中信建投:光伏行业技术革新多点开花,下游产能扩张远超预期

作者: 中信建投证券 2020-12-08 18:30:18
根据统计,2020年初至今行业新增300GW以上电池片产能规划,带来设备厂商订单快速增长,保障中短期业绩增长。长期来看,部分设备厂商已拿到HJT规模化量产线的整线订单,把握下一代电池的发展机会。

本文来自 微信公众号“高端制造吕娟团队”,作者:韦钰、吕娟。

摘要

电池片:PERC及过渡路线进展超预期,异质结放量箭在弦上

①当前PERC+/Topcon/HJT三线并进,不同电池片厂商由于技术积累不同、原有产能、厂房、设备投入不同、自身产业链布局不同、客户分布不同、企业经营策略不同等多方面因素,选择了不同的技术路线;

②从市场层面看,PERC/PERC+的生命周期仍在延续,仍是最具量产性价比的技术路线。且在大硅片等因素的推动下,当前还有较大的产能缺口,扩产产能远超年初预期;

③而HJT电池在2020年取得了明显发展。就成本而言,HJT设备单GW投资降至4.5亿,判断2021年有望降至4亿甚至更低水平;就转换效率而言,HJT产品更加成熟,转换效率已接近24.5%左右,预计2021年将进一步提至24.5-25%以上;就下游电池片厂商而言,越来越多厂商加入GW级投资行列;最后就设备厂商而言,国内设备厂商领先全球,综合解决方案型设备商出现;

④与前两类电池相比,布局Topcon的企业相对少一些,更多采取观望态度。

行业新增300GW+以上产能规划,设备厂商订单快速增长

根据我们的统计,2020年以来,各企业宣布的新投项目合计产能总计达到319.57GW以上,其中PERC/PERC+共155.85GW;Topcon共8GW;HIT共68.82GW;未表明技术路线86.9GW。以上产能对应的电池片设备总规模约889.59亿元。假设项目平均在3.5-4年左右投产,则对应年均电池片设备市场规模约222-254亿元。

部分厂商已拿到HJT规模化量产订单

2020年最受关注的HJT招标包括山煤1GW、华晟500MW和通威1GW项目。综合以上中标情况,我们发现在整线供应环节,迈为/捷佳有一定的技术优势。而在PECVD单环节,理想也有一定的优势。得益于设备厂商单机产能的提升,HJT单线规模从之前的50MW提升至200-400MW,为产线的降本做出了较大的贡献。

硅片:大尺寸带来技术红利,推动全产业链设备更新升级

①硅片尺寸不断增大是光伏行业降本保价的重要方式。当前行业内尺寸之争持续,已基本形成182/210两个阵营。总体来看,无论是182还是210,大硅片趋势已然定调,推动硅片/电池片/组件厂商的产能更新;

②就设备而言,从规模维度看,目前市场上约有近100GW 166及以下尺寸的产能,大多无法直接升级至210;从时间维度看,仅2018-2019年左右投产的产能,部分可以改造至210mm尺寸;最后从尺寸的选择来看,近几个月规划的产能大多选择210mm向下兼容;

③我们认为,全产业链尺寸的升级一定不会一蹴而就,上下游配合需要2-3年的时间。各个环节的各个厂商出于利益最大化考虑,会选择最符合自身长期规划的产能进行布局。而无论何种选择,产业更新升级是必然趋势,带来设备厂商的订单持续增长。

龙头厂商及新势力阵营加速扩产,新增规划产能140GW以上

①过去五年,隆基和中环保持在单晶硅市场上的双寡头格局。而2020年下半年,一方面由于部分厂商出于提升产业链话语权考虑,加大硅片环节布局力度;另一方面第三方新势力阵营借行业变革之际开始加速转型,在此推动下,2021年及朝后至少有140GW以上新增硅片产能投放;

②我们以1GW硅片所需设备投资约2亿,其中单晶炉投资约1.3亿左右计算,2021年及朝后新增硅片投入对应硅片设备市场规模约280亿元,对应单晶炉市场规模约180亿元。假设项目平均在2-2.5年左右投产,则对应年均硅片设备市场规模约112-140亿元,对应年均单晶炉市场规模72-90亿元。晶盛机电、上机数控等厂商有望直接受益。

投资建议

当前光伏行业技术变革在硅片/电池片/组件环节多点开花,带来远超市场预期的新增与更新设备需求。就电池片环节来看,PERC及过渡路线进展超预期,而异质结在2020年在成本/效率/下游客户接受度等方面取得了快速发展,放量箭在弦上。根据统计,2020年初至今行业新增300GW以上电池片产能规划,带来设备厂商订单快速增长,保障中短期业绩增长。长期来看,部分设备厂商已拿到HJT规模化量产线的整线订单,把握下一代电池的发展机会。就硅片环节来看,尺寸之争仍在持续,大尺寸蔚然成风,带来技术红利,推动全产业链设备更新升级。而龙头厂商与第三方新势力阵营均加速扩产,新增规划产能140GW以上,带来年均110亿以上设备需求。重点推荐:迈为股份、晶盛机电、上机数控、帝尔激光、金辰股份。

