2018年中國(guó)高硬脆材料行業(yè)發(fā)展概述【圖】

    1、高硬脆材料簡(jiǎn)介

    高硬脆材料主要包括藍(lán)寶石、光學(xué)玻璃、晶體硅、硬質(zhì)合金、陶瓷、磁性材料、石材等，具有抗腐蝕、耐高溫、抗磨損、硬度高、脆性大等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于包括光伏發(fā)電、半導(dǎo)體、消費(fèi)電子等在內(nèi)的諸多領(lǐng)域。

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    高硬脆材料的精密加工主要經(jīng)過毛坯選材、定向切割、粗研磨、精密研磨、拋光、超精密拋光、檢測(cè)和應(yīng)用等環(huán)節(jié)。隨著技術(shù)水平的不斷提升，高硬脆材料加工可通過精密機(jī)床完成切割、研磨、拋光、鉆孔等工序環(huán)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)加工要求。

    2、行業(yè)概述

    （1）機(jī)床行業(yè)發(fā)展概況

    機(jī)床是先進(jìn)制造技術(shù)的載體和裝備工業(yè)的基本生產(chǎn)手段， 是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備。我國(guó)已經(jīng)連續(xù)幾年成為世界最大的機(jī)床消費(fèi)國(guó)和生產(chǎn)國(guó)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場(chǎng)需求提高，特別是來自汽車制造、交通建設(shè)、綠色能源建設(shè)、工程機(jī)械、大型飛機(jī)、船舶制造等行業(yè)快速發(fā)展的拉動(dòng)，國(guó)內(nèi)機(jī)床消費(fèi)量還會(huì)有巨大的上升空間。但是我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)口的依賴較大， 2016年和 2017 年我國(guó)進(jìn)口數(shù)控機(jī)床分別為 11,330 臺(tái)和 13,688 臺(tái)，金額分別為 26.12億美元和 29.08 億美元，進(jìn)口數(shù)量和總額依舊維持在較高的水平。根據(jù)國(guó)務(wù)院印發(fā)的《中國(guó)制造 2025》，高檔數(shù)控機(jī)床的發(fā)展將被提高到國(guó)家戰(zhàn)略的高度。新一輪的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)必將是先進(jìn)制造業(yè)替代傳統(tǒng)制造業(yè)，這種轉(zhuǎn)型和升級(jí)將會(huì)極大增加作為工業(yè)母機(jī)的高性能數(shù)控機(jī)床的更新需求。

    （2）光伏專用設(shè)備制造行業(yè)概況

    光伏專用加工設(shè)備制造行業(yè)位于光伏產(chǎn)業(yè)鏈中上游， 與光伏行業(yè)的發(fā)展緊密相關(guān)，行業(yè)景氣程度呈現(xiàn)較高的一致性。光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能電池材料的光伏效應(yīng)， 將太陽(yáng)光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電形式。太陽(yáng)能光伏發(fā)電的技術(shù)路線主要包括晶體硅太陽(yáng)能發(fā)電、薄膜太陽(yáng)能發(fā)電， 其中， 晶體硅太陽(yáng)能發(fā)電包括單晶硅太陽(yáng)能發(fā)電、 多晶硅太陽(yáng)能發(fā)電。

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    隨著光伏技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步， 光伏市場(chǎng)的細(xì)分化程度也不斷升高， 除地面電站、分布式等傳統(tǒng)光伏發(fā)電的應(yīng)用類型外，光伏技術(shù)和民用產(chǎn)品的結(jié)合開始展現(xiàn)生機(jī)。隨著各國(guó)政府紛紛制定產(chǎn)業(yè)扶持政策推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，光伏行業(yè)正成為全球發(fā)展最快的新興行業(yè)之一。

2007-2017 年全球光伏累計(jì)裝機(jī)容量 單位： GW

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    截至 2017 年底，全球光伏累計(jì)裝機(jī)容量達(dá) 420.11GW，較 2016 年增長(zhǎng)30.33%，于此同時(shí)，全球光伏年新增裝機(jī)容量也保持較快的增長(zhǎng)趨勢(shì)，由 2007年的 2.8GW 增至 2017 年的 97.78GW。亞洲市場(chǎng)中，中國(guó)、日本、印度分別位列全球第一、第三和第七大市場(chǎng)；受政府政策驅(qū)動(dòng)，印度光伏市場(chǎng)呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

