金刚线行业深度报告:从空间、格局、壁垒看金刚线投资机会

2023年12月19日发(作者：大众汽车高尔夫2022款)

证券研究报告从空间、格局、壁垒看金刚线投资机会

——金刚线行业深度报告

[Table_Summary]

? 金刚线是光伏硅片重要辅材，迎来积极变化

金刚线在光伏行业主要用于硅片切片，其切割性能直接影响硅片质量及电池效率，是光伏行业重要辅材。金刚线上一轮投资机会主要来自[Table_Rating]

增持（维持）

[Table_Industry]

行业: 电力设备

日期:

shzqdatemark2022年07月06日

[Table_Author]分析师: 开文明

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SAC编号: S2

分析师: 丁亚

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SAC编号: S2

联系人: 刘清馨

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SAC编号:

行

业

[Table_QuotePic]最近一年行业指数与沪深

300比较

深电力设备沪深30036%度28%研21%究13%

5%-2%07-2109-2111-2102-2204-2207-22-10%-18%-26%

[Table_ReportInfo]相关报告：

《需求高增，持续关注新技术与优质细分环节》

——2022年06月05日

《外因扰动需求，创新演绎主线》

——2022年05月24日

《冷链物流政策护航，龙头设备厂商受益确定性强》

——2022年04月13日

于2017-2018年光伏硅片金刚线切片的渗透率大幅提升，实现了对砂浆切割的替代。当前时点，我们认为金刚线正在发生新一轮积极变化，有望带来相应投资机会。

? 空间：有望量价齐升，预计复合增速40%以上

线耗上，细线化、薄片化与大尺寸有望带动切片环节线耗提升。下游需求方面，平价上网与碳中和时代背景下，光伏需求高增，叠加硅片扩产加速，使得金刚线需求有望超越行业增长。价格上，随着行业格局趋于稳定，金刚线价格逐渐企稳，细线化或带来一定提价可能。预计到2025年，光伏领域金刚线市场空间可达150亿以上，2021-2025年复合增速40%以上。

? 格局：市场集中度提升，头部企业优势明显

早期金刚线市场主要为日本和美国企业垄断，随着国内企业持续研发投入与产能扩张，已经全面实现国产化替代。目前市场集中度正在不断提升，市场格局向“一超两强”方向发展。头部企业美畅股份、高测股份、恒星科技等，在规模、成本与盈利能力、研发实力等方面已与其他企业逐渐拉开差距。

? 壁垒：技术与生产壁垒全面提升

从历史发展来看，金刚线门槛相对较低，也造成了一段时间内金刚线竞争较为激烈。当下时点，我们认为金刚线的技术与生产正在全面提升。细线化加速发展，同时在传统高碳钢丝细线化出现瓶颈下，母线材料面临替换的可能。加上硅片持续的大尺寸与薄片化趋势，金刚线技术壁垒有望加强。生产制造上，头部企业加大一机多线改造力度，大幅提升生产效率。

? 投资建议

（1）金刚线生产商：从需求增长、行业格局优化和壁垒提升等角度，我们认为当前时点，金刚线属于光伏行业中较为优质的细分赛道，建议关注头部企业。推荐高测股份，建议关注美畅股份、恒星科技。

（2）钨丝生产商：钨丝是细线化背景下，较为合适的金刚线母线材料。一旦全面应用，市场将实现0到1的跨越。建议关注厦门钨业、中钨高新。

? 风险提示

需求不及预期，行业竞争加剧，技术进步不及预期。

? 数据预测与估值

[Table_RecommendStock]EPS PE

股价

公司名称7/5 22E 23E 24E 22E 23E 24E

投资评级

高测股份

(688556)

89.12 2.90 4.44 5.78 30.73 20.07 15.42 11.50 买入

资料来源：Wind，上海证券研究所

行业深度研究

1 金刚线是光伏重要辅材，迎来积极变化...................................... 4

1.1 为什么当前时点关注金刚线？ .......................................... 4

1.2 金刚线是光伏硅片重要辅材，已实现全面应用 ................ 4

1.3 电镀工艺是主流，原材料成本占比较高 ........................... 6

2 空间：有望量价齐升，预计复合增速40%以上 .......................... 9

2.1 线耗：细线化、薄片化与大尺寸带动线耗提升 ................ 9

2.2 下游需求：光伏需求高增，硅片扩产加速 ...................... 10

2.3 价格：逐渐企稳，细线化或带来提价可能 ...................... 11

2.4 市场空间广阔，复合增速40%以上 ................................ 12

3 格局：市场集中度提升，头部企业优势明显 ............................ 14

3.1 国产化替代全面完成，市场向头部集中 ......................... 14

3.2 头部企业盈利能力较强 ................................................... 14

3.3 生产成本拉开差距 .......................................................... 15

3.4 研发实力拉开差距 .......................................................... 17

4 壁垒：技术与生产壁垒全面提升............................................... 19

4.1 细线化趋势值得重视....................................................... 19

4.2 钨丝有望成为母线替代基材 ............................................ 21

4.3 大尺寸与薄片化持续推进 ............................................... 22

4.4 一机多线大幅提升效率 ................................................... 23

5 投资建议 ................................................................................... 25