--正文--

一、电池片:PERC 及过渡路线进展超预期,异质结放量箭在弦上

1.1 PERC+/Topcon/HJT 三线并进,转换效率持续提升

降本增效是光伏行业永恒的主题,如何实现单瓦发电成本的最优化是光伏企业持续为之奋斗的方向。一般来说,降低光伏成本的方式包括:1)硅片做大摊薄成本;2)硅片切薄摊薄成本;3)电池片的转换效率提升提高发电量从而摊薄成本;4)新的组件技术发展提升发电量、降低耗材使用量摊薄成本;5)各环节设备、材料的国产化降低成本等。

就电池片环节而言,由于不同电池片厂商的技术积累不同、原有产能、厂房、设备的投入不同、自身产业链布局不同、客户分布不同、企业经营策略不同等多方面因素,下游电池片厂商会有不同的技术路线选择。

1.1.1 PERC/PERC+:转换效率仍有提升空间,当前仍最具量产性价比

PERC电池自诞生以来,转换效率一直在进步。基于传统的PERC电池结构,包括PERC+SE、PERC+MWT、双面PERC、SiNx优化等多种升级工艺路线,助力电池片转换效率小步提升。而在设备、下游电池片厂商的共同研发努力下,判断未来PERC+技术仍将持续衍化,其转换效率有望达到24%以上。

从市场层面看,PERC+电池片的转换效率仍在持续提升。11月,隆基宣布曲靖项目的电池转换效率为24%以上;11月20日,润阳集团与捷佳伟创在江苏盐城签署30GW单晶PERC+和5GW HJT异质结项目战略合作框架协议,双方通过在技术、工艺、设备开发、售后服务等各方面的合作,使PERC+产线平均效率高于24%、HJT产线平均效率达到25%。综合统计数据来看,目前市场上已规模化量产的单晶PERC电池片转化效率分布在21.8-23%区间,而2020年新建产线的转换效率大多在22.5%以上,实验室转换效率在24%左右。

总体来看,我们认为:一方面,P型PERC/PERC+电池效率在未来两三年内还有提升空间,仍然是当前最具量产性价比的技术;另一方面,随着设备厂商单机产量的持续提升,单GW PERC/PERC+电池的设备成本仍有进一步降低的空间。综合这两方面因素,PERC/PERC+的生命周期仍在延续,且在大硅片等因素的推动下(后文会详细展开讲),当前还将有较大的产能缺口,行业从2020年开始进入大规模更新阶段。

1.1.2 HJT:设备材料国产化大幅推动HJT发展

2020年,设备、材料厂商都有了长足的发展,推动HJT电池产线的投资。一直以来,HJT电池以其无光致衰减、薄片化、工艺流程少、适应双面电池、高转换效率等优势,被市场寄予厚望。然而,受制于设备、材料等成本过高等因素,HJT电池过去几年在实际产业化生产中一直是“雷声大、雨点小”。2020年,我们观察到多个设备、材料厂商都有了长足的发展。以设备为例,我们观察到以下几点积极变化:

1)就成本而言,HJT设备单GW投资已降至4.5亿元

在国产设备厂商的共同努力下,当前HJT单GW的设备投资已降至4.5-5亿元。我们认为未来HJT设备仍有进一步降价的空间,主要实现路径包括:单台设备产能的提升(从每小时3000片产能提升至6000片甚至8000片)带来每GW设备台数的下降、核心设备生产及研发的国产化、核心设备的核心零部件的国产化等。

根据我们的持续跟踪,判断2021年HJT每GW的设备投资有望降至4亿甚至更低的水平,2022-2023年有望进一步降至3.5-3亿左右。但由于设备折旧成本在HJT电池每瓦成本里的占比仅5%左右,设备不是决定HJT市场化发展的唯一因素。未来叠加薄片化、银浆耗量及成本的降低、靶材成本的降低及回收、人力成本的降低、转换效率的提升,判断2021年HJT电池的每瓦成本将进一步降低至8毛及以下的水平(PERC目前成本0.66~0.75元/W)。

2)就转换效率而言, HJT产品更加成熟,转换效率已达到24.5%左右

2020年,在电池厂、设备厂、组件厂等的共同努力下,当前量产异质结电池转换效率已经达到24%-24.5%之间。根据我们的持续跟踪,通威合肥产线2020年9月的转换效率达到24.1%+,近期有所提升,在产线上稳定在24.5%左右的水平。此外,东方日升黄总在其公开报告中指出,东方日升2020年11月平均效率超过24.1%。展望2021年及以后,随着PECVD找到新的工艺窗口实现效率增益、组件技术的优化、主栅的改进、光注入等技术的应用等,预计HJT转换效率可以进一步提升至24.5-25%以上。

