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行业深研金刚线

金刚线位于光伏产业链上游,主要用于硅料切割。光伏产业链主要包括硅料、硅片、晶硅电池片、光伏组件、光伏发电系统五大环节。上游为硅料的采集、硅片的生产;中游为晶硅电池片、光伏组件的生产;下游为光伏发电系统的集成与运营。其中,金刚线主要用于上游产业链的硅棒截断、硅锭开方和硅片切割,其切割效果直接影响硅片的质量及光伏组件的光电转换性能,是上游生产环节的重要工序。在硅片切割过程中,金刚线要承受高频率的往复运动和很大的张力,金刚石线的金刚石分布密度和固结强度、金刚石切割能力、钢线的抗疲劳性能等方面都直接影响金刚线的性能。实际生产应用中,金刚石线的性能指标主要表现为三方面:切割能力、切割质量、断线率。硅片在电池片中成本占比70%,因而金刚线的切割效果对光伏降本影响重大。年金刚线行业平均毛利率35%,盈利水平在光伏全产业链排名第二,仅次于硅料环节。尤其龙头企业以及一体化向上游母线延伸的企业毛利率已高达50%以上。金刚线母线直径已由年的80μm降至年的40-47μm,并仍在快速下降。由于21年硅料价格大幅上涨,下游硅片厂逐步向线径更细的金刚线切换,以降低切割过程中的硅料损耗。据金刚线龙头投资者调研纪要,从今年一季度来看,40μm、42μm和43μm的出货占比在快速下降,合计出货占比不到25%,38μm出货占比达到25%,36μm的出货占比已经近40%。细线化之后,母线表面附着的金刚石微粉数量相应减少;切割速度一定的情况下,单位时间内与单晶发生作用的磨粒数下降,因此要达到相同的切割效果,金刚线耗用的长度增加30%以上;细线化之后,金刚线耐用强度有所下降,维持较高速度更易断线,因此金刚线切割速度变慢,线材消耗相应增加,据行业数据,金刚线线径每下降10%,切割速度下降带来的线材消耗增加10%。年,金刚线母线平均直径为43μm,且呈不断下降趋势。由于高碳钢丝和金刚石微粉颗粒直径几近极限,更换母线基材是进一步细线化的方向。1)降低母线直径:行业已开始研发35μm线型,逼近钢丝极限,进一步细线化需要改变母线金属材质。硅片切割过程中,母线需要有足够的力学性能,尤其是钢丝的抗拉强度、屈服强度、刚性(圈径)、抗扭强度等指标都要符合预定的要求。35μm钢丝存在破断拉力偏小、切割能力不足等问题,极易发生断线。断线可能损坏被切割物料或因重新布置线网而降低生产效率,一根硅棒的切割时间在1.5小时左右,而断线后每次布线的时间也在1小时以上。2)减小金刚石微粉颗粒大小:金刚石颗粒的大小主要影响金刚线的切割力和切割质量,目前附着在母线上的金刚砂颗粒6-7μm,若继续减小颗粒大小,其切割力将显著下降,这不仅使单位线耗增加,而且硅片的表面质量也受到严重影响。钨丝在强度方面具备天然优势,目前国内量产的光伏用切割钨丝已做到35μm以下,并逐步向30μm研发。据测算,母线线径每减少2μm,每根硅棒可多出1%的硅片数量,参照目前的硅料和钨丝价格,钨丝做到32μm及以下即可以为硅片企业节省成本。由于国内钨丝最细可以做到3微米直径(非光伏行业用),钨丝细线化和降本的空间大幅高于高碳钢丝,光伏行业进一步降本空间打开。年年底硅料价格持续上涨,目前维持高位,这一变化加速了细线化与薄片化应用,并带动线耗增加。行业近期变化主要是细线化与试用钨丝,其背景均为硅料价格较高,后续行业的变化可能依然要


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