5.1 高测股份 ......................................................................... 25

5.2 美畅股份 ......................................................................... 26

5.3 恒星科技 ......................................................................... 27

5.4 厦门钨业 ......................................................................... 28

5.5 中钨高新 ......................................................................... 30

6 风险提示 ................................................................................... 31

图

图 8 线径越细，破断力越低（N） ....................................... 10

图 9 线径越细，出刃率越低（颗/mm） ............................... 10

图 36 高测股份收入及增速（亿元） .................................... 26

图 37 高测股份归母净利润及增速（亿元） ......................... 26

图 38 高测股份分业务收入（亿元） .................................... 26

图 39 高测股份毛利率&净利率 ............................................ 26

图 40 美畅股份收入及增速（亿元） .................................... 27

图 41 美畅股份净利润及增速（亿元） ................................ 27

图 42 美畅股份分业务收入（亿元） .................................... 27

图 43 美畅股份毛利率&净利率 ............................................ 27

图 44 恒星科技收入及增速（亿元） .................................... 28

图 45 恒星科技利润及增速（亿元） .................................... 28

图 46 恒星科技分业务收入（亿元） .................................... 28

图 47 恒星科技毛利率&净利率 ............................................ 28

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行业深度研究

图 48 厦门钨业收入及增速（亿元） .................................... 29

图 49厦门钨业利润及增速（亿元） .................................... 29

图 50厦门钨业分业务收入（亿元） .................................... 29

图 51 厦门钨业毛利率&净利率 ............................................ 29

图 52中钨高新收入及增速（亿元） .................................... 30

图 53中钨高新利润及增速（亿元） .................................... 30

图 54中钨高新分业务收入（亿元） .................................... 30

图 55 中钨高新毛利率&净利率 ............................................ 30

表

表9 重点公司盈利预测与估值 .............................................. 25

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1 金刚线是光伏重要辅材，迎来积极变化

1.1 为什么当前时点关注金刚线？

金刚线是光伏硅片切片过程中的重要耗材，上一轮大的投资机会来自于2017-2018年光伏硅片金刚线切片的渗透率大幅提升，实现了对砂浆切割的替代，但此后板块表现相对较为平淡。原因主要包括：技术进步使得金刚线耗量持续下降、行业竞争使得金刚线价格持续下降、金刚线技术壁垒相对较低、扩产周期较短等。

我们认为当前时点金刚线有着较为积极的变化，是光伏行业中具备alpha的环节，蕴藏着一定的投资机会。具体变化表现为：

? 空间：细线化等因素带动线耗提升，叠加硅片扩产。

? 格局：市场集中度提升，头部企业优势明显。

? 壁垒：技术与生产壁垒提升。

1.2 金刚线是光伏硅片重要辅材，已实现全面应用

金刚线是将金刚石微粉颗粒以一定的分布密度均匀地固结在母线（一般为高碳钢丝）上制成的，通过金刚线与被切割物体间进行高速磨削运动，从而实现切割目的。

金刚线最早应用于蓝宝石切割，2010年左右开始应用于光伏。在光伏上，金刚线主要用于硅片切割（包括截断和切片，切片为主），其切割性能直接影响硅片质量及电池效率。光伏目前已成为金刚线最大的应用市场，占总需求量90%以上。

图 1 金刚线截面示意图

资料来源：高测股份招股说明书，上海证券研究所

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图 2 金刚线用于硅片切割示意图

资料来源：高测股份招股说明书，上海证券研究所

金刚线切割优势明显，行业全面普及。相比上一代技术砂浆切割，金刚线切割具有出片率更高（切割磨损少）、切割速度快、环境污染小等优势，因此具备较强的竞争优势，在与砂浆切割的竞争过程中逐渐胜出。

