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技術、擴產雙驅動,未來五年光伏行業誰最受益?

光伏技術迭代和產能擴張,拉動裝置需求持續放量。光伏產業鏈分為上中下游,從矽料-矽片-電池-元件-電站等環節,而光伏裝置主要集中在矽片、電池及元件生產環節。矽片生產主要包括生產、鑄錠、開方、切割、清洗及檢測等環節,電池片生產分為清洗制絨、擴散、刻蝕、覆膜及檢測等環節,而到了元件環節包括串焊、層壓機檢測等工藝流程。較長的產業鏈涉及技術路線與工藝流程多,行業降本提效訴求下的技術迭代和擴產節奏加速,裝置端最為受益。

技術、擴產雙驅動,未來五年光伏行業誰最受益?

矽片裝置:大尺寸+薄片化降本,擴產利好裝置投資

單晶矽片迎來擴產高峰,

預計2022年對應裝置市場空間超400億元

。綜合行業整體情況看,預計單GW裝置投資額達2億元左右;其中,長晶裝置投資約1。2億元,切片加工裝置投資額約0。5億元,自動化及檢測等裝置投資額約0。3億元左右。根據我們跟蹤的未來兩年單晶矽片行業擴產規劃測算,預計2022年單晶矽片裝置市場空間超400億元,其中長晶裝置/切片加工裝置/自動化等裝置對應市場空間超250/100/60億元,迎來需求高峰。

電池片裝置:N型產業化提速,需求迎來放量

TOPCon相容PERC產線裝置,是未來2-3年最具價效比的技術路線。TOPCon和PERC電池技術和產線裝置相容性較強,以PERC產線現有裝置改造為主,主要新增裝置在非晶矽沉積的LPCVD/PECVD裝置以及鍍膜裝置環節,PERC產線需要6000-8000萬元/GW改造升級為TOPCon產線。改造方式以多技術路線並進,包括LPCVD和PECVD兩條路,分為三種工業化流程:

1)方法一:本徵+擴磷。LPCVD製備多晶矽膜結合傳統的全擴散工藝。此工藝成熟且耗時短,生產效率高,已實現規模化量產,但繞鍍和成膜速度慢是目前最大的問題。該技術為目前TOPCon廠商佈局的主流路線,主要是晶科能源和天合光能;

2)方法二:直接摻雜。LPCVD製備多晶矽膜結合擴硼及離子注入磷工藝。離子注入技術是單面工藝,摻雜離子無需繞度,但擴硼工藝要比擴磷工藝難度大,需要更多的擴散爐和兩倍的LPCVD,投資成本高、良率更高,主要是隆基股份佈局;

3)方法三:原位摻雜。PECVD製備多晶矽膜並原位摻雜工藝。該方法沉積速度快,沉積溫度低,還可以用PECVD製備多晶矽層,簡化很多流程,實現大幅降本。氣體爆膜現象已經得到解決,穩定性有待產業化驗證。根據Solarzoom,目前拉普拉斯、捷佳偉創、金辰股份等國內廠商已經佈局,後續有望受益於技術迭代。

技術、擴產雙驅動,未來五年光伏行業誰最受益?

HJT裝置國產替代加速,國內龍頭廠商明顯受益。HJT製作工藝流程大幅簡化,制絨清洗、非晶矽薄膜沉積、TCO薄膜沉積、電極金屬化四個步驟,分別對應制絨清洗、PECVD、PVD/RPD、絲印/電鍍四道裝置。目前國內試產及量產線基本實現了HJT裝置的國產化替代,尤其通威股份1GW異質結中試線的4條生產線是國產化裝置的“試金石”。從目前量產線的招標裝置情況看,國內的捷佳偉創、邁為股份、鈞石能源及理想萬里暉等廠商的關鍵裝置佈局基本完善,成為入局的核心裝置供應商。

預計2025年電池片裝置市場空間約450億元,HJT和TOPCon裝置增量顯著。按照目前電池片技術裝置工藝成熟和降本趨勢,2021年PERC電池裝置單位投資額1。5億元,TOPCon改造單位投資額約增加0。7億元,未來幾年下降空間相對較少;目前HJT裝置均實現國產化,預計未來幾年將實現持續降本提效。預計2021-2025年HJT核心裝置單GW成本分別為4。0/3。5/3。0/2。8/2。8億元。