2017 年全球各區(qū)域光伏累計(jì)裝機(jī)容量占比

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    2017 年-2021 年，全球光伏市場(chǎng)將進(jìn)一步擴(kuò)張，樂觀預(yù)期下， 2021 年全球太陽(yáng)能光伏市場(chǎng)裝機(jī)容量將達(dá)到 935.5GW。

2017-2021 年全球光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量預(yù)測(cè) 單位： GW

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    我國(guó)太陽(yáng)能應(yīng)用的發(fā)展相對(duì)較晚， 能源產(chǎn)業(yè)對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴度高。近年來，隨著我國(guó)加快能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，光伏發(fā)電的應(yīng)用得到了大力推廣。2016 年 12 月 16 日，國(guó)家能源局正式發(fā)布《太陽(yáng)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，規(guī)劃中明確提出，到 2020 年底，我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到 1.1 億千瓦以上，其中，光伏發(fā)電裝機(jī) 1.05 億千瓦以上；太陽(yáng)能年利用量達(dá)到 1.4 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上，占非化石能源消費(fèi)比重的 18%以上。截至 2017 年底，我國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量 130.25GW，光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量 52.83GW，新增和累計(jì)裝機(jī)容量均為全球第一，已經(jīng)遠(yuǎn)超過《太陽(yáng)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出的目標(biāo)。對(duì)此，國(guó)家能源局又于 2017 年 7 月發(fā)布《關(guān)于可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃實(shí)施的指導(dǎo)意見》，提出到 2020 年新增光伏電站裝機(jī) 86.5GW（不含分布式光伏規(guī)劃）。光伏新增裝機(jī)量的上升，拉動(dòng)了市場(chǎng)對(duì)光伏產(chǎn)品的需求，為我國(guó)光伏制造業(yè)提供了有效的市場(chǎng)支撐。光伏專用設(shè)備制造業(yè)作為光伏產(chǎn)業(yè)的基石和支撐，貫穿于整條光伏產(chǎn)業(yè)鏈。光伏專用設(shè)備制造業(yè)包含硅料提煉設(shè)備、硅片生產(chǎn)設(shè)備、電池和組件生產(chǎn)設(shè)備、專用材料生產(chǎn)設(shè)備、光伏系統(tǒng)支持部件生產(chǎn)設(shè)備等一系列設(shè)備的制造。

光伏產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D

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    我國(guó)光伏行業(yè)發(fā)展初期主要采用進(jìn)口設(shè)備。隨著我國(guó)設(shè)備制造商在技術(shù)研究和自主創(chuàng)新方面經(jīng)過不懈的艱苦努力，生產(chǎn)能力不斷提高，部分技術(shù)已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，不少設(shè)備以優(yōu)異的性價(jià)比處于市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。目前，我國(guó)已經(jīng)具備了覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)生產(chǎn)能力。光伏專用設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化是降低光伏發(fā)電成本、 帶動(dòng)行業(yè)長(zhǎng)期健康發(fā)展有效途徑。國(guó)產(chǎn)設(shè)備成本低、產(chǎn)能擴(kuò)建快、交貨周期短等優(yōu)勢(shì)加速了進(jìn)口替代進(jìn)程。隨著國(guó)產(chǎn)設(shè)備技術(shù)水平的提升，正逐步獲得國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的認(rèn)可。此外，國(guó)內(nèi)設(shè)備制造企業(yè)在售后服務(wù)方面的優(yōu)勢(shì)，也有望加速設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。

    （3）藍(lán)寶石專用設(shè)備行業(yè)發(fā)展概況

    藍(lán)寶石晶體是現(xiàn)代工業(yè)重要的基礎(chǔ)材料，具有獨(dú)特的晶格結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的熱學(xué)性能，是優(yōu)良的 LED 襯底基板材料。此外，藍(lán)寶石強(qiáng)度高、硬度大、耐沖刷，可在接近 2,000℃的高溫條件下工作，光學(xué)穿透帶很寬，從近紫外光到中紅外線都具有很好的透光性，因而也是重要的視窗材料。

