（报告出品方/作者：上海证券，开文明、丁亚、刘清馨）
1 金刚线是光伏重要辅材，迎来积极变化
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1.1 为什么当前时点关注金刚线？
金刚线是光伏硅片切片过程中的重要耗材，上一轮大的投资 机会来自于 2017-2018年光伏硅片金刚线切片的渗透率大幅提升，实现了对砂浆切割的替代，但此后板块表现相对较为平淡。 原因主要包括：技术进步使得金刚线耗量持续下降、行业竞争使得金刚线价格持续下降、金刚线技术壁垒相对较低、扩产周期较 短等。
1.2 金刚线是光伏硅片重要辅材，已实现全面应用
金刚线是将金刚石微粉颗粒以一定的分布密度均匀地固结在母线（一般为高碳钢丝）上制成的，通过金刚线与被切割物体间 进行高速磨削运动，从而实现切割目的。 金刚线最早应用于蓝宝石切割，2010 年左右开始应用于光 伏。在光伏上，金刚线主要用于硅片切割（包括截断和切片，切片为主），其切割性能直接影响硅片质量及电池效率。光伏目前已 成为金刚线最大的应用市场，占总需求量 90%以上。
金刚线切割优势明显，行业全面普及。相比上一代技术砂浆 切割，金刚线切割具有出片率更高（切割磨损少）、切割速度快、 环境污染小等优势，因此具备较强的竞争优势，在与砂浆切割的 竞争过程中逐渐胜出。
金刚线切割技术 2010 年左右开始应用于光伏，早期切割设备 与耗材（即金刚线）主要依靠进口，成本相对较高。2014 年以 来，随着技术的成熟以及国产设备和材料厂商崛起，金刚线切割 成本实现快速下降，相对砂浆切割的优势逐渐明显，隆基、中环 等领先硅片企业开始转向金刚线切片。单晶领域 2017 年金刚线切 片已全面取代砂浆切片，随后随着黑硅、添加剂法等工艺解决了 金刚线切割硅片损伤层浅、反射率高的问题，多晶领域金刚线切 片的渗透率也快速提升，2018 年基本完成砂浆切片向金刚线切片 的转换。
金刚线单 W 价值量在 1-2 分，硅片辅材中价值量相对较高。 从绝对价值量看，由于金刚线属于硅片生产过程中的间接耗材， 因此绝对价值量低于铝边框、玻璃、胶膜等直接原材料。目前金刚线价值量在 1-2 分/W，略高于硅片生产过程中的坩埚、热场等 其他耗材。
1.3 电镀工艺是主流，原材料成本占比较高
从生产工艺看，金刚线目前主流工艺为电镀。通过电镀工艺 在母线上沉积一层金属镍，金属镍层包裹金刚石微粉颗粒，使得 金刚石颗粒被固结在母线上，从而具备高速运动下的切割能力。 树脂工艺由于金刚石固结度低、切割效果较差，目前已基本被淘 汰。 电镀金刚线主要原材料为母线和金刚石微粉，辅材包括镍、 化学品（氨基磺酸镍、硼酸等）、包装材料（工字轮）等。 母线：固结金刚石颗粒的基线，一般为高碳钢丝，由拉丝厂商将盘条拉制为不同直径的钢线（即黄丝），再将黄丝进一步拉为 微米级钢丝（即母线）。
核心工艺流程主要包括母线预处理、母线预镀镍、上砂和加厚镀镍四个步骤。 （1）母线预处理：通过酸洗、超声波清洗等方式去除母线表面油污、氧化层等杂质，从而提高母线的洁净度，使镀镍层与母线更好地结合。 （2）母线预镀镍：在母线表面增加一层金属镀层，主要目的 是提升微粉颗粒与母线之间的固结强度，从而提升电镀金刚石线 成品的整体品质。 （3）上砂：主要目的是实现金刚石微粉在母线表面的紧固、 均匀附着，以保证成品在实际应用中的高效切割能力，并保持生 产过程的高效、连续、稳定。上砂是整个生产流程的核心，涉及 电镀液主配方和添加剂的选择使用、电镀液在线维护处理等工艺。 （4）加厚镀镍：再镀覆一层金属镍包覆在金刚石微粉颗粒和 母线之间，增强母线与金刚石微粉之间的把持力，以增强成品的 切割能力。
成本构成：原材料成本占比较高。以高测股份为例，2021 年 金刚线单公里成本 22.53 元，其中原材料成本占比 66%、直接人 工 7%、制造费用占比 27%。
