中泰证券2022年光伏设备行业投资策略

1 光伏设备投资框架分析

1、光伏设备分类

光伏设备包括四大类硅料设备、硅片设备、电池设备、组件设备。

2、光伏设备投资框架

光伏设备投资逻辑①终端需求的二阶导。光伏设备需求与全球光伏装机容量密切相关。这种关系为t 年全球光伏装机容量与 t-1 年全球光伏装机容量的差值为 t 年的全球光伏新增装机容量，而 t 年全球光伏新增装机容量与 t-1 年全球新增装机容量的差值才是光伏增量产能的需求。

基于这种二阶导关系，单纯从下游光伏装机容量角度来看，光伏设备的需求更为平滑，前者主要为后者提供了长期发展空间。

3、2020-2021光伏设备市场回顾及展望

2020-2021 年是光伏设备大年。复盘 2020 年以来的光伏设备行情，2020 年是电池环节需求二阶导放量（通威、隆基电池扩产）、2021 年是硅片环节需求二阶导放量（硅片新势力扩产），从而带动光伏设备企业业绩提升，同时伴随大尺寸、HJT、TOPCon 等新技术落地带动光伏设备企业估值提升。

由于上游原材料上涨，能源成本上升，光伏在 2021 各环节均开始出现新的技术变化，背后核心矛盾是现有的产业链降本已到瓶颈期。从光伏设备股的涨跌幅及背后的逻辑来看，硅片设备受益于终端需求二阶导，电池设备主要是技术迭代带动的更新需求预期。（双良节能主要是设备到硅片的逻辑）

2 下游需求二阶导影响趋弱

1、需求端2022 年光伏新增装机容量有望达 210GW

下游需求二阶导影响趋弱

光伏需求2022 年供给释放 + 新技术资本开支奠定需求大年。硅料531 后第一次大规模供给释放，供给瓶颈将打破；硅片2021 年是产能释放年，2022 年是产量释放年；电池2021 年全行业亏损，2022 年 N 型资本开支有望大规模释放，效率预计将从 23% 提升至 24%。集邦咨询预计 2022 年全球光伏新增装机容量将超过 210GW。

政策保障组件价格最高达到 2.2 元 / w，当前价格集中在 2-2.05 元 / w。从指标端看，风光基地一期 100GW 有望于 2023 年前并网，未来 2 年年均规模有望超过 50GW，后续还有二期规划。此外根据各省保障性规划，光伏规模超 65GW，大部分需要 2022 年底前并网。

2、供给端2022 年各环节产能分析

硅料环节价格下降利好光伏全产业链，产能预计持续扩张。2022 年硅料产能预计将达到 250-300GW，且未来几年持续有资本开支。存量产业链中，硅料资本开支节奏滞后于硅片，滞后于电池。从设备端来看，第一轮硅料设备投产高点在 2020 年 10 月 – 2021 年 3 月，考虑到即使跌破 200 元 / KG，硅料环节依然利润丰厚，预计 2022 年行业将持续扩产。

硅片环节行业盈利承压，新增产能预计将放缓。2021 年是硅片扩产大年，截至 2021 年底硅片行业名义产能超过 350GW，总产能供过于求，过剩产能以及硅料较难取得将导致 2022 年不仅小型厂家的淘汰会加速，大厂、垂直整合厂的老旧炉台也可能面临关停。从结构来看，硅片环节自 2019 年后新玩家持续增加，2020 年扩产产能基本为 182、210 等新产能，预计截至 2021 年底新产能规模将超过 200GW，从而带动 2022 年行业整体盈利承压。在这一背景下，硅片产能受竞争格局分化可能导致持续扩产，但预计规模相较 2021 年增量不明显，且由于行业整体盈利承压向上传导后或将导致设备环节毛利率下滑。

电池环节盈利能力将迎复苏，新技术助推产能破局。2021 年电池扩产主要集中在 Q1，此后受盈利能力下滑影响扩产规模持续降低。截至 2021 年底预计电池行业名义产能超过 350GW，总量处于过剩；但大尺寸产能预计为 150GW 左右，结构性仍具备缺口。随着硅料降价，预计 2022 年大尺寸电池盈利能力将迎来复苏。但考虑到 HJT、TOPCon 等技术正加速落地，预计纯 PERC 新增产能将出现下滑，新技术产能有望迎来爆发。

