2024年金刚线行业趋势分析与市场预测报告

碳钢线：生产经营压力骤增，格局即将再度优化

1.1 金刚线主要由母线、微粉和镀镍层构成

金刚线主要由母线、金刚石微粉和镀镍层构成。金刚线是通过电镀的方法在钢线基体（母线）上沉积一层金属镍，金属镍层内包裹有金刚石微粉，使微粉固结在钢线基体上，从而制得的一种线形超硬材料切割工具。其生产工序主要包括母线预镀镍、金刚石微粉镀镍预处理镀镍、上砂、加厚镀镍、清洗烘干、绕线等。碳钢线母线上游环节为黄丝、盘条，盘条主要向日本进口。高碳钢丝母线生产是先将盘条钢通过多道次拉拔、热处理（包括水浴等淬火方式），然后镀铜、镀锌后制成黄丝；再将黄丝经过多次道拉拔而制成。除拉拔工艺外，盘条钢的性能和质量也决定母线/金刚线的质量，目前多采用92C或100C的盘条，且主要向领军企业日本神户和新日铁公司进口。以日本神户的92C产品为例，其盘条化学成分和夹杂物控制严格，钢中碳质量分数控制在0.82%～0.95%，硅质量分数控制在0.25%以下。

1.2 历史回顾：碳钢线迭代砂浆线，531后首迎价格战

金刚线为切片耗材，需与切片机300多个零部件高精密协调配合，结合优良的切割工艺，才能保证硅片质量与切片效率。金刚线国产化后价格下降，在单晶切片中渗透率提升。2015年以前金刚线量产技术为日本企业垄断，金刚线产品价格最高达1000元/km。彼时国内硅片企业主要采用游离磨料砂浆切割的方式，切片效率低且不环保。2015年前后随着国内企业美畅、高测、岱勒、三超、东尼等企业打破日本技术垄断，金刚线开始实现国产化，价格迅速降低。金刚线价格下降大幅降低硅片环节非硅成本，因此在单晶切片领域快速渗透，以隆基为代表的单晶企业于2015年开始大规模使用金刚线切片。彼时金刚线用于切割多晶硅片时，由于硅片表面损伤层减少，不利于使用传统腐蚀方法制绒，进而影响多晶硅片转换效率，因此尚未在多晶硅片切割中规模化应用。

1.2 历史回顾：碳钢线迭代砂浆线，531后首迎价格战

金刚线价格下降助推单晶渗透率提升，2017年黑硅制绒技术使金刚线开始应用于多晶硅片，2018年行业基本完成碳钢线对砂浆线切割的迭代。2016年国内金刚线企业实现量产，特别是美畅在高密度金刚石微粉和单机六线方向取得技术突破，金刚线价格下降至200元/km以下，因此应用金刚线切片的单晶硅片较多晶硅片开始具备竞争力，单晶硅片渗透率开始提升。2017年黑硅及添加剂等新技术解决了金刚线切多晶硅片反射率过高的问题，多晶硅片吸光能力提升，金刚线在多晶硅片切割中渗透率亦快速提升，至2018年金刚线在切片环节基本全面迭代砂浆线切割。需求快速增长下，金刚线自2017H2起供给较为紧张，主流厂商开启扩产，17年末逐步投产。2018年“531”后光伏行业降本增效动力更强，单晶PERC电池转换效率不断提高，单晶较多晶的优势进一步拉大，单晶组件在终端占比不断提升，2020年基本完成对多晶的替代。从发展历史来看，金刚线对切片的降本优势，拉开了单晶替代多晶的序幕，助推光伏行业技术迭代。

2018年“531”后光伏需求暂时遇冷，金刚线行业供过于求，产品价格大幅下降。2018年“531”新政暂不安排当年普通电站建设规模，仅安排10GW左右分布式电站建设规模，降低光伏发电补贴力度，国内装机在18~19年同比下降，产业链需求增速下滑。同时，17年末以后新玩家进入以及主流厂商扩产，金刚线行业供过于求，竞争加剧，产品价格大幅下降。根据美畅金刚线销售均价，2018/2019年金刚线均价分别为123.6/64.9元/km，同比下降29.0%/47.5%（注：2019年部分企业价格较高的原因是截断、开方线等粗线产品占比提升，粗线价格更高）。

