高硬脆材料切割應用行業分析報告作者：上善若水2019年12月

目錄TOC\o"1-4"\h\z\u一、行業基本介紹 41、高硬脆材料簡介及其切割原理 42、高硬脆材料切割技術演變 4（1）傳統切割方式——內圓鋸切割、砂漿切割 5（2）新型切割方式——金剛線切割 53、金剛線切割技術與下游行業的關系 6二、下游應用行業概況 61、下游光伏行業概況 7（1）光伏產業鏈簡介 7（2）金剛線切割的應用 7（3）光伏行業發展現狀 8①需求方面：全球新增裝機規模持續增長，我國新增裝機規模穩居首位 8②供給方面：中國光伏硅片產量超過全球90% 9③政策方面：光伏行業的發展受益于產業政策，但單一市場政策調整不時引發市場波動 10（4）光伏行業發展趨勢 12①需求方面：全球能源結構轉型加快，可再生能源發展前景廣闊 12②供給方面：高效單晶加快取代常規多晶，單晶進入新一輪擴產周期 13③政策方面：光伏應用市場向全球拓展、平價上網陸續實現，政策擾動影響將盡 14（5）光伏切割設備及金剛線產品需求 172、下游半導體硅片行業發展概況 19（1）半導體產業鏈簡介 19（2）半導體硅片行業發展現狀及趨勢 20（3）半導體硅片切割設備及耗材需求 223、下游藍寶石行業發展概況 234、下游磁性材料行業發展概況 23三、行業競爭分析 241、競爭格局 24（1）光伏切割設備市場 24（2）光伏切割耗材市場 252、行業內主要企業 25（1）光伏切割設備領域 25①大連連城數控機器股份有限公司 25②無錫上機數控股份有限公司 26③湖南宇晶機器股份有限公司 26（2）光伏切割耗材領域 26①楊凌美暢新材料股份有限公司 26②浙江東尼電子股份有限公司 26③長沙岱勒新材料科技股份有限公司 27④南京三超新材料股份有限公司 27附件：金剛線切割技術在光伏行業的發展趨勢 27

高硬脆材料切割應用行業分析報告一、行業基本介紹1、高硬脆材料簡介及其切割原理光伏硅材料、半導體硅材料、藍寶石材料、磁性材料、光學玻璃、陶瓷材料等，都具有抗磨損、硬度高、脆性大等共同特點，可統稱為高硬脆材料。高硬脆材料的切割過程是用硬度較高的材料去磨削硬度較低的材料，磨削部分損耗、未磨削部分分離，從而達到切割效果。高硬脆材料加工難度很大，一方面，高硬脆材料硬度很高，較難加工；另一方面，高硬脆材料脆性高，被加工物料容易在加工過程中斷裂。金剛石在莫氏硬度表上的硬度為10，是目前已知的最高硬度的天然形成的材料。常見高硬脆材料的莫氏硬度指標如下表所示：常見高硬脆材料的莫氏硬度指標如下表所示：材料硬度金剛石10碳化硅（金剛砂）9.5藍寶石9硅7石英7陶瓷6-9注：莫氏硬度是表示礦物硬度的一種標準，多在礦物學或寶石學中使用。2、高硬脆材料切割技術演變從高硬脆材料切割技術的發展歷程來看，其切割方法經歷了內圓鋸切割、游離磨料砂漿切割、金剛線切割的技術升級路線，其中每一步改進都帶來了原材料利用率、切割效率的提升和切割成本的降低。（1）傳統切割方式——內圓鋸切割、砂漿切割20世紀80年代以前，高硬脆材料一般采用涂有金剛石微粉的內圓鋸進行切割。隨著光伏和半導體行業的快速發展，由于內圓鋸切割的切縫大、材料損耗多，且對高硬脆材料的切割尺寸也有限制，從20世紀90年代中期開始，切縫窄、切割厚度均勻且翹曲度較低的線鋸切割方式逐步發展起來。線鋸切割以鋼線做刃具，主要分為游離磨料和固結磨料切割兩類。2003年以前，以碳化硅作為游離磨料砂漿的線鋸切割方式主要滿足于半導體行業的需求；2003年以來，隨著光伏發電產業化水平不斷提高，產業規模持續擴大，光伏產業開始步入爆發性增長階段，國內光伏硅片企業迅速發展并使用游離磨料砂漿切割工藝切割硅料。游離磨料砂漿切割在工業切割領域表現穩定，在光伏及半導體行業硅片切割領域廣泛應用。但游離磨料砂漿切割存在加工效率較低、不利于加工更硬的材料且環境污染嚴重等問題。（2）新型切割方式——金剛線切割由于游離磨料線鋸切割具有較多缺點，其逐漸被固結磨料線據切割所替代。固結磨料線據切割是一種在電鍍液中添加一定量的表面包覆有金屬鎳的金剛石微粉顆粒，在電鍍過程中，包覆有金屬鎳的金剛石微粉顆粒沉積在鋼線基體上，金剛石微粉顆粒被包覆進入鍍層而制成的固結線性鋸切工具。