? 表 1 砂浆切割与金刚线切割对比

游离磨料砂浆切割

磨料颗粒磨损约为60μm

金刚石线切割

金刚石颗粒磨损约为20μm

对比项目

切割磨损

相同线径下金刚石线切割相比砂浆切割硅料损耗更低，单位硅料的硅片产出增加20%左右，且砂浆切割最细线径约为80μm

砂浆切片机线网速度约为切割速度

580-900m/min

金刚线切片机线网速度约为1000-1500m/min

金刚石线切割速度约为砂浆切割的 2-3 倍

PEG悬浮液，较难处理

辅料消耗

金刚石线切割工艺更为环保

水基切割液，较易处理

资料来源：美畅股份招股说明书，上海证券研究所

金刚线切割技术2010年左右开始应用于光伏，早期切割设备与耗材（即金刚线）主要依靠进口，成本相对较高。2014年以来，随着技术的成熟以及国产设备和材料厂商崛起，金刚线切割成本实现快速下降，相对砂浆切割的优势逐渐明显，隆基、中环等领先硅片企业开始转向金刚线切片。单晶领域2017年金刚线切片已全面取代砂浆切片，随后随着黑硅、添加剂法等工艺解决了金刚线切割硅片损伤层浅、反射率高的问题，多晶领域金刚线切片的渗透率也快速提升，2018年基本完成砂浆切片向金刚线切片的转换。

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图 3 金刚线切片2017-2018年基本实现对砂浆切片的替代

单晶金刚线切片占比120%100%80%60%40%20%0%2%31%80%95%100%100%多晶金刚线切片占比100%100%100%100%100%100%

资料来源：CPIA，上海证券研究所

金刚线单W价值量在1-2分，硅片辅材中价值量相对较高。从绝对价值量看，由于金刚线属于硅片生产过程中的间接耗材，因此绝对价值量低于铝边框、玻璃、胶膜等直接原材料。目前金刚线价值量在1-2分/W，略高于硅片生产过程中的坩埚、热场等其他耗材。

图 4 金刚线价值量略高于坩埚、热场等（元/W）

0.1600.157

0.134

0.119

0.1400.1200.1000.0800.0600.0400.0200.0000.065

0.053

0.035

0.029

0.014

0.011

0.010

铝边框胶膜玻璃背板焊带正银接线盒金刚线坩埚热场

资料来源：SOLARZOOM，上海证券研究所

1.3 电镀工艺是主流，原材料成本占比较高

从生产工艺看，金刚线目前主流工艺为电镀。通过电镀工艺在母线上沉积一层金属镍，金属镍层包裹金刚石微粉颗粒，使得金刚石颗粒被固结在母线上，从而具备高速运动下的切割能力。树脂工艺由于金刚石固结度低、切割效果较差，目前已基本被淘汰。

电镀金刚线主要原材料为母线和金刚石微粉，辅材包括镍、化学品（氨基磺酸镍、硼酸等）、包装材料（工字轮）等。

母线：固结金刚石颗粒的基线，一般为高碳钢丝，由拉丝厂商将盘条拉制为不同直径的钢线（即黄丝），再将黄丝进一步拉为微米级钢丝（即母线）。

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金刚石微粉：由人造金刚石颗粒破碎而成，颗粒度一般小于50μm，是金刚线起切割作用的关键材料，其质量及稳定性直接影响后续电镀工艺及成品金刚线质量。

图 5 金刚线产业链

资料来源：上海证券研究所

核心工艺流程主要包括母线预处理、母线预镀镍、上砂和加厚镀镍四个步骤。

（1）母线预处理：通过酸洗、超声波清洗等方式去除母线表面油污、氧化层等杂质，从而提高母线的洁净度，使镀镍层与母线更好地结合。

（2）母线预镀镍：在母线表面增加一层金属镀层，主要目的是提升微粉颗粒与母线之间的固结强度，从而提升电镀金刚石线成品的整体品质。

（3）上砂：主要目的是实现金刚石微粉在母线表面的紧固、均匀附着，以保证成品在实际应用中的高效切割能力，并保持生产过程的高效、连续、稳定。上砂是整个生产流程的核心，涉及电镀液主配方和添加剂的选择使用、电镀液在线维护处理等工艺。

（4）加厚镀镍：再镀覆一层金属镍包覆在金刚石微粉颗粒和母线之间，增强母线与金刚石微粉之间的把持力，以增强成品的切割能力。

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图 6 金刚线生产工艺流程

开机准备金刚石微粉预处理

母线预处理母线预镀镍上砂加厚镀镍

黄丝拉制母线

清洗、烘干

检验、包装、入库

资料来源：美畅股份招股说明书，上海证券研究所

成本构成：原材料成本占比较高。以高测股份为例，2021年金刚线单公里成本22.53元，其中原材料成本占比66%、直接人工7%、制造费用占比27%。

图 7 金刚线成本结构（高测股份2021年数据）

制造费用27%直接人工7%原材料66%

资料来源：高测股份年报，上海证券研究所

整体来看，金刚线工艺流程较为简单，细节在于与下游客户匹配。各厂商采用不同技术工艺，定制生产与下游不同客户切割设备和工艺相匹配的产品，不同产品在微粉的形态、排布、密度上均有针对性的调整优化。因此，金刚线属于非标程度较高的产品，这也导致了金刚线企业的客户粘性较好。

