金剛石線行業發展歷程及競爭格局技術發展趨勢面臨的機遇挑戰
1、行業的定義和分類
金剛石線主要分為樹脂金剛石線和電鍍金剛石線，由于制造工藝的限制，樹脂金剛石線難以滿足行業細線化、高強化等趨勢，影響客戶切割效率和硅片質量，電鍍金剛石線已成為行業發展主流，目前主要應用于光伏晶硅、半導體晶硅、藍寶石、磁性材料等硬脆材料切割，其中光伏領域需求量占比超 90%。
不同領域對金剛石線的性能和規格要求存在差異，具體情況如下表所示：
資料來源：普華有策
2、行業的發展歷程
（1）2014 年以前，日本產品壟斷市場
金剛石線最早是由國外廠商率先進行研發生產，日本旭金剛石于 2007 年 6月推出首款成熟的金剛石線產品。在 2014 年之前，由于技術先發優勢，全球范圍內具有競爭優勢的金剛石線供應商主要集中于日本，代表性企業有旭金剛石工業株式會社、中村超硬株式會社、瑞德株式會社、聯合材料株式會社等，其中以旭金剛石和中村超硬等為主。
早期金剛石線應用于藍寶石切割，并于 2007 年實現規模化應用。2009 年，金剛石線開始應用于單晶硅切割領域，雖然較砂漿游離磨料切割方式具有巨大優勢，但由于金剛石線技術被日本企業壟斷，產品售價高昂且產能有限，剛開始未能在光伏行業得到全面推廣及應用。
（2）2014-2015 年，國內廠商技術突破，國產替代開啟
隨著光伏產業鏈逐步轉移至我國，以美暢股份、高測股份、岱勒新材、三超新材等為代表的國內金剛石線生產企業，通過自主研發、與日本廠商開展技術合作等方式，相繼突破電鍍金剛石線技術，產品規格降至 80 線及以下，打破了日本企業多年來的技術壟斷。自國產化以來，經過持續的工藝優化和產能擴張，電鍍金剛石線價格持續降低，并在單晶硅切割領域的滲透率不斷提升，同時國內廠商憑借價格優勢逐步搶占市場份額，日本進口金剛石線開始退出中國市場。
（3）2016-2017 年，技術替代和國產化替代雙重加速，金剛石線需求爆發
自國產化替代以來，金剛石線在單晶和多晶切割領域快速滲透，行業需求爆發式增長，國內金剛石線廠商亦推出擴產計劃，并加大技術研發和工藝改進力度，在國內產能釋放的同時實現了產品快速迭代。
以 TCL 中環、隆基綠能為代表的單晶龍頭廠商開始大規模使用金剛石線，并率先完善金剛石線切割配套工藝。2016 年末金剛石線在單晶硅切割領域滲透率高達 80% ，并于 2017 年全面取代原有的砂漿線切割技術。
金剛石線切割多晶硅片時，由于硅片表面損傷層減少，不利于后續腐蝕制絨工藝，因此金剛石線在多晶硅切割領域滲透率提升較慢。2017 年，由于發射極和背面鈍化電池（PERC）、黑硅制絨等新技術的成熟和推廣，解決了多晶硅片反射率過高問題，滲透率快速提升并在次年達到 90%。
（4）2018-2019 年，“光伏 531 新政”引發行業震動，落后產能逐步淘汰
2018 年 5 月，國家發展改革委、財政部、國家能源局聯合發布《關于 2018年光伏發電有關事項的通知》（簡稱“光伏 531 新政”），明確提出提高光伏行業發展質量、加快光伏發電補貼退坡、實行競價上網等三方面要求，給產業鏈各企業的經營業績造成較大不利影響。
2018 年、2019 年光伏裝機需求量迅速萎縮，并向產業鏈上游各環節傳導，硅片廠商擴產計劃取消或延后，金剛石線需求短期內出現回落，同時各金剛石線廠商前期擴產項目也陸續落地，使得金剛石線市場出現供過于求的局面，產品價格急劇下降明顯，多家廠商整個行業經營業績受到嚴重影響，國外高成本產能和國內落后產能加速退出中國市場。
（5）2020 年至今，“雙碳”目標推出，行業迎來新契機
2020 年 9 月，我國宣布“雙碳”戰略目標，力爭在 2030 年前實現碳達峰，2060 年前實現碳中和，并將光伏、風電等綠色清潔能源作為重要抓手；歐洲、日本、韓國等國家明確了碳中和時間計劃，美國政府于 2021 年重返《巴黎協定》，全球綠色低碳循環經濟發展為光伏行業帶來了新機遇。
與此同時，隨著度電成本的進一步下降，光伏相對傳統火電的經濟性優勢將逐步顯現，行業迸發新活力。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，樂觀估計全球新增光伏裝機容量，2022-2025 年將分別達到 240GW、275GW、300GW、330GW，受益于下游行業的增長，金剛石線未來市場需求也將呈現較高景氣度。