相較游離磨料線鋸切割，電鍍固結磨料線據切割具有更高的耐磨性，同時能夠承受更大的切削力，切削時間也大幅降低。以光伏行業為例，固結磨料金剛線切割相對于游離磨料砂漿切割的優勢如下表所示：對比項目游離磨料砂漿切割固結磨料金剛線切割切割磨損磨料顆粒磨損約為60μm。金剛石顆粒磨損約為20μm。以切割硅材料為例，相同線徑下金剛線切割比砂漿切割硅料損耗更低，單位硅料的硅片產出增加20%左右，且砂漿切割最細線徑約為80μm。切割速度砂漿切片機線網速度約為580-900m/min。金剛線切片機線網速度已達到2,000m/min以上。金剛線切割速度約為砂漿切割的2-3倍。輔料消耗PEG懸浮液，較難處理。水基切割液，較易處理。金剛線切割工藝更為環保。3、金剛線切割技術與下游行業的關系一方面，由于金剛線切割具有上述優勢，金剛線切割技術對傳統砂漿切割技術的替代正在快速推進。目前，金剛線切割技術已率先完成在光伏硅材料切割領域的規模化應用，極大地推動了光伏產業提質增效、平價上網進程。在半導體硅材料切割領域，金剛線切割也正逐步推廣應用。在藍寶石材料和磁性材料切割領域，金剛線切割也已成為重要的切割解決方案。另一方面，金剛線切割技術的載體，即切割設備及耗材產品的市場需求，主要受下游行業的發展現狀及趨勢等因素影響。二、下游應用行業概況隨著金剛線切割技術的不斷發展，金剛線和金剛線切割設備的應用領域已涵蓋光伏硅材料、半導體硅材料、藍寶石材料、磁性材料等下游行業。1、下游光伏行業概況（1）光伏產業鏈簡介光伏是太陽能光伏發電系統（photovoltaicpowersystem）的簡稱，是一種利用太陽電池半導體材料的光生伏特效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統。光伏產業鏈可分為硅料、硅片、電池片、組件、光伏發電系統五個環節。從硅料生產到電池組件再到光伏發電系統應用，構成光伏產業鏈上中下游。硅料（硅錠/硅棒）、硅片等基礎產品的生產制造屬于光伏產業上游，光伏電池片和組件等關鍵產品屬于產業鏈中游部分，光伏發電系統應用屬于下游環節。（2）金剛線切割的應用光伏產業鏈主要包括硅料、硅片、晶硅電池片、光伏組件、光伏發電系統5個環節。其中，硅棒和硅片切割是硅片生產環節的主要工序，金剛線切割技術可用于硅棒截斷、硅錠開方、硅片切割，其技術性能直接影響硅片的質量及光伏組件的制造成本，是光伏企業“降本增效”的核心技術環節。從2009年開始，金剛線切割技術被引入到光伏硅材料切割領域，彼時金剛線切割設備和耗材主要依靠國外進口，由于國外廠商的金剛線產品價格較高且產能相對有限，而國內企業尚處于金剛線切割設備和耗材的技術研發階段，因此金剛線切割在國內光伏制造領域仍未取得大規模應用。2014年以來，隨著金剛線切割技術的日趨成熟以及下游金剛線切割設備、耗材供應商技術水平的快速發展，金剛線切割成本快速下降，行業內以隆基股份為代表的光伏單晶硅材料制造企業開始逐步切換到金剛線切割工藝，至2017年金剛線切割在單晶硅領域已全面取代砂漿切割技術。2017年以來，隨著黑硅及添加劑等新技術的出現解決了金剛石線切割多晶硅片反射率過高的問題，金剛線切割技術也開始廣泛應用于光伏多晶硅材料切割領域，根據《中國光伏產業發展路線圖（2018年版）》（中國光伏行業協會，2019年1月發布），至2018年多晶硅切片基本從砂漿切片向金剛線轉換，占比約為95%，預計2019年將被全面取代。目前，主要的光伏單、多晶硅片生產廠商已全面采用金剛線切割工藝。勢勢資料來源：中國光伏行業協會（CPIA）（3）光伏行業發展現狀①需求方面：全球新增裝機規模持續增長，我國新增裝機規模穩居首位自本世紀初以來，光伏發電產業化水平不斷提高，產業規模持續擴大，光伏產業開始步入爆發性增長階段，雖然受全球經濟危機、貿易摩擦以及政策調整等因素影響，行業發展不可避免地出現過一些波動，但新增裝機規模始終保持增長，應用市場范圍也持續拓展，行業整體波動屬性日趨減弱，整體呈現持續穩定增長態勢。