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2 空间：有望量价齐升，预计复合增速40%以上

? 量：线耗提升+下游扩产加速，需求有望超越行业增长

线耗上，过去几年中切片机线速提升较快，如高测切片机限速由2016年1500米/分钟提升至2400米/分钟，未来继续通过线速提升降低线耗的难度在加大。随着细线化、薄片化与大尺寸趋势的进一步推进，未来切片环节的金刚线线耗有可能出现回升。

下游需求量上，一方面，金刚线作为渗透率100%的必备耗材，直接受益光伏终端需求量的高增长；另一方面，硅片环节正在加速扩产，使得金刚线需求量有望高于光伏终端装机量。

? 价：价格逐渐企稳，细线化或带来提价可能

随着行业需求的快速恢复以及供给端部分产能出清，行业价格降幅趋缓，逐渐企稳。随着细线化的进一步推进，单价有望提升。

2.1 线耗：细线化、薄片化与大尺寸带动线耗提升

目前切片线耗量约50-52万公里/GW，提升明显。根据中国能源报数据，2017年行业单片硅片（约4W）金刚线耗用量约1.5米，折合约37.5万公里/GW。而根据美畅股份披露，按照目前38μm金刚线切割165μm或160μm厚度的硅片，平均单片线耗4米左右，对应单GW线耗约50-52万公里，相较2017年提升超过33%。

细线化、薄片化与大尺寸仍将继续推动线耗提升：

（1）细线化导致切割速度下降

破断力是金刚线所能承受的最大拉力，线径越细、破断力越小，则金刚线切割过程中断线风险更高。为降低断线率，切片过程中一般会降低切割速度，从而导致切片线耗提升。根据美畅股份，从行业经验看，线径每下降10%，切割速度随之下降而引起的用线量增加10%。

（2）细线化导致切割力下降

出刃率指金刚线每毫米线圆周范围内所有金刚石微粉颗粒数量的总和，是反映金刚线切割能力的重要指标。随着母线线径变细，单位母线所能固结的金刚石微粉颗粒越少，出刃率越低。切割相同数量的硅片所需的金刚线数量也会增加。

（3）薄片化、大尺寸带来良率减少

薄片化与大尺寸使得切片良率有所降低，则相同硅片产出下，金刚线线耗相应有所提升。

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行业深度研究

图 8 线径越细，破断力越低（N）

615.5

13.5

12.5

图 9 线径越细，出刃率越低（颗/mm）

350300

300300

280

260

11.5

10.5

25010.0

9.0

8.3

240

220

200

290

42065μm60μm57μm55μm52μm50μm47μm45μm65μm60μm57μm55μm52μm50μm47μm45μm

资料来源：高测股份招股说明书，上海证券研究所

2.2 下游需求：光伏需求高增，硅片扩产加速

? 平价上网与碳中和时代背景下，光伏需求高增

随着光伏成本下降、进入平价上网时代，高经济性带来需求的内生性增长，同时在碳中和全球能源局势变化等背景下，全球能源结构加快向新能源调整，光伏需求进入持续高增阶段。根据CPIA预测，2022年全球光伏新增装机乐观情况预计达240GW，到2025年进一步增长至330GW。

图 10 全球光伏装机预测

保守情况(GW)350100500乐观情况(GW)

资料来源：CPIA，上海证券研究所

? 硅片环节扩产加速

硅片是近年来光伏扩产相对较快的环节，除龙头隆基、中环以及一体化组件厂如晶科、晶澳等持续大幅扩产外，新进入者上机、双良、高景等也在加大扩产力度。根据PV Infolink，2021年底全球单晶硅片产能342GW，预计2022年底达到487GW，同比+43%。根据现有扩产计划，预计2025年全球硅片产能接近670GW。

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作为硅片必备耗材，金刚线将直接受益硅片环节的大幅扩产，其需求增速有望超越光伏终端需求增长。

图 11 硅片扩产规划（GW）

隆基820242025中环晶科晶澳上机阿特斯其他

资料来源：PV Infolink，上海证券研究所

2.3 价格：逐渐企稳，细线化或带来提价可能

行业价格降幅趋缓，逐渐企稳。金刚线价格在2018-2019年间降幅较大。以美畅、高测、恒星不含税价格取平均，金刚线价格在2018、2019年同比分别下降37%、46%。主要原因为2018年“531”政策影响需求叠加供给端产能集中释放，行业价格下降较快。随着行业需求的快速恢复以及供给端部分产能出清，行业价格降幅逐渐趋缓。

