行业简介
金刚线用在什么环节？
金刚线为光伏硅片制造环节的重要耗材。电镀金刚线目前可用于晶体硅、蓝宝石、精密陶瓷等硬脆材料的切割。硅片环节的生产 流程为晶硅拉棒/铸锭→开方、截断→磨面倒角→粘棒→切片→硅片脱胶→硅片清洗→检验分选→成品包装。作为硅片生产的重要 切割耗材，金刚线在光伏领域主要应用于晶硅的开方、截断、切片。其中在开方和截断环节，为保证切割速度和切割效率，使用 的金刚线线径较粗，一般在250μm及以上；在切片环节，由于厂家对原材料利用率、单位切割成本的要求更高，使用的金刚线线 径较细。
晶体硅切割技术的技术演变
金刚线切割大幅降低成本和提高效率，为目前硅片切割主流路线。从晶体硅切 割技术的发展历程来看，硅片切割方法经历了内圆锯切割、游离磨料砂浆切割、 金刚线切割的技术升级路线。金刚石内圆锯片工艺存在切缝大、硅材料损耗多 的问题，同时对硅棒的尺寸也有限制，使得硅片生产成本居高不下。游离磨料 砂浆切割使得成本得到一定程度下降，但由于砂浆切割效率依然较低，切割损 耗较大，环保处理成本高，切片成本进一步大幅下降的空间较小。相比于以上 两种切割方式，金刚石线切割技术具有较大优势：1）大幅降低线耗成本；2） 提高材料利用率，大幅降低切割磨损，提高出片率（多出15%-20%硅片）；3） 提高切割速度（4-5倍切割速度），大幅提升切片效率；4）环境污染小。
原材料成本在金刚线成本中占主要比例
根据母线材质不同，光伏用金刚线目前主要为高碳钢丝和钨丝金刚线。金刚线 生产主要成本分为原材料、直接人工、能源和动力、制造费用等，主要原材料 为金刚石微粉、母线、镍，直接材料占成本最大比重。 碳钢丝金刚线：以2022年聚成科技成本数据为例，原材料成本、直接人工在金 刚线成本中占比50.69%、9.55%。 钨丝金刚线：直接材料成本占比约79%，其中母线成本占比70%。根据聚成科 技2022年数据，原材料成本、直接人工在金刚线成本中占比78.68%、4.04%。
切片端：大尺寸、薄片化趋势催化金刚线细线化的发展
硅片大尺寸、薄片化趋势愈演愈烈。硅片大尺寸、薄片化迭代加速，通过降低硅片厚度，可以在面积不变的情况下节省用料，从而降低硅 片成本。2021年，随着硅料价格的上涨，硅片厚度的减薄进程加速。根据CPIA，行业主流P型单晶硅片厚度从2020年的170μm降至2023 年的155μm，用于异质结的硅片电池厚度由2021年的150μm降至2023年120μm，用于TOPCon的硅片电池厚度由2021年的165μm降至 2023年的125μm。 金刚线细线化是硅片薄片化发展的刚性需求。根据公式，出片量=每公斤方棒的长度/槽距（硅片厚度+金刚线线径+砂径）。金刚线线径越 细，切割锯缝越小，在切片过程产生的锯缝硅料损失越少，同体积的硅料锭出片数越多。与此同时，更细的线径，意味着破断力更低、电 阻更大，对设备的运行速度、匹配度要求更高，需要准确把握镀层厚度，并匹配与之相对应的金刚石型号。金刚线目前主流常规产品母线 为高碳钢丝。2023年碳钢丝金刚线主流规格已发展至36μm。
价值与需求
为什么要用钨丝金刚线？——细线化潜力更大
物理特性：钨丝抗拉强度更强，同等破断力下线径可以更细，细线化潜力更大。钨作为一种不可再生的稀缺资源，具有高密度、高熔点、高耐磨性、 高电导率、高硬度等物理性质，钨基金刚线更耐高温，具有更强的抗拉强度，而且可以在同等破断力下将线径做的更细。 （1）钨丝破断拉力值是同规格碳钢的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，拉伸率为碳钢的60%； （2）钨属于体心立方晶格，经过掺杂改性后的合金钨丝属于微晶结构，晶粒尺寸约100nm，使其组织均匀，内部无夹杂颗粒，其纯度高达99.95%， 有利于超细钨丝拉拔； （3）合金钨丝的电阻率为5.4x10-6Ω/cm，仅为碳钢的55.7%，可以承载高一倍的电流，镍镀层沉积更均匀致密； （4）高耐腐蚀能力：在硫酸或盐酸中均不腐蚀，有效避免生产过程酸的腐蚀导致母线的缺陷断丝。
钨丝金刚线的核心原材料——钨丝母线难点在哪里？
