2022年硬脆材料切割、金刚石线行业市场需求前景预测及投资战略规划可行性研究

1、硬脆材料切割概况：

（1）硬脆材料简介：硬脆材料是指具备硬度高、脆性大等特点的材料，主要包括光伏晶硅、半导体晶硅、蓝宝石、磁性材料、光学玻璃、陶瓷材料等。随着工业的发展，硬脆材料在各个领域的应用日益广泛。在硬脆材料的切割加工中，主要要求包括：高效率、低成本、窄切缝、无损伤、无环境污染。

（2）硬脆材料切割技术演进情况：近几十年来，硬脆材料的广泛应用推动了切割技术的不断升级迭代，依次经历了内圆锯切割、游离磨料砂浆切割和金刚石线切割，历次技术升级都带来了切割效率的提升和切割成本的降低。

①内圆锯切割技术：内圆切割刀片的内侧边缘电镀有一层金刚石颗粒，切割原理是将切割材料置于刀片的内圆部分，通过刀片的高速旋转使内侧金刚石颗粒与硅料摩擦，从而达到切割效果。由于存在以下劣势，内圆切割的持续应用受到限制：

A.内圆切割一次只能切割1片硅片；B.内圆切割片厚度较大，导致硅料切割时锯缝损耗较高，硅料利用率较低；C.随着硅片尺寸的增大，内圆高速旋转带来的硅表面损伤、裂纹和翘曲变形等问题也愈发严重。

内圆切割技术示意图

②游离磨料砂浆切割技术：游离磨料砂浆切割技术发展于二十世纪末，采用砂浆线切割硬脆材料时，将高强度的切割钢丝布成线网，借助线网的高速运动，携带切割液进入锯缝，再通过切割液中悬浮的磨料（碳化硅微粉）将硅棒研磨分离成多张硅片。相较于内圆切割工艺，砂浆线切割技术一定程度上解决了内圆片切割的效率较低、损伤较大等问题，使硅片生产成本得到一定程度下降，但仍存在切割易断线、磨料环境污染大等问题。

③金刚石线切割技术：金刚石线的切割原理是通过金刚石线的高速运动，使固结在母线表面的金刚石颗粒产生切割能力。金刚石线与砂浆线差异主要在于磨粒的材质及固结方式不同。金刚石是自然界中硬度最高的物质，比碳化硅磨料具有更强的切割力，可以显著提高切割效率；金刚石颗粒固结于母线上，两者之间不产生相对运动，不存在钢线磨损、线锯力学性能衰减等问题，可以减少切割断线率，并且更易于通过细线化方式降低硅片切割的锯缝损失，提高硅料利用率。

传统的砂浆切割和金刚石线切割工作原理示意图

在切割应用方面，金刚石线相比砂浆线的切割优势如下：

中金企信国际咨询公布的《2022-2028年硬脆材料切割行业市场竞争格局调查分析及发展战略规划评估预测报告》

2、金刚石线行业发展概况：

（1）行业的定义和分类：金刚石线主要分为树脂金刚石线和电镀金刚石线，由于制造工艺的限制，脂金刚石线难以满足行业细线化、高强化等趋势，影响客户切割效率和硅片质量，电镀金刚石线已成为行业发展主流，目前主要应用于光伏晶硅、半导体晶硅、蓝宝石、磁性材料等硬脆材料切割，其中光伏领域需求量占比超90%。不同领域对金刚石线的性能和规格要求存在差异，具体情况如下表所示：

（2）行业的发展历程：

①2014年以前，日本产品垄断市场：金刚石线最早是由国外厂商率先进行研发生产，日本旭金刚石于2007年6月推出首款成熟的金刚石线产品。在2014年之前，由于技术先发优势，全球范围内具有竞争优势的金刚石线供应商主要集中于日本，代表性企业有旭金刚石工业株式会社、中村超硬株式会社、瑞德株式会社、联合材料株式会社等，其中以旭金刚石和中村超硬等为主。

早期金刚石线应用于蓝宝石切割，并于2007年实现规模化应用。2009年，金刚石线开始应用于单晶硅切割领域，虽然较砂浆游离磨料切割方式具有巨大优势，但由于金刚石线技术被日本企业垄断，产品售价高昂且产能有限，刚开始未能在光伏行业得到全面推广及应用。

②2014-2015年，国内厂商技术突破，国产替代开启：随着光伏产业链逐步转移至我国，以美畅股份、高测股份、岱勒新材、三超新材等为代表的国内金刚石线生产企业，通过自主研发、与日本厂商开展技术合作等方式，相继突破电镀金刚石线技术，产品规格降至80线及以下，打破了日本企业多年来的技术垄断。自国产化以来，经过持续的工艺优化和产能扩张，电镀金刚石线价格持续降低，并在单晶硅切割领域的渗透率不断提升，同时国内厂商凭借价格优势逐步抢占市场份额，日本进口金刚石线开始退出中国市场。

③2016-2017年，技术替代和国产化替代双重加速，金刚石线需求爆发：自国产化替代以来，金刚石线在单晶和多晶切割领域快速渗透，行业需求爆发式增长，国内金刚石线厂商亦推出扩产计划，并加大技术研发和工艺改进力度，在国内产能释放的同时实现了产品快速迭代。

以TCL中环、隆基绿能为代表的单晶龙头厂商开始大规模使用金刚石线，并率先完善金刚石线切割配套工艺。2016年末金刚石线在单晶硅切割领域渗透率高达80%，并于2017年全面取代原有的砂浆线切割技术。

