光伏发展长期可观，电池技术革新带动设备需求

机械设备行业专题报告

分析师：宁前羽

2023年4月19日

证券分析师

宁前羽

SACNO S1150522070001

022-23839174

ningqy@bhzq.com

子行业评级

通用设备	看好
专用设备	中性
交运设备	中性
工程机械	看好
自动化设备	看好

重点品种推荐

晶盛机电	增持
捷佳伟创	增持
迈为股份	增持

投资要点：

能源结构调整成果初显，光伏发展长期可观

1）2021年我国非化石能源装机规模达11.2亿千瓦，首次超过煤电装机规模的11.1亿千瓦。2）2021年我国新能源发电量1万亿千瓦时，占总发电量的12%，较2015年提升8pct。3）我国以煤为主的能源资源禀赋，煤电仍然是电力安全保障的“压舱石”，虽然近年来我国新能源装机比重持续增加，但未能在实质上成为电力供应的可靠替代。4）新能源发电存在间歇性、随机性、波动性，消纳基础尚不牢固，目前部分地区弃光问题依然存在，2023年1月全国光伏弃光率为3.2%。5）2022年全国太阳能累计发电量为2290.0亿千瓦时，占全国总发电量的2.73%，未来仍具备较大发展空间。

光伏设备位于产业链中、上游，充分受益于新增装机高增

1）光伏设备主要包括硅棒/硅片设备、电池片设备、组件设备三大类，主要应用在光伏产业链中、上游阶段。2)根据中国光伏行业协会的数据，2022 年全球光伏新增装机预计或将达到230GW，创历史新高。预计未来全球光伏新增装机仍将快速增长。3）2022年我国光伏新增装机87.41GW，同比增加59.3%。累计光伏并网装机容量达到392.6GW，新增和累计装机容量均为全球第一。

电池片技术革新持续带动光伏设备需求

1）光伏行业进入平价上网时代，降本增效是行业重点发展方向。2）目前我国地面光伏系统的初始全投资成本为4.13元W左右，工商业分布式光伏系统初始投资成本为3.74元W。2022年分布式光伏系统运维成本为0.048元/(W·年)，集中式地面电站为 0.041元/(W·年)。预计为未来光伏系统初始投资及运维成本都将进一步下降。3）增效有多种方式可实现。硅片环节薄片化、大尺寸化带动单晶炉、金刚切片机需求；电池片环节 Topcon、异质结路线对薄膜沉积设备提出更高要求。组件环节主要通过封装技术的进步来实现增效，目前国内组件设备领先企业产品水平已达到全球领先。4）目前下游光伏行业增资扩产意愿充足，年初以来隆基绿能共披露投资约635.17亿元硅片、电池片及组件建设项目，将带动光伏设备固定资产投资迎来利好。

1.光伏发展的必要性 ..5
1.1节能减排已成全球共识，我国能源结构调整成果初显， .5
1.2新能源仍面临消纳考验，光伏发展长期可观. ..6
2.光伏设备：应用于光伏产业链上、中游.. ..7
2.1光伏设备定义， .7
2.2行业发展现状 .8
2.3 电池片技术革新持续带动光伏设备需求. ..9
2.3.1硅棒/硅片环节：硅片尺寸向210mm大硅片发展 ..10
2.3.2 电池片环节：关注高效电池片路线发展 ..14
2.3.3组件环节：组件技术可实现发电效率明显提升， ...20
2.4下游行业增资扩产意愿强烈，设备需求可观， ..23
3.推荐标的... .24
3.1晶盛机电. ...24
3.2捷佳伟创， ..25
3.3迈为股份， ..26
4.风险提示... ..27

图目录

图1：2021年全国各类电源装机占..
图2：2021年全国各类电源发电量占比..
图3：光伏产业链示意图.. ·····················.·
图4：2011-2022全球光伏年度新增装机规模以及2023-2030新增规模预测（GW） ..8
图5：2011-2022 国内光伏年度新增装机规模以及2023-2030新增规模预测（GW） ..8
图6：2022-2030年我国地面光伏系统初始全投资成本变化趋势（元/W） ...9
图7：2022-2030年我国工商业分布式光伏系统初始全投资成本变化趋势（元/W） ..9
图8：单/多晶硅片金刚线切片技术占比.. ..12
图9：2022-2030年金刚线母线直径变化趋势（μm） ..12
图10:2022-2030 年硅片厚度变化趋势（um） ...13
图11：2022-2030年每公斤方棒/方锭在金刚线切割下的出片量变化趋势. ..13
图12：2022-2030年各类电池路线市场占比变化趋势. ..14
图13:PERC 电池生产工序.. ..15
图14:TOPCon 电池结构示意图. ...16
图15:异质结电池结构示意图. ..17
图16:全球半导体薄膜沉积设备市场规模（亿美元） ..18
图17：各类薄膜沉积设备占比情况.. ..18
图18:组件生产流程示意图.. ..20
图19:单面组件结构示意图. ..20
图 20：双面组件结构示意图. ..20
图 21:2022-2030年单/双面组件市场占比变化趋势. ...21
图 22:2022-2030年全片、半片和叠瓦及多分片组件市场占比变化趋势. ...21
图23:晶盛机电营收及增速.. ..24
图24:晶盛机电归母净利润及增速. ..24
图 25:捷佳伟创营收及增速. ..25
图 26:捷佳伟创归母净利润及增速. ..25
图 27：迈为股份营收及增速.. ..26
图28：迈为股份归母净利润及增速 ..26

