在以隆基股份、TCL 中環(huán)為代表的國(guó)內(nèi)光伏一體化巨頭的戰(zhàn)略扶持下，美暢股份、高測(cè)股份、岱勒新材等多家國(guó)內(nèi)金剛線企業(yè)加大研發(fā)投入力度，金剛線切割技術(shù)日趨成熟，產(chǎn)品規(guī)格降至 80μm 及以下，市場(chǎng)價(jià)格大幅降低，產(chǎn)品性能顯著提升。此階段中，單晶硅片因其質(zhì)地均勻率先實(shí)現(xiàn)了金剛線切割工藝配套。
3）2016-2017 年：國(guó)內(nèi)企業(yè)改革進(jìn)程加快，市場(chǎng)迅速擴(kuò)容隨著國(guó)內(nèi)對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的大力扶持和新增裝機(jī)容量快速提升，金剛線的需求迎來(lái)了爆發(fā)式增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)也加大了擴(kuò)產(chǎn)和技術(shù)改革的力度，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的快速迭代。
2017 年，金剛線在單晶硅片的切割領(lǐng)域已全面替代傳統(tǒng)砂漿切割，龍頭光伏企業(yè)大規(guī)模采用金剛線，并完善其配套工藝，單晶硅片的生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到了顯著提升，同時(shí)隨著黑硅、添加劑法等工藝解決金剛線切割硅片損傷層淺、反射率高的問(wèn)題，多晶領(lǐng)域金剛線切片的滲透率快速提高，根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù)顯示，2018 年金剛線在多晶硅切片切割應(yīng)用的占比達(dá)到了 90%。
4）2018-2019 年：“光伏 531 政策”沖擊光伏市場(chǎng)，金剛線需求回落，國(guó)內(nèi)廠商市場(chǎng)份額提升光伏行業(yè)受到了《關(guān)于 2018 年光伏發(fā)電有關(guān)事項(xiàng)的通知》的沖擊，其直接廢止了 2017 年年底出臺(tái)的新版補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，集中式和分布式電站的度電補(bǔ)貼都大幅下調(diào)，并對(duì)分布式電站規(guī)模予以限制，導(dǎo)致裝機(jī)需求量大幅下降，傳導(dǎo)至產(chǎn)業(yè)鏈上游，硅片廠商的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃被取消或延后，金剛線的需求也出現(xiàn)了回落，市場(chǎng)供需失衡，產(chǎn)品價(jià)格大幅下跌，行業(yè)營(yíng)收狀況受到了嚴(yán)重打擊，高成本和落后的產(chǎn)能逐步退出中國(guó)市場(chǎng)。
5）2020 年至今：聯(lián)合國(guó)提出“碳達(dá)峰、碳中和”理念，金剛線行業(yè)景氣度持續(xù)上升在“碳中和，碳達(dá)峰”的戰(zhàn)略目標(biāo)指引下，各國(guó)能源結(jié)構(gòu)不斷轉(zhuǎn)型，密集出臺(tái)了諸多鼓勵(lì)光伏等綠色低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的行業(yè)政策，給予了較強(qiáng)的支撐力度，為光伏行業(yè)帶來(lái)了新的需求，光伏相對(duì)火電的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)也逐漸顯現(xiàn)。根據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，2023 年我國(guó)光伏新增裝機(jī)為216.88GW，同比增長(zhǎng) 146.8%，金剛線作為光伏行業(yè)的上游硅片環(huán)節(jié)的重要輔材之一，未來(lái)市場(chǎng)需求也將迎來(lái)持續(xù)增長(zhǎng)。