价格战+细线化/线径下降，金刚线企业成本压力增加，盈利能力下降，行业首轮淘汰赛开启。降本增效为光伏行业发展的主线，“531”后尤为明显，下游切片环节对金刚线的要求则为金刚线线径不断下降，以增加单位硅棒的出片数量。更细的金刚线依赖于更细的母线、更细粒度的微粉等，工艺难度与壁垒提升，因此同一时期越细的母线价格越高，金刚线企业生产成本随之增加。另一方面，面对下游降本压力和激烈的竞争环境，产品价格持续下降，如若降本幅度不及降价幅度，亦或产品不能持续迭代满足下游需求，金刚线企业盈利下降，甚至亏损。在此情况下行业盈利差距拉大，净利率表现尤为明显（高测由于综合净利率中包括切割设备和金刚线业务，未拆分因此不做比较），部分企业出货量收缩，或更多转向粗线生产。

2021年起光伏行业开启平价上网新周期，全球装机需求迎来新一轮快速增长，光伏行业景气度回升。2020年以后组件价格下降，21年我国进入光伏平价上网新周期，海外装机需求快速增长，21年全球新增装机约170GW，同比增长30.8%；22年新增装机230GW，同比增长35.3%。20Q4起硅料价格开启两年上涨周期，产业链硅成本压力大。下游需求与产能快速释放，然硅料产能有限、供给趋紧，价格持续上涨，单晶致密料从21年初8万元/吨最高上涨至22Q3超30万元/吨。硅料价格持续上涨，下游各环节硅成本压力持续增长，降低非硅成本诉求强烈。

硅料成本压力下，2021年后硅片薄片化加速推进。在硅成本上涨压力下，硅片厚度下降5μm，单片硅耗量可下降约3%，从而降低单瓦硅成本。根据CPIA数据，2019-2020年行业平均硅片厚度近无变化，保持在175μm左右。然而2021年以后减薄趋势加速，硅片主流厚度从2021年的170μm，下降至2022年的155μm。硅片薄片化需配合金刚线细线化，由此带来切片线耗大幅提升，叠加硅片需求景气度良好，细线需求快速增长。金刚线需求主要由硅片产量、线径大小、切片工艺等因素决定，同一时期其他条件相同情况下，使用细线单GW切片线耗更高。硅片越薄，金刚线越细，切片的线缝磨损越少，单位硅棒出片数越多。细线化后，金刚线破断力下降，同时金刚石直径变小，因此导致切割力下降，所需线耗大幅增长。根据美畅公告的投关纪要，22年5月38线切165/160μm硅片，单GW线耗约50万km；24年1月传统32线切片线耗约60万km（24年P型硅片厚度已降至150μm，23~24年各企业已采取各类降线耗工艺）。叠加22年海内外装机需求良好，金刚线特别是更细规格的细线需求快速增长。

细线需求快速增长，优质母线供给有限，金刚线企业前期扩产暂缓，2022年金刚线供给重回偏紧状态，企业盈利回升。2022年细线金刚线需求快速增长，细线母线需求随之增长。彼时细线母线优质产能较为有限，外部供应商主要为苏闽，因此母线供给紧张、价格上涨。同时，经历了2018~2020年的低迷期，二三线金刚线企业扩产暂缓，金刚线供需格局改善，供给重回偏紧状态，企业盈利回升。

2023年母线产能释放，价格下降，金刚线降本空间大+价格平稳，企业盈利较为稳定。2022年末至2023年初，细线母线工艺优化提升，优质母线产能释放，如强芯（福立旺子公司）母线扩产，特别是美畅黄丝投产后母线自供比例提升，外采需求下降，因此母线供给整体充裕，价格下降。母线降价+金刚线产能优化，金刚线企业生产成本下降；硅片需求与盈利良好，23Q2~Q3金刚线企业开工率高，价格至23Q3整体相对平稳，盈利仍然维持较高水平。

主产业链盈利恶化、行业供需关系再度扭转，24Q1金刚线价格降价30%+。23Q4起受供需关系影响，光伏产业链价格大幅下降，企业盈利持续承压，至24年5月主产业链各环节均出现大部分企业亏损的局面。受下游硅片环节亏损的压力、以及22H2~23年金刚线扩产带来供给充裕等影响，23年末金刚线开始价格下降，24Q1美畅碳钢线价格约20元/km，季度降幅在30%以上。价格快速下降，金刚线企业盈利大幅下降，仅龙头企业保持一定的微利，美畅单km利润约5.2元，行业再度面临挑战（三超包含粗线和半导体耗材等、恒星包括钢帘线等业务，切片细线的金刚线盈利实际或更低）。