表目录

表1：全球主要节能减排政策汇总. .5
表2：各规格硅片成本对比 .10
表3：2022年以来主要企业拟新增硅棒、硅片产能统计（数据截至2023.4.17） .11
表4:2022-2030年各种电池技术平均转化率变化趋势（%） ..14
表5：主要电池片工艺步骤对比. ..15
表6：异质结电池设备主要企业. ..17
表7：国内光伏主要企业项目扩产情况（2023年1月1日-2023年4月18日） ..23
表8：国内各环节头部企业产能规划.. .23

1.光伏发展的必要性

1.1节能减排已成全球共识，我国能源结构调整成果初显

全球逐步达成节能减排共识。为应对全球气候变暖以及传统发电手段带来的资源损耗，全球各个国家逐步将发电手段转向可再生能源发电，其中风能、太阳能以其受地域限制较小的优点已经成为各国发展重点。

表1：全球主要节能减排政策汇总

提出时间	政策名称	主要内容
2018年	世界环境公约	基于可持续性发展目标和巴黎协定，提高全球环境保护的门槛。通过推崇能应用于整个环境的原则与现存的如巴黎协定和蒙特利尔协定等区域性会议互补。
2015年	巴黎协定	将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2摄氏度以内，并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5摄氏度以内。
2009年	哥本哈根议定书	通过一份新的《哥本哈根议定书》，以代替2012年即将到期的《京都议定书》。
1997年	京都议定书	使温室气体减排成为发达国家的法律义务。将大气温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到危险的人为
1992年	联合国气候变化框架公约	干扰的水平上。这一水平应当在足以使生态系统能够可持续进行的时间范围内实现。

资料来源：联合国公约与宣言检索系统，渤海证券

我国非化石能源装机规模首次超过煤电装机规模。根据国家能源局2023年1月6 日发布的《新型电力系统发展蓝皮书（征求意见稿)》，截至2021年底，我国各类能源总装机规模为23.8亿千瓦。值得注意的是，2021年底我国非化石能源装机规模达11.2亿千瓦，占比达到47%，首次超过煤电装机规模的11.1亿千瓦。

图1：2021年全国各类电源装机占比

资料来源：《新型电力系统发展蓝皮书（征求意见稿)》，渤海证券

图2：2021年全国各类电源发电量占比

资料来源：《新型电力系统发展蓝皮书（征求意见稿)》，渤海证券

新能源发电快速提升，煤电基础保障作用明显。根据《新型电力系统发展蓝皮书（征求意见稿)》，2021年我国总发电量约为8.4万亿千瓦时。其中非化石能源发电量达2.9万亿千瓦时，占总发电量的35%。细分来看，新能源发电量1万亿千瓦时，占总发电量的12%，分别比2010年和2015年提升11个、8个百分点。煤电方面，2021年煤电发电占全年总发电量的61%，我们认为，考虑到我国以煤为主的能源资源禀赋，煤电作为电力安全保障的“压舱石”，主体电源的基础保障作用明显，短期内将仍是电力系统中的基础保障型电源，预计2030 年前煤电装机和发电量仍将保持增长。

1.2新能源仍面临消纳考验，光伏发展长期可观

电力保供仍面临挑战，新能源未能实质成为可靠替代。目前国际局势仍面临较大不确定性，动力煤、天然气等大宗商品价格波动较大，国内煤炭、天然气价格维持较高水平。虽然近年来我国新能源装机比重持续增加，但未能在实质上成为电力供应的可靠替代，2021年我国火电装机占比仍占据53%，风电、太阳能占比仅为14%和13%，我国电力供应安全仍面临挑战。

电力系统调节能力有待提升，弃光问题依然存在。随着我国能源结构中新能源占比的不断提高，其间歇性、随机性、波动性特点快速消耗电力系统灵活调节资源。近年来，虽然经过各方不断努力，全国新能源利用率总体保持较高水平，但消纳基础尚不牢固，局部地区、局部时段弃风弃光问题依然存在。根据全国新能源消纳监测预警中心的数据，2023年1月全国光伏利用率为96.8%，弃光率为3.2%,其中弃光率最严重的是西藏，利用率仅为71.8%，其次为蒙西的83.8%。

光伏发电占比仍较低，未来增长空间广阔。从光伏发电占比来看，根据国家统计局的数据显示，2022 年全国太阳能累计发电量为 2290.0亿千瓦时，同比增长14.3%，按全国总发电量83886.3亿千瓦时计算，2022年全年太阳能发电仅占全国总发电量的2.73%，未来仍具备较大提升空间。

2.光伏设备：应用于光伏产业链上、中游

2.1光伏设备定义

光伏设备指光伏制造型企业用于生产原料、电池组件、零部件等产品中使用的，并在反复使用中基本保持原有实物形态和功能的机器设备。光伏设备主要包括硅棒/硅片设备、电池片设备、组件设备三大类，主要应用在光伏产业链上、中游阶段。

图3：光伏产业链示意图

资料来源：迈为股份2021年年报，渤海证券

2.2行业发展现状

全球光伏新增装机量有望维持高速增长。光伏发电在很多国家已经成为清洁、低碳同时具有价格优势的能源形式。根据中国光伏行业协会发布的《中国光伏产业发展路线图（2022-2023年)》中统计数据，2011年以来全球光伏新增装机量稳步提升，2022年全球光伏新增装机预计或将达到230GW，创历史新高。考虑到目前全球已有多个国家提出了“零碳”或“碳中和”的气候目标，发展以光伏为代表的可再生能源已成为全球共识,预计2023年全球光伏新增装机量280-330GW。在全球多国“碳中和”、清洁能源转型及绿色复苏目标的推动下，预计2022-2027年全球光伏年均新增装机量将达到300GW。