3)国内设备厂商领先全球,综合解决方案型设备商出现

如果说在Perc电池片时代,国内设备厂商实现了模仿-追赶-平齐-超越这个路径的话,那么在HJT领域,可以说国内设备厂商完全实现了全球领先。一方面,本身我国在光伏产业链各个环节已经达到了全球领先的位置,产业链的聚集进一步推动了设备厂商的发展;另一方面,光伏行业是极度成本敏感型的行业,而国内设备厂商通过研发环节的持续进步、制造环节成本的持续压缩,使得国内设备具有国外厂商无法比拟的性价比优势。最后,国内光伏人勇于创新、吃苦耐劳,最终实现了在HJT设备领域的领先地位。

此外,我们观察到在HJT领域,具有综合解决方案能力的设备厂商开始涌现,其中以迈为股份和捷佳伟创最为突出。迈为股份当前已经实现非晶硅镀膜、TCO膜沉积、丝网印刷、自动化的完全国产化,并已经通过合作的方式实现清洗制绒环节的部分国产化,可以完全提供turnkey解决方案;而捷佳伟创也已经基本实现清洗制绒设备/PECVD/RPD/丝网印刷设备的国产化,具备整线提供能力。

4)越来越多厂商加入GW级投资行列

在全产业链的共同推动下,2020年,更多GW级HJT投资开始出现。包括通威金堂1GW、润阳盐城5GW、山煤10GW(分成)、东方日升义乌15GW+滁州5GW、爱康长兴1.32GW、爱康泰兴2GW、国投电力张家口1.5GW、比太科技安徽5GW、嘉寓光电辽宁2GW、高登赛辽宁1GW、腾晖光伏常熟1GW、安徽英发天长项目二期3.75GW、斯坦得集团安徽1GW、厦门神科2GW、晶飞光伏马鞍山1GW、钧石能源舟山10GW等,GW级以上项目规划产能总计超过67.57GW。这其中既包括通威、润阳、东方日升等传统单晶PERC电池厂商、也包括钧石等一直布局HJT的厂商,更包括一些想要通过布局异质结实现“弯道超车”的跨领域厂商。除此之外,我们也了解到,行业内另外一家电池片龙头厂商也已经在布局异质结团队,并且和国内的异质结设备厂商保持了密切接触。

这以上多个扩产项目中,尤其值得一提的是通威和东方日升的项目。其中通威在经历了成都、合肥两条中试线投产后,在金堂新增1GW HJT产能招标,显示出其在HJT投资的经验积累上已逐渐成熟;东方日升表示其HJT电池最高量产效率已高达24.2%,最高组件效率高达22%以上。前者作为国内PERC电池片的传统龙头厂商,其在HJT领域的持续投入,表明了HJT具有一定的量产商业化价值;后者在HJT领域经验比较充分,其HJT组件目前在市场上表现较好,表明了HJT组件产品在特定市场能够得到终端客户的认可。

展望2021年及朝后,我们认为,任何技术的大规模推广,一定要得到产业链各环节(包括硅片、设备、辅材、组件技术等)的共同支持,从而能够持续积累生产经验、降低生产成本。相信随着越来越多GW级项目的投产,将提升整个产业链的配合度。而随着无主栅技术、薄片化、耗材用量优化及国产化、设备成本进一步降低,判断HJT的每瓦成本有望在2-3年左右达到与PERC齐平。考虑到HJT在全生命周期每W发电量比PERC更高(相对优势在7%以上),实际上HJT与PERC相比的性价比优势临界点有望更快到来。

1.1.3 Topcon:部分布局,更多观望

TOPCon技术由于与主流PERC产线工艺上更具兼容性,在投资成本、配套设备成熟度上更有优势,同样也得到市场部分参与者的青睐。对于改造产能来说,部分项目可最大程度利用原有产线的设备,只需增加硼扩和薄膜沉积设备;而对于新投产能来说,当前投资PERC电池每GW设备投入约1.8亿不到,而Topcon在此基础上预计每GW会增加7000万左右投入,相比HJT每GW约4.5-5亿左右的投入(国产化设备),确实有一定的吸引力。

基于此,部分企业选择了直接新投Topcon产能,或者在投产时,预留Topcon改造空间。比如中来股份规划2GW Topcon产能,并在10月15日宣布其J-TOPCon 2.0电池量产平均效率可以实现24%以上,良率达到95%以上。除此之外,天合、晶科、英利、阿特斯等也布局了一定的中试线。而通威也在后续扩产中,考虑预留Topcon改造空间。

但总体而言,由于一方面Perc/perc+的转换效率仍有提升空间;另一方面HJT电池的成本也在持续下降,尽管上述企业均有相关产能布局,但产能规模均不是特别大。我们预计全市场Topcon的产能在5-6GW之间,后续发展仍有待观望。

