请务必阅读正文之后的免责条款部分 [Table_MainInfo] [Table_Title] 2020.01.16 210 技术平台，打破光伏降本瓶颈 ——光伏大硅片系列报告 1 徐云飞(分析师) 庞钧文(分析师) 0755-23976775 021-38674703 xuyunfei@gtjas.com pangjunwen@gtjas.com 证书编号 S0880517030003 S0880517120001 本报告导读： 纵览半导体硅片的发展脉络，光伏硅片大型化是趋势，大硅片能够打破当前光伏降本瓶颈，助力行业在未来 2-3 年成本下降，维持行业“增持”评级。 摘要： [Table_Summary] 维持行业“增持”评级和细分子行业“增持”评级。 光伏硅片尺寸来自半导体，我们认为尺寸变大是趋势。纵览半导体硅片发展历程，尺寸在不断增加，原因是硅片尺寸增加可以显著降低半导体芯片的生产成本。由于更大的硅片对下游来说更具有成本优势，使得硅片环节持续换代，有很明显的产品周期。换代往往意味着行业变革，抓住机遇的厂商能够脱颖而出，夯实壁垒。光伏硅片看似奇怪的尺寸，其实是源自半导体。从推进节奏上看，光伏硅片要落后于半导体硅片 1-2 代，主要原因是要解决硅单晶生长环节的成本问题，一旦新一代大硅片成本超越上一代硅片，换代升级就会启动。 210 是全新的平台，能够带来各个环节成本下降。12 寸硅片难点在于拉制和成本，中环股份经过多年研发，成功将 210 应用。210 是一个体系，会带来几乎所有环节的成本下降，硅片变大后，将能够有效降低各个环节的成本，提升各个环节的投资回报水平。根据我们的保守测算，成本端能够有 0.03（硅片）+0.05（电池）+0.1（组件）=0.18 元/W 的成本下降，同时带来 0.2 元/W 的额外溢价。因此整个产业链都将受益于 210 体系，所有 210 体系的参与方都将分享超过 0.38 元/W 的价值。 210 体系能够打破光伏降本瓶颈，支撑光伏行业未来 3 年成本下降，行业先行者有望充分受益。光伏行业成本下降目前已到瓶颈期，各个环节除单晶硅片环节外利润都已经挤压到微利的水平。210 体系的横空出世，能够再大幅降低装机成本，有望带来装机成本 10%的下降。我们预计未来 2-3年行业将充分挖掘 210 体系的价值，行业的先行者有望充分受益。目前行业里相当体量的上下游企业已经参与到 210 体系价值发现中来。 推荐标的。中环股份、ST 爱旭、隆基股份、通威股份、晶盛机电。 风险提示。光伏海外贸易风险、大尺寸遇到不可预测的工艺问题的风险。 [Table_Invest] 评级： 增持 上次评级： 增持 [Table_subIndustry] 细分行业评级 太阳能 增持 [Table_DocReport] 相关报告 新兴能源《宁德时代、比亚迪和日韩企业的锂电江湖》 2019.12.23 新兴能源《全球能源结构变化中的机会》 2019.10.29 新兴能源《细数特斯拉的五次盈利》 2019.10.24 新兴能源《诺奖背后蕴藏的锂电池投资机会》 2019.10.10 新兴能源《ETC 市场井喷，业绩弹性显著》 2019.09.24 行业更新 股票研究 证券研究报告 [Table_industryInfo] 新兴能源 行业更新 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 of 12 目 录 1. 光伏硅片源自半导体硅片，尺寸变大是趋势 ..................................... 3 1.1. 半导体硅片尺寸增加能够带来成本降低 ...................................... 3 1.2. 硅片不断换代，产品周期明显 ...................................................... 3 1.3. 光伏硅片尺寸源自半导体硅片，取得成本优势后普及 .............. 4 2. 210 是全新技术平台，能够带来各个环节成本下降 .......................... 6 2.1. 中环股份经过多年研发，成功将 210 应用 .................................. 6 2.2. 各环节成本显著下降，ROIC 大幅提升 ....................................... 6 3. 210 体系打破瓶颈，支撑光伏成本再降 3 年 ...................................... 8 3.1. 光伏成本下降目前已到瓶颈期，210 体系能打破瓶颈 ............... 8 3.2. 上下游积极参与，210 体系推进速度超预期 ............................... 9 4. 风险提示 ................................................................................................ 11 行业更新 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 of 12 1. 光伏硅片源自半导体硅片，尺寸变大是趋势 1.1. 半导体硅片尺寸增加能够带来成本降低 半导体硅片的发展过程中，尺寸不断增加。1918 年前苏联科学家切克劳斯基(Czochralski)建立起了直拉式晶体生长方法（CZ 法），从而奠定了硅单晶的主要生长方法，从 1965 年的 2 寸晶体（寸为英寸，描述的是直拉晶体的直径），到近年来的 12 寸晶体，单晶硅片的尺寸持续增加。 图 1 硅片尺寸从 1965 年的 2 寸增加到 2000 年的 12 寸 数据来源：SEMI 硅片尺寸增加可以显著降低半导体芯片的生产成本。半导体芯片采用光刻逻辑电路的生产工艺，硅片面积越大，一次性生产出的芯片数量就越多，而且硅片面积增加，芯片装上缺陷的概率也会降低，因此会显著提升芯片的产出，从而大幅降低成本。 1.2. 硅片不断换代，产品周期明显 由于更大的硅片对下游来说更具有成本优势，导致硅片环节持续换代，有很明显的产品周期。