2018年全球光伏市場新增裝機規模達到106GW，再創歷史新高，累計裝機規模達到511GW，2007-2018年全球光伏市場年復合增長率超過40%，光伏發電已成為全球增長速度最快的新能源品種。數據來源：中國光伏行業協會CPIA2013年以來，在光伏發電成本下降驅動以及標桿電價政策正式推出等因素推動下，我國已逐步成為全球重要的光伏市場之一。2013年，我國新增裝機容量10.95GW，首次超越德國成為全球第一大光伏應用市場，此后持續保持高基數下的穩定增長趨勢，雖然2018年受“531光伏新政”影響，新增裝機規模同比下滑16.6%，但仍達到44.3GW，并連續6年位居全球第一。截至2018年底，我國光伏累計裝機量達到174GW，穩居全球首位。數據來源：中國光伏行業協會CPIA②供給方面：中國光伏硅片產量超過全球90%在全球光伏產業蓬勃發展的拉動下，中國光伏產業持續健康發展，產業規模穩步增長，技術不斷突破創新，已經由“兩頭在外”的典型世界加工基地，轉變為全球光伏產業的發展創新制造基地，光伏產業已成為中國為數不多的可以同步參與國際競爭的、保持國際先進水平的產業之一。硅片是全球光伏產業鏈中產業集中度最高的環節，產能主要集中在中國。根據中國光伏行業協會《2018-2019年中國光伏產業年度報告》，截至2018年底，全球硅片產量約為115GW，同比增長9.3%，中國硅片產量約為107.1GW，同比增長16.8%，占全球硅片產量的93.1%，其中單晶硅片產量為49.2GW，多晶硅片產量為57.9GW，占比分別為45.9%和54.1%。數據來源：中國光伏行業協會CPIA③政策方面：光伏行業的發展受益于產業政策，但單一市場政策調整不時引發市場波動光伏發電作為可再生的清潔能源，符合各國能源轉型發展方向。從全球光伏產業的發展歷程來看，對處于發展初期、成本較高的光伏產業，政府通過政策扶持以及補貼等方式進行培育和引導，促進其商業化條件不斷成熟后，補貼政策逐步“退坡”，直至最終達到“平價上網”，實現不依賴國家補貼的市場化自我持續發展，符合新興產業的發展規律。在世界各國的大力扶持下，全球光伏產業取得了長足發展，發電成本大幅下降，市場競爭力大幅提高，在部分國家或地區已實現“平價上網”，但在全球范圍尚不完全具備獨立市場競爭的能力，現階段仍需要依靠政府扶持和補貼等政策促進其商業化水平的進一步成熟。因此，光伏市場需求容易受到單一市場政策變動的影響，從而導致行業發生周期性的波動。以中國為例，光伏新增裝機量變化受政策影響較大，2013年、2016年、2017年的相關鼓勵政策有力促進了光伏行業的快速增長。2013年《關于促進光伏產業健康發展的若干意見》發布，以及2016年“630”標桿電價調整，都對行業裝機量造成了巨大影響；而2016年發布的《太陽能發電發展“十三五”規劃》及2017年的隔墻售電政策則推動了分布式光伏裝機需求大規模爆發。2013年和2016年，國內光伏新增裝機量分別同比增長27.55%和47.31%，2017年國內光伏新增裝機量達到53.06GW，創歷史之最。產業政策在推動我國光伏產業發展取得顯著成績的同時，也遇到了一些困難和問題，突出表現為光伏補貼缺口持續擴大等問題。國家發改委、財政部及國家能源局等部門于2018年5月31日聯合發布《關于2018年光伏發電有關事項的通知》，該政策一方面收緊項目指標控制新增裝機規模，另一方面下調補貼，從而引發了新一輪的市場需求收縮和行業調整。光伏行業的技術創新促進了光伏發電成本的持續、快速下降，在較為優厚的政府補貼資金政策支持下或政府刺激投資的政策激勵下，光伏發電企業利潤持續上升，促使光伏裝機量快速增長；快速增長的光伏裝機量增加了政府需支出的補貼金額，而政府在財力約束下只能降低補貼額度；在政府降低補貼額度后，光伏發電利潤下降，新增光伏裝機量預期下降，導致光伏產業鏈需求下降、產能過剩，進而導致光伏企業經營形勢下滑及落后產能淘汰；光伏行業新一輪的技術創新及落后產能淘汰又促進了光伏發電成本的下降。從歷史角度看，光伏行業近年來的每一輪政策調整帶來的沖擊都只是短期擾動，不會改變光伏行業內在的技術驅動屬性。每輪行業洗牌，優質企業都能通過研發創新來提質增效，依靠新技術、新工藝的應用來控制成本渡過調整期，并且在下一輪的行業復蘇時，依靠技術優勢贏得更大的市場份額和行業地位。