图4：2011-2022 全球光伏年度新增装机规模以及2023-2030新增规模预测（GW）

资料来源：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023年)》，渤海证券

图5：2011-2022 国内光伏年度新增装机规模以及2023-2030新增规模预测（GW）

资料来源：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023年)》，渤海证券

中国光伏装机量连续多年位列全球首位。2011-2019年间，我国光伏装机总量呈现波动变化趋势。2011-2017年间呈上升趋势，到2017年我国光伏行业装机总量达到高点的53GW。2018-2019年，受“531新政”影响，国内光伏装机量连续两年下降，2019年光伏行业装机总量为30.1GW，同比减少32%。根据CPIA的数据,2022年我国光伏新增装机87.41GW，同比增加59.3%。累计光伏并网装机容量达到392.6GW，新增和累计装机容量均为全球第一。根据中国光伏行业协会的预计，2023年我国光伏新增装机量将达到95-120GW，累计装机有望超过487.6GW。

2.3 电池片技术革新持续带动光伏设备需求

中央财政不再补贴，行业进入平价上网时代。目前我国光伏行业已进入平价上网时代，根据国家发改委2021年6月发布的《关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知》，2021 年起新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目中央财政不再补贴。目前光伏补贴已由国家补贴转为地方政府补贴。

降本增效是光伏行业重点发展方向。降本是通过减少光伏度电成本使光伏电站在无补贴的情况下，实现平价上网，通过度电成本的降低为光伏企业带来利润。因此光伏电站初始投资、电站运营成本都将是光伏企业盈利的重要因素。光伏系统初始投资方面，根据CPIA的数据，2022年我国地面光伏系统的初始全投资成本为4.13元/W左右，较2021年下降0.02元/W。2022年我国工商业分布式光伏系统初始投资成本为3.74元/W，较2021年持平。我们认为，未来随着产业链各环节新建产能的逐步释放，组件、逆变器等关键设备成本有望进一步下降,预计2023年地面光伏系统、工商业分布式光伏系统初始全投资成本有望分别下降至3.79元/W、3.42元/W。

图6：2022-2030年我国地面光伏系统初始全投资成本变化趋势（元W）

资料来源：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023年）》,潮海证券

图7:2022-2030年我国工商业分布式光伏系统初始全投资成本变化趋势（元W）

资料来源：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023年)》，渤海证券

运维成本方面，电站运维是指通过预防性维护、周期性维护以及定期的设备性能测试等手段，科学合理的对电站进行管理，以保障整个电站光伏发电系统的安全、稳定、高效运行。根据CPIA的数据，2022年分布式光伏系统运维成本为0.048元/(W·年)，集中式地面电站为0.041元/(W·年)，较2021年小幅下降。预计未来几年地面光伏电站与分布式系统的运维成本将维持在这个水平并略有下降。

增效主要是通过新型技术的应用提高光伏转换效率，由于光伏行业是典型的遵循一代工艺、一代设备的行业，在光伏行业降本增效要求下，新型高效电池片的发展将有效带动光伏设备需求。按照光伏产品制造的不同阶段可划分为硅片、电池片、组件三个环节。

2.3.1硅棒/硅片环节：硅片尺寸向210mm大硅片发展

硅片环节是目前整个产业链中利润环节最丰厚的环节，主要设备包括单晶炉、切片机等。硅片设备需求的提升与光伏硅片制造厂商自身的产能扩建及落后产能置换更新计划高度相关。

降本增效要求下，硅片向大尺寸方向发展。目前光伏行业成本下降已经到达瓶颈期，除硅片环节外利润都已经挤压到微利的水平。210mm大硅片体系可以通过扩大硅片面积、减少组件的连接数量从而摊薄单位生产成本，未来有望带来装机成本10%的下降。以210mm硅片为例，电池成本有望比常规158.75mm尺寸电池成本降低7.6分/W。根据CPIA的数据，2022年156.75mm 尺寸占比由2021年的5%下降为 0.5%，166mm 尺寸占比由 2021 年的 36%降至15.5%，大尺寸（182mm、210mm）合计占比从2021年的45%上升至2022年的82.8%，大尺寸化发展趋势明显。

表2：各规格硅片成本对比

	158.75mm (G1)	166mm (M6)	210mm （M12）	M12相比G1优势
电池效率	22.50%	22.50%	22.50%
电池良率	96.80%	96.80%	96.80%
电池面积（平方毫米）	25199	27416	44096
硅片价格（元/片）	2.53	2.62	4. 21
设备折旧上浮	0%	0%	30%
材料成本（元/W）	0.120	0.120	0.116	0.004
加工成本（元/W）	0.128	0.116	0.070	0.058
非硅成本（元/W）	0.248	0.236	0.186	0.062
硅成本（元/W，不含税）	0.408	0.388	0.394	0.014
电池成本（元/W，不含税）	0.656	0.624	0.580	0.076

资料来源：CPIA，渤海证券

单晶炉

单晶炉已实现国产替代。单晶硅生长炉是指在真空状态和惰性气体保护下，通过石墨电阻加热器将多晶硅原料加热熔化，然后用直拉法生长单晶的设备，简称“单晶炉”。目前单晶炉设备方面国产设备厂商已经达到国际先进水平，国外单晶炉设备厂商已经基本退出国内市场，国内单晶炉生产企业主要有晶盛机电、北方华创、京运通、连城数控等。

表3:2022年以来主要企业拟新增硅棒、硅片产能统计（数据截至2023.4.17）

企业名称	项目名称	规划产能（GW）
隆基绿能	年产100GW单晶硅片项目及年产50GW单晶电池项目	100
	曲靖（二期）年产20GW单晶硅棒和硅片项	10
	目鄂尔多斯年产46GW单晶硅棒和切片项目	46
	30GW单晶拉棒光伏产业项目	30
晶科能源华民股份	年产10GW异质结电池专用单晶硅片项目	10
上机数控	年产40GW单晶硅拉晶及配套生产项目	40
上机数控	50GW 大尺寸单晶硅拉晶项目	50
合计		286