2016 年全球藍(lán)寶石應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)份額情況

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    2016 年全球藍(lán)寶石應(yīng)用市場(chǎng)中， LED 襯底占據(jù)了 80%的消耗量；消費(fèi)類電子上，主要應(yīng)用于手機(jī)鏡頭、智能穿戴設(shè)備屏幕蓋板等。2017 年，全球智能手機(jī)出貨量約 19.94 億臺(tái)，到 2021 年，將增長(zhǎng)至 20.01 億臺(tái)2。在智能穿戴設(shè)備領(lǐng)域， IDC 預(yù)計(jì)全球智能手表出貨量將從2017 年的 3,160 萬(wàn)件增長(zhǎng)至 2021 年的 7,150 萬(wàn)件3。隨著藍(lán)寶石在消費(fèi)電子領(lǐng)域的不斷滲透，藍(lán)寶石行業(yè)市場(chǎng)空間將進(jìn)一步擴(kuò)大，由此帶來的產(chǎn)能提升的訴求將推動(dòng)上游的藍(lán)寶石專用加工設(shè)備制造行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

    3、影響行業(yè)發(fā)展的有利因素

    （1）影響光伏產(chǎn)業(yè)的有利因素

    ① 常規(guī)能源的逐漸枯竭為可再生能源發(fā)展帶來機(jī)遇

    煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的 62.00%，水電、風(fēng)電、核電、天然氣等清潔能源消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的 19.70%。但傳統(tǒng)化石能源的不可再生性和人類生產(chǎn)生活對(duì)能源的巨大需求，將導(dǎo)致傳統(tǒng)化石能源可能在未來的數(shù)十年內(nèi)枯竭。傳統(tǒng)化石能源的大規(guī)模開發(fā)利用已成為自然環(huán)境污染和人類生存環(huán)境惡化的主要原因之一。大力開發(fā)儲(chǔ)量豐富、環(huán)境友好的可再生能源，已成為世界各國(guó)的共識(shí)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電具有無污染、可持續(xù)、總量大、分布廣、應(yīng)用形式多樣等諸多優(yōu)點(diǎn)，加快太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提升其在能源供應(yīng)中的份額，對(duì)應(yīng)對(duì)能源短缺和改善生存環(huán)境具有極其重要的作用。近年來，全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛、產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，已成為世界各國(guó)普遍關(guān)注和重點(diǎn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。

    ② 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的成本降低，為行業(yè)持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了條件

    多晶硅是晶硅光伏電池的主要生產(chǎn)原料，占了硅片原料成本的主要部分。多晶硅產(chǎn)業(yè)的原料供應(yīng)、價(jià)格以及國(guó)際貿(mào)易政策對(duì)硅片制造業(yè)影響顯著。2004 年以前，受技術(shù)和資金制約，全球多晶硅供應(yīng)主要集中在少數(shù)歐美廠商手中，形成寡頭壟斷的格局。多晶硅市場(chǎng)供不應(yīng)求，價(jià)格一路飆升；經(jīng)過多年市場(chǎng)培育，全球光伏市場(chǎng)取得了快速發(fā)展，中國(guó)也成為光伏器件的主要生產(chǎn)國(guó)之一。 2017 年我國(guó)多晶硅產(chǎn)量 24.2 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 24.7%；硅片產(chǎn)量 87GW，同比增長(zhǎng) 34.3%；電池片產(chǎn)量 68GW，同比增長(zhǎng) 33.3%；組件產(chǎn)量 76GW，同比增長(zhǎng) 31.7%。產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)生產(chǎn)規(guī)模全球占比均超過 50%，繼續(xù)居全球首位4。成本壁壘的打開推動(dòng)了多晶硅料價(jià)格的大幅度下降，近年來，全球光伏級(jí)多晶硅價(jià)格變動(dòng)趨勢(shì)如下：

