太陽能電池片行業發展趨勢分析太陽能電池片行業發展趨勢TOPCon和HJT是繼PERC電池之后的主要新興技術，TOPCon電池升級迭代的最大優勢在于其與PERC產線兼容度高，可從PERC產線改造升級，是目前初始投資成本最低的N型高效電池之一。HJT技術的核心優勢是電池結構相對簡單，然而目前設備成本依舊較高，經濟性不足，在材料端和設備端均存在降本空間。雖然TOPCon電池、HJT電池可以獲得較高的電池光電轉換效率，但因其各有的限制性因素的存在導致目前規模量產偏少。TOPCon技術目前尚未取代PERC技術的主要原因為：（1）工藝步驟增加，導致技術成熟度和產品良率有待進一步提高；（2）工藝設備成本和雙面銀漿帶來的成本上升。HJT技術目前尚未取代PERC技術的主要原因為：（1）HJT電池產線的投資成本較高，是PERC電池產線投資的2-3倍以上；（2）HJT技術路線采用透明電極和低溫銀漿，技術成熟度不高，運營成本相對較高。我國光伏企業在TOPCon、HJT等下一代高效晶硅電池生產技術的研發上先后取得突破，轉換效率不斷刷新世界記錄，效率更高的N型TOPCon電池、HJT電池等則最有望成為P型PERC電池后的產業化主流技術。刻蝕機：微觀世界雕刻師作為半導體制造過程中三大核心工藝之一，刻蝕可以簡單理解為用化學或物理化學方法有選擇地在硅片表面去除不需要的材料的過程，可以分為干法刻蝕和濕法刻蝕，目前市場主流的刻蝕方法均為干法刻蝕，可將其分為CCP刻蝕和ICP刻蝕。CCP刻蝕主要是以高能離子在較硬的介質材料上，刻蝕高深寬比的深孔、溝槽等微觀結構；而ICP刻蝕主要是以較低的離子能量和極均勻的離子濃度刻蝕較軟的或較薄的材料。三星宣布將成為全球首家采用GAA工藝進行3nm制程的生產，相較于FinFET工藝，GAA被譽為突破3nm制程的有力手段。每一代芯片新技術的突破，晶體管體積都會不斷縮小，同時性能不斷提升。從平面MOSFET結構到FinFET晶體管架構，再到后面的GAA結構甚至MBCFET結構，晶體管的復雜度不斷提升，對刻蝕和薄膜沉積等核心技術提出了更高的要求。隨著芯片制程的提升，受到光刻機波長的限制，往往需要采用多次曝光，才能得到要求的線寬，實現更小的尺寸。這對刻蝕速率、各向異性、刻蝕偏差、選擇比、深寬比、均勻性、殘留物、等離子體引起的敏感器件損傷、顆粒沾污等指標上對刻蝕設備都提出了更高的要求。我國因無法購買EUV光刻機而無法進行更先進制程的產線建設，如果想要用28nm產線生產14nm線寬的芯片，只能通過多次刻蝕才有可能實現，這使得對刻蝕的需求進一步提升。從全球范圍來看，刻蝕設備主要由美國泛林半導體、日本東京電子以及美國應用材料三家占據領先地位，2020年三家市場份額合計占比近9成。目前國內有中微公司和北方華創兩家刻蝕設備供應商，從營收端來看，2020年和2021年中微公司和北方華創刻蝕設備營收占國內總刻蝕市場規模的9．19%和10．48%左右，隨著公司的訂單逐步釋放，國產化率有望明顯提升。半導體設備定義及產業鏈半導體專用設備泛指用于生產各類半導體產品所需的生產設備，屬于半導體行業產業鏈的支撐環節。在整個芯片制造和封測過程中，會經過上千道加工工序，細分又可以劃分出百種不同的機臺，占比較大市場份額的主要有：光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設備、離子注入機、測試機、分選機、探針臺等。