资料来源：企业公告，潮海证券

我们按照截止2023年4月17日各大硅片厂发布的拟新增硅片、硅片产能项目计划进行测算，按照单晶炉单价130万元/台，一台单晶炉对应10MW产能，新增产能部分全部对应单晶炉新增需求进行简单测算，未来新增产能部分对应单晶炉市场空间约为371.80亿元。

金刚线切片机

金刚线切割技术全面普及。2017年以前，由于多晶硅在使用金刚线切片后硅片表面会变非常光滑，导致多晶硅酸制绒工艺后反射率过高进而带来加工难度。同时由于多晶硅锭本身内部夹杂硬质点的原因，对金刚线消耗较大，因此2017 年以前金刚线切割技术主要应用于单晶硅领域。不过随着下游多晶硅配套制绒技术的解决，目前金刚线切割技术基本已全面取代砂浆切片技术。

图8：单/多晶硅片金刚线切片技术占比

资料来源：CPIA，Solarzoom，渤海证券

单晶硅片金刚线母线直径不断下降。根据行业经验，切割线母线直径及研磨介质粒度与硅片切割质量及切削损耗量相关，较小的线径和介质粒度有利于降低切割损耗和生产成本。2022年单晶硅片金刚线母线直径为38um，较2021年的43um下降明显，且未来仍将呈现不断下降趋势。多晶硅片方面，由于其杂质、缺陷多于单晶硅片，用于多晶硅片的金刚线母线直径也普遍大于单晶硅片，未来随着多晶硅片需求的减缓，对应使用的金刚线母线直径降幅也将趋缓。

图9：2022-2030年金刚线母线直径变化趋势（μm）

资料来源：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023年)》，渤海证券

降本增效要求硅片薄片化发展。与大硅片方向发展相同，硅片的薄片化有利于降低硅耗和硅片成本。2022年多晶硅片平均厚度为175um，由于多晶硅片需求的减少，未来其平均厚度预计将维持在170um水平。2022年P型单晶硅片平均厚度在155um，用于异质结电池的n型硅片平均厚度为130um，用于T0PCon的n型硅片平均厚度为140um，预计未来单晶硅片厚度仍将保持下降。出片量方面，随着金刚线直径的降低以及硅片厚度的下降,每公斤方棒/方锭在金刚线切割下的出片量也将随之增加。

图10:2022-2030年硅片厚度变化趋势（um）

资料来源：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023年）》,潮海证券

图11：2022-2030年每公斤方棒/方锭在金刚线切割下的出片量变化趋势

资料来源：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023年)》，潮海证券

国内金刚线切片机市场份额主要被上机数控、连城数控、高测股份三家企业占据。2015年以后，国内光伏切片机厂商迅速崛起。在2018年行业国际巨头瑞士梅耶博格起诉上机切片机设备专利侵权败诉后，国外切片设备厂商已基本退出中国切片机市场。

我们认为，金刚线切片机未来增长主要受益于硅片扩产带动的新增设备需求以及落后产能的更新需求两方面。

1）新增需求：2022年全国硅片产量357GW，同比增长57.5%。随着疫情影响的褪去，硅片头部企业将加速扩张，2023年硅片产量有望继续保持高增速，我们按照协会预计的 2023年全国硅片产量 535.5GW，每台切片机的年产能为65MW，每台切片机均价180万元、切片新增需求全部对应切片机新增需求进行测算，2023年金刚线切片机将对应新增切片产能49.43亿元的市场空间。

2）更新需求：考虑到硅片薄片化和大硅片化发展要求，按照2022年全国硅片产量357GW中20%更换为大尺寸硅片产能，2023年全球金刚线切片机更新需求有望超过19.77亿元。

2.3.2电池片环节：关注高效电池片路线发展

按照电池片技术的不同发展阶段，我们可以将电池片技术分为BSF（铝背场电池）PERC（发射极钝化和背面接触）、MWT（金属穿孔卷绕）、TOPCon（隧穿氧化层钝化接触）、异质结和IBC（交指式背接触）六大类。

表4:2022-2030年各种电池技术平均转化率变化趋势（%）

技术分类	电池名称	2022年	2023年	2024年	2025年	2027年	2030年
BSF	p型多晶黑硅电池	19.5	19.7	1	1	1	1
PERC	p型多晶黑硅电池	21.1	21.3	1	1	1	1
	p型铸锭单晶电池	22.5	22.7	22.9	1	1	1
	p型单晶电池	23.2	23.3	23.4	23.5	23.6	23.7
n型 TOPCon 单晶电池		24.5	24.9	25.2	25.4	25.7	26.0
n型异质结电池		24.6	25.0	25.4	25.7	25.9	26.1
n型 XBC电池		24.5	24.9	25.2	25.6	25.9	26.1

资料来源：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023年)》，渤海证券（只记正面效率）

目前 PERC电池占据约九成，n型电池占比有所提升。目前p型单晶 PERC 电池平均转换效率为23.2%,先进企业转换效率可达到23.3%，已接近理论极限的24.5%。2022年T0PCon、异质结电池电池平均转换效率分别为24.5%和24.6%，但出于成本及产能释放考量，2022年新投产的量产产线仍以PERC为主，占比约88%，2022年n型电池占比提升至9.1%，其中T0PCon占比达到8.3%。未来随着先进技术路线单位产能设备投资额的进一步下降，n型电池占比有望快速提升。