3、行業競爭格局
從全球范圍來看，早期日本廠商憑借先發優勢，基本壟斷了金剛石線市場。但由于產品價格較高且產能有限，金剛石線未能在光伏行業得到全面推廣及應用。該時期代表性企業有旭金剛石工業株式會社、中村超硬株式會社、瑞德株式會社、聯合材料株式會社等 10 余家廠商。
自 2014 年-2015 年國產化以來，國內廠商電鍍金剛石線技術逐漸成熟，以美暢股份、高測股份、三超新材、岱勒新材等為代表的企業產銷規模不斷提高，產品市場價格持續降低，對日本廠商形成了較大的競爭壓力。2018 年“光伏 531新政”推出后，金剛石線價格大幅下降，國外高成本產能基本退出中國市場。目前全球電鍍金剛石線產能主要集中在我國，行業集中度較高，主要企業包括美暢股份、原軾新材、高測股份、三超新材、岱勒新材、江蘇聚成等。
4、行業技術發展趨勢
目前，金剛石線主要應用于單晶硅片切割生產，其需求量占比超過 90%，光伏行業的需求動向基本決定了金剛石線的發展趨勢。硅片生產成本中硅料成本占比約 84%，金剛石線成本占比約 1%。硅片生產質量主要受金剛石線切割情況影響，其次來自切割設備等，若硅片切割質量不佳，將為客戶帶來較大的硅料損失。
近年來，下游硅片行業向“大尺寸+薄片化”方向發展。隨著硅片薄片化演變，切割設備的槽距相應減小，繞制在槽距上的金剛石線間距也隨之降低，線鋸的帶液能力進一步減弱。金剛石線切割大尺寸單晶硅棒時，橫向、縱向切割長度增加，從而提高單線負載，同時切割線擺更小，對金剛石線的參數設計也產生一定束縛。
金剛石線技術需要持續創新，從而推動光伏晶硅切片沿著出片更多、線耗更少、質量更高、切割更快的方向發展。為了持續降低硅片切割的非硅成本，金剛石線未來“六大”技術發展趨勢如下：
資料來源：普華有策
5、面臨的機遇
（1）國家產業政策支持
作為材料工業的基礎性和支柱性產業，新材料廣泛應用于各行業，并被列為國家戰略新興產業，推動技術創新和產業升級。《中國制造 2025》將先進復合材料、高性能結構材料等產業作為發展重點，進一步提高新材料對制造業發展的支撐能力。電鍍金剛石線是新材料領域的組成部分，是國家政策支持和鼓勵的戰略性新興產業中的“其他結構復合材料制造”產業。國家發改委發布的《戰略性新興產業分類（2018）》將金剛石與金屬復合制品等新型材料產業作為國家發展的新動能和獲取未來競爭新優勢的重要產業。
“十四五”規劃和“2035 遠景”目標提出，大力發展戰略新興產業，加快壯大新一代信息技術、生物技術、新能源、新材料、高端裝備、新能源汽車、綠色環保以及航空航天、海洋裝備等產業。在國家積極支持新型材料產業發展的背景下，金剛石線行業享受良好的政策環境，具有自主研發能力和規模化生產能力的企業將得到更多的政策支持。
（2）能源結構改革促進光伏行業持續增長
隨著全球性能源短缺、氣候異常和環境污染等問題的日益突出，綠色發展理念逐漸深入人心。在碳減排成為全球性的共識背景下，發展可再生清潔能源，并逐步降低化石能源的比重已成為未來發展的重要方向，由此也形成三個國際性約定。1992 年出臺的《聯合國氣候變化框架公約》明確需要世界各國一起推進碳減排；1997 年通過的《京都協議書》是第一次以法規的形式限制碳排放；2015年出臺的《巴黎氣候協定》對 2020 年之后的全球氣候治理進行了安排，全球在21 世紀下半葉實現碳中和，預計在 2030-2035 年間實現碳達峰。可再生能源成為各國重要的能源結構改革方向，英國石油公司（BP）預測顯示，2015-2035 年，可再生能源在全球能源消耗中的份額從將 2015 年的 3%升至 2035 年的近 10%。作為可再生能源的重要部分，全球光伏發電將迎來快速發展，根據國際可再生能源署（IRENA）的預測，全球太陽能發電占比將在 2040 提升至 20%，將在 2050年提升至 25%。
根據歐洲光伏行業協會數據，2025 年全球光伏新增裝機量樂觀情形下將達到 346.7GW；根據中國光伏行業協會數據，2025 年我國新增光伏裝機量樂觀情況下將達到 110GW。光伏裝機量的持續提升，將進一步提高產業鏈各環節的景氣度，硅片及金剛石線市場需求空間廣闊。