细线化或带来提价可能。从历史数据看，尽管不同规格金刚线价格受企业竞争策略、下游客户细线化推进程度等影响，但同时期比较看，细线产品仍有一定溢价。

我们认为，随着金刚线进一步细线化难度提升，而高硅料价格影响下客户细线化需求仍在持续，未来细线化有望带来一定的价格提升。

图 12金刚线价格降幅趋缓（元/公里）

220100102.62

184.84

162.40

45.54

20044.90

37.21

150100221

180

169

图 13 细线产品有一定溢价（元/公里）

70线65线380

60线55线50线

127

125

105

50078

资料来源：美畅、高测等公告，上海证券研究所

资料来源：美畅股份招股说明书，上海证券研究所

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行业深度研究

金刚线占硅片成本较低，未来客户端成承压较少。SOLARZOOM数据显示，目前182硅片中金刚线成本约为0.11元/片，占硅片总成本比例约为2%，占非硅成本比例约为13%，占比相对较低，如未来细线化产品提价，客户端成本压力相对较小。

图 14 硅片成本构成

金刚线冷却液电力折旧其他3%2%2%2%3%坩埚热场1%1%

图 15 硅片非硅成本构成

其他21%坩埚10%热场9%

折旧15%金刚线13%硅料86%电力13%冷却液19%

资料来源：SOLARZOOM，上海证券研究所

2.4 市场空间广阔，复合增速40%以上

下游：行业应用上，硅片切割上金刚线渗透率从2019年开始已经实现100%，作为金刚线的主要下游，光伏需求高增叠加硅片环节加速扩产为金刚线行业带来巨大市场空间。根据CPIA预测，2025年全球光伏新增装机乐观情形下达到330GW，考虑容配比及硅片加速扩产带来的超产，对应495GW硅片需求。

线耗：硅片细线化、大尺寸、薄片化发展趋势确定，有望带动线耗不断提升。2017年单晶硅片主流线径65μm，2021年降至43μm，目前主流线径在38μm左右，部分龙头已实现36μm产品批量出货，预计到2025年金刚线线径下降至28μm。目前线耗在50万公里/GW以上，按线径每下降10%、切割速度变慢引起的线耗提升10%计算，细线化导致切割速度下降引起的线耗提升预计在13万公里/GW以上，叠加细线化导致切割力下降以及大尺寸、薄片化带来良率降低等因素，预计到2025年金刚线线耗提升至72万公里/GW。

价格：行业低谷时刻已过，未来细线化有望带动单价提升。加上市场格局优化、份额向头部企业集中，预计到2025年，平均价格小幅提升至42元/公里。

预计到2025年，光伏领域金刚线需求3.6亿公里左右、市场空间达150亿以上。2021-2025年，金刚线复合增速预计在40%以上。

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行业深度研究

? 表 2 金刚线市场空间测算

项目单位 2021 2022E 2023E 2024E 2025E

新增装机 GW

170 240 275 300 330

容配比 1.20 1.20 1.22 1.25 1.25

组件需求 GW 204 288 336 375 413

硅片需求 GW

224 331 403 450 495

金刚线单耗万公里/GW 40.27 50.50 59.31 66.96 72.28

金刚线需求亿公里 0.90 1.67 2.39 3.01 3.58

单价元/公里 37.21 40.00 41.00 42.00 42.00

市场空间亿元 33.63 66.90 97.90 126.56 150.28

资料来源：CPIA，美畅、高测等公司公告，上海证券研究所

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3 格局：市场集中度提升，头部企业优势明显

3.1 国产化替代全面完成，市场向头部集中

金刚线制造与应用最早起源于美、日等发达国家。从早期全球范围来看，具有国际竞争优势的金刚线供应商主要集中于日本和美国。日本旭金刚石工业株式会社（Asahi）、日本联合材料株式会社（ALMT）、美国DMT等国际知名企业在金刚线制造领域处于世界领先地位。

2015年以来，国内企业通过技术研发和扩大生产规模，大幅提高了生产效率，并降低了生产成本，已实现了在金刚线领域的反超。美畅股份、高测股份、恒星科技、三超新材、岱勒新材等企业已占据绝大部分市场份额。

市场格局向“一超两强”方向发展。从规模看，头部企业美畅股份、高测股份、恒星科技等已与其他企业逐渐拉开层次。2021年，美畅股份、高测股份、恒星科技金刚线出货量分别为4540.82、829.35、805.83万公里，远超其他企业，市场呈“一超两强”格局。