半導體設備產業鏈中，上游為零部件和系統軟件；中游為半導體設備，光刻機、刻蝕機、離子注入機、涂膠顯影設備、氧化爐、CMP/CVD/PVD設備、質檢及電學檢測設備等；下游為半導體產品，主要包括分立器件、光電子器件、傳感器和集成電路。半導體設備分類發展現狀及驅動因素以產業鏈應用環節來劃分，半導體設備可分為前道工藝設備（晶圓制造）和后道工藝設備（封裝測試）兩個大類。其中后道工藝設備還可以細分為封裝設備和測試設備。設備中的前道設備占據了整個市場的80%-85%，其中光刻機，刻蝕機和薄膜設備是價值量最大的三大環節，各自所占的市場規模均達到了前道設備總量的20%以上。因此，全球半導體設備前十名廠商之中，有多家是平臺型企業，橫跨多個半導體工藝環節。半導體產業鏈龐大復雜的特性，使得很難有某一家公司能夠在所有設備領域做到全覆蓋。來自全球各個國家的企業共享整個市場。從2021年的全球競爭格局來看，第一梯隊top5的收入規模均在百億規模左右或以上，排名前top10的公司營收體量也要在20億美元以上。對比國內設備龍頭北方華創2021年電子裝備業務（包含集成電路業務和泛半導體業務）約為79．5億元人民幣的營收，我國半導體裝備行業的營收規模距行業頭部廠商仍存在較大差距，替代空間巨大。按照2021財年半導體業務收入排名，全球前五大半導體設備廠商分別為應用材料242億美元營收，ASML約211億美元營收，東京電子171億美元營收，泛林半導體165億美元應收，柯磊82億美元營收。分地區來看，排名前十的廠商中有五家日本公司，四家美國公司，以及一家荷蘭公司。2021年全球營收排名前五的設備廠商均屬于前道設備的應用廠商，與前道設備占據80%以上的設備市場相匹配。同時，前五大廠商中有三家是平臺型（應用材料，泛林半導體，東京電子），橫跨刻蝕，薄膜，清洗，離子注入等多個領域，對比來看，國內許多公司也在橫向拓展業務領域以不斷突破天花板，向平臺型轉型。比如，中微公司從刻蝕及化合物半導體外延設備延展到集成電路薄膜設備；萬業企業從離子注入設備延展到其嘉芯半導體子公司，覆蓋除光刻機之外的幾乎全部前道大類；盛美上海從清洗，電鍍等業務逐步覆蓋，爐管，沉積及其他前道品類。半導體設備行業波動性成長，產業鏈最下游電子應用終端發生新變化，產生新需求。半導體設備行業呈現波動性上漲的趨勢。近二十年間半導體設備的周期性正在減弱，行業成長趨勢加強。得益于各類電子終端的芯片需求，智能化，網聯化，AIOT的發展，行業規模連續四年出現大幅度的正增長。2022年仍將維持較高增速，這在半導體設備發展歷史上極為罕見。先進制程（5nm以下先進制程）的擴產和研發投入變得十分巨大，同時成熟制程的芯片需求量大大提升。根據ASML的財報顯示，Arf光刻機單價在6000萬歐元左右，EUV光刻機單價在1．5億歐元左右，而最新一代預告的3nm/2nm世代光刻機預計的單價將在3億歐元以上，先進制成的研發和突破成本以指數曲線的形式上升。在先進制程未來2nm，1nm的發展方向愈發接近物理極限的同時，成熟制程經濟效益在不斷提高，車規MCU，超級結MOS，光伏IGBT等成熟制程芯片大量缺貨，交付期延長，使得行業重新審視成熟制程產線的經濟效益，臺積電也在2022年提出在未來三年將成熟制程擴產50%。我國半導體設備廠商精準卡位12英寸成熟制程所對應設備，覆蓋28nm/14nm以上節點成熟制程領域并不斷完善。半導體設備處于產業鏈最上游環節，中游的芯片代工晶圓廠采購芯片加工設備，將制備好的晶圓襯底進行多個步驟數百道上千道工藝的加工，配合相關設備，通過氧化沉積，光刻，刻蝕，沉積，離子注入，退火，電鍍，研磨等步驟完成前道加工，再交由封測廠進行封裝測試，出產芯片成品。