金剛線行業發展基本情況金剛線行業的技術水平及發展趨勢金剛線作為硬脆材料切割的重要耗材，直接決定了下游切片廠商切片的質量和成本。金剛線在切割過程中要承受高頻率的往復運動和較大的張力，金剛線的金剛石分布密度和固結強度、金剛石切割能力、鋼線的抗疲勞性能等方面都直接影響金剛線的性能。本行業研發、生產技術工藝復雜，技術迭代較快，制程控制嚴苛，各個生產環節對技術工藝人員的要求較高。在行業的主要應用方向硅切片領域，近年受硅料價格上漲、N型電池片滲透率提高等因素影響，線徑細線化的演進速度進一步提高，較小的線徑和介質粒度有利于降低切削損耗和生產成本。根據CPIA《中國光伏產業發展路線圖（2021版）》，2021年金剛線母線直徑已下降至43-56μm。目前，行業內主流廠商已掌握35μm規格碳鋼線（對應母線直徑約40μm）生產技術，逼近碳鋼絲母線的物理性能極限。硅片切割過程中，母線需要有足夠的力學性能，40μm以下的鋼絲存在破斷拉力偏小、切割能力不足等問題。以鎢絲線作為金剛線母線，在強度等方面具備優勢，進一步細線化空間大，有希望成為金剛線母線發展的主要方向之一。如鎢絲線能克服產能、線長、品質穩定性等產業化難點，得到廣泛應用，將有望進一步降低金剛線線徑，從而推動下游光伏行業降本增效。金剛線行業概況（一）金剛線逐步實現在光伏行業的完全滲透2011-2014年，金剛線在光伏行業滲透率較低，主要是因為2014年前，金剛線產品供應主要集中于日本供應商，金剛線單價較高，同傳統砂漿游離磨料切割硅片相比，不具備成本優勢；同時，國內金剛線生產企業的產品開發，尚處于起步階段。2015-2016年，金剛線在單晶硅切片領域的滲透率提升至35-55%，主要是因為國內金剛線生產企業在產品生產技術取得突破，打破日本供應商在行業內的壟斷，金剛線產品單價由2014年的300-600元/公里下降至2016年的200-500元/公里；同時，單晶硅相較多晶硅質地更為均勻，從而率先實現金剛線工藝配套。相較傳統砂漿游離磨料切割工藝，金剛線切割速度提高4-5倍，切割硅片出片率提升15-20%，此外切片質量更為穩定，對環境污染較小。但2015-2016年，金剛線在單晶硅切片領域的滲透率仍較低，主要是因為金剛線在多晶硅切片領域，尚未解決金剛線切割導致的后端制絨工藝問題，影響多晶硅片的轉化效率。2017年至今，金剛線在單晶硅切片及多晶硅切片領域的滲透率逐步提升；一方面，單晶硅切片領域率先實現金剛線工藝的全面應用；另一方面，多晶硅切片領域通過黑硅及PERC等技術的成熟解決了后端制絨工藝問題，大幅降低成本的同時提升了電池效率，帶來了金剛線在多晶硅片切割應用的快速發展。此外，隨著金剛線切片技術的大規模應用，單晶硅片的生產成本大幅下降；同時，由于單晶硅片的轉化率更高，相較多晶硅片逐步體現出性價比優勢。2021年，單晶硅片市場份額達94．5%，因此，目前金剛線切割硅片主要應用于單晶硅片切割領域。（二）金剛線行業市場需求不斷擴大2011年以來，光伏裝機規模擴增帶動硅片產能及產量增長；同時，金剛線切片工藝實現在硅片切割領域的完全滲透，共同推動金剛線市場容量不斷擴大。根據中國光伏行業協會數據，2021年全球光伏新增裝機規模同比增長31%達到創歷史新高的170GW，樂觀估計2022年到2025年全球新增光伏裝機容量仍將維持持續增長趨勢。受益于下游行業的增長，金剛線未來市場需求也將不斷擴大。（三）金剛線行業市場競爭加劇金剛線產品市場容量的擴大，主要受益于下游行業光伏發電市場競爭力的提升。因此，下游光伏行業降本增效的趨勢，亦推動金剛線行業技術、成本等的市場競爭。其中，技術競爭主要體現為金剛線產品的細線化，成本競爭主要體現為通過規模化生產降低產品的單位成本。