图 16 主要金刚线企业2021年出货量对比（万公里）

5,0004,5004,0003,5003,0002,5002,0001,5001,000829.35

805.83335.68

261.91

三超新材4,540.82

5000美畅股份高测股份恒星科技岱勒新材

资料来源：各公司公告，上海证券研究所

3.2 头部企业盈利能力较强

横向对比看，金刚线板块盈利在光伏原辅材中处于较高位置。以代表企业为例，美畅股份、高测股份2021年综合毛利率分别为55%、33%，在光伏原辅材中处于第一梯队，与热场、光伏玻璃接近，高于银浆、胶膜、背板等其他常见原辅材。

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行业深度研究

图 17 金刚线板块盈利在光伏辅材中处于较高位置（2021年毛利率）

60%57%55%47%33%25%10%15%15%11%13%35%50%40%30%20%10%0%18%15%福斯特美畅股份中来股份福莱特鑫铂股份金博股份高测股份帝科股份海优新材赛伍技术信义光能快可电子热场金刚金刚银浆胶膜胶膜背板背板玻璃玻璃边框接线接线线线盒盒通灵股份

资料来源：Wind，上海证券研究所

盈利能力拉开差距。美畅股份毛利率始终处于最领先地位，毛利率始终维持在50%以上，2021年金刚线业务毛利率57%，大幅高于其他竞争者。恒星科技与高测股份盈利能力紧随其后，2021年金刚线业务毛利率分别为43%、36%。其他竞争对手目前毛利率均在30%以下。其中，岱勒新材与东尼电子2021年金刚线毛利率分别为15%、18%，三超新材金刚线业务中包含开方线，表观毛利率按相对较高，2021年为26%。

图 18 各企业金刚线业务毛利率对比

美畅股份岱勒新材80%60%40%20%0%2016-20%20202021高测股份三超新材恒星科技东尼电子

资料来源：Wind，上海证券研究所

注：三超新材包含开方线

3.3 生产成本拉开差距

? 头部企业已经拉开成本差距

过去几年中，头部企业美畅、高测、恒星实现了较大的成本降幅，而其他企业成本下降相对较慢。2021年，美畅、高测、恒星生产成本分别为17.17、22.53、20.7元/公里，相较其他企业成本优势明显。

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图 19 头部企业成本优势明显（元/公里）

美畅股份高测股份恒星科技岱勒新材三超新材

资料来源：Wind，上海证券研究所

? 原材料单耗与成品率是低成本关键

从采购价格看，头部企业主要原材料采购价格并无特别优势。但其得益于先进的生产技术，在生产过程中能够较好地控制产品质量和成品率，从而降低原材料的损耗，最终体现为头部企业原材料成本大幅低于行业水平。

图 20母线采购价格（元/公里）

美畅股份三超新材35.0030.0025.0020.00高测股份岱勒新材1.000.800.600.400.200.1820192020

图 21 金刚石微粉采购价格（元/克拉）

美畅股份三超新材高测股份岱勒新材

15.0010.005.000.1820192020

资料来源：各公司公告，上海证券研究所

图 23每公里金刚线耗用原材料成本（元/公里）

美畅股份三超新材80.0070.0060.0050.0040.0030.0020.0010.000.00

图 22镍采购价格（元/kg）

美畅股份三超新材180.00160.00140.00120.00100.0080.0060.0040.0020.000.1820192020高测股份岱勒新材

高测股份平均岱勒新材20192020

资料来源：各公司公告，上海证券研究所

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? 产业链布局是降低生产成本另一重要方式

美畅：母线与微粉，全方位向上游布局。公司早在2017年便开始向上游产业链布局（母线拉制&微粉镀附），实现原材料自研自产，大幅提高成本优势。2018年与奥钢联合作研发用于微米级钢丝的盘条及黄丝，2019年收购陕西宝美升精密钢丝有限公司（2020年全资控股），自此母线采购模式由直接外购改为外购黄丝并由宝美升将黄丝拉制为母线。微粉方面，2021年底从微粉镀附延伸至金刚石破碎，进一步降低微粉成本。

高测：切割设备与金刚线业务双头并进，细线化进程与设备自主研发更新形成良好协同。

恒星：具备从盘条到金刚线成品的全产业链核心工艺技术。

? 表3 主要企业产业链布局

2018年与奥钢联形成战略合作关系，联合研发用于生产金刚石线新品的黄丝，并于2019年实现独家批量供应。

2021年7月发布公告拟投建年产6000吨金刚切割丝基材项目。

2020年，公司全资收购宝美升，正式实现母线的自主供应。

2017年设立沣京美畅，专门从事镀镍微粉的生产。

2022年1月公告设立控股子公司美畅金刚石科技，深入金刚石微粉的研发。

黄丝

美畅股份

母线

金刚石微粉

高测股份自主研发制造金刚线生产设备。

恒星科技

公司掌握了40-50μm金刚线从盘条到成品的全生产链核心工艺技术，是行业内唯一拥有全产业链技术的金刚线企业。

资料来源：各公司公告，上海证券研究所

3.4 研发实力拉开差距

从整体研发投入看，头部企业与其他对手明显拉开差距。2021年美畅股份、高测股份、恒星科技的研发费用分别为0.87、1.17、1.04亿元，大幅高于其他金刚线企业。