整体来看，金刚线工艺流程较为简单，细节在于与下游客户 匹配。各厂商采用不同技术工艺，定制生产与下游不同客户切割 设备和工艺相匹配的产品，不同产品在微粉的形态、排布、密度上均有针对性的调整优化。因此，金刚线属于非标程度较高的产品，这也导致了金刚线企业的客户粘性较好。
2 空间：有望量价齐升，预计复合增速 40%以上
量：线耗提升+下游扩产加速，需求有望超越行业增长
线耗上，过去几年中切片机线速提升较快，如高测切片机限 速由 2016 年 1500 米/分钟提升至 2400 米/分钟，未来继续通过线 速提升降低线耗的难度在加大。随着细线化、薄片化与大尺寸趋 势的进一步推进，未来切片环节的金刚线线耗有可能出现回升。 下游需求量上，一方面，金刚线作为渗透率 100%的必备耗 材，直接受益光伏终端需求量的高增长；另一方面，硅片环节正 在加速扩产，使得金刚线需求量有望高于光伏终端装机量。
价：价格逐渐企稳，细线化或带来提价可能
随着行业需求的快速恢复以及供给端部分产能出清，行业价 格降幅趋缓，逐渐企稳。随着细线化的进一步推进，单价有望提 升。
2.1 线耗：细线化、薄片化与大尺寸带动线耗提升
目前切片线耗量约 50-52 万公里/GW，提升明显。根据中国 能源报数据，2017 年行业单片硅片（约 4W）金刚线耗用量约 1.5 米，折合约 37.5 万公里/GW。而根据美畅股份披露，按照目前 38μm 金刚线切割 165μm 或 160μm 厚度的硅片，平均单片线耗 4 米左右，对应单 GW 线耗约 50-52 万公里，相较 2017 年提升超过 33%。
细线化、薄片化与大尺寸仍将继续推动线耗提升： （1）细线化导致切割速度下降 破断力是金刚线所能承受的最大拉力，线径越细、破断力越小，则金刚线切割过程中断线风险更高。为降低断线率，切片过程中一般会降低切割速度，从而导致切片线耗提升。根据美畅股 份，从行业经验看，线径每下降 10%，切割速度随之下降而引起 的用线量增加 10%。 （2）细线化导致切割力下降 出刃率指金刚线每毫米线圆周范围内所有金刚石微粉颗粒数 量的总和，是反映金刚线切割能力的重要指标。随着母线线径变 细，单位母线所能固结的金刚石微粉颗粒越少，出刃率越低。切 割相同数量的硅片所需的金刚线数量也会增加。 （3）薄片化、大尺寸带来良率减少 薄片化与大尺寸使得切片良率有所降低，则相同硅片产出 下，金刚线线耗相应有所提升。
2.2 下游需求：光伏需求高增，硅片扩产加速
平价上网与碳中和时代背景下，光伏需求高增
随着光伏成本下降、进入平价上网时代，高经济性带来需求 的内生性增长，同时在碳中和全球能源局势变化等背景下，全球 能源结构加快向新能源调整，光伏需求进入持续高增阶段。根据 CPIA 预测，2022 年全球光伏新增装机乐观情况预计达 240GW， 到 2025 年进一步增长至 330GW。
硅片环节扩产加速
硅片是近年来光伏扩产相对较快的环节，除龙头隆基、中环 以及一体化组件厂如晶科、晶澳等持续大幅扩产外，新进入者上 机、双良、高景等也在加大扩产力度。根据 PV Infolink，2021 年 底全球单晶硅片产能 342GW，预计 2022 年底达到 487GW，同 比+43%。根据现有扩产计划，预计 2025 年全球硅片产能接近 670GW。作为硅片必备耗材，金刚线将直接受益硅片环节的大幅扩 产，其需求增速有望超越光伏终端需求增长。
2.3 价格：逐渐企稳，细线化或带来提价可能
行业价格降幅趋缓，逐渐企稳。金刚线价格在 2018-2019 年 间降幅较大。以美畅、高测、恒星不含税价格取平均，金刚线价 格在 2018、2019 年同比分别下降 37%、46%。主要原因为 2018 年“531”政策影响需求叠加供给端产能集中释放，行业价格下降 较快。随着行业需求的快速恢复以及供给端部分产能出清，行业 价格降幅逐渐趋缓。 细线化或带来提价可能。从历史数据看，尽管不同规格金刚 线价格受企业竞争策略、下游客户细线化推进程度等影响，但同 时期比较看，细线产品仍有一定溢价。 我们认为，随着金刚线进一步细线化难度提升，而高硅料价格影响下客户细线化需求仍在持续，未来细线化有望带来一定的 价格提升。