金剛線直徑及微粉粒度同硅片切割質量及切削損耗量相關，較小的線徑和微粉粒度有利于降低切削損耗和生產成本，因此金剛線線徑將呈不斷下降趨勢。除金剛線產品技術的細線化競爭外，以美暢股份、聚成科技、高測股份等為代表的企業通過單機9線、單機12線、單機15線等的產能升級改造以及新建產能等方式，實現產品規模效應，提高產品成本競爭力。金剛線行業發展趨勢相較于碳鋼線，鎢絲線具備高破斷拉力值、高扭轉值等優異性能表現，在使用更細的線徑后，能夠有效降低硅片生產環節的碎片率。在目前硅料價格較高的背景下，盡管鎢絲線相較碳鋼線單價更高，硅片生產企業使用鎢絲線，仍能通過減少切割的硅損耗提升生產效益。金剛線線徑越細，鋸縫越小，切割時產生的鋸縫硅料損失越少，同樣一根硅棒可切割加工出的硅片數量越多，制造硅片所需的硅材料越少。金剛線母線直徑已由2016年的80μm降至2019年的50μm，相應降低了切割料損。全球范圍內，以光伏、風電為代表的可再生能源在全球能源消費結構中的比例不斷上升成為全球能源結構轉型的發展方向。光伏行業高景氣，帶動金剛線需求放量平價上網疊加雙碳背景，全球光伏需求放量高增。盡管受硅料產量限制，2021年內光伏行業全球及國內市場保持高景氣度，CPIA統計數據顯示2021年內全球光伏新增裝機量高達170GW，同比增長30．77%。全球幾大主流市場中，歐盟實現裝機25．9GW，同比增長34%；美國實現裝機26．8GW，同比增長39．6%；印度實現裝機11．89GW，同比增長218%。2021年內我國實現光伏裝機54．88GW，同比增長13．9%，其中分布式光伏新增裝機29．28GW，占比高達53．4%，史上首次突破50%；戶用光伏新增裝機21．6GW，同比增長113．3%，創歷史新高。光伏硅片行業概況（一）光伏硅片產量持續擴張光伏行業裝機需求持續增長，帶動上游原材料市場需求攀升。在光伏硅片制造環節，硅片生產企業持續擴增硅片產能，滿足下游市場需求。2011-2021年，全球及中國硅片產量年均復合增長率分別達20．53%、27．50%，硅片產量快速增長。同時，隨著國內硅片生產企業逐步擴產，市場光伏硅片產能逐漸向中國集中，2019-2021年，中國硅片產量占全球硅片產量的比例均在95%以上。（二）硅片生產企業硅料采購成本持續攀升2020年以來，受光伏發電逐步實現平價上網、行業投資回暖、疊加多晶硅產能擴張周期較長等因素影響，多晶硅價格持續上漲，多晶硅價格在2019年初至2020年一季度保持穩定；2020年4月初至2022年6月末，多晶硅致密料價格由7．3萬元/噸上升至27．2萬元/噸。硅片生產企業硅料采購成本持續攀升。（三）硅片產品向大尺寸、薄片化方向迭代鑒于硅料成本在硅片成本結構中占80%以上，在光伏行業持續推進降本增效的背景下，大尺寸有助于攤薄光伏產業鏈各環節的加工成本，薄片化有利于降低硅耗和硅片成本。因此，硅片生產企業產品向薄片化、大尺寸方向迭代。根據中國光伏行業協會的數據，2020年158．75mm和166mm尺寸合計約占80%，2021年硅片大尺寸化進程加快，166mm、182mm、210mm尺寸合計占比超過80%，其中182mm和210mm尺寸合計占比由2020年的4．5%迅速增長至45%。同時，截至2021年末，166mm、182mm產品的主流厚度已降至160μm，210mm產品的主流厚度已降至165μm；預計在2022年內，166mm、182mm產品的主流厚度有望達成150μm，210mm產品的主流厚度降至155μm。硅片生產企業上游行業亦緊跟薄片化、大尺寸技術發展方向，進行技術升級和產品更新。其中，金剛線為硅片切割環節主要耗材，金剛線行業生產企業亦積極響應下游硅片生產企業降本增效需求，不斷推進細線徑金剛線產品，降低硅片切片環節硅料耗用量。