组件环节大尺寸阵营之争带动设备二次迭代。2021 年底组件产能预计超过 400GW，但大尺寸总产能预计为 150-200GW，总量过剩但具备结构性缺口，预计 2022 年大尺寸组件产能仍将持续扩张。但对于组件设备尤其是串焊机而言，在 182 与 210 阵营之争下，有望取得两次迭代，即大尺寸替代小尺寸、210 替代 182（电池端通常购买 210 设备向下兼容，大尺寸只有一次迭代），因此仅考虑二阶导需求，组件设备业绩相对更具备持续性。且 HJT 替代 PERC 进程中，串焊机仍需要一轮资本开支。

3 硅料新技术颗粒硅

1、颗粒硅原理与工艺介绍

改良西门子法目前全球主流的硅料生产工艺，原理是 1050℃左右的硅芯上用氢气还原三氯氢硅，生成多晶硅沉积在硅芯上。还原工艺采用多晶硅还原炉，其将分解的硅单质沉积在硅芯上慢慢长成硅棒，这种工艺经过西门子改良后基本实现无排放且安全性大幅提升，从而推广。基于此，改良西门子法是利用多晶硅还原炉，采用气相沉积的方式生产棒状硅的工艺。

硅烷流化床法（FBR）原理是将细小的硅颗粒种子铺在有气孔的流化床层上，然后从下面通入硅烷，这时硅颗粒种子具备流体特征，在加热等反应下，硅单质沉积在硅颗粒种子上，生成体积较大的硅粒，通过出料管送出流化床设备。基于此，硅烷流化床法是利用流化床设备，采用硅烷裂解的方式生产颗粒硅的工艺。

2、颗粒硅碳足迹是推进亮点

颗粒硅的优势一是成本更低，重点关注减碳前景。颗粒硅投资强度、电耗、人工成本更低。2021 年 6 月，中能硅业拿到国内颗粒硅首张碳足迹证书，每千克颗粒硅碳足迹数值为 20.74 千克二氧化碳当量（对标瓦克 57.559 千克）。二是投料优势。对于多次装料拉晶（RCz）工艺，颗粒硅能够减少对炉壁损伤，且流动性更优；对于连续拉晶（CCz）工艺，颗粒硅可以 100% 满足投料需求，具备更佳的适配性。

颗粒硅的劣势一是 “碳”，即颗粒硅碳元素含量相对较高最终影响拉晶品质；根据协鑫披露目前生产的颗粒硅碳含量低于 0.4PPMA，达到客户量产标准。二是 “氢”，即颗粒硅含氢量高导致出现跳硅问题。根据江苏中能反馈，通过加热后能够对氢进行释放，目前氢含量已降至 10PPM。三是 “粉”，即粉尘问题影响拉晶品质。

4 硅片新技术铸锭单晶、N 型

1.1、铸锭单晶原理及优势介绍

铸锭单晶（cast-monowafer）介绍铸锭单晶硅片指采用多晶铸锭炉，在常规多晶铸锭工艺的基础上加入单晶籽晶，定向凝固后形成方型硅锭，并通过开方、切片等环节，最终制成单晶硅片。铸锭单晶的优势①对硅料要求低，硅料成本是常规拉晶的一半以下；②采用多晶技术，电耗更低。

铸锭单晶的问题①转换效率较拉晶有所降低；②单晶出材率。协鑫是行业先行者，其于 2011 年发布 “鑫单晶”，此后持续完善，但尚未大规模推广的原因是单晶出材率低，摊薄了硅料及电耗成本。2021 年，以海源复材、金阳新能源为代表的企业在传统基础上进行改进，进一步提高了出材率。

1.2、铸锭单晶不是颠覆，而是资源回收利用

铸锭单晶是对直拉单晶的补充。铸锭单晶所采用的硅料来源为四类①直拉单晶不能使用的硅料，如头尾料、碎料等；②切片产生的废料；③单晶硅料不能用的回料，如锅底料；④报废组件回收料。