（2）行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1）金剛線在光伏行業(yè)滲透率接近 100%
2019 年至今，經(jīng)過(guò)持續(xù)的工藝優(yōu)化以及細(xì)線化帶來(lái)的出片量提升，使得下游需求快速增長(zhǎng)。受到“光伏 531”政策及供給端產(chǎn)能集中釋放因素的影響，2019 年末，金剛線在單晶、多晶硅片滲透率基本接近 100%。
2022 年末，硅產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格進(jìn)入高點(diǎn)后，硅片價(jià)格進(jìn)入降價(jià)周期，其上游金剛線價(jià)格也面臨較大的價(jià)格壓力，根據(jù)中金公司研究部數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，碳鋼金剛石線的平均價(jià)格為 30-40元/公里，預(yù)計(jì)未來(lái)價(jià)格壓力將持續(xù)存在。
2）光伏行業(yè)新增裝機(jī)量維持高速增長(zhǎng)
國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)與國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2013-2023 年，我國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)量快速增長(zhǎng)。從 2013 年的 17.75GW 上升至 2023 年的 609.49GW，增幅超過(guò) 34 倍。《2023 年全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》指出，2023 年我國(guó)新增光伏裝機(jī)量為 216.88GW，新增與累計(jì)裝機(jī)容量均為全球第一，而金剛線作為滲透率 100%的耗材，直接受益于光伏終端需求量的高增長(zhǎng)。
未來(lái)，隨著光伏行業(yè)降本增效進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，在光伏發(fā)電成本下降和全球綠色復(fù)蘇等有利因素的推動(dòng)下，光伏新增裝機(jī)仍將維持高速增長(zhǎng)，從而擴(kuò)大包括光伏硅片在內(nèi)各個(gè)環(huán)節(jié)的需求。
3）國(guó)內(nèi)硅片廠商市占率持續(xù)提升，產(chǎn)量逐年升高
光伏硅片行業(yè)一直以來(lái)呈現(xiàn)出龍頭集中的特點(diǎn)。根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2022 年全球硅片生產(chǎn)規(guī)模前十的企業(yè)均為中國(guó)企業(yè)。隨著國(guó)內(nèi)硅片廠商加速擴(kuò)產(chǎn)，我國(guó)在全球硅片領(lǐng)域占絕對(duì)主導(dǎo)地位。根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2019-2022 年，中國(guó)硅片產(chǎn)量占全球硅片產(chǎn)量的比例均在96%以上。
總體來(lái)看，中國(guó)硅片廠商在全球硅片領(lǐng)域的主導(dǎo)地位向國(guó)內(nèi)金剛線市場(chǎng)釋放有利信號(hào)，硅片產(chǎn)量的增長(zhǎng)將拉動(dòng)上游硅片切割的需求，同時(shí)硅片環(huán)節(jié)正加速擴(kuò)產(chǎn)，作為硅片必備耗材，金剛線將直接受益硅片環(huán)節(jié)的大幅擴(kuò)產(chǎn)。
4）光伏與硅片行業(yè)的發(fā)展推動(dòng)金剛線需求量上升
