受益于單晶迭代多晶+大尺寸迭代小尺寸雙重技術(shù)迭代，光伏單晶爐行業(yè)近年快速增長。隨著N型硅片放量，低氧型、超導(dǎo)磁場單晶爐正引領(lǐng)行業(yè)新一輪技術(shù)變革，有望打開更大市場空間。

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作為硅片拉晶環(huán)節(jié)核心設(shè)備，光伏單晶爐價(jià)值量較高。據(jù)連城數(shù)控（835368.BJ）相關(guān)公告，單晶爐價(jià)值量約為1.2億元/GW，在硅片生產(chǎn)設(shè)備中的價(jià)值量占比達(dá)60%-70%。浙商證券稱，在超導(dǎo)磁場滲透率從0%提升至 40%的基礎(chǔ)假設(shè)下，預(yù)計(jì)2022-2025 年光伏單晶爐市場空間有望從225億元提升至332億元，CAGR達(dá)14%。

大尺寸硅片帶來替換需求

此前，主流單晶爐熱屏內(nèi)徑一般不超過300mm，多在270mm左右，適合直徑為223mm的166mm硅片。隨著技術(shù)的迭代升級，硅片尺寸不斷“長大”——182mm硅片的直徑為247mm，接近老舊產(chǎn)線可兼容尺寸的極限值；210mm硅片的直接為295mm，已完全不能適應(yīng)原有的設(shè)備尺寸。

從市場份額來看，大尺寸硅片在2023年將基本替代小尺寸硅片產(chǎn)品。CPIA數(shù)據(jù)顯示，截至2022年，直徑247mm的182mm硅片、直徑295mm的210硅片合計(jì)占比已達(dá)82.8%，預(yù)計(jì)2023年大尺寸硅片占比將達(dá)93.2%。

根據(jù)單晶爐型號的不同，1200型及以下爐型最高適配166mm硅片；1400/1450爐型部分可以通過更換熱場的方式生產(chǎn)182mm硅片，但同樣受爐腔體積限制，幾乎無法生產(chǎn)210mm硅片；1600爐型則最高適配230mm硅片。

由于爐體形狀已經(jīng)決定爐腔尺寸，爐型之間的差異無法消除，因此單晶爐設(shè)備只能上新迭代。中金公司預(yù)計(jì)，2022年起， 3-5年內(nèi)存量有1萬多臺單晶爐將被淘汰。

據(jù)東北證券，截至2023年2月初，全市場1600爐型設(shè)備僅對應(yīng)約200GW的210mm硅片產(chǎn)能，但集邦咨詢數(shù)據(jù)顯示，2023年大尺寸硅片產(chǎn)能達(dá)792.4GW，其中210尺寸產(chǎn)能達(dá)到320.8GW。1600爐型單晶爐潛在需求較大。

鑒于國內(nèi)1600單晶爐供應(yīng)商僅三到四家，具備相關(guān)技術(shù)的企業(yè)有望率先搶占市場。

奧特維（688516.SH）目前產(chǎn)品主要是1600直拉式單晶爐，可拉制12英寸、N型晶棒，具備全程自動化能力。根據(jù)公司披露的銷售情況，1600爐型客戶包括天合光能、合盛硅業(yè)等。

2021年12月，連城數(shù)控與俄羅斯EnCORE集團(tuán)簽約N型光伏硅片項(xiàng)目。據(jù)悉，該項(xiàng)目竣工后將是歐洲最大的單體1600爐型單晶工廠，也是歐洲規(guī)模最大最先進(jìn)的光伏硅片工廠。

此前在2020年，京運(yùn)通（601908.SH）技術(shù)中心已成功研發(fā)出用于光伏行業(yè)的JD-1600全自動單晶爐，同年8月5日首棒12英寸晶體成功下線，標(biāo)志著該設(shè)備全面投入市場。

N型硅片放量，單晶爐再迎技術(shù)變革

隨著N型電池市占率穩(wěn)步提升，N型硅片需求加速爆發(fā)。CPIA數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)2023年N型硅片滲透率為15.1%，2030年將攀升至48.3%。

N型硅片對含氧量和純度要求比P型高，但N型硅片在生產(chǎn)過程中，氧會融入硅溶液，造成晶體里含有較多的氧，容易產(chǎn)生由原生氧造成同心圓、黑芯片問題。

一般而言，頭氧（單晶硅棒的頭部氧含量）含量越低，少子平均壽命（少數(shù)載流子壽命）越長。若頭氧含量在12%-13%，少子壽命在6000-8000µs以下的占比將近60%；若頭氧含量≤10%，少子壽命在8000-10000µs以上的占比將近70%。

為降低單晶硅棒的氧含量，現(xiàn)階段增加磁場是有效解決方案之一，并且該方案具備一定的經(jīng)濟(jì)性。

據(jù)悉，在單晶爐外側(cè)施加強(qiáng)磁場，可抑制硅熔體的熱對流，降低晶體的雜質(zhì)含量，解決氧含量過高、氧分布不均勻的問題，從而將含氧量降低到7ppma行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提升制成電池后的轉(zhuǎn)換效率。

東吳證券測算，以182mm尺寸72片組件、轉(zhuǎn)換效率24.3%為例，單晶爐超導(dǎo)磁場可將電池轉(zhuǎn)換效率提高0.1%~0.5%，組件環(huán)節(jié)可多盈利約1900萬元/GW。此外，單晶爐超導(dǎo)磁場可多利用5%的頭尾料，相當(dāng)于節(jié)省5%的電費(fèi)，組件環(huán)節(jié)可節(jié)省電費(fèi)成本約400萬元/GW。

從回本周期來看，浙商證券按照100萬元/臺價(jià)格測算，綜合考慮坩堝、組件價(jià)格等，設(shè)備回本周期約3.1年。

東吳證券預(yù)計(jì)，2025年低氧單晶爐市場空間超200億元。目前，相關(guān)設(shè)備廠商正在加緊推出低氧型單晶爐產(chǎn)品。

2023年7月，晶盛機(jī)電在投資者調(diào)研中表示，公司第五代單晶爐已簽訂約3500臺設(shè)備訂單，預(yù)計(jì)2023年配置近300臺超導(dǎo)磁場（超導(dǎo)磁場需另外購買）。據(jù)悉，2023年晶盛機(jī)電超導(dǎo)磁場設(shè)備價(jià)格約150萬元/臺，2024年有望降至100萬元/臺。

奧特維子公司松瓷機(jī)電的新型低氧單晶爐SC-1600-LO?未增加超導(dǎo)磁場，僅通過熱場設(shè)計(jì)等進(jìn)行優(yōu)化，同心圓可降低50%，實(shí)現(xiàn)氧含量降低24%以上，試驗(yàn)線驗(yàn)證數(shù)據(jù)電池片效率提升0.1%，預(yù)計(jì)價(jià)格約150萬元/臺。

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