海源复材是目前 A 股铸锭单晶龙头，其第一大股东赛维目前已取得 3 万吨回收硅料项目生产线批复，预计 2022 年将实现 GW 级铸锭单晶硅片产能释放。

2.1、N 型硅片: 工艺介绍

N 型硅片是高效电池的倒逼需求。P 型硅片是指掺硼的硅片，N 型硅片是指掺磷的硅片，N 型硅片具备更长的少数载流子寿命。转换效率越高的电池结构对少子寿命越加敏感，因此目前 TOPCon、HJT、IBC 等高效电池均是建立在 N 型硅片的基础上进行发展。

工艺变化目前 N 型硅片的成本较 P 型高，且初始投资更高。相比于 P 型硅片，N 型硅片工艺变化的核心在于提高硅片的品质，方式主要包括选用更高纯度的硅料、采用不同的破碎 / 清洗工艺、采用更高纯度的热场。

2.2、N 型硅片: 2022 年有望出现 10GW 级扩产

N 型硅片也更易于实现薄片化，2022 年有望大规模扩产。2020 年 P 型硅片的平均厚度为 175μm，用于异质结的 N 型硅片平均厚度为 150μm，用于 IBC 的 N 型硅片为 130μm。N 型硅片目前渗透率仍较低，2020 年仅为 3.3%。2021 年 11 月金刚玻璃向中环采购 N 型 G12 光伏单晶硅片，采购数量不少于 7010 万片，预计金额总计约 6.67 亿元。

N 型硅片对硅片设备的影响N 型硅片在拉晶过程中需要对单晶炉进行改造，需要采用纯度更高的热场，用以提升少数载流子的寿命。以导流筒为例，其纯度等级分为 I 级 < 200PPM、II 级 < 100PPM、III 级 < 30PPM，分别满足光伏 P 型单晶、N 型单晶和半导体硅单晶的生产要求。重点看好金博股份、天宜上佳等热场设备标的。

5 电池新技术TOPCon、HJT、IBC 以及钙钛矿

TOPCon（TunnelOxidePassivatedContact，隧穿氧化层钝化接触）通常采用 N 型结构，与 PERC 相比的改进是增加了遂穿层，其包括两层结构一是 1-2nm 的超薄 SiO2 作为遂穿层实现钝化，二是 100nm 的掺杂多晶硅层形成背面的异质结结构。

优点转换效率相较于 PERC 更高，且能够与 PERC 产线进行兼容，2021 年平均转换效率超过 24%。

缺点产线具备持续升级压力；工艺较为复杂，良率相对较低。

6 组件新技术串焊工艺匹配

组件设备组件设备是指将电池片进行串联和并联形成组件的设备，包括串焊机、汇流条自动焊接机、层压机、削边机、EL 测试仪、全自动装框机、接线盒设备、清洗设备、IV 测试仪。

市场空间截至 2020 年底组件设备单 GW 投资额已降至 6300 万元，其中串焊机设备是核心，一条 250MW 的产线需配置 4 台串焊机，单台价格在 135-150 万元，即串焊机的单 GW 投资为 2000-2400 万元，是最核心的组件设备。预计 2021 年组件产能扩产 95.1GW（182+210），对应设备市场空间为 60 亿元，对应串焊机市场空间为 20 亿元。

7 投资策略全面拥抱新技术

需求二阶导影响趋弱，新技术变化影响趋强。复盘 2020 年以来的光伏设备行情，2020 年是电池环节需求

二阶导放量（通威、隆基电池扩产）、2021 年是硅片环节需求二阶导放量（硅片新势力扩产），从而带动光伏设备企业业绩提升，同时伴随大尺寸、HJT、TOPCon 等新技术落地带动光伏设备企业估值提升。2022 年，光伏各环节需求二阶导影响将趋弱，在产能相对饱和以及降本面临瓶颈的背景下，各类新技术的降本增效才能带动光伏行业持续破局。