图12:2022-2030年各类电池路线市场占比变化趋势

资料来源：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023年)》，渤海证券

PERC 可通过BSF增加2道工艺实现。BSF电池技术由于其背面的金属铝膜层中的复合速度无法降至200cm/s以下，导致会产生较多光电损失，在光电转换效率方面具有先天的局限性;而PERC电池技术通过在电池背面添加钝化层，可以较大程度减少光电损失，从而提升光电转换效率。

图13:PERC电池生产工序

资料来源：光伏测试网，渤海证券

设备需求上，相比于BSF 电池产线，PERC 电池产线只需增加钝化膜沉积设备和激光开槽设备。根据《背钝化膜特性对 PERC 单晶硅太阳电池的影响研究》，与 BSF电池正面钝化不同，由于氮化硅膜内含有的固定正电荷密度较高，导致其下方的p 型硅片的电性能出现了反转层，这一反转层会与基底中金属接触区的耦合产生寄生电容效应，从而导致短路电流与填充因子出现一定程度的降低，因此PERC电池的背面钝化不能以氮化硅膜直接作为钝化材料，业界普遍采用氧化铝膜和氮化硅膜的叠层结构作为PERC电池的背面钝化材料。对应设备为PECVD和ALD设备。

TOPCon、异质结、IBC 技术是光电转换效率突破24%的三种技术路线。根据德国哈梅林太阳能研究所（ISFH）的测算，T0PCon 具有更高的效率极限(28.7%)，高于异质结的27.5%极限效率，同时也远远高于 PERC 电池(24.5%)，最接近晶体硅太阳能电池理论极限效率(29.43%)，效率提升潜力巨大。

表5：主要电池片工艺步骤对比

	PERC+SE	TOPCon	HJT
1	清洗制绒	清洗制绒	清洗制绒
2	磷扩	前面硼扩	双面PECVD镀a-SI膜（p-i-n）
3	激光参杂制备 SE
4	湿法去背结+PSG	湿法去背结
5	氧化退火	LPCVD 沉积 Si02+多晶硅	双面 PVD镀 TCO 膜
6		背面磷扩
7		去绕镀清洗
8	ALD+PECVD 镀 AL203+SiNx	前表面镀 Si02+AL203+SiNx
9	PECVD 镀 SiNx	背面镀SiNx
10	激光开槽
11	金属化	金属化	金属化
工序数	9	9	4

资料来源：快资讯，潮海证券

TOPCon仅需在现有PERC产线上升级就可实现。TOPCon电池概念由德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所于2013年提出，T0PCon技术与PERC电池在产线上设备兼容性较高，在现有PERC产线基础上增加低压力化学气相沉积设备（LPCVD）、硼扩设备以及镀膜设备即可，2022年T0PCon电池线设备投资成本约为19万元/MW，其技术升级难度、运营成本相比异质结路线具备一定优势。

图14:TOPCon电池结构示意图

资料来源：快资讯，潮海证券

异质结现阶段成本较高，未来降本空间较大。虽然异质结工艺步骤相对简单，仅包括制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、TC0 制备、电极制备四大步骤，且在制绒和丝网印刷阶段与PERC技术相差不大，但异质结技术单工艺步骤难度较大，设备投资额和设备价值量较现有产线大幅增加，成本主要体现在PECVD、PVD设备，占整条产线价值70%以上。根据中国光伏产业协会的数据，目前异质结电池片产线设备投资额约36.4万元/MW，未来仍有较大的成本下降空间，异质结技术有望凭借其低温工艺可保障硅片成片率的优势成为未来发展的主要方向。

图15：异质结电池结构示意图

资料来源：钧石能源，渤海证券

国产设备厂商积极布局，国产化率提升值得期待。异质结电池制造流程中的四大步骤对应设备分别为清洗设备、PECVD设备、PVD设备以及丝网印刷设备。经过多年发展，国内市场已由初期进口设备遥遥领先的局面转向国产设备占主流的市场格局，以丝网印刷设备为例，迈为股份太阳能电池丝网印刷生产线成套设备的性能和技术指标已经可以和进口品牌相媲美，实现了丝网印刷设备的国产化替代，在国内太阳能电池丝网印刷设备领域的增量市场份额连续多年居于首位。

表6：异质结电池设备主要企业

工艺阶段	国内厂商	国外厂商
制绒清洗	迈为股份、捷佳伟创	Singulus、YAC、RENA
非晶硅薄膜沉积	拓荆科技、捷佳伟创、理想万里晖	Lam、应用材料、梅耶博格
TCO镀膜	迈为股份、捷佳伟创、钧石、上方电子	Singulus、爱发科、住友
丝网印刷	迈为股份、捷佳伟创	Baccini

资料来源：摩尔光伏，渤海证券

薄膜沉积设备

2020 年全球半导体薄膜沉积设备市场规模约 172 亿美元。根据MaximizeMarket Research 数据统计，2017-2019 年全球半导体薄膜沉积设备市场规模分别为125亿美元、145亿美元和155亿美元，2020年扩大至约172亿美元，年复合增长率为11.2%。根据 Maximize Market Research 的预计，全球半导体薄膜沉积设备市场规模在2025年达到340亿美元，保持年复合13.3%的增长速度。从设备投资占比角度来看，薄膜沉积设备作为晶圆制造的三大主设备之一，其投资规模占晶圆制造设备总投资的25%。根据不同的应用场景，薄膜沉积设备可分为PECVD、溅射 PVD、ALD、LPCVD等不同的设备。其中，PECVD 是薄膜设备中占比最高的设备类型，占整体薄膜沉积设备市场的33%。