根據(jù)不同型號(hào)金剛線的滲透率以及對(duì)應(yīng)單位線耗的加權(quán)平均，根據(jù)中金公司研究部預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì) 2023-2025 年金剛線的平均單 GW 線耗分別為 53、54、55 萬(wàn)公里/GW。結(jié)合硅片產(chǎn)量預(yù)測(cè)，2023-2025 年金剛線需求量將達(dá)到 29,090、35,761、42,143 萬(wàn)公里。預(yù)計(jì) 2023-2025 年金剛線市場(chǎng)規(guī)模分別能達(dá)到 113、147、178 億元，2022-2025 年 CAGR 為 34%，高于硅片需求增速。
（3）行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
1）下游硅片行業(yè)降本增效推動(dòng)金剛線技術(shù)發(fā)展方向，細(xì)線化帶動(dòng)線耗提升
2020-2022 年，硅片行業(yè)實(shí)行降本增效，表現(xiàn)出“大尺寸+薄片化”的技術(shù)路線，以減少硅片厚度和切割損耗對(duì)硅片成本的影響，由此推動(dòng)了金剛線技術(shù)細(xì)線化、高強(qiáng)化、省線化、低 TTV 切割、高良率切割、高速度切割的發(fā)展方向。
細(xì)線化：從成本角度出發(fā)，硅片切割過(guò)程中于金剛線自身線徑的存在，導(dǎo)致部分硅棒被磨削為硅粉而損耗，因此需要盡可能降低金剛線線徑以減少硅棒損耗。以出片數(shù)視角看，單公斤硅棒的出片數(shù)越高成本越低，基于此金剛線細(xì)線化可以帶來(lái)出片數(shù)量的提高，從而降低硅片成本。硅片的薄片化也持續(xù)推動(dòng)輔材金剛線的細(xì)線化。
目前用于單晶硅片的主流金剛線產(chǎn)品規(guī)格在 32μm36μm 之間，并逐步向更細(xì)的線徑滲透。電池環(huán)節(jié) P 轉(zhuǎn) N 迭代仍會(huì)推動(dòng)硅片薄片化持續(xù)，據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，N 型電池厚度有望向 N-TOPCon100μm，N-HJT90μm 發(fā)展，硅片薄片化仍有廣闊空間。在 N 型電池非硅成本抬高的背景下，通過(guò)硅片薄片化實(shí)現(xiàn)硅成本下降成為必經(jīng)之路，金剛線細(xì)線化進(jìn)程仍會(huì)持續(xù)。
高強(qiáng)化與省線化：硅片的薄片化推動(dòng)了金剛線的高強(qiáng)化和省線化，要求金剛線生產(chǎn)提高母線強(qiáng)度以抵消線徑細(xì)化帶來(lái)的破斷力損失并提高金剛線的切割能力（如增加單位金剛線微粉數(shù)量，即提升出刃率）以減少電鍍金剛線的損失。
高良率切割：硅片的切割質(zhì)量包括劃傷、線痕、崩口、TTV 等。劃傷是指由于線鋸表面存在大的鎳瘤或者出刃高度過(guò)大的磨粒，在切割過(guò)程中將硅片劃出的明顯溝痕；線痕是由于團(tuán)聚顆粒的擠壓在硅片上留下的切割痕跡，與劃傷直接導(dǎo)致硅片表面損傷不同；崩口、TTV 等主要由于虛高磨粒過(guò)多造成。上述缺陷會(huì)降低硅片良品率，在降本增效要求的推動(dòng)下，金剛線具備低線痕、低 TTV 切割的發(fā)展趨勢(shì)。
高速度切割：出刃率固定時(shí)，切割設(shè)備速度越快則設(shè)備利用率更高，單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)硅片數(shù)量越多。在金剛線細(xì)線化、硅片“薄片化+大尺寸”的技術(shù)變革中，金剛線的線耗將持續(xù)提升。細(xì)線化進(jìn)程會(huì)導(dǎo)致金剛線破斷力減少，在切割過(guò)程中斷線風(fēng)險(xiǎn)更高；同時(shí)單位長(zhǎng)度母線所能固結(jié)的金剛石顆粒減少，降低出刃率，導(dǎo)致金剛線切割速度下降、切割力下降、切片不良率提高，由此切割相同數(shù)量的硅片所需要的金剛線數(shù)量增加，線耗相應(yīng)提高。
2）鎢絲金剛線滲透率有望持續(xù)提升，呈現(xiàn)出量?jī)r(jià)齊升態(tài)勢(shì)
金剛線總線徑受母線線徑和金剛線微粉直徑影響，金剛線微粉尺寸減小的空間十分有限，因此降低母線線徑是細(xì)線化的核心。傳統(tǒng)金剛線以碳鋼絲為母線，金剛線的細(xì)線化趨勢(shì)導(dǎo)致其最小破斷力下降，線徑逐漸接近極限。