（3）國內用電需求持續增長，為光伏行業帶來巨大增長空間
在國內用電需求不斷增長的背景下，持續推進能源結構調整，大力發展可再生能源成為我國實現可持續發展戰略的重點之一，其中，光伏發電受益于度電成本在近年來的快速下降，市場競爭力凸顯，是國內重要的能源結構改革方向，市場潛力較大。2021 年 4 月，國家能源局在《關于 2021 年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知（征求意見稿）》中提出，2021 年，全國風電、光伏發電發電量占全社會用電量的比重達到 11%左右，后續逐年提高，到 2025 年達到 16.5%左右。根據《中國電力發展展望 2020》數據，2060 年新能源裝機容量占比將達到 66%左右，發電量占比將達到 57%左右。因此未來我國光伏裝機容量仍有較大增長空間。
（4）全球半導體中心轉移加速行業發展
半導體行業具有生產技術工序多、產品種類多、技術更迭快、投資風險大、下游應用廣泛等特點。從 20 世紀 50 年代半導體行業誕生于美國硅谷以來，整個產業的中心經歷了兩次空間上的轉移。第一次為 20 世紀 70 年代從美國向日本轉移，第二次是 20 世紀 80 年代向韓國與中國臺灣地區轉移。目前，全球半導體行業的中心正在經歷第三次產業轉移，即向中國大陸轉移。
與發達國家和地區相比，目前中國大陸在半導體產業鏈的分工仍處于早期階段，硅片制備、光刻機、EDA 軟件等上游技術和設備主要依賴進口。未來，中國大陸作為全球最大半導體終端產品消費市場，在半導體產業中心加速向中國大陸轉移的趨勢下，將逐步實現從封裝測試到芯片制造與設計到半導體材料與設備的全產業鏈環節覆蓋，從而為金剛石線行業創造出更大的市場空間。
（5）國家產業政策的支持
半導體行業是我國重點鼓勵、扶持發展的產業。2020 年，我國頒布《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》，對國家鼓勵的集成電路設計、裝備、材料、封裝、測試企業和軟件企業實施減稅和免稅，以鼓勵高端芯片、集成電路裝備和工藝技術、集成電路關鍵材料、集成電路設計工具、基礎軟件、工業軟件、應用軟件等關鍵核心技術研發；2021 年，全國人大在《國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要》中提出，在集成電路領域，關注集成電路設計工具、重點裝備和高純靶材等關鍵材料研發、集成電路先進工藝和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、微機電系統（MEMS）等特色工藝突破，先進存儲技術升級，碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導體發展。作為促進我國國民經濟轉型的重要一環，我國對半導體硅片行業發展給予了大力扶持，金剛石線行業作為半導體產業鏈上游的重要一環，將持續收益于國家政策的支持。
（6）下游藍寶石行業
憑借著優良的透光性，藍寶石作為 LED 襯底的主要原材料，在 LED 照明和LED 顯示領域具備較大的市場需求。2020 年，我國提出到 2060 年實現“碳中和”的宏偉目標，進入中國特色低碳發展階段。由于 LED 節能、環保等特點突出，一系列低碳、環保、節能政策的頒布有望直接刺激 LED 市場需求的擴大，進而為藍寶石和金剛石線行業帶來新的發展機遇。
此外，目前藍寶石在消費電子領域主要應用于手機攝像頭鏡片、穿戴式智能設備傳感器保護鏡片和智能手表屏幕。未來，隨著以電鍍金剛石線為代表的切割技術在切割大尺寸藍寶石方面的不斷進步，智能手機屏幕將成為藍寶石行業的全新市場需求增長點，進而對整個金剛石線行業起到重要的推動作用。
（7）下游其他磁性材料行業
磁性材料是一類重要的基礎功能材料，應用范圍十分廣泛，如電子、信息、電動工具、汽車、家電等行業都對磁性材料有著不可替代的需求。近年來，我國新能源汽車、節能家電、電動工具、工業機器人等相關終端領域的快速發展，為整個磁性材料市場創造了較大的需求，也為上游的切割技術提出更高的要求。而目前，國內大部分產商仍以傳統的砂漿切割法為主流切割手段，效率較低，污染較嚴重。未來，隨著磁性材料需求的增長和對切割工藝要求的提高，掌握金剛石線切割等先進切割工藝的國內產商將會迎來更多的市場機遇。
