一、光伏切割技术现状
光伏硅材料、半导体硅材料、蓝宝石材料、磁性材料、光学玻璃、陶瓷材料等，都具有抗磨损、硬度高、脆性大等共同特点，可统称为高硬脆材料。自90年代起，游离磨料砂浆切割在光伏及半导体行业硅片切割领域广泛应用，但存在加工效率较低、不利于加工更硬的材料、环境污染严重等问题，因此逐渐被固结磨料线据切割所替代。
游离磨料砂浆切割和固结磨料金刚线切割技术对比
资料来源：公开资料整理
高硬脆材料的切割过程是用硬度较高的材料去磨削硬度较低的材料，磨削部分损耗、未磨削部分分离，从而达到切割效果。高硬脆材料加工难度很大，一方面，高硬脆材料硬度很高，较难加工；另一方面，高硬脆材料脆性高，被加工物料容易在加工过程中断裂。金刚石在莫氏硬度表上的硬度为10，是目前已知的最高硬度的天然形成的材料。常见高硬脆材料的莫氏硬度指标如下：
光伏切割行业主要技术门槛
资料来源：公开资料整理
二、中国光伏新增装机容量与硅片产量情况
2013年以来，在光伏发电成本下降驱动以及标杆电价政策正式推出等因素推动下，太阳能光伏发电在我国呈现爆发式增长。我国新增装机容量自2013年起始终位居全球第一。2020年，国内光伏装机量新增48.2GW，创历史第二高，同比增加60.1%。
2016-2021年H1我国光伏新增装机容量情况
资料来源：中国光伏行业协会，华经产业研究院整理
硅片是全球光伏产业链中产业集中度最高的环节，产能主要集中在中国，全球前十大生产企业均位居中国大陆。2020年全国硅片产量约为161.3GW，同比增长19.7%。预计2021年全国硅片产量将达到181GW。
2010-2020年我国硅片产量及增速
资料来源：中国光伏行业协会，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2021-2026年中国光伏设备行业调查研究及投资战略规划研究报告》
三、光伏切割行业竞争格局分析
光伏切割设备领域占主导地位是以瑞士梅耶博格、日本小松NTC为代表的国际设备厂商。近年来国产高硬脆材料加工设备发展迅速，目前国产光伏切割设备已经占据市场主导地位，其中高测股份、上机数控、连城数控，三家企业已占据绝大多数的市场份额，其他国内厂商的市场份额相对较低，国外厂商已基本退出。
光伏切割设备主要参与企业竞争格局
资料来源：公开资料整理
上机数控自2004年进入光伏行业，形成了覆盖开方、截断、磨面、滚圆、倒角、切片等用于光伏硅片生产的全套产品线，2017-2019年在硅片切割领域市占率均为第一，保持龙头地位。2019年，上机数控通过全资子公司弘元新材实现向光伏单晶硅生产业务的拓展，光伏切割设备业务不断萎缩。2020年，单晶硅业务已成为其主营业务，占公司总收入的90.67%。随着上机数控的转型，硅片切割设备行业竞争程度有所下降，行业竞争格局得到优化。
2017-2020年各光伏切割企业市占率变化趋势
资料来源：公开资料整理
四、光伏切割行业未来发展趋势
1、大尺寸、高功率产品将快速放量
光伏硅片大尺寸化是降本增效的重要途径，可以有效提升组件效率，降低制造及发电成本。随着市场对大尺寸、高功率产品的接受和认可，叠加老旧产线的技术改造、新产线产能的释放以及大宽幅光伏玻璃、背板、胶膜产能的加速配套，大尺寸、高功率产品将在2021年进入快速放量的阶段。预计2021年182mm和210mm尺寸的硅片占比将达到50%左右，以500W+和600W+为代表的高功率组件产品也将会快速导入市场，助推光伏市场进入平价时代。而158.75mm尺寸的占比则将被压缩到5%左右，156.75mm尺寸硅片将会成为历史。2、光伏将助力多个领域清洁低碳发展
《中国长期低碳发展战略与转型路径研究》综合报告指出，当前工业部门的能源消费占全国总终端能耗的65%，是最主要的能源消费和二氧化碳排放部门。建筑、交通行业能耗占全国总终端能耗约20%和10%。目前，相关部门纷纷行动，针对碳达峰、碳中和给出了指导性意见。在电力方面，国家发改委表示要大力调整能源结构，推进能源体系清洁低碳发展，加快光伏和风电发展，加快构建适应高比例可再生能源发展的新型电力系统，完善清洁能源消纳长效机制。在交通领域，交通运输部表示要打造融合高效的智慧交通基础设施。鼓励在服务区、边坡等公路沿线合理布局光伏发电设施，与市电等并网供电。制定高速公路路侧光伏工程技术规范。在建筑领域，住建部发布《太阳能发电工程项目规范（征求意见稿）》，面向社会广泛公开征求意见。光伏在建筑方面的多样化应用有望逐步落地，并开始进入规范化、标准化发展阶段。在工业领域，工信部表示要制定重点行业碳达峰行动方案和路线图，鼓励工业企业、园区建设绿色微电网，优先利用可再生能源，在各行业各地区建设绿色工厂和绿色工业园区。
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