（4）光伏行業發展趨勢①需求方面：全球能源結構轉型加快，可再生能源發展前景廣闊長期來看，全球能源轉型為光伏產業發展提供了廣闊市場空間。當前，全球能源體系正加快向低碳化轉型，可再生能源規模化利用與常規能源的清潔低碳化將是能源發展的基本趨勢，加快發展可再生能源已成為全球能源轉型的主流方向。根據國際可再生能源機構（IRENA）發布的《全球能源轉型：2050路線圖（2019年版）》（以下簡稱“2050路線圖”）的數據，2050年全球光伏裝機量將達到8,519GW，風電裝機6,044GW，光伏和風電將占到全球電力裝機的73%。“2050路線圖”對光伏等清潔能源的前景預測情況如下圖所示：資料來源：國際可再生能源機構（IRENA）中期來看，全球光伏發電已進入規模化發展新階段。太陽能在解決能源可及性和能源結構調整方面均有獨特優勢，將在全球范圍得到更廣泛的應用。根據歐洲光伏行業協會（SolarPowerEurope）發布的《全球市場展望2019-2023》的中性預測，全球光伏發電累計裝機量將在2021年達到900GW，2022年達到1.1TW，全球光伏年新增裝機容量到2022年有望突破200GW，全球光伏發電新增裝機量將在未來兩年甚至更長時間內保持2位數的年增長率。《全球市場展望2019-2023》的預測情況如下圖所示：數據來源：歐洲光伏行業協會《2019-2023全球市場展望》短期來看，綜合多家權威研究機構（包括彭博新能源財經、IHSMarkit、EnergyTrend、SolarPowerEurope等）的預測，2019年全球光伏新增裝機量將在110GW至130GW之間。各家研究機構的預測值如下表所示：研究機構對2019年全球光伏新增裝機量的預測值單位：GW機構名稱預測2019年全球裝機量彭博能源財經（BloombergNEF）117-130IHSMarkit129集邦新能源網（EnergyTrend）＞120歐洲光伏行業協會（SolarPowerEurope）128數據來源：中國光伏行業協會（CPIA）②供給方面：高效單晶加快取代常規多晶，單晶進入新一輪擴產周期根據《2018-2019年中國光伏產業年度報告》，截至2018年底，全球主流光伏單晶硅產能約為75GW左右，其中隆基股份28GW、中環股份25GW、晶科能源5.5GW、晶澳集團4.5GW，以及其他廠商合計12GW。隆基和中環在單晶硅片環節的產能占比高達70%以上，呈現雙寡頭壟斷格局。2018年中國單晶硅片市場占有率情況如下圖所示：資料來源：各公司公開信息2019年以來，主要單晶硅企業中環股份、隆基股份、晶科能源等先后宣布進行單晶硅片擴產，光伏行業迎來新一輪擴產周期。2019-2021年主要光伏企業單晶產能擴產計劃企業名稱2018年產能（GW）2019年以來單晶硅片擴產計劃隆基股份282019年達到36GW，2020年達到50GW，2021年達到65GW。中環股份252019年3月公告，計劃未來擴產25GW。企業名稱2018年產能（GW）2019年以來單晶硅片擴產計劃晶科能源5.52019年4月、11月分別宣布擴產5GW，共擴產10GW。數據來源：各公司公告由于單晶路線已經確立，隨著光伏市場需求的擴張，單晶產能將待進一步擴大，其市場占有率將持續提升。隨著行業內落后產能加速淘汰、光伏平價上網的臨近，高效單晶產能擴產將持續推升硅片生產設備和金剛線的市場需求。③政策方面：光伏應用市場向全球拓展、平價上網陸續實現，政策擾動影響將盡光伏發電能否大規模應用，從根本上取決于其發電成本能否降低到與常規能源同樣或更低的水平。因此，光伏發電替代常規能源、推動能源結構轉型，需要促進其單位發電成本不斷降低。對尚處于發展初期、成本較高的光伏產業，通過國家扶持政策以及補貼等方式進行培育和引導，有利于促進其商業化條件不斷成熟。但產業政策只能在光伏行業發展的初期起到一定的支持作用，如果最終發展成為可被人類廣泛應用的能源形式，光伏發電依然需要滿足市場化的經濟性條件。隨著光伏應用市場向全球拓展、平價上網在全球各國家或地區陸續實現，政策擾動對行業造成的影響即將消逝，光伏行業正在走向自主商業化發展的新階段。