6、面臨的挑戰
（1）金剛石線行業競爭激烈
隨著金剛石線行業的不斷成熟以及下游應用領域需求的不斷擴張，行業內企業進行了大規模的產能擴張，行業競爭較為激烈，因此不具備產品性能優勢的企業可能存在被淘汰的風險。
（2）金剛石線產品市場單價不斷下降
近年來，隨著金剛石線產品實現國產化替代和光伏產業鏈“降本增效”潮流的推動下，金剛石線的市場單價呈現不斷下跌的趨勢。對于產品競爭力弱，缺乏議價權的企業而言，一定程度上影響其盈利水平。
（3）光伏行業波動性較大
下游光伏行業與全球光伏產業政策、國家宏觀經濟形勢關聯度較高，政策扶持力度在一定程度上會影響行業的景氣度，若未來主要市場的宏觀經濟或相關的政府補貼、扶持政策發生重大變化，可能在一定程度上影響行業的發展和金剛石線企業的經營狀況及盈利水平。
7、行業的進入壁壘
（1）人才壁壘
金剛石線行業涉及化學、物理、機械設備、材料等多學科的知識和技術。能否擁有一批高水平、多學科背景，同時具備豐富金剛石線行業實踐經驗的復合型專業人才是決定企業可否保持長期發展的關鍵因素之一。除核心技術人員外，行業對熟練技術工人的需求同樣較大，新進入行業的企業短期內難以招聘到足夠數量及穩定的熟練技術工人。因此，上述的兩方面形成金剛石線行業的人才壁壘。
（2）技術壁壘
金剛石線行業屬于技術密集型產業，其生產涉及化學、物理、機械設備、材料等多個領域的理論知識，核心工藝包括母線拉拔、金剛石裸粉處理、金剛石線制線等，技術專業化程度較高。近年來光伏、半導體和藍寶石等行業的高速發展也對切割技術提出更高的要求，硬脆材料的切割朝著大尺寸、薄片化、高速率的方向發展，無論是研發設計還是批量生產，都需要較長時間的技術積累和行業經驗才能達到成熟，需要生產企業具備雄厚的技術儲備和經驗積累。對于行業的新進入者，在短期內掌握金剛石線的研發和生產難度較大，行業具有較高的技術壁壘。
（3）資金壁壘
金剛石線行業在廠房建設和裝修、自動化生產設備購置、原材料采購及庫存儲備等各重要環節，均需要大量資金投入，同時為保持技術的先進性、工藝的領先性和產品的市場競爭力，金剛石線企業技術研發方面的資金投入也越來越大，從研發投入到實現銷售的各個環節都需要投入較高成本和研發費用。其次，隨著生產規模的擴大和生產技術的提升，企業還需要不斷研發和采購大量的先進生產設備，對于小型生產企業的資金壓力較大。因此，對于潛在進入者而言，進入該行業存在較高的資金壁壘。
（4）規模壁壘
金剛石線廠商需達到一定生產和銷售規模后，才能覆蓋前期在研發、生產、廠房設備的資金投入成本。金剛石線行業需求主要來自于下游光伏硅片廠商，由于光伏硅片行業集中度較高，客戶的規模和實力普遍較強，在生產經營中需大批量采購金剛石線。因此，只有具備一定生產規模和快速響應能力的企業才能進入主流市場，成為下游客戶的長期供應商，并且規模化企業可提高對上游供應商的議價能力，降低原材料、設備的采購成本，更好發揮規模效應。新進入企業尚未形成規模化生產能力，難以獲取行業主要客戶認可，面臨較高的規模壁壘。
（5）客戶壁壘
金剛石線作為硅片切割過程中的重要耗材，下游客戶主要是大型光伏硅片制造企業，對供應商的技術研發、生產制造、工藝流程、質量控制和售后服務等方面都有較高的要求，需要通過一系列的檢測認證才能成為合格供應商，且通常認證程序比較復雜，認證周期較長。下游客戶確定主要金剛石線供應商后，為了確保產品的安全性、穩定性，以及對時間成本、溝通成本的考慮，通常不會輕易更換供應商，會與金剛石線企業建立穩定的合作關系并不斷加深雙方合作，從而形成行業的品牌、客戶資源壁壘。
更多行業資料請參考普華有策咨詢《2022-2028年金剛石線行業深度調研及投資前景預測報告》，同時普華有策咨詢還提供產業研究報告、產業鏈咨詢、項目可行性報告、十四五規劃、BP商業計劃書、產業圖譜、產業規劃、藍白皮書、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務。