组件:具有内部联结及封装的、能单独提供直流电输出的最小不可分割的太阳电池 组合装置称为太阳电池组件。光伏组件作为光伏系统中最为基础的组成部分,其质量严 重影响到光伏系统的工作年限。只有封装可靠,才能使电池受到更少的外界影响,体现 其自身价值。 太阳能组件主要有电池片、互联条、汇流条、钢化玻璃、EVA、背板、铝合金、硅 胶、接线盒这九大核心组成部分。(报告来源:未来智库)
1.2 硅片、电池片和组件市场变化趋势
硅片朝大尺寸方向发展:光伏的硅片尺寸大小影响到下游的电池片及组件的尺寸大 小,目前市面上有几种主流尺寸,比如 156.75mm、158.75mm、166mm、182mm、210mm。 硅片可以通过增大尺寸面积来摊薄各个环节的加工成本,但是结合产业链的配套情况, 硅片尺寸存在最大上限。 硅片薄片化趋势:硅片变薄优势很多,一方面可以增加出片率,减少硅料的损耗, 在硅料涨价的背景下很有意义;另一方面薄硅片柔韧性好,给柔性电池及组件增大了可 能性。
切割线母线直径变化趋势:切割线母线直径越细,切割缝隙越小,导致切割时产生 的硅料损失也越少,从而降低硅料损耗,有助于硅片的薄片化发展。切割线母线的细化, 在单位硅料内可以增加硅片的产出,同时可以降低非硅成本,然而随着切割线母线直径 越来越细,对母线的抗拉强度等力学性能提出了非常大的要求,后续细线化技术的突破 有赖于切割线母线材料方面的创新。 向高效电池片方向发展:随着 PERC 转换效率理论极限的不断逼近,TOPCON 和 HJT 未来几年预计是电池片主流技术路线,从今年目前来看,TOPCON 的进展比 HJT 好,HJT 的成本下降速度较慢,目前低温银浆国产化及银包铜的技术突破还有待观察。
随着主流电池片尺寸增大:随着硅片尺寸变大成为降本的趋势,下游的电池片及组 件尺寸相应变大也是一个大的趋势。 浆料消耗量逐步减少: 现在电池银浆主要是低温银浆和高温银浆两种,PERC 电池 技术路线和 TOPCON 技术路线主要是用的高温银浆,而 HJT 电池技术路线是用的低温银 浆,随着未来几年主栅技术和减少细栅宽度的技术进展,正银消耗量有望不断减少。 向双面组件方向发展:双面组件并不是最近提出的,然而直到 2019 年双面组件才出 现大幅增长,随着光伏组件安装的增多,人们发现当双面组件与跟踪器一起使用,双面 组件功率更大、衰减更低、发电量更平稳、增益更多。
向半片/叠片组件发展:半片组件与叠片组件相比全片组件可以提升组件的功率,同 时可以提高发电量,在抗热斑性方面,半片组件相比全片组件有更好的抗热斑性,这可 以提高高分子材料的可靠性,在热损耗效应方面,由于半片组件更能够节省热损耗,在 辐照好的地区,半片组件比双面组件的发电量要多。 组件朝大尺寸方向发展:大尺寸组件具有非常好的可靠性及效率优势,可以提升光 伏系统的安全性,同时可以降低度电成本,大尺寸组件装机量逐年递增,成为行业发展 的趋势。
1.3 光伏的技术迭代对设备的影响
硅片尺寸对设备的影响:大尺寸趋势已成为行业未来重要的发展趋势,随着相关技 术研究越来越深入、制程越来越精益、差异化越来越明显,未来市场会对设备制造商提 出更多、更高的要求。后续的技术进步主要围绕拉晶、加工设备的优化升级,对于企业 而言被不同技术路线替代的可能性目前来看较低,具有大规模投资的基础。硅片大尺寸 与薄片化已经成为行业的共识,目前硅片大尺寸有“182”与“210”两条技术路线,大 尺寸会产生新的硅片设备和存量设备更新需求。硅片生产主要包括长晶、截断切方、测 试分选几个环节,长晶和切片是核心制造环节,目前主流的单晶炉热屏内径在 270mm, 然而 M12 硅片的外径却达到 295mm,现有的长晶设备无法满足新的大尺寸需求,因此会 产生大尺寸长晶设备需求。大尺寸硅片薄片化过程中导致碎片率更高,相应的切片机也 需要更新。在电池片生产设备方面,扩散、沉积在密封的管道中操作,对应的设备尺寸 需扩大,另一方面,制绒、镀膜等工艺环节均匀度会更高,因此设备需要更新迭代。在 组件生产设备方面,相应的层压机和串焊机也需要变长变宽,同样组件设备也需要更新 迭代。
电池片技术迭代对设备的影响:TOPCon 主要是进一步增加了低压力化学气相沉积 设备(LPCVD)/等离子体增强化学气相沉积设备(PECVD)。目前 TOPCon 最大的任务 是简化工艺降低成本,从目前产业化发展的进展看,LPCVD 是目前主流的工艺技术路线。 主要包括三种工业流程: 方法一:本征 扩麟。LPCVD 结合传统的全扩散工艺制备多晶硅膜。这个工艺相对 成熟并且耗时短,并且已经实现规模化量产,然而还有一些不足,比如成膜和绕镀速度 慢是目前存在的问题,这个技术是目前 TOPCON 厂商中的主流技术路线。 方法二:直接掺杂。LPCVD 结合扩硼及离子注入磷工艺制备多晶硅膜。目前离子注 入技术掺杂离子时不需要绕镀,然而扩硼工艺比扩磷工艺的难度要大,并且扩散炉和 LPCVD 的投入量更多导致成本更高,相应的良率也更高。 方法三:原位掺杂。PECVD 通过原位掺杂工艺来制备多晶硅膜。这个技术路线的优 点是沉积的速度快、温度低、简化工艺流程、降本幅度大,缺点是气体爆膜的问题导致 良率偏低,稳定性差,目前的产业化进程比较慢。组件技术迭代对设备的影响:向双面组件方向发展会带来新的组件设备更新量。