从研发人员数量占比和研发投入占营业收入比例看，高测股份分别为19.91%和11.52%，为行业最高，累计获得授权专利数量亦高居榜首，美畅股份和恒星科技紧随其后。

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图 24 研发费用（亿元）

美畅股份三超新材1.401.201.000.800.600.400.200.182高测股份岱勒新材14%12%10%8%6%4%恒星科技

图 25 研发费用占比

美畅股份三超新材

高测股份岱勒新材恒星科技2%0%2

资料来源：Wind，上海证券研究所

图 27 专利数量（个）

累计获得授权专利数量2021年新增授权专利数量

图 26 研发人员数量（单位：人）

美畅股份三超新材4582高测股份岱勒新材美畅股份恒星科技

高测股份恒星科技三超新材岱勒新材0

资料来源：Wind，上海证券研究所

注：美畅股份2021年研发人员数量减少为部分研发人员调配至相关业务线所致，研发人员总体稳定

资料来源：Wind，上海证券研究所

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4 壁垒：技术与生产壁垒全面提升

4.1 细线化趋势值得重视

? 金刚线细线化是行业必然趋势

（1）降低硅成本是细线化的核心驱动力。细线化能够降低切片过程中的锯缝损失，从而提高出片量、降低硅成本。影响锯缝损失的主要因素包括金刚线母线线径以及金刚石微粉的粒径，微粉粒径一般为几μm。可降空间较小，因此降低母线线径是降低锯缝损失的主力。

（2）细线化可以进一步提升硅片质量。相同切割工艺下，更细的金刚线对应更小粒径的金刚石微粉颗粒，切割过程对硅片的表面损伤也更小，从而硅片表面质量、TTV等表现也更好。

过去几年线径呈逐年下降趋势，龙头企业36线成为主流。过去几年中，金刚线母线线径保持逐年下降趋势。从龙头公司美畅股份为例，2017年美畅出货主流为70和65线，2018年为65和60线，2019年55和50线出货占比已超过一半。

2022Q1美畅股份出货结构中，40-43线占比在快速下降，合计占比25%左右，38线出货占比达到25%，36线出货占比已接近40%。

图 28美畅股份2017-2019年出货结构

50μm100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%55μm60μm65μm13%63%63%31%32%4%201721%3%201822%201936μm,

40%38μm,

25%70μm其他

图 29 美畅股份2022Q1出货结构

其他线径,

10%

40-43μm,

25%21%25%

资料来源：美畅股份公告，上海证券研究所

? 细线化提升金刚线技术壁垒，优化行业格局。

（1）母线配套。随着母线线径越来越细，对于母线和成品金刚线的力学性能提出了更大的挑战。金刚线企业能否寻找到合格性能的母线配套、自身工艺能否匹配更细线径的母线，是细线化竞争的关键。

（2）上砂均匀性。线径变细之后，上砂均匀性会受到影响，对于金刚线厂商的上砂工艺要求更高。

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（3）持续细线化。由于细线化是持续推进的过程，金刚线企业对于细线化的提前布局与跟进速度也至关重要。

低基数下金刚线细线化的难度在提升。根据CPIA数据，2016年金刚线主流线径为80μm，到2021年主流线径下降至单晶43μm、多晶56μm，降幅呈减缓趋势。在目前38、36μm的线径基础上，未来继续细线化的难度还将进一步提升。

图 30金刚线母线直径逐年降低

单位：μm908080

单晶多晶

图 31 母线线径年降幅在减缓

单位：μm

单晶多晶

5 5 5 5

202020215

642172021

资料来源：CPIA，上海证券研究所

细线产品有望持续获得溢价。根据美畅股份，目前38μm、40μm和42μm以上金刚线为统一市场价，而36μm金刚线会在统一市场价基础上有10%左右的溢价。

细线化有望拉开成本费用差距。一方面，尽管更细的线径使得钢材消耗减少，但同时会使得成材率降低，从而导致原材料损耗和模具损耗提高，并影响折旧、人工成本的摊薄。另一方面，更细线径的金刚线破断力下降、切割时间变长，也会使得下游客户断线率上升，从而使得金刚线企业售后补线增加、售后服务费上升。