1.3 多重挑战，碳钢线生产经营压力骤增

挑战一：价格低迷，仅龙头维持微利，大部分企业处于亏损状态。现状：24Q1金刚线价格下降后，龙头美畅、高测单km盈利在5元左右，较23年峰值盈利下降约70%；二三线企业勉强盈亏平衡。随着24Q2硅片价格与盈利进一步下降，金刚线价格随之小幅下降，二三线企业盈利更弱，基本处于全面亏损状态。金刚线环节陡峭的成本曲线，为当前价格下头部企业仍有盈利的原因。头部企业的成本优势来自占比高的原材料(母线/黄丝/金刚石微粉)高比例自供、规模效应摊薄人工成本和制造费用、品质更稳定优良带来退赔成本更低等方面。

挑战一：价格低迷，仅龙头维持微利，大部分企业处于亏损状态。进一步拆分原材料自供带来的成本优势，母线自制可降本2~3元/km。原材料在金刚线生产成本中占比60~70%，其中母线(碳钢)成本占比在50%以上；母线环节盈利亦较高，近年来在40%左右，随着细线化的推进价格也保持在6~7元/km。因此若母线自供则可带来2~3元成本优势；自供比例越高，规模效应越显著，降本空间越大。头部企业产品质量更高，退换货比例低，成本相应更低。金刚线环节通过退换货形式处理断线、压线、多线头等质量问题为行业惯例。头部企业的金刚线产品性能更优，稳定性更高，在下游切片过程中断线率更低，因此退换货比例低，则退货成本相应更低。

挑战二：开工率低，将进一步增加成本与盈利压力。低价压力下降开工，成本提高，盈利持续恶化，形成负向循环。当产品价格跌破现金成本，迫于经营压力企业或选择降低开工率、减少出货。然人工/制造费用等相对固定，故规模效应下降将带来生产成本提高，亏损扩大，形成恶性循环。金刚线虽为轻资产，但开工率变化对成本仍有较为显著的影响，特别是在当下行业低迷阶段：以高测23年生产成本为例，23年公司产线保持满开，对应开工率100%，生产成本12.6元/km。当短期开工率下降，假设单位原材料成本不变，单位人工和制造费用将显著增长。若开工率降到80%，单位生产成本将增加约0.9元/km。同时，不可忽视的是，单位期间费用特别是销售/研发/管理费用也将增长，因此实际上开工率降低对成本影响将更为显著。另外，开工率低还可表现为金刚线生产线速降低，由于单位时间内产量下降，同样也将增加生产成本。

挑战三：碳钢线细线化持续推进，母线工艺壁垒提升，优质供给有限。34μm及以下线径的母线生产难度大幅提升。目前主流线径的碳钢母线采用冷拉工艺拉拔，抗拉强度最高可做到5000MPa左右，若母线线径进一步降至34μm及以下，保持相当的抗拉强度/良率则更难(工艺不佳则细线的断丝率更高)，需要重新设计、调整热处理工艺、冷却方式、拉拔速度、润滑剂、拉丝模具等，生产难度大幅提升，溢价凸显。目前头部母线企业主要为苏闽、强芯(福立旺子公司)、贝卡尔特、美畅(自供)。受拉丝速度等影响，34μm及以下细线母线产能有限。若细线外采则需承担较高溢价，成本压力增加，且品质保障或存在一定风险，因此细线化趋势下优势将向头部金刚线企业集中。另一方面，母线线径降到34μm及以下后，金刚石微粉的切割力增益、切片端低张力切割工艺的重要性增强。

1.4 龙头优势显著，格局再度优化

综合当前光伏产业链上下游局面，我们认为金刚线环节已进入拼成本、技术、品质的全方位综合竞争阶段。一方面受下游硅片开工波动，订单需求下降，开工率下降带来生产成本提升；另一方面硅片盈利持续低迷+竞争加剧，价格始终承压，因此盈利持续恶化。在此影响下，企业生产经营状态及产品品质更容易出现波动，产品质量或出现分化，进一步拉开价格与盈利差距。价格与成本高度承压的同时，产品迭代持续推进，加速淘汰赛进程。近年来金刚线在硅片薄片化趋势下持续细线化，且未来趋势依旧。细线产品迭代与领先，需保持研发，并与下游切片龙头共同推进低张力切割技术，对企业资金/客户结构均提出更高的要求。若企业持续亏损、出货收缩，则新技术研发投入大概率减少，产品更难保持领先性，或将逐步淘汰。当前龙头企业凭借更低的成本优势、充足的在手现金保持盈利，并持续加强研发投入，将进一步拉开企业之间的品质/产品/成本差距，行业格局有望再度优化，龙头企业发展进入新阶段。