图16：全球半导体薄膜沉积设备市场规模（亿美元）

资料来源：拓荆科技招股书，MaximizeMarketResearch,潮海证券

图17：各类薄膜沉积设备占比情况

资料来源：拓荆科技招股书，Gartner，渤海证券

相比传统CVD设备，PECVD设备薄膜沉积速度更快。PECVD是等离子体增强化学气相沉积法的简称，借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。PECVD 设备是芯片制造的核心设备之一，主要功能是在将硅片控制到预定温度后,使用射频电磁波作为能量源在硅片上方形成低温等离子体，通入适当的化学气体，在等离子体的激活下，经一系列化学反应在硅片表面形成固态薄膜。相比传统的CVD设备，PECVD设备在相对较低的反应温度下形成高致密度、高性能薄膜，不破坏已有薄膜和已形成的底层电路，能实现更快的薄膜沉积速度。

PVD是物理气相沉积的简称。异质结电池生产第三道工序主要采用链式多腔PVD真空镀膜设备，通过Magnetic Sputtering（磁控溅射）技术或RPD（离子反应镀膜）技术，在非晶硅钝化异质结电池正背面沉积TCO 透明金属氧化物导电膜，主要为75-80nm 厚的ITO 氧化铟锡膜，用于纵向收集载流子并向电极横向传输，同时减少入射光学反射。

国内头部厂商为拓荆科技，产品关键性能参数达到国际同类设备水平。根据拓荆科技年报披露，拓荆科技PECVD系列产品已经在中芯国际、华虹集团、长江存储等国内集成电路生产制造企业实现产业应用，公司是国内唯一一家产业化应用的集成电路PECVD、SACVD设备厂商，突破了欧美及日本企业对同类产品的长期垄断，产品总体性能和关键性能参数已达到国际同类设备水平。

盛美上海进军PECVD领域。2022年，盛美上海首次推出等离子体增强化学气相沉积PECVD设备，支持逻辑和存储芯片制造。目前盛美上海形成“清洗+电镀+先进封装湿法+立式炉管+涂胶显影+PECVD”的六大类业务版图。

2.3.3组件环节：组件技术可实现发电效率明显提升

组件环节主要是通过使用不同的封装工艺将电池片加工为组件的过程。由于组件环节单位产能和技术含量相对较低，导致该环节利润率较低，目前市场上很少有纯组件企业，头部组件供应商大多数是从硅片、电池片到组件一体化企业。

图18：组件生产流程示意图

资料来源：潮海证券

按照组件发电面数不同，可将组件划分为单面和双面两种。结构上，正面二者并无差异，双面电池组件背面由全铝层覆盖改为局部铝层覆盖，背面的入射光可由未被铝层遮挡的区域进入电池，增加电池受光面积，实现双面发电。由于电池片背面局部覆盖导致透光量增加，会导致正面电池效率下降0.2%-0.5%。根据隆基与中国电器研究院在海南琼海开展的实证研究表明，9个月内水泥地表下单晶半片双面组件相对单面半片组件发电增益为15.3%。目前随着下游市场对双面组件发电增益的逐步认可，2022年双面组件占比达到40.4%，根据行业协会的预计，到2024年之后，双面组件将超过单面组件成为市场主流。

图19:单面组件结构示意图

资料来源：快资讯，潮海证券

图20：双面组件结构示意图

资料来源：快资讯，潮海证券

图 21：2022-2030 年单/双面组件市场占比变化趋势

资料来源：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023年）》,潮海证券

图22：2022-2030年全片、半片和叠瓦及多分片组件市场占比变化趋势

资料来源：《中国光伏产业发展路线图（2022-2023年)》，潮海证券

主流的组件封装技术主要可分为半片、全片和叠瓦三种，2022年半片组件封装技术占据 92.4%的市场份额。由于半片或更小片电池片的组件封装方式可提升组件功率，未来将会逐步取代全片封装方式。

设备方面，组件设备主要应用于光伏产业链末端组件生产环节。以京山轻机组件自动化生产线为例，组件设备主要包括汇流条自动焊接机、层压机、裁切铺设机、EL 视觉检测机、自动修边机、接线盒设备等。设备需求主要受到以下三方面影响，一是受硅片尺寸的影响，随着硅片、电池片尺寸的放大，早期组件设备难以兼容，因此带来组件设备更新换代需求。二是电池片技术路线的影响。新电池技术路线有的较PERC工艺有较大差别,因此在组件环节进行封装时,存在不同的技术要求,由此带来组件环节设备和工艺的变化。三是组件环节，半片、叠瓦等技术的应用将会带动组件设备的更新需求增长。

国内光伏组件设备领先者为金辰股份、京山轻机。京山轻机光伏组件装备业务由子公司晟成光伏开展，根据中国光伏行业协会秘书处调研显示，在同类型企业中，2019-2021 年其生产的光伏组件智能化产线设备市场规模在全球、全国均处于行业领先地位。其核心产品光伏组件设备已得到市场的高度认可，并在全球范围内具有较高的市场知名度和品牌美誉度。金辰股份作为全球光伏组件设备龙头企业，2022年公司光伏组件设备新增订单及营业收入创历史新高，其客户大多为国内外光伏行业内知名企业，在太阳能光伏装备领域占据较好的市场地位，具有较强竞争力。

我们认为，在光伏发电长期向好的前景下，降本增效仍将是未来光伏设备行业发展的主要驱动力。从降本角度来看，光伏设备是光伏产业链上投资占比最大的支出部分，目前无论是 TOPCon 技术还是异质结技术所要求的设备价值都要高于目前主流的 PERC设备价值量，先进电池技术路线产线成本下降进程值得关注；从增效角度来看，光伏行业的发展特点为一代工艺、一代设备，目前 PERC技术平均光电转换效率可达到 22%左右，未来异质结电池放量将带动新一代设备需求。综上，我们看好未来光伏设备行业发展，建议重点关注具有整线设备制造能力的龙头企业迈为股份、捷佳伟创。