1.2 自2020年初至今,行业新增300GW+以上产能规划

结合上文2.1.1-2.1.3的分析,我们发现,传统电池片厂商大多比较倾向于PERC+/Topcon,同时对HTJ采取少量布局的态度;而电池片“新势力”由于没有历史“包袱”,更多倾向于直接选择HJT,寻求弯道超车的机会。根据我们的统计,2020年以来,各企业宣布的新投项目合计产能总计达到319.57GW以上,其中PERC/PERC+共155.85GW;Topcon共8GW;HIT共68.82GW;未表明技术路线86.9GW。

考虑到目前PERC每GW设备金额约1.8亿不到,而Topcon在此基础上每GW增加7000万左右设备投入,而HJT每GW约4.5亿左右的设备投入(国产化设备),则当前规划的电池片总产能对应的总设备规模约889.59亿元。假设项目平均在3.5-4年左右投产,则对应年均电池片设备市场规模约222-254亿元。

在我们的统计过程中,一度觉得这样的产能规划是否极度过剩,在这里我们提出“由于技术变革叠加产业布局带来的竞争性过剩”概念,具体有以下几点考虑:

1)电池片环节正处于技术变革的关键时期,这个时期最容易出现市场格局的重新洗牌。部分厂商希望通过抓住这次技术变革的机会,实现弯道超车,于是在新技术下大手笔投入。同时新的技术变化往往会带来“盈利窗口期”,产能提升迅速的企业才能把握窗口期带来的超额利润。因此会导致技术变革带来的竞争性过剩;

2)非电池片环节也在经历技术变革,例如硅片的大尺寸化。根据我们的统计,至2019年底国内PERC电池片产能预计在100GW以上,另外多晶产能在60GW以上,合计160GW以上。但这些存量产能中大部分还是166尺寸以下的,未来更新到166、182、210尺寸,几乎有100GW以上的产能需要被替代掉,这也就是技术变革带来的产能缺口;

3)光伏行业是在持续进步的行业。即便是2018年投的PERC电池片,其转换效率也可能会输于2019年投的PERC。考虑到设备折旧在每瓦发电成本里的占比仅5%左右,实际上用新的更高效的设备去替代老的设备,也有一定的经济性考量;

4)光伏行业也是极度成本敏感的行业,而电池片厂商生产规模的大小本身对其摊薄成本也有影响。部分厂商出于自身的竞争因素,并且可以利用资本市场的融资优势,快速提升自身产能,从而降低摊薄成本,在竞争中取得优势;

5)一体化的光伏企业也有自身产业布局的考虑。

6)同时,光伏总装机量本身也在提升。一方面十四五规划明确可再生能源发展战略地位,另一方面光伏各环节的技术进步带来成本降低,进一步提升光伏发电的竞争力。因此光伏各个环节的需求量本身也在稳定增长。

综上,我们认为虽产能规划总体过剩,但是基于多重理由,这样的“过剩”也存在其合理性。最后我们想强调两点,第一,我们看到不少新玩家加入电池片市场,也看到不少规划并不明确、匆匆上马的项目,不排除其中有些项目是出于非产业目的的考虑,存在最终不落地的可能性;第二,这样的规划也不是一成不变,理性的电池片厂商未来一定会根据市场的发展情况,灵活调整自己的投资规划。

1.3 设备厂商订单快速增长,保障近三年业绩增长

在多种电池片技术路线衍进叠加大尺寸硅片推动产能更新的背景下,下游企业的新增产能规划超出年初预期,带来设备厂商订单大幅增长。根据我们的调统计,组件公司A新签订单同比增长50%-60%,超出年初预期;电池片设备厂商龙头A新签订单对应产能已超过70GW,远超年初预期;电池片设备厂商龙头B新签订单同比去年增长了60%以上;电池片设备某环节龙头厂商C新签订单对应产能达到100GW以上,且还有50GW左右订单洽谈中。

从实际订单进度来看,预计全行业2020年有3-4GW异质结订单落地,100GW左右PERC/PERC+/TOPcon订单落地;而2021年HJT落地订单有望达到10-15GW;PERC/PERC+/TOPcon落地订单有望超过70GW。考虑到从订单到收入确认需要2年左右时间,大部分设备公司未来2-3年的业绩有望保持平稳增长。

1.4 部分厂商已拿到HJT规模化量产的设备订单

1.4.1安徽宣城500MW项目:迈为、理想中标

8月25日,安徽宣城500MW高效硅异质结太阳能电池生产线项目公示了招标(分为两条线),其中:

第一包基本为整线设备采购:迈为股份中标,金额共计1.88亿元。其中包括制绒清洗2台(1台产能8000片/小时,1台产能4000片/小时)、PECVD1台(产能8000wph@M6)、丝网印刷2台(产能≥4500wph@M6);以单台PECVD每小时产能8000片来看,判断第一条线整线节拍8000片/小时,对应产能近400MW;