钨丝母线的制备难度远高于碳钢线，关键指标在于拉丝的成材率。 （1）制造流程长：碳钢母线的制造过程相对简单，主要是购买碳原料，然后通过 模具拉丝，整个过程比较短。而对于钨丝生产来说，需要购买钨粉，然后进行冶炼 和后续的成型工序等一系列复杂的步骤（还原→掺杂→还原→等静压→烧结→垂熔 →旋锻→退火→ 拉丝→ 电解等几十道工序）。单丝拉制过程保持一致性的难度大。 （2）热拉工艺：与碳钢丝不同，钨的熔点较高，低温下呈现脆状，所以钨丝母线 只能在高温下进行锤炼制造。而高温环境拉拔难度远大于低温环境拉拔（杂质控制、 生产环境要求等），进而钨丝母线的制造壁垒远高于碳钢母线。 （3）工人工艺：技术水平要求更高。根据产业链调研，通常产线工人培训周期需 要3个月左右。 (4）设备：模具等核心设备的要求高。
市场空间：钨丝线渗透率有望快速提升
细线化推动行业需求加速扩容，钨丝线渗透率有望快速提升。随着光伏经济性逐步凸显，全球光伏装机市场持续旺盛，我们预计 到2024-2026年，全球光伏新增装机分别有望达到530、630、730GW，硅片用量按照1:1.3的容配比+损耗计算。金刚线线耗会随 着线径减小和硅片减薄而增多。结合行业钨丝线产能规划情况以及下游应用情况，假设2024-2026年钨丝线渗透率为 30%/50%/60%，预计钨丝线需求量分别为12273/25044/35868万km，2023-2026年3年CAGR达到93%，2024-2026年对应市场 规模约43/83/108亿元；行业金刚线总需求量分别为40910/50088/59780万km，市场规模分别为106/135/155亿元。
行业格局
钨丝母线格局：技术难度高，厦门钨业率先实现大规模供应
传统钨制品生产企业和金刚线企业两类企业布局钨丝母线产能，目前厦门钨业率先实现批量供应。目前厦门钨业、中钨高新、翔 鹭钨业等传统钨制品生产企业和美畅股份、岱勒新材等金刚线企业均布局了钨丝母线产能。但由于钨丝母线技术难度显著高于碳 钢丝，目前厦门钨业率先实现大规模供应，当前钨丝母线处于供不应求的状态。根据厦门钨业披露，公司光伏用细钨丝在手订单 充裕。目前已建成新增年产88亿米、年产200亿米细钨丝产线，新增年产600亿米光伏用钨丝产线已投入生产。同时公司正在规划 新的1000亿米光伏用钨丝产线建设项目。2023年1-9月，公司光伏用细钨丝产品销量约470亿米。钨丝渗透初期有较高溢价，有 望增厚钨丝行业利润。
钨矿资源供给存在配额约束，钨价呈上涨之势
钨矿资源为战略性稀缺资产，自2002年起我国实行钨矿资源开采总量控制。钨为不可 再生、不可替代的战略金属，有“工业牙齿”之称，供给弹性较小。钨资源在全球的 量较少，但中国的储量位列全球第一，占比达到52%。2023年9月，国家自然资源部 下达2023年度钨矿开采总量控制指标，2023年全国钨精矿（三氧化钨含量65%）开采 总量指标为11.1万吨。在开采总量控制指标增量较小的背景下，我国的钨精矿产量较 难有大幅增量，呈现震荡下行趋势。 钨价上涨势头迅猛。钨精矿价格已从2023年初的11.59万元/吨上涨至2024年3月中旬 的12.60万元/吨。
金刚线格局：国内金刚线行业集中度高，呈现“一超多强”格局
国内金刚线行业集中度高，呈现“一超多强”格局。目前，国内金刚线行业厂商主要包括美畅股份、高测股份、岱勒新材、三超新材、聚 成科技等，其中美畅股份金刚线出货量遥遥领先。2022年，美畅股份、高测股份、聚成科技、岱勒新材、三超新材的金刚线销售量分别 为9615.60、2539.73、2141.14、1310.19、640.22万公里。整体行业基本呈现“一超多强”的格局。 金刚线行业毛利率相对较高，龙头企业主要通过原材料自主供应降本。金刚线是硅片制备环节的重要耗材，根据Solarzoom数据，金刚线 在硅片生产成本中占比达到6.25%，折合1.34分/W。2022年，金刚线行业平均毛利率为38.7%（样本数据为美畅股份、岱勒新材、三超新 材、高测股份、聚成科技5家企业），而龙头企业美畅股份金刚线产品毛利率高达55.8%，高于同行业平均水平17.1pct，主要由于单位生 产成本显著低于行业内其他企业。一方面美畅股份向上游延伸业务，通过提升黄丝、母线等原材料的自供率降低原材料成本；另一方面采 用单机十五线生产工艺提高生产效率。
报告节选：
（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。）
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