據我們對2021-2025年全球光伏裝機量分別為160/210/250/295/350GW預測資料,預計2021-2025年全球電池片裝置市場空間分別為181/258/267/351/456億元,未來5年CAGR近20%。其中,預計2021-2025年HJT裝置市場空間分別為48/140/180/248/336億元,TOPCon裝置市場空間分別為13/66/87/103/120億元,未來5年CAGR或分別接近90%。

元件裝置:多技術驅動擴產升級,裝置更新需求空間巨大

元件裝置工藝流程較長,串焊和層壓裝置價值量最高。元件的工藝流程鏈條較長,主要分為電池分選、鐳射劃片進行電池選擇和分割,然後再經過單焊、串焊環節連線匯流條並形成電池串元件,並進一步將將背板、玻璃、EVA、電池片等擺放敷設,並進行層壓固定,最後再進行削邊、測試、裝框、接線盒及清洗檢測等步驟。每一個環節都需要用到相應的元件裝置,而其中的串焊和層壓技術含量相對最高,裝置成本佔比也相對較高,分別佔元件環節裝置成本的33%/13%。

MBB技術增效降本,拉動多主柵串焊機需求釋放。MBB技術,即多主柵串焊技術,主要具有三大優勢:功率提升、成本降低和可靠性提升。1)多主柵技術透過增加主柵數量,提高電池的受光量,多主柵縮短細柵線電流傳輸距離,降低串聯電阻損耗可使晶矽元件功率相對5主柵提升約5W;2)可抵消焊帶和EVA成本的增加,從5BB到12BB的銀漿耗量降低30%以上,從而降低電池成本;3)可靠性提升方面,多主柵由於提升了主柵數量,因此抗隱裂能力更強,由此導致的效率下降遠低於5BB及以下的元件。2020年多主柵元件市佔率為66%,CPIA預計2021-2023年多主柵元件將提升至75%/85%/95%。隨著多主柵技術發展,對於串焊機要求具備較強的相容性,驅動多主柵串焊機裝置的高速增長。

技術、擴產雙驅動,未來五年光伏行業誰最受益?

半片/多片電池將成為主流產品,對串焊機需求翻倍增長。由於半片電池採用“串聯+並聯”的模式,因此電壓不變,但是電阻只有原先的四分之一。半片元件主要有以下三大優勢:

1)減少封裝功率損失。半片電池片封裝損失僅有0。2%,而整片電池片封裝損失約1%;

2)減小陰影遮擋損失。半片電池串數量翻了一倍,更多的電池串提供了更好的電池耐受性;

3)半片電池內部電流和內損耗減少。半片電池降低了內部的功率損耗,半片整體的工作溫度低提高了元件的光電轉化率。因加工動作翻倍,半片電池對串焊產能需求為原來的兩倍,三分片對串焊機需求為原來的三倍,因此未來受半片(或若干分之一片)驅動的串焊機以及劃片機需求將會翻倍增長。

技術、擴產雙驅動,未來五年光伏行業誰最受益?

預計到2025年元件裝置市場空間257億元,未來5年CAGR約43%。在光伏行業長期處於技術驅動降本的前提下,大矽片、薄片化、電池半片及多主柵等工藝發展,將帶來元件裝置快速技術迭代與更新,元件裝置迎來持續放量。元件環節,單GW裝置投資6000萬元,其中,各環節裝置價值量,劃片機300萬/GW,串焊機2100萬/GW,層壓機800萬/GW。據我們對2021-2025年全球光伏裝機量分別為160/210/250/295/350GW預測資料,預計2021-2025年全球元件裝置市場空間分別為94/128/163/208/258億元,其中核心裝置串焊機2021-2025年市場空間分別為35/47/60/77/96億元,未來5年CAGR約43%。

元件裝置市場格局持續最佳化,龍頭企業份額進一步擴大。光伏元件主要裝置包括鐳射劃片機、串焊機、匯流帶焊接機、層壓機及自動化生產線等環節。從目前的市場競爭格局來看,頭部的元件裝置生產企業有四家,市場集中度在持續提升。其中,奧特維能夠提供以串焊機、鐳射劃片機為主的元件生產裝置,先導智慧致力於提供串焊機、疊瓦焊接裝置以及自動化生產線,寧夏小牛以串焊機生產為主。

技術、擴產雙驅動,未來五年光伏行業誰最受益?