目前主流的 32-38 規(guī)格碳鋼絲金剛線對(duì)應(yīng)母線線徑 38-44μm，已接近碳鋼絲母線的產(chǎn)業(yè)化極限 36μm。當(dāng)前碳鋼絲金剛線面臨細(xì)線化空間不足的情況，鎢絲金剛線可以作為替代品。鎢絲具有更強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度，在同等破斷力下可將線徑做的更細(xì)，進(jìn)一步降低切割的斷線率和損耗。
鎢絲具有較高的破斷力，其破斷拉力系數(shù)是同規(guī)格碳鋼絲的 1.2-1.3 倍，若向其中摻雜其他金屬元素（如鈰、釔、鋯等），能基于固溶強(qiáng)化機(jī)制制成強(qiáng)度更高的鎢合金，且具有導(dǎo)電性好、耐腐蝕等優(yōu)勢(shì)，用其替代碳鋼絲可以解決細(xì)線化問(wèn)題，提高出片率，降低成本。
與此同時(shí)，鎢絲作為母線的新材料，主要是替代目前母線材料高碳鋼絲，并不影響整體的制造工藝，只是涉及部分工藝的調(diào)整，因此不需要對(duì)金剛線現(xiàn)存生產(chǎn)流程進(jìn)行大規(guī)模升級(jí)改造，在工藝上節(jié)約了行業(yè)轉(zhuǎn)換成本。
針對(duì)大尺寸硅片和薄硅片，鎢絲應(yīng)用率先落地。對(duì)于大尺寸硅片，其硅棒切方過(guò)程中的圓方棒轉(zhuǎn)換率更低，因此單位面積硅棒的成本更高，而使用較細(xì)的鎢絲金剛線能夠節(jié)省硅棒以達(dá)到控制成本的目的，此外，鎢絲金剛線的高強(qiáng)度可帶來(lái)更小的線擺、線痕，可提高大尺寸硅片的良品率。
當(dāng)前限制鎢絲金剛線替代碳鋼絲金剛線的核心原因?yàn)榻?jīng)濟(jì)性，鎢絲母線成本較高導(dǎo)致鎢絲金剛線價(jià)格居高，使用鎢絲金剛線切割硅片降低硅棒損耗帶來(lái)的收入增加不一定能夠覆蓋使用鎢絲金剛線的成本增加。
根據(jù)中金研究部的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022 年主流碳鋼絲金剛線的售價(jià)為 30-40 元/公里，鎢絲金剛線售價(jià)則高達(dá) 70-80 元/公里，約為碳鋼絲金剛線的 2 倍，部分規(guī)格可達(dá)到 4 倍。隨著鎢絲母線產(chǎn)能釋放和金剛線企業(yè)一體化的生產(chǎn)趨勢(shì)，鎢絲金剛線降本空間可觀，將推動(dòng)鎢絲替代浪潮。
目前，國(guó)內(nèi)頭部金剛線廠商已開始布局鎢絲金剛線，基于未來(lái)硅片“大尺寸+薄片化”的技術(shù)路徑和金剛線細(xì)線化技術(shù)不斷進(jìn)步，未來(lái)鎢絲金剛線滲透率將不斷提高，預(yù)計(jì)由 2022 年的 6%提升至 2025 年的 50%。
3）金剛線產(chǎn)品持續(xù)迭代，產(chǎn)品價(jià)格亦通過(guò)產(chǎn)品迭代實(shí)現(xiàn)調(diào)整
2016 年開始，國(guó)內(nèi)廠商的發(fā)展進(jìn)程加快，金剛線產(chǎn)能迅速擴(kuò)張，頭部廠商競(jìng)爭(zhēng)激烈，導(dǎo)致金剛線單價(jià)持續(xù)下降；2020-2022 年，盡管金剛線價(jià)格由于硅片進(jìn)入降價(jià)周期而面臨較大的下行壓力，但隨著金剛線細(xì)線化及鎢絲線產(chǎn)品的開發(fā)，價(jià)格降幅逐步收窄。
當(dāng)前，下游硅片廠商更注重金剛線產(chǎn)品的細(xì)線化迭代與品質(zhì)提升，金剛線在細(xì)線化、高強(qiáng)化、省線化、低 TTV、高穩(wěn)定化等方面競(jìng)爭(zhēng)將更為重要，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)局面優(yōu)于市場(chǎng)預(yù)期。
金剛線價(jià)格會(huì)隨產(chǎn)品迭代進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，技術(shù)溢價(jià)顯著，疊加細(xì)線化后的生產(chǎn)難度和成本提升，以及鎢絲金剛線滲透率的提高，預(yù)計(jì)未來(lái)金剛線價(jià)格降幅將逐步放緩。
