据清华能源转型中心研究，若实现中国实现“碳中和”，人均光伏大约为5~10千瓦，需要约8580GW光伏资源量，2020年累计装机量达到253GW，距离实现目标仍有很长的路要走，这也使得光伏产业链整体景气度走高，而上游与制造、生产相关的设备商也因此受益。

如下图图所示，光伏产业链从原料到成品大致需要5个环节，下游需求增加，中上游环节最为受益，尤其是相关的制造设备厂商，因此我将主要围绕着上游硅料与硅片这两个环节的设备进行介绍。
1、硅料环节

从产业链工艺来看，硅料是光伏产业链的首段，是影响整个产业发展的重要环节。


目前，世界绝大部分厂家生产的硅料，均采用传统的改良西门子法，这是最为成熟、应用最广泛的工艺技术。

改良西门子法主要原理是，把石英砂放在电炉中冶炼还原制成99%的工业硅粉，再与四氯化硅和氢气反应得到三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。在这改良西门子法中，多晶硅还原炉设备是改良西门子法生产多晶硅工艺流程中使用的核心设备。

今年以来光伏硅料价格接连上涨，到6月价格达到高点为206元/kg，相比去年末的价格上涨了近150%，目前价格仍然在高位维持。硅料价格高企刺激了下游厂商扩产欲望，相关的设备厂商因此受益。

还原炉相关标的：

双良节能：

公司是国内还原炉龙头，市占率稳居行业之首。近三年，公司累计为行业各家硅料企业提供三百多台大型高效还原炉，并将继续为行业提供更高端、高效的还原炉及其模块。

2、硅片环节

在获得冶炼级多晶硅后，硅片企业需要将硅料加工成规范尺寸的硅片，应用于下游的电池和组件。这个环节也是单多、晶技术的分界起点，单多晶产品在电池片与组件过程的区别很小，差异主要源自硅片环节的单晶拉棒/多晶铸锭工艺的不同，因此硅片环节是决定单多晶工艺路线差别的根本所在。

单晶技术路线将是市场的主流

上世纪光伏行业诞生之初市场上仅有单晶光伏产品。八十年代后期，随着多晶电池低成本的经济效益优势凸显，多晶份额逐年提高，并在2014年前后达到80%左右市占率（根据中国光伏行业协会统计）。从2015年开始随着长晶成本快速下降以及金刚线切片技术的应用，单晶/多晶成本差距逐渐缩小，单晶份额开始扩大。2017年随着中国领跑者计划实施单晶产品效率优势开始迅速展现，进一步提高了单晶份额。

2019年上半年光伏硅片产量占比达到58.8%，未来随着单晶多晶价差缩小，单晶技术路线将成为市场主流。从需求端看，未来晶硅市场的增量将以单晶为主，多晶市场增长非常有限。这对于单晶长晶环节的长晶炉和切片机设备需求将带来提振。

单晶硅生长炉与切片设备最为核心

在整个硅棒/片项目设备投资中，单晶硅生长炉与切片设备是核心设备，占总项目成本的70%左右。单晶炉约1.4亿元/GW，切片设备约0.4亿/GW，这两种设备价值量占比最高；此外机加工设备约0.3亿元/GW，其他设备约0.2亿元/GW，合计设备投资2.3亿元/GW。设备投资中单晶炉价值占比60%，切片设备价值占比13%。


单晶炉：大尺寸是未来演变的方向

为了让每单位生产硅片的成本更低，参考半导体硅片经验，光伏硅片未来发展趋势将会追求让尺寸朝着大尺寸的方向演变。


2019年光伏产业推出166mm大硅片，较原来的8英寸M2硅片表面积提升了12.2%，受到业内一致好评，认为此举可大幅降低LCOE（度电成本），增加制造企业利润。而近期发布
的M12大尺寸硅片，边长210mm，对角295mm，相比M2硅片表面积提升了80.5%。

若12寸大硅片的渗透率提升，核心设备商将会最受益。因为随着硅片直径的变化，相关的设备也会随之更新换代，未来核心设备商的新增订单将尤为可观。

单晶炉相关标的：

晶盛机电：

公司是国内晶体硅生长设备的绝对龙头。公司凭借较强的产品实力，积累了较好的客户资源，和中环股份、晶科能源、晶澳科技等多家行业领先企业均建立了长期深入的合作关系。目前国内主要的单晶炉供应商包括晶盛机电、天龙光电、精功科技、京运通、连城数控、北方华创。连城数控是隆基的关联企业，在单晶炉业务上和隆基深度合作。在除了隆基以外的单晶炉市场需求上，晶盛机电占据了90%的份额，是行业内的主力供应商。

硅片切片机：薄片化是未来演变的趋势

硅片未来必然会朝着更轻薄化的方向发展。因为硅片薄片化，不仅有效减少硅材料消耗，而且薄片化所体现出的硅片柔韧性也给电池、组件端带来了更多的可能性。

薄片的切割，需要对切片设备及切割工艺提出更高的要求。需要实现高线速条件下更高的切割稳定性；切削液系统需要有更好导入，起到冷却、润滑、排屑作用；金刚线需要有更好的颗粒均匀性以及更好的切削能力，其他插片机、清洗机、分选机也需要相应优化。在切割工艺端，超薄片更易表现出弯曲、以及进刀收刀的边缘翘曲，因此需要在工艺端与设备、金刚线有更好的匹配度。

在单晶硅片成本结构来看，金刚线是核心部件，在非硅成本中占比最大的部分，达到22%。

随着光伏降本的不断推进，金刚线将继续沿着出片更多、切割更快、线耗更省、硅片更薄的方向发展。电镀金钢线线径不断细化，有利于切割硅缝的减小，减少硅料的损耗，提高硅片的出片率。

目前，金刚线细线化的进程远比之前预期的要快。随着单晶市场份额的全面提升，相关金刚线的厂商将因此获益。

切片机相关标的：

上机数控：

公司是薄片化切片机龙头，在切片机业务国内市占率45%左右。公司在行业内与大连连城（隆基股份关联方企业）、青岛高测（科创板上市）形成三方寡头垄断。光伏单晶硅趋向大尺寸化。主流光伏组件厂商纷纷布局大尺寸组件，带动大尺寸单晶硅需求，从而带来光伏切片机迭代需求。 

原标题：「太阳能」光伏产业链中上游设备梳理