2011-2017 年全球光伏級(jí)多晶硅現(xiàn)貨均價(jià) 單位：美元/千克

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    此外，晶硅技術(shù)也經(jīng)歷了 SE、 N 型電池、 PERC 等結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化，工藝不斷升級(jí)， 產(chǎn)能顯著提升， 導(dǎo)致光伏產(chǎn)業(yè)鏈從晶體硅料到電池的生產(chǎn)成本迅速降低。

2011-2017 年光伏產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格變化情況 單位：美元/片

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    《太陽(yáng)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出，到 2020 年，光伏發(fā)電電價(jià)水平相較于 2015 年降低 50%以上。隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?；?yīng)的顯現(xiàn)，光伏發(fā)電實(shí)現(xiàn)發(fā)電側(cè)平價(jià)上網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)可期。終端需求的提升將推動(dòng)光伏行業(yè)產(chǎn)能進(jìn)一步釋放，帶動(dòng)光伏專用設(shè)備制造業(yè)的快速發(fā)展。

    ③ 裝備制造業(yè)水平提高為行業(yè)發(fā)展提供技術(shù)保障

    裝備制造業(yè)作為高技術(shù)載體以及生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化橋梁， 是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)提供技術(shù)裝備的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是各行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、技術(shù)進(jìn)步的重要保障和國(guó)家綜合實(shí)力的集中體現(xiàn)。 近年來，隨著金剛線切割、黑硅工藝等新技術(shù)不斷投入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，我國(guó)產(chǎn)業(yè)化太陽(yáng)能電池和組件效率大幅提升。 P 型單晶及多晶電池技術(shù)的常規(guī)產(chǎn)線平均轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到 20.5%和 18.8%，采用鈍化發(fā)射極背面接觸技術(shù)（PERC）和黑硅技術(shù)的先進(jìn)生產(chǎn)線則分別達(dá)到 21.3%和 19.2%。多晶硅生產(chǎn)工藝進(jìn)一步優(yōu)化，行業(yè)平均綜合電耗已降至 70KWh/kg 以下。

硅材料轉(zhuǎn)換效率變化情況

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    （2）影響藍(lán)寶石產(chǎn)業(yè)的有利因素

    ① 市場(chǎng)規(guī)模廣闊

    在藍(lán)寶石應(yīng)用最為廣泛的 LED 照明領(lǐng)域，隨著芯片發(fā)光效率不斷提高，價(jià)格不斷下降，相較于白熾燈和熒光燈，在亮度、功耗、壽命等方面的優(yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯，鑒于傳統(tǒng)照明燈具的存量市場(chǎng)規(guī)模龐大，為 LED 照明的未來發(fā)展帶來了廣闊空間。此外， LED 照明的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展，醫(yī)療照明、植物照明等新興領(lǐng)域?yàn)槠髽I(yè)的持續(xù)發(fā)展帶來了動(dòng)力。此外，隨著消費(fèi)電子市場(chǎng)的快速擴(kuò)張，視窗、防護(hù)屏等產(chǎn)品的需求也將為藍(lán)寶石行業(yè)帶來可觀的市場(chǎng)增量。

    ② 產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)

    改革開放以來，得益于中國(guó)低廉的勞動(dòng)力成本和政策引導(dǎo)，全球電子制造業(yè)逐漸向中國(guó)轉(zhuǎn)移，但主要集中在簡(jiǎn)單的加工領(lǐng)域，處于產(chǎn)業(yè)鏈的底端。經(jīng)過多年發(fā)展，我國(guó)電子產(chǎn)業(yè)鏈正逐漸從低附加值的組裝、加工向高附加值的核心零部件領(lǐng)域和品牌培育領(lǐng)域滲透，競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力不斷增強(qiáng)。多年的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，帶來了明顯的產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)， 供應(yīng)鏈的本地化需求為藍(lán)寶石市場(chǎng)乃至藍(lán)寶石專用設(shè)備的市場(chǎng)帶來了強(qiáng)有力的支撐。

    4、影響行業(yè)發(fā)展的不利因素

    （1）影響光伏產(chǎn)業(yè)的不利因素

    ① 我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)出口依存度較高

    2017 年 1-11 月，我國(guó)光伏產(chǎn)品出口額約為 131.1億美元，同比增長(zhǎng) 1.4%，光伏產(chǎn)品出口比例較大。我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)海外市場(chǎng)存在一定依賴且集中度較高。若海外主要國(guó)家太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)需求及扶持政策發(fā)生不利變動(dòng)，將傳導(dǎo)至國(guó)內(nèi)光伏專用設(shè)備制造業(yè)。