芯片的制造在極其微觀的層面，90nm的晶體管大小與流行感冒病毒大小類似。在制程以納米級別來計量的芯片領域，生產加工流程在自動化高精密的產線上進行，對設備技術的要求極高。無論是設備的制造產線，還是晶圓廠的生產產線，所有芯片的生產加工均在無塵室中完成。任何外部的灰塵都會損壞晶圓，影響良率，因此對于環境和溫度的控制也有一定的要求。在代工廠中，晶圓襯底在自動化產線上在各個設備間傳送生產，歷經全部工藝流程大致所需2-3個月的時間，這其中不包括后道封裝所需要的時間。通常來說，晶圓廠中的設備90%的時間都在運行，剩余時間用于調整和維護。前道工藝步驟繁雜，工序繁多，是芯片出產過程中技術難度較大，資金投入最多的環節。在芯片代工廠中的芯片的工藝制備流程：氧化、勻膠、曝光、顯影、刻蝕、沉積、研磨、離子注入、退火。離子注入完成之后，繼續沉積二氧化硅層，然后重復涂膠，光刻，顯影，刻蝕等步驟進入另一個循環，用以挖出連接金屬層（導電層）的通孔，從而使互通互聯得以是現在晶圓中。實現這一功能的是使用物理氣相沉積的方式沉積金屬層。上述步驟在晶圓的生產制造中將重復數次，直到一個完成的集成電路被制作完成。最后，將制備好的晶圓進行減薄，切片，封裝，檢測。完成后到的工藝流程，至此，一顆完整的芯片制作完成。半導體設備主要由七大設備零部件構成：光刻設備、刻蝕設備、清洗設備、薄膜沉積設備、離子注入設備、機械拋光設備及封裝、測試設備。圖形刻畫：光刻機必不可少光刻是將設計好的電路圖從掩膜版轉印到晶圓表面的光刻膠上，通過曝光、顯影將目標圖形印刻到特定材料上的技術，可以簡單理解為畫圖過程，是晶圓制造中最重要的技術。光刻工藝包括三個核心流程：涂膠、對準和曝光以及光刻膠顯影，整個過程涉及光刻機，涂膠顯影機、量測設備以及清洗設備等多種核心設備，其中價值量最大且技術壁壘最高的部分就是光刻機。光刻機經過多年發展，已經演化出五代產品，由光源波長進行區分可以分為可見光（g-line），紫外光（i-line），深紫外光（KrF、ArF）以及極紫外（EUV）幾大類，從工作類型又可以分為接觸式、掃描式、步進式、浸沒式等方式。不同類型的光刻機主要是為了滿足日益提升的制程需求，當前最先進的3nm制程只能通過EUV光刻機才能實現。全世界沒有任何一家公司可以獨立制造光刻機，其生產技術要求極高，可以分為十一個主要部件，包含超過十萬個零件，涉及上下游多家供應商，具有極強的生態屬性。光刻機的主要部件有工件臺、激光源、光束矯正器、能量控制器、光束形狀設置、遮光器、能量探測器、掩模臺、物鏡、封閉框架與減震器。目前全球光刻機市場幾乎由ASML、尼康和佳能三家廠商壟斷，其中又以ASML一家獨大。由于光刻機需要超十萬個零部件，在各大晶圓廠不斷擴產的背景下，光刻機的交貨時間一再推遲，EUV光刻機的交期已經推遲到24個月以后。從銷量來看，2021年ASML占比65%，出貨量達到309臺，力壓尼康和佳能，其中EUV/ArFi/ArF高端光刻機占比分別為100%/95．3%/88%。從銷額來看，EUV光刻機單價超過1億歐元，最新一代0．55NA大數值孔徑EUV光刻機單價甚至超過4億歐元，全球僅有ASML可提供，使其占據市場絕對龍頭地位，2021年市場份額達到85．8%。目前國內具備光刻機生產能力的企業主要是上海微電子裝備，主要致力于半導體裝備、泛半導體裝備、高端智能裝備的開發、設計、制造、銷售及技術服務。公司設備廣泛應用于集成電路前道、先進封裝、FPD面板、MEMS、LED、PowerDevices等制造領域。公司的光刻