钨丝线：渗透率逐步提升，进一步提升金刚线行业壁垒

2.1 钨丝线：综合性能更优，为长期维度下确定性趋势

钨丝抗拉强度更高，细线化空间更大，将进一步降低金刚线线径，增加单位硅棒的出片数。钨丝金刚线是以掺杂钨丝(掺杂钠/铝/镧/钴/铼等元素)为母线，再经镀镍、上砂、加厚镀镍等步骤制成。除母线基材变化外，后端金刚线的电镀上砂流程与碳钢线无明显差异，产线设备可共用。钨的莫氏硬度更高，碳化钨的莫氏硬度可达9.5，仅次于金刚石；破断拉力更高，是同规格碳钢的1.2~1.3倍，高扭转值是同规格10倍以上，合金钨丝杨氏模量是钢丝的1.7倍，拉伸率仅为碳钢的60%，因此钨丝较钢丝的硬度和强度更高。钨丝母线抗拉强度更高，当前工艺水平下在6000MPa以上，碳钢线为5000MPa左右。根据钢丝绳破断力公式，在破断力相同的情况下，由于钨丝母线的抗拉强度更高，因此钨丝线锯的直径可较钢丝更细(D更小)，因此钨丝金刚线细线化空间更大，金刚线线径将持续下降。

钨丝切片断线率更低，单GW线耗较碳钢线可节省10%，N型薄片化趋势下差距进一步放大。钨丝金刚线抗拉强度更高、切割力更强、更好的耐酸碱腐蚀的性能，因此在切片中断线率更低，单GW切片所需的线耗更少。根据2023年2月美畅投关交流公告，钨丝线可节省线耗10%以上。N型薄片化趋势下，碳钢线线径更细，进一步增大线耗需求，钨丝的省线优势将更为显著，线耗差距或进一步放大。钨丝金刚线切割工艺成熟后，切片综合性能更优，有效提升硅片A品率。钨丝金刚线应用于切片端需与切片机、切割液、切割工艺等有效配合，方能发挥最大效用。工艺成熟后，由于钨丝金刚线线径更小、耐磨损、耐腐蚀等性能优势，切片后硅片线痕更少，断线率更低，硅片TTV更低，从而硅片品质更高，A品率更高。在当前硅料硅片供给充裕、电池组件效率要求高的情况下，A品硅片需求远超过B品硅片，因此A品率提升将改善硅片环节的经营效益。

钨丝金刚线与碳钢金刚线价差收窄，经济性逐步凸显。2023年以来随着钨丝母线工艺突破和产量释放，以及硅料价格下降+碳钢金刚线价格下降，钨丝金刚线价格亦逐步下降，二者价差由2022年近40元/km收窄至2024年一季度不到20元/km，因此切片端单瓦增加成本的绝对值下降。我们以钨丝金刚线和碳钢金刚线相差2μm的规格，考虑金刚石微粉出刃率不同可带来实际4μm的线径差，以及对切片&金刚线辅材成本、切片机等设备成本的节约，理想情况下在硅料价格40元/kg、硅片A品率提升2.4%以上，钨丝和碳钢金刚线经济性打平。若硅料价格更高，或A品率提升更多，则经济性越明显。我们认为，随着金刚线细线化要求不断推进，钨丝切片工艺逐步成熟，钨丝的经济性将会持续体现，为长期维度下切片环节确定性的技术迭代之一。

2.2 钨丝母线：工艺壁垒极高，厦钨已取得先发优势

目前较为成熟的钨丝母线生产工艺是热拉法，难度高于碳钢冷拉工艺。先由钨精矿煅烧成仲钨酸铵（APT），再将仲钨酸铵煅烧、氧化还原成纯钨粉，再对纯钨粉进行掺杂钠、铝、镧、铼、钴等元素，提高其成品综合性能；制成合金钨粉后再通过高温烧结、轧制或旋锻工艺再制成钨条、钨杆；最终在高温加热环境下多次拉拔形成母线（高温拉拔钨丝后，内部结晶组织变得均匀，性能更好）。高温环境下对杂质的掌控更难，进而影响成材率。旋锻和轧制是两种常见的钨条加工工艺。旋锻是利用2~4块旋锻模围绕钨条高速旋转的同时，对钨条进行径向高速脉冲式锻打，使钨条断面发生收缩变形，同时长度方向得到伸长。旋锻后纯钨的塑性和强度提高，有利于后续拉丝工艺。旋锻工艺可使钨条一定程度变形强化，但强化并不均匀，且过程中会增加纯钨的位错密度，进而导致应变硬化。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）