其余包为分别采购:其中PECVD设备1台,理想万里晖中标(每小时4000片,稼动率≥86%,对应200MW),价格0.55亿元;丝网印刷线设备1台,迈为中标(每小时4500片,Uptime≥93%),0.19亿元;PVD设备2套,迈为中标(1台产能5500片/小时,1台产能8000片/小时,预计后者是放在上面这条整线上),0.61亿元。

总体来看,我们认为迈为股份基本上提供了公司两条产线的其中一条整线,对应的产能节拍为8000片/小时,对应产能近4000MW。这条线我们计算设备价值量约1.8-2亿元。如果换算到单GW投资,已经基本达到5亿元以下,具有一定的竞争力。

1.4.2 通威1GW项目:迈为、捷佳、钧石中标

在第一道清洗制绒环节,公司采购了两台YAC、两台捷佳设备;PECVD环节,采用了一台迈为的设备(8000片/小时),一台捷佳/理想的设备(5200片/小时),两台钧石的设备(4500片/小时);PVD环节,采用了一台迈为的设备,一台捷佳/佰立恒的设备,两台钧石设备;丝网印刷环节,采用4台迈为的设备,1台捷佳的设备。

综合二者的招标情况,我们发现在整线供应环节,迈为/捷佳有一定的技术优势。而在PECVD单环节,理想也有一定的竞争优势。此外,得益于设备厂商单机产能的提升,HJT单线的规模也从之前的50MW提升至了200-400MW,为产线的降本做出了较大的贡献。

二、硅片:大尺寸带来技术红利,龙头及新势力阵营加速扩产

2.1 尺寸之争持续,推动全产业链设备更新升级

硅片尺寸不断增大是光伏行业降本保价的重要方式。在过去的十几年内,光伏行业不断挖掘产业潜能,使得硅片尺寸从110/125mm发展到156/156.75mm再到158.75/166mm。增加硅片尺寸以提高组件功率,降低制造与发电成本成为技术进步的必然趋势。

2019年8月,中环股份发布210mm新品硅片,此后光伏行业兴起一波对硅片尺寸的探讨。2020年2月,天合光能、东方日升率先推出500W+高功率组件后,210mm硅片一度占据上风;2020年5月,以隆基、晶科、晶澳为首的几家企业不约而同地推出了基于180mm硅片的72片版型,组件功率达到525W以上,凭借更高的组件功率引来一波关注。

行业内已基本形成182/210两个阵营。经历了一年多的时间,大尺寸光伏生态链日渐完善。除上述企业外,协鑫、爱旭、通威等电池制造商也同样入场,适配210产品的支架、接线盒等相关配件均已做好匹配。2020年6月,阿特斯、润阳、中宇光伏、晶澳、晶科、隆基、潞安七家企业通过联名信的方式建议建立尺寸为182*182mm的硅片标准,并希望在行业标准组织中将这一尺寸纳入标准规范文件。其后的11月27日,天合、东方日升、阿特斯、环晟光伏、通威、润阳、中环、上机数控八家企业发布《关于推进光伏行业210mm硅片及组件尺寸标准化的联合倡议》,建议在210-220mm尺寸范围内,选择SEMI标准中确定的硅片尺寸:210+/-0.25mm作为唯一尺寸同时依照这个硅片尺寸修订SEMI以及光伏行业协会已有的组件尺寸标准。

基于此,关于大尺寸之争的两大阵营基本形成。而总体来看,无论是182还是210,大硅片的趋势已然定调。基于更大尺寸的硅片,组件厂商可同时采用多种技术叠加,将组件功率进一步推升至600W以上。而从大尺寸组件的产品配套来讲,无论是硅片环节还是电池片、组件等各个环节都需要进行非常大的改动,推动硅片/电池片/组件厂商的产能更新。

在实际改造和升级的过程中,根据我们的持续跟踪:

1)从规模维度看,目前市场上约有近100GW 166及以下尺寸的组件/电池片/硅片产能,而大多无法直接升级至210尺寸,因而面临产能更新的硬性需求;

以单晶炉设备为例,在实际情况中,较少的客户会选择永远用原有设备/产线升级改造,一方面是166的炉子升级210几乎无法改造;另一方面是改造完的设备相关性能也无法匹配新的技术需求。

2)从时间维度看,在2016-2017及更早年份之前投产的产能,大部分无法向上改造至182/210尺寸;在2017-2018年左右投产的产能,部分可以改造至182mm尺寸,比较难改造至210mm尺寸;在2018-2019年左右投产的产能,部分可以改造至210mm尺寸;而在2019年下半年及以后规划的产能,大部分已经预留了向上改造的空间;