2.4下游行业增资扩产意愿强烈，设备需求可观

下游光伏行业增资扩产，光伏设备需求充足。2023年以来随着疫情影响的逐渐消散，国内厂商陆续加码光伏硅片、电池、组件项目。年初以来，隆基绿能共披露投资约635.17亿元硅片、电池片及组件建设项目。横店东磁、协鑫集成、红宏润建设等公司纷纷布局光伏组件项目。整体来看，年初以来国内光伏行业扩产意愿充足，将带动光伏设备固定资产投资迎来利好。

表7：国内光伏主要企业项目扩产情况（2023年1月1日-2023年4月18日）

企业名称	项目名称		计划产能（GW）投资额（亿元）
隆基绿能	鄂尔多斯年产30GW高效单晶电池项目	30	77.77
	年产100GW单晶切片项目及年产 50GW单晶电池项目	100/50	452
	西咸乐叶年产29GW 高效单晶电池项目	29	70.40
	铜川年产12GW单晶电池项目	12	35
华民股份	年产10GW异质结电池专用单晶硅片项目	10	10
上机数控	年产16GW光伏组件项目	16	50
英力股份	高效N型太阳能电池及高效光伏组件项目	二	10.4
爱旭股份	浙江义乌15GW高效晶硅太阳能电池及15GW 组件项目	15	129.61
	珠海一期3.5GW高效晶硅太阳能电池扩产项目及10GW配套组件项目	3.5/10	14/50
	浙江爱旭30GW新型高效光伏组件项目	30	106
中来股份	年产13.5GW太阳能电池片项目	13.5	二
横店东磁	年产5GW新型高效组件项目	5	8.99
协鑫集成	年产12GW高效光伏组件项目	12	20
宏润建设	5GW 高效光伏电池组件项目	5	10

资料来源：企业公告，潮海证券

表8：国内各环节头部企业产能规划

企业名称	产品分类	单位	2021	2022	2023
通威股份	高纯晶硅	万吨	18	23(预计)	35 (预计)
通威股份	电池	GW	45		80-100 (预计)
TCL中环	晶体	GW	88	140	180 (预计)
隆基绿能	单晶硅片	GW	105	150 (预计)
	单晶电池	GW	37	60（预计）
	单晶组件	GW	60	85(预计)
爱旭股份	单晶硅电池	GW	36	45 (预计)
协鑫集成	组件	GW		20(预计)
协鑫集成	电池片	GW		8 (预计)

资料来源：企业公告，潮海证券

3.推荐标的

3.1晶盛机电

公司是我国晶体硅生长设备龙头企业，主要从事晶体生长设备研发、制造、销售。公司的产品主要有碳化硅长晶设备及外延设备；在蓝宝石领域，公司可提供满足LED 照明衬底材料和窗口材料所需的蓝宝石晶锭和晶片。

根据公司 2022年年报，2022年公司实现营业收入106.38亿元，同比+78.45%;实现归母净利润 29.24亿元，同比+70.80%。盈利能力方面，公司利润率与 2021年相比小幅下降，2022年公司销售毛利率为39.65%，下降0.08个百分点；同期销售净利率为28.93%，下降0.06个百分点。根据公司2023年一季度业绩预告披露，报告期内公司加速推进石英增蜗、金刚线等先进材料业务的扩产和品质提升，2023Q1实现归属于上市公司股东的净利润盈利80,000万元-90,000万元，比上年同期增长80.86%-103.47%。

图23：晶盛机电营收及增速

资料来源：同花顺iFinD，潮海证券

图24:晶盛机电归母净利润及增速

资料来源：同花顺iFinD，潮海证券

贯彻“先进材料、先进装备”的发展战略，23年营收增速目标60%以上。根据公司2022年报披露，2023年度公司将在继续强化装备领域核心竞争力的同时，积极推动新材料业务快速发展，希望在管理层和全体员工共同努力下，能够实现新签电池设备及组件设备订单超30亿元(含税),材料业务销售突破50亿元(含税）,全年整体营业收入同比增长60%以上。

3.2捷佳伟创

公司是一家晶体硅太阳能电池设备研发、生产和销售的高新技术企业,主要产品包括 PECVD及扩散炉等半导体掺杂沉积工艺光伏设备、清洗、刻蚀、制绒等湿法工艺光伏设备以及自动化(配套)设备、全自动丝网印刷设备等。

2022三季报业绩稳定增长，盈利能力提升明显。2022年前三季度公司实现营业收入42.56亿元，同比+13.65%；实现归母净利润8.21亿元，同比+36.91%。盈利能力方面，2022年三季度末公司销售毛利率为25.46%，较2021年提升0.86个百分点；同期公司销售净利率为19.24%，较2021年提升5.10个百分点。

图25：捷佳伟创营收及增速

资料来源：同花顺iFinD，潮海证券

图26：捷佳伟创归母净利润及增速

资料来源：同花顺iFinD，潮海证券

发布公告称拟终止筹划境外发行全球存托凭证。2023年3月22日，公司发布关于终止筹划境外发行全球存托凭证的公告。公告称，由于国内外市场变化，并综合考虑公司实际情况、业务发展规划等诸多因素，为全面切实维护全体股东利益，经公司与中介机构审慎分析、研究、沟通，决定终止筹划境外发行全球存托凭证事项。

3.3迈为股份

公司成立于2010年9月8日，是一家集机械设计、电气研制、软件算法开发、精密制造装配于一体的高端设备制造商。公司主营业务为高端智能制造装备的设计、研发、生产与销售。主营产品为太阳能电池丝网印刷生产线成套设备。