全球需求去中心化趨勢明顯，光伏行業逐步擺脫單一市場的政策制約以德國為代表的歐洲國家最早開始重視光伏產業，通過出臺可再生能源法案以及啟動光伏示范項目、實施光伏上網電價補貼政策等措施，一躍發展成為全球最大的光伏市場，全球光伏產業也因此在2011年以前形成了單一依賴歐洲市場的不均衡市場格局。受歐洲地區“示范效應”影響，世界各國加大了對光伏產業的扶持力度，特別是2013年以來，以中國、美國、日本以及印度等為代表的大批新興市場迅速崛起，市場重心加快從歐洲單一市場向全球化市場轉移。全球新增裝機量超過1GW的國家已由2010年的3個增加至2018年的11個；據歐洲光伏行業協會預估，2019年全球GW級國家將進一步增加到16個。由此可見，全球光伏市場需求“去中心化”趨勢明顯，形成了傳統市場與新興市場相結合、更加均衡的多元化市場格局。2017-2019年全球光伏每年新增裝機容量超過1GW的市場個數數據來源：歐洲光伏行業協會《2019-2023全球市場展望》隨著近年來全球各國在光伏技術研發和應用領域不斷進步和發展，光伏應用市場由歐洲單一市場向全球化市場的拓展，不但極大擴展了光伏應用市場的地域和范圍，為光伏產業發展提供了更加廣闊的市場空間，還徹底改變了過去過度依賴單一市場的不均衡市場格局，有效降低了單一市場需求波動對行業整體發展的影響，從而有利于全球光伏產業更加健康、平穩和可持續發展。光伏發電平價上網在即，市場空間向上打開，行業進入自主發展新階段在光伏產業技術水平持續快速進步的推動下，光伏發電成本步入快速下降通道，商業化條件日趨成熟，與其他能源相比已經越來越具有競爭力。根據國際可再生能源署（IRENA）《2018年可再生能源發電成本報告》，2010-2018年全球光伏發電加權平均成本已由37美分/度大幅下降至8.5美分/度，降幅超過77%。印度、沙特、埃及、約旦、美國、墨西哥、智利等國多個光伏發電拍賣和購電協議（PPA）價格已達到2美分/度上下范圍，2019年6月巴西A-4可再生能源拍賣中，光伏發電平均中標價達到1.75美分/度（約合0.12元人民幣），刷新了全球光伏電價的新紀錄。2019年我國第一批光伏發電“平價上網”項目申報數量達到168個，累計規模達到14.78GW，目前光伏發電在全球部分資源優良、建設成本低、投資和市場條件好的地區已率先實現平價，大量項目已無需補貼政策支持。隨著行業技術水平的提高，未來光伏發電成本仍有較大下降空間，IRENA預計到2020年光伏發電成本將進一步下降至4.8美分/度，屆時大部分新建集中式光伏項目的發電成本都將低于新建化石能源項目。光伏發電實現“平價上網”后將不再依賴政策補貼，成為一種具有成本競爭力的、可靠的和可持續性的電力來源，行業的未來發展也將從依靠國家政策擴大規模的發展階段轉變為通過提質增效、技術進步逐步擺脫補貼并由市場驅動發展的新階段，光伏行業的向上空間將逐漸打開，從而極大帶動上游產業的健康持續發展。（5）光伏切割設備及金剛線產品需求光伏切割設備及金剛線產品服務于光伏硅片切割環節，產品需求與下游客戶的硅片產能及產量息息相關。一方面，光伏切割設備需求取決于下游客戶硅片產能的新建需求，而硅片產能的新建需求主要來自于光伏年新增裝機容量自然增長帶來的產能新建需求，以及光伏切割設備及金剛線產品性能持續提升帶來的先進硅片產能對落后硅片產能的更替需求；另一方面，金剛線產品需求與下游硅片制造廠商硅片年產量直接相關，即隨著硅片年產量增加，下游客戶對金剛線產品需求亦將有所增加。根據歐洲光伏行業協會（SolarPowerEurope）發布的《全球市場展望2019-2023》，全球光伏發電累計裝機容量在2018年達到了約500GW，2022年將超過1,100GW，年均復合增長率約為22%；2018年新增裝機量約為100GW。