3)最后从尺寸的选择来看,近几个月规划的产能大多选择210mm向下兼容,而再往前一段时间规划的产能部分选择182mm向下兼容。我们认为,全产业链尺寸的升级一定不会一蹴而就,上下游配合需要2-3年的时间。各个环节的各个厂商出于利益最大化考虑,会选择最符合自身长期规划的产能进行布局。而无论何种选择,产业更新升级是必然趋势,带来设备厂商的订单持续增长。

2.2 龙头厂商及新势力阵营加速扩产,新增规划产能140GW以上

从下游来看,过去五年,隆基和中环保持在单晶硅市场上的双寡头格局。截至2019年末,隆基股份单晶硅产能为42GW,占行业产能比例为35.4%,位列第一;中环合计产能33GW,产能份额约为27.8%,位列第二。2015-2019年,隆基与中环合计产能份额的平均值约为68.9%。

从趋势上看,二者2019年合计产能份额有所下降,主要缘于环太集团在四川省乐山市的6GW单晶硅棒项目和在内蒙古自治区包头市3GW单晶拉棒项目陆续投产,以及传统设备供应商京运通和上机数控向产业链下游延伸完成合计约5GW的单晶硅产能,致使该年度除隆基和中环以外的其他厂商建成单晶产能增速提升。根据隆基2019年报,预计到2020年底实现单晶硅片年产能 75GW以上,较2019年底新增33GW。根据中环股份2019年报,预计2020年末其第五期项目(G12)新增产能将达到19GW。这两家公司预计2020年末合计新增产量达52GW,约为市场新增产能的70%。

而2020年下半年,一方面由于部分厂商出于提升产业链话语权考虑,加大硅片环节布局力度(例如通威和天合合作,投资年产15GW拉棒项目、15GW切片项目);另一方面第三方新势力阵营借行业变革之际开始加速转型(例如单晶炉制造商京运通公告建设24GW单晶拉棒、切方项目;上机数控定增募投年产8GW单晶硅拉晶生产项目),在此推动下,2021年及朝后(大部分一两年内投产)至少有140GW以上新增硅片产能投放。

我们以1GW硅片所需设备投资约2亿,其中单晶炉投资约1.3亿左右计算,2021年及朝后新增硅片投入对应硅片设备市场规模约280亿元,对应单晶炉市场规模约180亿元。假设项目平均在2-2.5年左右投产,则对应年均硅片设备市场规模约112-140亿元,对应年均单晶炉市场规模72-90亿元。核心设备厂商如晶盛机电、上机数控、连城数控等,直接受益市场规模增长。

三、设备厂商更新

3.1 迈为股份:公司HJT整线供应能力持续受产业认可

公司在HJT国产设备上率先突破丝印设备、成功研制板式PECVD,并具备整线供应能力,已经在通威等客户现场顺利验证。目前,公司HJT 2.0整线解决方案中的PVD和PECVD设备的产能均能达到8000片/小时,对应年产电池片400MW产能。未来随着技术的不断迭代,产能仍有望进一步提升;

2020年8月,公司中标安徽宣城500MW高效硅异质结太阳能电池产线设备中的一条250MW的整线及一套PVD设备,公司的异质结整线设备持续受到客户认可;除此之外,公司在行业龙头公司后续HJT扩产中再获订单,足见公司整线实力。2020年10月,公司披露了向参股公司江苏启威星(公司持股30%)购买清洗制绒设备,标志着公司最后一道清洗制绒设备也已经通过合作的方式基本实现国产化。

3.2 捷佳伟创:国产化PECVD/RPD构筑领先优势

公司作为光伏设备行业的领先企业,在PERC电池设备技术上已建立明显领先优势,在PERC+环节通过与客户深度合作已取得突破;在高效HJT环节,包括RPD系列和先进PECVD在内已具备电池设备整线交付能力。其中,在非晶硅镀膜环节已推出基于M6基础的10*10载板的PECVD,在TCO镀膜环节,公司自主研发的RPD系列设备能够在常规HJT的基础上为高效HJT带来保守0.6%以上的效率增益,在不高于常规HJT运营成本的前提下,成为高效及超高效HJT大规模产业化的技术制高点和降本关键。

客户方面,2020年11月20日,捷佳伟创与润阳集团签署30GW单晶PERC+和5GW HJT异质结项目战略合作框架协议,其中捷佳伟创提供此项目核心电池设备及自动化设备,润阳集团参与设备开发、技术交流、方案设计评审和应用测试、数据反馈;捷佳伟创公司负责设备的设计开发、设备制作、安装调试、工艺支持等工作。双方通过在技术、工艺、设备开发、售后服务等各方面的合作,保证此项目在太阳能电池行业技术先进,使PERC+产线平均效率高于24%、HJT产线平均效率达到25%。

3.3 晶盛机电:在手合同充足,未来收入增长有保障

截止2020年三季度末,公司未完成晶体生长及智能化加工设备合同合计59亿元,同比去年三季度末增长130.65%,环比二季度末增加20.99亿,考虑Q3确认收入10.12亿,说明Q3新签订单超过31亿,我们估计主要是大尺寸光伏单晶炉需求放量。另外,在手订单中半导体设备有4.1亿元,非中环客户在持续拓展,表明公司在国内半导体硅片厂中的国产优势地位。