金刚线占硅片成本较低，未来客户端成承压较少。 SOLARZOOM 数据显示，目前 182 硅片中金刚线成本约为 0.11 元/片，占硅片总成本比例约为 2%，占非硅成本比例约为 13%， 占比相对较低，如未来细线化产品提价，客户端成本压力相对较小。（报告来源：未来智库）
2.4 市场空间广阔，复合增速 40%以上
下游：行业应用上，硅片切割上金刚线渗透率从 2019 年开始 已经实现 100%，作为金刚线的主要下游，光伏需求高增叠加硅片 环节加速扩产为金刚线行业带来巨大市场空间。根据 CPIA 预测， 2025 年全球光伏新增装机乐观情形下达到 330GW，考虑容配比 及硅片加速扩产带来的超产，对应 495GW 硅片需求。 线耗：硅片细线化、大尺寸、薄片化发展趋势确定，有望带 动线耗不断提升。2017 年单晶硅片主流线径 65μm，2021 年降至 43μm，目前主流线径在 38μm 左右，部分龙头已实现 36μm 产品 批量出货，预计到 2025 年金刚线线径下降至 28μm。目前线耗在 50 万公里/GW 以上，按线径每下降 10%、切割速度变慢引起的线 耗提升 10%计算，细线化导致切割速度下降引起的线耗提升预计 在 13 万公里/GW 以上，叠加细线化导致切割力下降以及大尺寸、 薄片化带来良率降低等因素，预计到 2025 年金刚线线耗提升至 72 万公里/GW。 价格：行业低谷时刻已过，未来细线化有望带动单价提升。 加上市场格局优化、份额向头部企业集中，预计到 2025 年，平均 价格小幅提升至 42 元/公里。 预计到 2025 年，光伏领域金刚线需求 3.6 亿公里左右、市场 空间达 150 亿以上。2021-2025 年，金刚线复合增速预计在 40% 以上。
3 格局：市场集中度提升，头部企业优势明显
3.1 国产化替代全面完成，市场向头部集中
金刚线制造与应用最早起源于美、日等发达国家。从早期全球范围来看，具有国际竞争优势的金刚线供应商主要集中于日本 和美国。日本旭金刚石工业株式会社（Asahi）、日本联合材料株 式会社（ALMT）、美国 DMT等国际知名企业在金刚线制造领域 处于世界领先地位。 2015 年以来，国内企业通过技术研发和扩大生产规模，大幅提高了生产效率，并降低了生产成本，已实现了在金刚线领域的 反超。美畅股份、高测股份、恒星科技、三超新材、岱勒新材等 企业已占据绝大部分市场份额。 市场格局向“一超两强”方向发展。从规模看，头部企业美畅股份、高测股份、恒星科技等已与其他企业逐渐拉开层次。 2021 年，美畅股份、高测股份、恒星科技金刚线出货量分别为 4540.82、829.35、805.83 万公里，远超其他企业，市场呈“一超 两强”格局。
3.2 头部企业盈利能力较强
横向对比看，金刚线板块盈利在光伏原辅材中处于较高位 置。以代表企业为例，美畅股份、高测股份 2021 年综合毛利率分 别为 55%、33%，在光伏原辅材中处于第一梯队，与热场、光伏 玻璃接近，高于银浆、胶膜、背板等其他常见原辅材。
盈利能力拉开差距。美畅股份毛利率始终处于最领先地位， 毛利率始终维持在 50%以上，2021 年金刚线业务毛利率 57%，大 幅高于其他竞争者。恒星科技与高测股份盈利能力紧随其后， 2021 年金刚线业务毛利率分别为 43%、36%。其他竞争对手目前 毛利率均在 30%以下。其中，岱勒新材与东尼电子 2021 年金刚线 毛利率分别为 15%、18%，三超新材金刚线业务中包含开方线， 表观毛利率按相对较高，2021 年为 26%。
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