金剛線技術發展金剛石微粉需要具有一定導電性，才能隨鎳沉積而被固定在母線表面，進而制備金剛線。為使金剛石微粉具備導電性，一般采用化學鍍的方式，使微粉表面沉積金屬鍍層。金剛線制備過程中，微粉在酸性體系環境中，表面金屬鍍層容易受到酸性腐蝕而脫落，導致上砂能力減弱、上砂不均、微粉結合力不足。因此金剛石微粉金屬鍍層需要具備強結合力、高耐腐蝕性能。通過高頻超聲酸刻蝕技術工藝，實現化學鍍金屬層金屬活化點生長在金剛石刻蝕凹坑內，增強其結合力；通過使用添加劑并精準控制工藝參數，提升鍍層耐腐蝕能力。金剛石微粉作為金剛線的主要原材料之一，其質量對于金剛線品質有著較大影響；如在母線上分布不均，出現堆積、團聚等問題，將影響金剛線的使用效果。金剛線微粉復合工藝為微粉制作完成后增加的一道鈍化工藝。該技術通過在微粉表面形成一層鈍化膜，改善其自身物理性能，最終實現微粉在上砂過程中均勻分布在母線上。金剛線PLC全自動過程控制技術通過計算機模擬系統，使得金剛線生產在一定程度上具備自動化。該技術可以控制制程工藝參數，保持相關參數處于最佳的工藝參數范圍，以穩定產品質量。同時，該技術已實現視覺系統與自動加砂控制系統的聯動，通過視覺系統監測顆粒密度變化情況，通過自動加砂量控制母線上微粉的顆粒密度，通過對于電鍍液液位、溫度、PH值的精準監測，實現自動補水、溫度控制以及PH值等關鍵參數的控制，從而促進產品質量的穩定性。隨著金剛線產品的持續生產，鍍液中積累的金屬離子、有機添加劑等雜質不斷增加，此類雜質積累到一定程度會影響鍍層質量，導致鍍層脆性增加，進而影響下游客戶使用效果。隨著光伏切片技術的不斷發展，下游硅片生產企業愈發關注出片率和生產成本，在切片綜合良率、切割過程斷線率、耗線量等方面提出更高的要求。金剛線高效上砂技術是根據多年經驗自主研發的一套基于上砂工藝+核心設備的金剛線制備技術。該核心技術通過嚴格控制上砂工藝，實現上砂密度、上砂均勻性、上砂形態等關鍵指標精準把握，通過控制鍍液體系、添加劑、鍍層厚度與微粉粒徑匹配性，實現對微粉結合力、母線脆性等機械性能的把控，從而滿足不同下游客戶對于切割工藝的需求。同時，該核心技術通過對設備張力系統、導電系統的優化創新，實現了不同規格金剛線的精控制生產，尤其對于規格在35線及以下的產品，可以在低張力、高線速下精準控制不同位置電流，以保證多線機臺各位置金剛線的一致性。金剛線母線作為金剛石微粉的載體，其自身破斷強度、韌性等方面直接影響金剛線產品的性能，其表面的拉拔溝槽、合金分布等直接影響上砂效率及鍍層的結合力。金剛線行業技術先進性及具體表征金剛線的主要應用領域為硅片的切割生產環節，下游光伏行業的需求動向基本決定了金剛線技術的發展趨勢。為順應下游光伏行業向大尺寸+薄片化的方向發展，持續降低硅片切割的非硅成本，金剛線行業技術保持持續創新，不斷向著三高一低（即：高出片率、高質量、高速度、低線耗）的目標不斷邁進。金剛線行業發展概況金剛線采用如電鍍或樹脂等特殊技術手段，將堅硬的金剛石均勻的固定在鋼線上，利用鑲嵌有金剛石的鋼線和待切割材料之間的相互摩擦作用對硬脆材料進行切割。相對于傳統砂漿切割，具有切割速度快、切片品質高、切割損耗小、切割液更環保等優點。金剛線規模應用始于2007年，主要用于藍寶石切割。2010年左右，金剛線切割技術逐步開始應用于光伏領域，包括硅開方、硅截斷和硅切片。早期切割設備與耗材（即金剛線）主要依靠進口，成本相對較高。2014年以來，隨著技術的成熟以及國產設備和材料廠商崛起，金剛線切割成本實現快速下降，相對砂漿切割的優勢逐漸明顯，應用規模迅速擴大。隨著隆基股份、TCL中環等領先硅片企業開始轉向金剛線切片。在單晶切片領域，金剛線切片已在2017年全面取代砂漿切片；隨著黑硅、添加劑法等工藝解決了金剛線切割硅片損傷層淺、反射率高的問題，多晶領域金剛線切片的