由上述數據計算，2018年至2022年全球光伏累計和新增裝機容量情況如下表所示：項目2018年2019年2020年2021年2022年累計裝機容量/GW500610.00744.20907.921,107.67年均復合增長率22%年新增裝機容量/GW100110.00134.20163.72199.74△年新增裝機容量/GW-10.0024.2029.5236.02注：①2019年至2022年的累計裝機容量，按照2018年500GW、復合增長率22%計算得出；②2019年至2022年的年新增裝機容量，按照2019年至2022年累計裝機容量計算得出；③“△年新增裝機容量”即2019年至2022年新增裝機容量的年度間增量。由上表可見，如不考慮設備更替需求以及單晶對多晶產能的替代需求，“△年新增裝機容量”可近似作為硅片的產能缺口，用于估算業內公司下游硅片企業的產能新建需求。“年新增裝機容量”可近似作為硅片的年需求量，用于估算業內公司下游硅片年產量。因此，2019年至2022年，“△年新增裝機容量”平均每年為25GW，即為硅片產能新建需求；“年新增裝機容量”平均每年約為152GW，即為硅片年產量。根據業內公司光伏切割設備單位產能和單晶自動化流水線配置方案，建設1GW單晶硅片產能需要配置2臺單晶截斷機、6臺單晶開方機、8臺磨倒一體機和16臺金剛線切片機，結合業內公司相關設備產品最新市場價格計算，1GW產能需要配置5,340萬元上述光伏切割設備，具體情況如下表所示：設備類別不含稅單價（萬元/臺）1GW產能所需設備（臺）1GW產能所需設備（萬元）單晶截斷機1702340單晶開方機1406840磨倒一體機16081,280切片機180162,880合計--5,340根據每片硅片（約4W）需耗用金剛線約1.5米測算，生產1GW硅片需要37.5萬千米金剛線，按60元/千米不含稅單價計算，即2,250萬元金剛線需求。綜上，2019年至2022年，光伏切割設備市場容量平均每年約13.35億元（25GW*5,340萬元），金剛線產品市場容量平均每年約34.20億元（152GW*2,250萬元）。因此，光伏切割設備和金剛線產品合計市場容量平均每年約47.55億元。2、下游半導體硅片行業發展概況（1）半導體產業鏈簡介①半導體產業鏈半導體產業鏈上游包括制備半導體的材料以及所需設備；中游則是利用設備和原材料進行半導體制備；下游是個人電腦、汽車、消費電子等集成電路應用領域。半導體行業中游又分三大部分，分別是芯片設計、芯片制造、芯片封裝測試，其中芯片制造環節主要是使用精密設備對單晶硅片做精細化處理，單晶硅片是半導體產品的基礎。半導體產業鏈：國際半導體設備和材料協會（SEMI）數據顯示，對半導體制造廠商而言，硅片是成本占比最大項，占比32%。半導體硅片對于多晶硅材料的純度要求遠高于光伏硅片；半導體硅片的制造難度亦大于光伏硅片，且制造難度隨著硅片直徑的擴大而提升。硅片的產量和質量直接影響并制約整個半導體產業及更下游的通信、汽車、計算機等眾多應用行業的發展。②半導體硅片行業基本情況半導體硅片生產流程包括拉晶、滾磨切斷、線切割、倒角、研磨、腐蝕、熱退火、邊緣拋光、雙面拋光、最終拋光、清洗、檢測、外延等步驟和工藝環節。硅片制造過程中涉及到多種生產設備，拉晶、成型和拋光是保證半導體硅片質量的關鍵環節，涉及包括單晶爐、滾磨機、切片機、倒角機、研磨設備、CMP拋光設備、清洗設備、檢測設備等多種生產設備。從半導體硅片生產設備來看，由于設備精度要求高，國內和國外技術差別較大，因而目前國內半導體硅片的生產設備需求主要通過進口日本的東京精密、齊藤精機、瑞士的HCT、M&B等廠商的設備來滿足。國內廠商在相關設備進口的替代方面正面臨重要的發展機遇。從半導體硅片的切割技術來看，目前主要采用游離磨料砂漿切割技術。由于半導體硅片對產品質量及一致性要求極高，半導體生產所用硅片的制備難度遠大于光伏硅片，游離磨料砂漿切割技術作為成熟、穩定的技術方案仍在被廣泛應用，而新一代金剛線切割技術在半導體硅片制造領域尚處于驗證推廣階段。參考金剛線切割技術在光伏硅片制造領域的應用經驗，未來一旦金剛線切割技術在半導體硅片制造實現規模化應用，金剛線切割技術的市場規模將大幅提升。（2）半導體硅片行業發展現狀及趨勢半導體硅片行業產業鏈長，品質控制極為嚴格且存在較高的技術壁壘。2018年全球半導體硅片市場份額前五名企業分別為日本信越化學、日本勝高、中國臺灣環球晶圓、德國Siltronic、韓國SKSiltron，合計市場份額接近90%。