2 核心指标对比,龙头厂商更具竞争力下面对宇晶股份、晶盛机电、上机数控等十二家设备厂商从成长能力、盈利能力、 研发实力、客户结构、订单情况多个维度进行比较。
2.1 成长能力:以营收与人员扩张衡量,迈为股份、奥特维成长能力突出
2017-2021 年,选取的十二家主要光伏设备行业收入合计从 100.36 亿元增长至 2021 年的 399.35 亿元,CAGR 高达 41.15%,行业呈现快速增长的态势。其中增长最为迅速的三家公司分别为上机数控(营收从 2017 年的 6.33 亿元增长至 2021 年的 109.2 亿元,CAGR 为 103.80%)、帝尔激光(营收从 2017 年的 1.65 亿元增长至 2021 年的 12.57 亿元,CAGR 为 66.15%)、迈为股份(营收从 2017 年的 4.76 亿元增长至 2021 年的 30.95 亿元,CAGR 为 59.67%),从数据看过去四年光伏设备行业飞速发展,行业持续高景气。
2017-2021 年,选取的十二家主要光伏设备行业利润合计从 25.94 亿元增长至 2021 年的 75.36 亿元,CAGR 高达 30.49%,行业呈现快速增长的态势,同时也说明行业净利 率是逐年降低的。
员工人数快速扩张反映行业高景气。2017-2021 年,选取的十二家光伏设备厂商人员均实现一定程度的扩张。其中发展最为迅速的三家厂商分别为:上机数控(员工人数从 2017 年的 369 人增长至 2021 年的 5370 人,CAGR 为 95.31%),迈为股份(员工人数从 2017 年的 511 人增长至 2021 年的 2736 人,CAGR 为 52.09%),帝尔激光(员工人数从 2017 年的 177 人增长至 2021 年的 643 人,CAGR 为 38.03%)。
2.2 盈利能力:业内设备厂商毛利率大多下滑,晶盛机电、奥特维毛利率维持 稳定
从毛利率情况我们看出,多数光伏设备厂商毛利率呈现逐年下降的趋势。2017 年主 要光伏设备公司毛利率平均为 45.83%,2021 年主要光伏设备公司毛利率平均为 33.6%, 主要光伏设备公司过去 5 年平均毛利率下降比较明显,其中晶盛机电和奥特维的毛利率 在过去四年保持稳定,晶盛机电和奥特维在长晶炉和串焊机中市占率高,处于行业垄断 地位,竞争格局相对较好,毛利率保持稳定。
从净利率情况我们看出,光伏设备厂商净利率延续了毛利率的态势,逐年递减。行 业平均净利率从 2017 年的 22.67 %下降至 2021 年的 16.83%。光伏设备公司中 2021 年净 利率高于 20%的有晶盛机电、迈为股份、帝尔激光、美畅股份。从 2017 年到 2021 年中, 净利率逐年递增的有晶盛机电、高测股份、奥特维。
2.3 研发实力:行业整体研发费用率较高,晶盛机电、迈为股份、上机数控比 较突出
2021 年,在研发投入上,晶盛机电、上机数控、迈为股份的研发投入最大,2017-2021 年,迈为股份和上机数控的研发增速非常快,总体而言,研发投入大和研发投入增速快 的公司技术领先竞争对手,行业竞争力更加显著。
从研发人员数量、研发投入总额占营业收入比例、公司平均薪酬来看,龙头厂商也 均保持较高水平。2021 年迈为股份、帝尔激光、金辰股份研发投入总额占营业收入比例 最高,分别达到 10.71%、8.24%、8.07%。2021 年从研发人员数量来看,迈为股份、晶盛 机电、京山轻机的研发人员最多。(报告来源:未来智库)
2.4 客户结构:与光伏上游大厂绑定
从各个光伏设备企业与下游客户的合作情况来看,宇晶股份、晶盛机电、上机数控、 高测股份、连城数控、捷佳伟创、迈为股份、金辰股份、帝尔激光、京山轻机、美畅股 份、奥特维都和下游全球性光伏巨头有深度的业务合作;从晶盛机电的公告中获悉,晶盛机电持有下游巨头中环股份子公司中环领先 10%的股份,连城数控和隆基股份也有交 叉持股关系,也就是晶盛机电、连城数控和下游巨头绑定更深。
2.5 订单情况:厂商存货、合同负债与预收款比较,晶盛机电表现亮眼
从存货水平看,2021 年末行业平均同比增速为 50.31%,2021 年末存货增速表现较 好的公司是晶盛机电、上机数控、高测股份,存货增速分别为 134%、245%、64%;从合 同负债和预收款来看,宇晶股份、晶盛机电、上机数控表现较好,2021 年末合同负债和 预收款增速分别为 178%、147%、164%。