从历史来看，一旦新一代硅片出现后，新一代硅片的份额开始快速提升，老一代硅片的份额就会开始逐渐下降，原因就是更大的硅片对客户更有成本优势，新建的半导体工厂在硅片规格上往往选择更大的硅片。老的半导体工厂往往就变成了存量产能，逐渐退出。 行业更新 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 of 12 图 2 硅片产品周期十分显著，新一代推出，老一代衰落 数据来源：Rose Associates 1978 to 1995；SEMI SMG 1995 to 2012 换代往往意味着行业变革，抓住机遇的厂商能够脱颖而出，夯实壁垒。总结了发展规律，如何生产出合格的更大尺寸的硅片就成了半导体硅片企业始终重点关注的问题。我们看到曾经的龙头由于在产能变革期落后了，导致新的龙头信越、SUMCO 份额的上升。 表 1：信越和 SUMCO 崛起于 12 寸硅片产品周期，成为新的龙头企业 公司 12 寸硅片产能（千片/月） 市占率 Shin Etsu（信越） 1400 30% Sumco 1300 30% Siltronic 600 14% MEMC 700 10% LG Siltron 550 10% SAS 150 6% 数据来源：SEMI、国泰君安证券研究 1.3. 光伏硅片尺寸源自半导体硅片，取得成本优势后普及 光伏硅片看似奇怪的尺寸，其实是源自半导体硅片。我们观察光伏硅片的对边距（相对的两条边的距离），尺寸从 100mm、125mm、156mm 不等，为什么会是一些比较奇怪的尺寸呢？主要原因就是光伏硅片源自半导体硅片，5 寸棒、6 寸棒、8 寸棒切下来形成的光伏硅片的对边距恰好分布在 100mm、125mm、156mm 附近。 行业更新 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 of 12 图 3 光伏硅片尺寸由半导体直拉单晶尺寸得来 计算公式： d=2×（r/√2）+c/2 注：d 为对边距，r 为硅棒半径，c 为倒角长度 带入可得 r=62.5mm（5 寸），c=11.6mm，d=100mm 带入可得 r=75mm（6 寸），c=13.9mm，d=125mm 带入可得 r=100mm（8 寸），c=14.5mm，d=156mm 数据来源：国泰君安证券研究 从推进节奏上看，光伏硅片要落后于半导体硅片 1-2 代，主要原因是要解决硅单晶生长环节的成本问题。半导体硅片在整个成本中占比较低，成本主要凝聚在芯片制造环节，因此一旦更大的硅片面世，行业会快速进入导入期。而光伏硅片不同，硅片在成本中占比较高，如电池环节，硅片成本占比超过 50%。因此大硅片如果要取代上代产品，必须在经济性上超越上代产品。而生产更大的硅片对于硅片企业来说难度会大幅上升，生产的效率也会下降，因此需要相当长的时间改进工艺提升生产效率才可行。 行业更新 请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 of 12 表 2：光伏硅片从时间脉络上落后半导体 1-2 代 型号 年代 尺寸（英寸） 对边距（mm） 小尺寸 1981-2012 5-6 100-125 M0 2012-2015 8 156 M1 2015- 8 156.75 M2 8 156.75 缩小倒角 G1 2018- 9 158.75 方片 M4 2018- 9 161.7 M6 2019- 9 166 数据来源：国泰君安证券研究 2. 210 是全新技术平台，能够带来各个环节成本下降 2.1. 中环股份经过多年研发，成功将 210 应用 光伏 12 寸硅片有两个难点，一个难点在于硅棒的拉制，另一个难点在于成本的下降。中环股份在实现 12 寸硅棒拉制后，又用了 2 年时间提升生产效率，终于在单晶硅的生长环节超越了传统的 8 寸技术，实现了成本的降低。我们预计中环股份生产 12 寸晶体，单炉产出有望较生产 8寸晶体提升 50%。 图 4 中环股份经过多年研发成功量产 12 寸晶体 数据来源：中环股份 816 大硅片发布会 2.2. 各环节成本显著下降，ROIC 大幅提升 210 是一个体系，会带来几乎所有环节的成本下降。硅片变大后，将能够有效降低各个环节成本，提升各个环节的投资回报水平。 硅片端：硅片的生产速度大幅提升，预计单炉产出提升 50%，单炉年产能提升到 15MW 左右。相应的，设备投入、坩埚、气体、人工、动力等并不是呈等比例增加，相应的单位成本就会大幅降低。根据我们的测算，预计非硅成本相较于 8 寸片提升 50%，硅片瓦数提升 80%，假设 8 寸片非硅成本为 0.8 元/片，则 210 硅片非硅约为 1.2 元/片，单 W 非硅可降低 0.03 元/W，相当于硅片环节毛利率提升 5%以上。 电池端：电池片环节是最受益 210 体系的环节。因为电池片是通量的概 行业更新 请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 of 12 念，面积越大，产能越大。以爱旭科技为例，原工厂设计产能为 3.8GW，改为生产 210 后，产能可以提升到 5GW 以上（我们测算实际产能或超过 5GW），原因就在于硅片面积增加产出增加。相应的，折旧、人工、动力等成本都会下降。在常规电池厂中，折旧成本约 0.05 元/W，人工0.05 元/W，动力 0.05 元/W，在不考虑其他变化的情况下，这三块成本有望降低超过 30%，非硅成本总计有望下降 0.05 元/W。由于目前头部电池片企业单位净利润仅为 0.05-0.07 元/W，0.05 元/W 的成本下降带来的是净利率的大幅提升，将显著提升 ROIC 水平。 图 5 210 体系会带来转换效率的提升，实现 500W 甚至 600W 组件 数据来源：爱旭科技官方网站 组件端：210 体系由于采用方片，同时更大硅片带来更少的片间距占比，组件端转换效率有望提升 1%。意味着面积不变的情况下 440W 的组件可以提升到 460W。相应的，组件...
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