中國大陸的半導體硅片企業主要生產6英寸及以下的半導體硅片，僅有少數幾家企業具有8英寸半導體硅片的生產能力，12英寸半導體硅片幾乎全部依賴進口。20182018年全球半導體硅片行業市場資料來源：智研咨詢隨著半導體產業從發達國家和地區向中國逐步轉移，2018至2019年，中國大陸迎來晶圓產線投資高峰期，國內8英寸產線投資以及12英寸產線投資均創多年內新高。國際半導體設備和材料協會（SEMI）預計于2017至2020年間投產的前端半導體晶圓廠將達到62座，其中26座設于大陸，占全球總數42%。中國大規模興建晶圓廠，將引發硅片需求規模及供給擴產規模共同走高。需求方面，根據公開數據對2018至2019年中國大陸半導體制造產線的梳理，基于目前產能、未來計劃產能、以及投資額度測算，晶圓制造廠對12寸硅片的需求為2019年約60萬片/月，折合720萬片/年；到2023年需求約500萬片/月，折合6,000萬片/年。供給方面，截至2019年6月，6英寸硅片國產化率超過50%，8英寸硅片國產化率10%，12英寸硅片國產化率小于1%；考慮到下半年部分產能釋放，2019年我國12英寸硅片至少有500萬片的缺口。據公開資料統計，中國大陸目前的8英寸和12英寸大硅片產能情況如下表所示：中國大陸大硅片產能情況企業名稱目前產能（萬片/月）規劃產能（萬片/月）投資額地點8寸12寸8寸12寸硅產業24103660100億元以上上海超硅半導體1235090200億元以上上海/重慶/成都中環半導體30210050200億元以上天津/無錫金瑞泓（立昂微電子）--5240213億元浙江/衢州有研半導體--233080億元德州中芯晶圓--352069億元杭州寧夏銀和--502090億元寧夏合晶硅材料--202057億元鄭州安徽易芯1530億元安徽中晶嘉興100100億元嘉興其他220400億元-合計66153666651,500億元以上-數據來源：芯思想、華夏幸福產業研究院（3）半導體硅片切割設備及耗材需求半導體設備是產業鏈上游重要環節，是生產部門不可或缺的生產資料。無論是上游設計制造，還是下游封裝測試，幾乎每一個產業環節都需要相關設備的投入。因此，半導體設備的支出變化和產能建設、行業景氣程度高度相關。在國內大硅片產能缺口明顯、晶圓廠陸續投建和下游需求確定的前提下，國內企業密集投建大硅片項目。目前規劃投資較大的有中環股份、保利協鑫等傳統光伏硅片制造商，也有金瑞泓、合晶硅材料等傳統半導體硅片制造商。隨著國產硅片的投資與擴產持續增長，半導體硅片切割設備及相關耗材的市場需求也將迎來重要機遇。半導體硅片切割目前主要采用砂漿工藝進行切割，且主要采用國外生產的設備進行切割。未來，隨著金剛線切割逐步實現在半導體硅片切割環節的突破以及國內設備制造廠商技術水平的提升，國產金剛線切割設備有望逐步啟動工藝替代及進口替代進程。3、下游藍寶石行業發展概況藍寶石的化學成分是三氧化二鋁，作為單晶體，其透光范圍為0.14-6.0μm，覆蓋紫外、可見、近紅外到中紅外波段；具有高硬度、高強度、高熱導率、抗熱沖擊品質因子的力學及熱學性能；具有耐雨水、沙塵、鹽霧等腐蝕的穩定化學性能；具有高表面平滑度、高電阻率及高介電性能。這些優良的光學、力學、熱學、化學及電學性能決定了它在軍事及民用領域中的重要地位和作用。藍寶石上游產業鏈主要包括三個環節：設備—長晶—加工（切磨拋）。因此，藍寶石生產主要有兩個環節，即前道的藍寶石長晶和后道的藍寶石切片。藍寶石切片制作包括定向、切片、研磨、倒角、清洗、退火、質檢等步驟。藍寶石優良的光學、力學、熱學、化學及電學性能決定了其應用范圍越來越廣，重要性越來越明顯。藍寶石最初應用于窗口片，包括飛機光電窗口、紅外探測、安防等領域。隨著LED照明興起，藍寶石作為LED襯底片的需求量大幅增加。近年來，消費電子領域應用亦逐步擴大，主要包括智能手機攝像頭保護蓋、智能手表表鏡等。未來藍寶石還可能作為屏幕應用到手機、平板電腦等電子產品上，若如此其需求前景將更加光明。未來藍寶石行業市場空間將進一步擴大，由此帶來的產能提升的訴求將推動上游的藍寶石材料切割加工等設備制造以及金剛線等切割耗材行業的持續發展。