因此，由于技术壁垒的提升，在同等线径下，不同企业的工艺成熟度使得成材率有所差异，从而使得拉开成本和费用。

综合来看，细线化推进效果较好的企业将更加适应市场需求，有望获得更大的市场份额。同时，盈利和成本差距也会进一步拉开。

? 头部企业细线化步伐走在行业前列

以美畅股份为例，2019年便开始与宝美升就细线化合作，委托宝美升进行50μm 母线的材料选择及拉拔技术的研究。

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? 表4 美畅股份与宝美升细线化开发进度与成果

时间阶段开发内容开发成果

调试拉拔工艺生产50μm2019.5-2019.9 母线，甲方进行电镀、切50μm母线拉拔工艺

割验证

调整材质拉拔50μm母2019.10-2019.12 50μm母线适用材质

线，甲方电镀、切割验证

根据上一阶段结论，匹配2020.1-2020.4 材质、拉拔工艺、电镀工最优匹配关系

艺

汇总累计不少于25万公里2020.5 50μm母线生产工艺

数据，总结结论

资料来源：公司公告，上海证券研究所

目前头部企业主流出货规格都在36-40μm之间。美畅股份由于大客户细线化推进较快，36、38μm出货占比接近80%。高测股份、恒星科技出货以38、40μm为主，并在积极推进35、36μm产品出货。

? 表5 头部企业细线化进度

公司进度

目前36μ、38μ金刚石线的出货占比已经接近 80%，高碳钢丝母线的 34μ、35μ金刚石美畅股份

线也在少量出货

已经实现40μm及38μm 线型金刚线批量销售，36μm 线型在积极推广，并积极开展

高测股份

35μm及以下线型的研发测试

恒星科技出货以38线、40线为主，35线、36线已向合作客户小批量供应

资料来源：各公司公告，上海证券研究所

4.2 钨丝有望成为母线替代基材

钢丝母线极限线径可能在34-35μm左右，进一步细线化难度较大。钢丝线径越细，其破断拉力越小，由之制成的金刚线在切割过程中所能承受的张力越小。现有高碳钢丝直径降到34-35μm以下将可能难以支撑切割所需的张力，进一步细线化难度较大，需要寻找新的母线替代材料。

? 表6金刚线基线钢丝力学性能指标

公称直径/μm 破断拉力/N

110

120

130

5.9

7.3

10.5

12.5

14.5

16.5

19.5

33.5

39.5

44.5

抗拉强度（名义）/Mpa

4 700

4 600

4 550

4 400

4 300

4 250

3 850

3 500

3 450

3 350

资料来源：王宝玉、闵学钢等《金刚线基线用钢丝标准化研究》，上海证券研究所

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钨丝是较为合适的金刚线基材。钨丝的抗拉强度更高、受拉力不易变形，在同等破断力条件下可以做得更细，且耐酸碱程度高，对储存及生产环境要求更宽松，因此很适合作为细线化基材。

? 表7 钨丝抗拉强度

钨丝直径/μm

8≤?≤12

12≤?≤18

18≤?≤40

40≤?≤80

80≤?≤200

200≤?≤350

抗拉强度/N/mm?

3200~4500

3100~4400

2900~4100

2500~3700

2200~3300

1900~3000

数据来源：GB/T4181-2017,上海证券研究所

4.3 大尺寸与薄片化持续推进

除细线化外，硅片领域大尺寸与薄片化趋势也较为确定，也将进一步提升金刚线技术壁垒。

硅片尺寸增大，对上游硅片制造厂商来说，可以减少拉晶次数和切片次数，进而降低生产成本；对中下游电池、组件制造商来说，可以加快生产速度、降低单块组件电池片数、增大组件有效发光面积，进而摊薄非硅成本、降低单瓦成本；对电站客户来讲，可以降低所需组件数量，同时提升组件功率和品质。因此，增大硅片尺寸是光伏产业未来降本增效的重要手段。

2020年182mm 和 210mm 尺寸市场份额合计占比仅约4.5%，2021年迅速增长至45%。而158.75mm作为2020年的主流尺寸之一，在2021年的份额已迅速缩减至10%。

图 32 硅片尺寸变化（mm）

250210

图 33不同尺寸硅片市场份额及预测

156.75mm100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%158.75mm160-166mm182mm210mm

200156156.75166158158.75163150

资料来源：北极星太阳能光伏网，上海证券研究所

资料来源：CPIA，上海证券研究所

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硅片的另一个发展趋势是薄片化。硅基电池路线下，硅是光伏的主要成本，而硅片减薄是降低光伏硅成本最直接的方法。硅片厚度下降，单KG硅棒出片数提升，直接摊薄硅片成本。根据CPIA，2021年P型158.75mm尺寸每公斤单晶方棒出片量约为70片、P型166mm尺寸每公斤单晶方棒出片量约为64片。

图 34硅片厚度变化趋势（μm）