光伏方面:①公司依然是国内硅片大厂新增产能的优势供应商,保持新增订单市场份额第一,2020年前三季度新取得光伏设备订单超过45亿元,较去年同期较大增长。与国内大型知名光伏企业中环股份、晶科能源、晶澳科技、上机数控、阿特斯等均保持着深入的合作关系。通过提供技术先进、可靠的设备,协助客户持续扩大具备产业领先优势的先进产能。②展望未来,我们看好光伏在能源结构中的占比,硅片企业产能扩张尤其是大尺寸的产能扩张还将继续,公司作为光伏长晶设备龙头企业将深度受益。

在半导体方面:①8英寸设备方面:公司已形成8英寸硅片晶体生长、切片、抛光、外延加工设备全覆盖,产品已经批量进入客户产线,国产化加速落地;②12英寸设备方面:12英寸硅片晶体生长炉小批量出货,在下游客户端调试顺利;12英寸加工设备的研发和产业化也在加速推进。公司已经开发出第三代半导体材料SiC长晶炉、外延设备,其中SiC长晶炉已经交付客户使用,外延设备完成技术验证,产业化前景较好;③零部件及耗材:公司的半导体硅片抛光液、半导体坩埚、磁流体等重要半导体零部件、耗材已经取得客户的认证应用,进一步提升公司在国内半导体材料客户中的综合配套能力。

3.4 帝尔激光:取得HJT电池激光量产设备订单

帝尔激光一直致力于将激光技术创新性地应用于高效太阳能电池光伏行业,目前在PERC、MWT、TOPCON、HJT、IBC等高效电池工艺上都已经研发出激光应用设备。经过一年多的测试与认证,帝尔激光应用于HJT高效电池的激光LIR设备获得欧洲客户的认可,并获得量产设备订单,该激光设备可以有效提升HJT电池效率。

总体而言,公司一方面保持了PERC激光消融和激光掺杂的核心优势,市占率稳步提升(已近90%);另一方面持续加强激光LID/R(激光修复)技术、激光转移印刷技术、无损划片技术的研发,以应用至不同的电池片技术领域。以LID/R(激光修复)技术为例,该技术可降低光致衰减现象影响,目前已逐渐获得更多客户认可;以激光转移印刷技术为例,该技术用激光方式将银浆印到电池片上,和传统技术相比更加节省银浆,有望降低电池片材料成本。我们看好公司相关技术在不同电池片形态上的应用落地,看好公司设备的长期需求。

3.5 金辰股份:综合布局多环节设备,充分受益行业增长

公司目前已综合布局光伏产业链多个环节的设备。在组件环节,公司拥有自动化生产线成套装备,且在层压机设备中保持领先地位;同时公司前瞻性布局半片、叠瓦组件设备,紧跟行业发展趋势;在Topcon电池领域,公司布局了PECVD设备,目前在头部客户处调试中;在HJT电池领域,公司也储备了核心PECVD设备,预计于明年发往客户端。此外,公司在电池片环节也有丝网印刷、电注入等设备布局,充分受益行业增长。

以电注入设备为例,截至2020年12月,金辰机械已中标江苏龙恒新能源有限公司年产5GW、江苏润阳光伏科技有限公司年产6GW、江苏润阳世纪光伏科技有限公司年产10GW、通威太阳能(成都)有限公司年产2.5GW、通威太阳能(眉山)有限公司年产5GW高效电池、东方日升(安徽)新能源有限公司8GW高效PERC太阳能电池等多项目/电注入设备标段,市场占有率稳居第一。

3.6 上机数控:硅片后浪新势力,1月斩获250亿大单

上机数控为国内光伏切片机龙头,2019年5月,公司在巩固和拓展高端智能化装备制造业务的基础上,在内蒙古包头成立了全资子公司弘元新材料,逐步拓展光伏单晶硅生产业务,在内蒙古包头市投资建设“包头年产5GW单晶硅拉晶生产项目”,致力于打造“高端装备+核心材料”的双轮驱动模式,不断完善公司在太阳能光伏产业链的布局。2020年7月,公司再次加码硅片产能,拟募集资金总额不超过30亿元用于“年产8GW单晶硅拉晶生产项目”等。

从产能看,公司2020年底13GW单晶硅项目将全面达产,预计至2022年产能将达到20GW以上。从客户看,11月初至今,上机数控披露的重大合同总金额达到250亿元(与东方日升签订113.63亿元、22.5亿片硅片长单,与天合签订210尺寸单晶硅片每年4亿片,5年总计20GW,102.4亿元订单,与包头阿特斯签订20,000吨单晶方锭,预计销售金额总计34.92亿元订单)。判断公司作为硅片后浪“新势力”,有望在行业向“更大更薄”变革之际,把握发展机遇,实现快速增长。