金刚石线切割多晶硅片时，由于硅片表面损伤层减少，不利于后续腐蚀制绒工艺，因此金刚石线在多晶硅切割领域渗透率提升较慢。2017年，由于发射极和背面钝化电池（PERC）、黑硅制绒等新技术的成熟和推广，解决了多晶硅片反射率过高问题，渗透率快速提升并在次年达到90%。

2016-2025E单晶/多晶硅片金刚线切割渗透率情况

数据统计：中金企信国际咨询

④2018-2019年，“光伏531新政”引发行业震动，落后产能逐步淘汰：2018年5月，国家发展改革委、财政部、国家能源局联合发布《关于2018年光伏发电有关事项的通知》（简称“光伏531新政”），明确提出提高光伏行业发展质量、加快光伏发电补贴退坡、实行竞价上网等三方面要求，给产业链各企业的经营业绩造成较大不利影响。

2018年、2019年光伏装机需求量迅速萎缩，并向产业链上游各环节传导，硅片厂商扩产计划取消或延后，金刚石线需求短期内出现回落，同时各金刚石线厂商前期扩产项目也陆续落地，使得金刚石线市场出现供过于求的局面，产品价格急剧下降明显，多家厂商整个行业经营业绩受到严重影响，国外高成本产能和国内落后产能加速退出中国市场。

⑤2020年至今，“双碳”目标推出，行业迎来新契机：2020年9月，我国宣布“双碳”战略目标，力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，并将光伏、风电等绿色清洁能源作为重要抓手；欧洲、日本、韩国等国家明确了碳中和时间计划，美国政府于2021年重返《巴黎协定》，全球绿色低碳循环经济发展为光伏行业带来了新机遇。

与此同时，随着度电成本的进一步下降，光伏相对传统火电的经济性优势将逐步显现，行业迸发新活力。根据中国光伏行业协会数据，2021年全球光伏新增装机规模同比增长31%达到创历史新高的170GW，乐观估计全球新增光伏装机容量，2022-2025年将分别达到240GW、275GW、300GW、330GW，受益于下游行业的增长，金刚石线未来市场需求也将呈现较高景气度。

中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国金刚石线行业市场发展态势及投资前景可行性报告》

3、行业竞争格局分析：从全球范围来看，早期日本厂商凭借先发优势，基本垄断了金刚石线市场。但由于产品价格较高且产能有限，金刚石线未能在光伏行业得到全面推广及应用。该时期代表性企业有旭金刚石工业株式会社、中村超硬株式会社、瑞德株式会社、联合材料株式会社等10余家厂商。

自2014年-2015年国产化以来，国内厂商电镀金刚石线技术逐渐成熟，以美畅股份、高测股份、三超新材、岱勒新材等为代表的企业产销规模不断提高，产品市场价格持续降低，对日本厂商形成了较大的竞争压力。2018年“光伏531新政”推出后，金刚石线价格大幅下降，国外高成本产能基本退出中国市场。目前全球电镀金刚石线产能主要集中在我国，行业集中度较高，主要企业包括美畅股份、原轼新材、高测股份、三超新材、岱勒新材、江苏聚成等。

（1）美畅股份：杨凌美畅新材料股份有限公司成立于2015年7月7日，并于2020年8月24日在深交所创业板上市（股票代码300861），主要从事电镀金刚石线的研发、生产及销售，主要产品为晶体硅、蓝宝石等切割用电镀金刚石线。美畅股份是目前国内生产规模、市场份额领先的金刚石线生产企业，截至2021年末，美畅股份的金刚石线年化产能达7,000.00万公里。2019年至2021年金刚石线产品销量分别为1,830.06万公里、2,484.01万公里、4,540.82万公里，实现销售收入分别为118,847.63万元、118,347.29万元、182,394.25万元。

（2）高测股份：青岛高测科技股份有限公司成立于2006年10月20日，并于2020年8月7日在上交所科创板上市（股票代码688556），主要从事高硬脆材料切割设备和切割耗材的研发、生产和销售。高测股份2021年度金刚石线产能达到1,079.00万公里；2019年至2021年金刚石线产品销量为471.79万公里、478.04万公里、891.70万公里，实现的销售收入分别为28,545.82万元、23,089.15万元、34,921.31万元。

（3）三超新材：南京三超新材料股份有限公司成立于1999年1月29日，并于2017年4月21日在深交所创业板上市（股票代码300554），主要从事金刚石工具的研发、生产和销售，产品主要为金刚石线和金刚石砂轮。三超新材是电镀金刚石线领域首批上市企业，截至2020年末，电镀金刚石线年产能为381.44万公里。2019年至2021年，金刚石线产品销量为163.89万公里、265.02万公里、261.91万元，实现的金刚石线销售收入分别为18,187.93万元、21,836.78万元、20,388.59万元。

（4）岱勒新材：长沙岱勒新材料科技股份有限公司成立于2009年4月8日，并于2017年9月12日在深交所创业板上市（股票代码300700）。主要从事金刚石线的研发、制造和服务的高新技术企业，主要产品为电镀金刚石线，用于为晶体硅、蓝宝石等硬脆材料切割。岱勒新材是国内第一家掌握金刚石技术并大规模投产的企业，截至2021年末，金刚线产能已达到80万公里/月以上。2019年至2021年，金刚石线产品销量分别为280.23万公里、239.78万公里、335.68万公里，实现的金刚石线销售收入分别为26,036.40万元、23,623.84万元、26,172.43万元。

（5）江苏聚成江苏聚成金刚石科技有限公司成立于2017年8月18日，注册资本6,000万元，主要经营业务为金刚石制品的研发、生产、销售。