根据公司 2022年三季报披露，由于报告期内公司主营业务产品太阳能电池生产设备销售增长，使得公司营业收入同比+38.01%，实现营收约30.16亿元，同期公司实现归母净利润约6.87亿元，同比+50.62%，前三季度归母净利润超过2021年全年的6.43亿元，2022年公司全年业绩将再创新高。

图27：迈为股份营收及增速

资料来源：同花顺iFinD，潮海证券

图28：迈为股份归母净利润及增速

资料来源：同花顺iFinD，潮海证券

HJT频获整线订单，市占率有望进一步提升。2022年9月29日，公司与甘肃金刚光伏股份有限公司（原名“甘肃金刚玻璃科技股份有限公司”)之控股子公司甘肃金刚羿德新能源发展有限公司（以下简称“金刚羿德”）签署了两份《设备买卖合同》。金刚羿德拟向公司采购双面微晶高效异质结电池生产线8条，产能为600MW/条，共4.8GW。2023年2月3日，三五互联发布《关于控股孙公司签订日常经营重大合同的公告》。公告称，公司下属控股孙公司眉山琏升光伏科技有限公司（简称“琏升光伏”）与苏州迈为科技股份有限公司（简称“迈为股份”）签订《设备采购合同》，琏升光伏拟向迈为股份购买高效异质结（HJT）电池生产线2条，产能为0.6GW/条，共计1.2GW，全部用于“5GW超高效异质结（HJT）电池5G 智慧工厂”项目。

4.风险提示

政策变动风险。目前我国风、光电技术持续进步，正处于平价上网的拐点时期。与传统能源相比，目前光伏发电成本仍有一定差距，在很多区域仍然需要政府的补贴政策支持，如果政策端短期出现较大变化，光伏行业发展将受到较大影响。

疫后复苏不及预期。目前全球新冠肺炎影响有所缓和，随着疫情影响消退，需求有望进入复苏阶段。未来若疫情再次出现大规模蔓延，将对市场环境产生较大不利影响。

地缘冲突影响超预期。目前俄乌双方仍处于相持阶段，俄罗斯继续扩大征兵，乌克兰也正积极征求新一轮军事援助，俄乌冲突仍具较大不确定性。

新能源发电发展不及预期。虽然目前新能源发电占比已有较大提升，但考虑到新能源发电具有较大的空间、时间限制，并且新能源发电效果对消纳、储能依赖较强，未来新能源发电发展有较多影响因素。

投资评级说明：

项目名称	投资评级	评级说明
公司评级标准	买入	未来6个月内相对沪深300 指数涨幅超过20%
	增持	未来6个月内相对沪深300 指数涨幅介于10%~20%之间
	中性	未来6个月内相对沪深 300 指数涨幅介于-10%~10%之间
	减持	未来6个月内相对沪深300 指数跌幅超过10%
行业评级标准	看好	未来12个月内相对于沪深300 指数涨幅超过10%
	中性	未来12个月内相对于沪深 300 指数涨幅介于-10%-10%之间
	看淡	未来12个月内相对于沪深300 指数跌幅超过10%

分析师声明：

本报告署名分析师在此声明：我们具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并登记为证券分析师，以勤勉尽责的职业态度、专业审慎的研究方法，使用合法合规的数据和信息，独立、客观地出具本报告；本报告所表述的任何观点均精准地、如实地反映研究人员的个人观点，结论不受任何第三方的授意或影响。我们所获取报酬的任何部分无论是在过去、现在及将来均不会与本报告中的具体投资建议或观点有直接或间接的联系。

免责声明：

本报告中的信息均来源于已公开的资料，我公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证，不保证该信息未经任何更新，也不保证本公司做出的任何建议不会发生任何变更。在任何情况下，报告中的信息或所表达的意见并不构成所述证券买卖的出价或询价。在任何情况下，我公司不就本报告中的任何内容对任何投资做出任何形式的担保，投资者自主作出投资决策并自行承担投资风险，任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失书面或口头承诺均为无效。我公司及其关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券并进行交易，还可能为这些公司提供或争取提供投资银行或财务顾问服务。我公司的关联机构或个人可能在本报告公开发表之前已经使用或了解其中的信息。本报告的版权归渤海证券股份有限公司所有，未获得渤海证券股份有限公司事先书面授权，任何人不得对本报告进行任何形式的发布、复制。如引用、刊发，需注明出处为“渤海证券股份有限公司”，也不得对本报告进行有悖原意的删节和修改。

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光伏发展长期可观，电池技术革新带动设备需求

子行业评级

重点品种推荐

投资要点：

能源结构调整成果初显，光伏发展长期可观

光伏设备位于产业链中、上游，充分受益于新增装机高增

电池片技术革新持续带动光伏设备需求

推荐标的

目 录

图目录

表目录

1.光伏发展的必要性

1.1节能减排已成全球共识，我国能源结构调整成果初显

1.2新能源仍面临消纳考验，光伏发展长期可观

2.光伏设备：应用于光伏产业链上、中游

2.1光伏设备定义

2.2行业发展现状

2.3 电池片技术革新持续带动光伏设备需求

2.3.1硅棒/硅片环节：硅片尺寸向210mm大硅片发展

单晶炉

金刚线切片机

2.3.2电池片环节：关注高效电池片路线发展

薄膜沉积设备

2.3.3组件环节：组件技术可实现发电效率明显提升

2.4下游行业增资扩产意愿强烈，设备需求可观

3.推荐标的

3.1晶盛机电

3.2捷佳伟创

3.3迈为股份

4.风险提示

分析师声明：

免责声明：

目录

渤海证券-机械设备行业专题报告：光伏发展长期可观，电池技术革新带动设备需求-230419.pdf