四、投资评价和建议

电池片:PERC及过渡路线进展超预期,异质结放量箭在弦上:①当前PERC+/Topcon/HJT三线并进,不同电池片厂商由于技术积累不同、原有产能、厂房、设备投入不同、自身产业链布局不同、客户分布不同、企业经营策略不同等多方面因素,选择了不同的技术路线;②从市场层面看,PERC/PERC+的生命周期仍在延续,仍是最具量产性价比的技术路线。且在大硅片等因素的推动下,当前还有较大的产能缺口,扩产产能远超年初预期;③而HJT电池在2020年取得了明显发展。就成本而言,HJT设备单GW投资降至4.5亿,判断2021年有望降至4亿甚至更低水平;就转换效率而言,HJT产品更加成熟,转换效率已接近24.5%左右,预计2021年将进一步提至24.5-25%以上;就下游电池片厂商而言,越来越多厂商加入GW级投资行列;最后就设备厂商而言,国内设备厂商领先全球,综合解决方案型设备商出现;④与前两类电池相比,布局Topcon的企业相对少一些,更多采取观望态度。

行业新增300GW+以上产能规划,设备厂商订单快速增长:根据我们的统计,2020年以来,各企业宣布的新投项目合计产能总计达到319.57GW以上,其中PERC/PERC+共155.85GW;Topcon共8GW;HIT共68.82GW;未表明技术路线86.9GW。以上产能对应的电池片设备总规模约889.59亿元。假设项目平均在3.5-4年左右投产,则对应年均电池片设备市场规模约222-254亿元。

部分厂商已拿到HJT规模化量产订单:2020年最受关注的HJT招标包括山煤1GW、华晟500MW和通威1GW项目。综合以上中标情况,我们发现在整线供应环节,迈为/捷佳有一定的技术优势。而在PECVD单环节,理想也有一定的优势。得益于设备厂商单机产能的提升,HJT单线规模从之前的50MW提升至200-400MW,为产线的降本做出了较大的贡献。

硅片:大尺寸带来技术红利,推动全产业链设备更新升级①硅片尺寸不断增大是光伏行业降本保价的重要方式。当前行业内尺寸之争持续,已基本形成182/210两个阵营。总体来看,无论是182还是210,大硅片趋势已然定调,推动硅片/电池片/组件厂商的产能更新;②就设备而言,从规模维度看,目前市场上约有近100GW 166及以下尺寸的产能,大多无法直接升级至210;从时间维度看,仅2018-2019年左右投产的产能,部分可以改造至210mm尺寸;最后从尺寸的选择来看,近几个月规划的产能大多选择210mm向下兼容;③我们认为,全产业链尺寸的升级一定不会一蹴而就,上下游配合需要2-3年的时间。各个环节的各个厂商出于利益最大化考虑,会选择最符合自身长期规划的产能进行布局。而无论何种选择,产业更新升级是必然趋势,带来设备厂商的订单持续增长。

龙头厂商及新势力阵营加速扩产,新增规划产能140GW以上:①过去五年,隆基和中环保持在单晶硅市场上的双寡头格局。而2020年下半年,一方面由于部分厂商出于提升产业链话语权考虑,加大硅片环节布局力度;另一方面第三方新势力阵营借行业变革之际开始加速转型,在此推动下,2021年及朝后至少有140GW以上新增硅片产能投放;②我们以1GW硅片所需设备投资约2亿,其中单晶炉投资约1.3亿左右计算,2021年及朝后新增硅片投入对应硅片设备市场规模约280亿元,对应单晶炉市场规模约180亿元。假设项目平均在2-2.5年左右投产,则对应年均硅片设备市场规模约112-140亿元,对应年均单晶炉市场规模72-90亿元。晶盛机电、上机数控等厂商有望直接受益。

投资评价和建议:当前光伏行业技术变革在硅片/电池片/组件环节多点开花,带来远超市场预期的新增与更新设备需求。就电池片环节来看,PERC及过渡路线进展超预期,而异质结在2020年在成本/效率/下游客户接受度等方面取得了快速发展,放量箭在弦上。根据统计,2020年初至今行业新增300GW以上电池片产能规划,带来设备厂商订单快速增长,保障中短期业绩增长。长期来看,部分设备厂商已拿到HJT规模化量产线的整线订单,把握下一代电池的发展机会。就硅片环节来看,尺寸之争仍在持续,大尺寸蔚然成风,带来技术红利,推动全产业链设备更新升级。而龙头厂商与第三方新势力阵营均加速扩产,新增规划产能140GW以上,带来年均110亿以上设备需求。重点推荐:迈为股份、晶盛机电、上机数控、帝尔激光、金辰股份。

风险提示

新技术推广速度不及预期的风险、设备厂商竞争加剧的风险

(编辑:马火敏)

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