4、下游磁性材料行業發展概況能對磁場作出某種方式反應的材料稱為磁性材料。按照物質在外磁場中表現出來磁性的強弱，可將其分為抗磁性物質、順磁性物質、鐵磁性物質、反鐵磁性物質和亞鐵磁性物質。大多數材料是抗磁性或順磁性的，它們對外磁場反應較弱。鐵磁性物質和亞鐵磁性物質是強磁性物質，通常所說的磁性材料即指強磁性材料。在磁性材料領域，我國是磁性材料生產大國，磁性材料是工業和信息化發展的基礎性材料，其硬度高、性脆、忌溫度驟變，機械加工存在一定難度。隨著磁性材料應用的發展，生產企業對加工精度、加工技術的要求也越來越高，傳統的砂漿切割已無法滿足高精度高效率切割的要求。目前，國內磁性材料切割已有少量應用金剛線，但尚處于由砂漿切割向金剛線切割的轉型階段，磁性材料規模化應用金剛線切割首先要解決的是切割設備改造問題。因此，未來金剛線在磁性材料領域的市場份額將由設備改造速度和改造規模決定。可以預見，金剛線將憑借其優異的切割性能成為未來硬脆材料切割領域的主流切割工具，而硬脆材料及制品已廣泛應用于軍工、航空航天、電子、汽車、精密制造、醫療、機場、清潔能源、高速鐵路、石油與天然氣鉆井、地質勘探、家庭裝修等諸多領域，幾乎涉及國計民生的各個領域。因此，作為硬脆材料切割工具，金剛線極大地提高了硬脆材料的加工效率和加工質量，將隨著硬脆材料應用領域的不斷拓展而隨之向相關領域延伸。金剛線技術仍將不斷進步，未來市場發展空間巨大。三、行業競爭分析1、競爭格局（1）光伏切割設備市場2016年以前，光伏切割設備領域占主導地位是以瑞士梅耶博格、日本小松NTC為代表的國際設備廠商。近年來，中國光伏切割設備制造企業的技術水平不斷提升、產品不斷升級進步。從基于金剛線切割技術的光伏切割設備在中國市場進口替代進程的推進情況來看，國產光伏切割設備憑借優異的產品性能和綜合性價比，市場份額逐步提升，目前已占據行業主導地位。近年來國產高硬脆材料加工設備發展迅速，目前國產光伏切割設備已經占據市場主導地位，主要市場份額集中于連城數控、上機數控等國內廠商，日本小松NTC和瑞士梅耶博格的市場份額已經較小。（2）光伏切割耗材市場金剛線制造和應用發源于美、日等發達國家，從早期全球范圍內看，具有國際競爭優勢的金剛線供應商主要集中于日本和美國。日本旭金剛石工業株式會社（Asahi）、日本聯合材料株式會社（ALMT）、美國DMT等國際知名企業在金剛線制造領域處于世界領先地位，按光伏和藍寶石兩個應用領域合并統計，國外廠商早期控制著全球大部分市場份額。隨著國內金剛線廠商的崛起以及進口替代進程的加快，國內企業在金剛線領域已經實現反超。2015年以來，國內金剛線企業生產的金剛線從實驗室走向了工業化生產，通過技術后發優勢大幅提高了生產效率并降低了生產成本。目前，國內金剛線已經基本由國產品牌主導，美暢新材、東尼電子、岱勒新材、三超新材等已占據多數國內市場份額。2、行業內主要企業（1）光伏切割設備領域①大連連城數控機器股份有限公司連城數控成立于2007年9月，主營業務為光伏和半導體行業硅材料加工設備的生產制造和技術研發，主要產品種類有金剛線切片機、單/多晶硅多線切方機、硅方棒全自動磨床、太陽能晶體生長爐、半導體晶體生長爐等。②無錫上機數控股份有限公司上機數控成立于2002年9月，主營業務為各類精密數控機床、通用機床的研發、設計、制造、銷售和服務，主要產品為高硬脆材料專用加工設備和通用磨床設備兩大類別，其中高硬脆材料專用加工設備涵蓋了高硬脆材料開方、截斷、磨面、滾圓、倒角、切片等核心加工步驟，主要應用于光伏、藍寶石等領域。③湖南宇晶機器股份有限公司宇晶股份成立于1998年6月，定位于硬脆材料精密加工機床制造領域，主營業務為精密數控機床設備的研發、設計、生產和銷售，主要產品為具有精密數字控制系統的多線切割機和研磨拋光機，產品主要用于手機觸摸屏及后蓋、光伏、磁性材料、藍寶石等行業。（2）光伏切割耗材領域①楊凌美暢新材料股份有限公司美暢新材成立于2015年7月，主營業務為金剛石工具及相關產業鏈的材料和制品的研發、生產及銷售，主要產品為電鍍金剛石線，可用于晶體硅、藍寶石等硬脆材料的切割。美暢新材是目前國內生產規模、市場份額領先的金剛石線生產企業。②浙江東尼電子股份