    ② 其他新能源對(duì)晶硅太陽(yáng)能的替代作用

    2009 年-2016 年，可再生能源發(fā)電量占全球總發(fā)電量的比重持續(xù)上升，截至2016 年末，全球可再生能源發(fā)電量達(dá)到 24.5%，其中，水電占 16.6%，風(fēng)電占4.0%，生物質(zhì)能占 2.0%、光伏占 1.50%。在各類新能源中，光伏是全球新增電力裝機(jī)的主要力量。目前的光伏技術(shù)中，薄膜太陽(yáng)能電池材料消耗少、理論效率高、工藝集成度高，是太陽(yáng)能技術(shù)的未來發(fā)展方向，但與晶體硅太陽(yáng)能電池相比，薄膜太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率較低，且當(dāng)前全球主流太陽(yáng)能電池生產(chǎn)廠商仍然采用晶體硅制造技術(shù)，因此，晶體硅太陽(yáng)能仍將在未來光伏產(chǎn)業(yè)中占據(jù)主要地位。

    ③ 光伏電價(jià)補(bǔ)貼不斷下調(diào)

    由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電具有廣闊的發(fā)展前景，行業(yè)發(fā)展初期，我國(guó)制定了相應(yīng)的補(bǔ)貼扶持政策。隨著光伏行業(yè)的蓬勃發(fā)展，考慮到新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和成本降低等情況，國(guó)家開始持續(xù)推行新能源標(biāo)桿電價(jià)退坡機(jī)制。盡管新能源補(bǔ)貼只針對(duì)下游電站企業(yè)， 標(biāo)桿電價(jià)的下調(diào)不會(huì)對(duì)上中游的硅片行業(yè)產(chǎn)生直接影響。但由于整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)鏈具有較高的協(xié)同性，隨著下游電站行業(yè)集中度的不斷增強(qiáng)與盈利空間的持續(xù)壓縮，勢(shì)必會(huì)對(duì)其上游電池片、硅片的產(chǎn)品價(jià)格帶來更大壓力、對(duì)其產(chǎn)品質(zhì)量提出更高要求，硅片、電池片行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)性將進(jìn)一步增強(qiáng)，整個(gè)上游行業(yè)的利潤(rùn)空間也將受到一定影響；而另一方面，這也將進(jìn)一步促進(jìn)國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)升級(jí)、淘汰技術(shù)落后的產(chǎn)能，激活光伏專用設(shè)備更新?lián)Q代的需求，推動(dòng)光伏裝用設(shè)備制造行業(yè)的發(fā)展，引導(dǎo)整個(gè)光伏行業(yè)向健康、可持續(xù)的方向邁進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。

    （2）影響藍(lán)寶石產(chǎn)業(yè)的不利因素

    ① 技術(shù)研發(fā)和管理人才缺乏

    藍(lán)寶石行業(yè)屬于高新科技領(lǐng)域，技術(shù)研發(fā)人員是行業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，但是我國(guó)藍(lán)寶石行業(yè)起步較晚，人才相對(duì)匱乏，技術(shù)人才和管理人才的缺乏制約了行業(yè)的發(fā)展。

    ② 下游企業(yè)抵御市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)能力有待提高

    由于藍(lán)寶石在 LED 和消費(fèi)類電子領(lǐng)域的前景廣闊，吸引了眾多企業(yè)進(jìn)入，行業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)張，但是，眾多的中小規(guī)模企業(yè)依靠低廉勞動(dòng)力生產(chǎn)低端產(chǎn)品，研發(fā)實(shí)力薄弱，難以與下游市場(chǎng)需求同步，也難以與國(guó)外廠商競(jìng)爭(zhēng)，抵御市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的能力有待提高。

    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《2017-2023年中國(guó)高硬脆材料行業(yè)供需趨勢(shì)及未來發(fā)展趨勢(shì)研究報(bào)告》