2018年中國高硬脆材料行業(yè)發(fā)展概述【圖】

    1、高硬脆材料簡介

    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，廣泛應(yīng)用于包括光伏發(fā)電、半導(dǎo)體、消費電子等在內(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。我國已經(jīng)連續(xù)幾年成為世界最大的機(jī)床消費國和生產(chǎn)國。隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場需求提高，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，國內(nèi)機(jī)床消費量還會有巨大的上升空間。但是我國高檔數(shù)控機(jī)床對進(jìn)口的依賴較大， 2016年和 2017 年我國進(jìn)口數(shù)控機(jī)床分別為 11,330 臺和 13,688 臺，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)國務(wù)院印發(fā)的《中國制造 2025》，高檔數(shù)控機(jī)床的發(fā)展將被提高到國家戰(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)型和升級將會極大增加作為工業(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)電是利用太陽能電池材料的光伏效應(yīng)， 將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電形式。太陽能光伏發(fā)電的技術(shù)路線主要包括晶體硅太陽能發(fā)電、薄膜太陽能發(fā)電， 其中， 晶體硅太陽能發(fā)電包括單晶硅太陽能發(fā)電、 多晶硅太陽能發(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)。隨著各國政府紛紛制定產(chǎn)業(yè)扶持政策推動光伏產(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 年全球光伏累計裝機(jī)容量 單位： GW

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

2017 年全球各區(qū)域光伏累計裝機(jī)容量占比

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

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

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    我國太陽能應(yīng)用的發(fā)展相對較晚， 能源產(chǎn)業(yè)對傳統(tǒng)能源的依賴度高。近年來，隨著我國加快能源結(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，國家能源局正式發(fā)布《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，規(guī)劃中明確提出，到 2020 年底，我國太陽能發(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，占非化石能源消費比重的 18%以上。截至 2017 年底，我國光伏發(fā)電累計裝機(jī)容量 130.25GW，光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量 52.83GW，新增和累計裝機(jī)容量均為全球第一，已經(jīng)遠(yuǎn)超過《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出的目標(biāo)。對此，國家能源局又于 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，拉動了市場對光伏產(chǎn)品的需求，為我國光伏制造業(yè)提供了有效的市場支撐。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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    我國光伏行業(yè)發(fā)展初期主要采用進(jìn)口設(shè)備。隨著我國設(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)到國際先進(jìn)水平，不少設(shè)備以優(yōu)異的性價比處于市場的主導(dǎo)地位。目前，我國已經(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)備的國產(chǎn)化是降低光伏發(fā)電成本、 帶動行業(yè)長期健康發(fā)展有效途徑。國產(chǎn)設(shè)備成本低、產(chǎn)能擴(kuò)建快、交貨周期短等優(yōu)勢加速了進(jìn)口替代進(jìn)程。隨著國產(chǎn)設(shè)備技術(shù)水平的提升，正逐步獲得國內(nèi)外市場的認(rèn)可。此外，國內(nèi)設(shè)備制造企業(yè)在售后服務(wù)方面的優(yōu)勢，也有望加速設(shè)備的國產(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)域的市場份額情況

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    2016 年全球藍(lán)寶石應(yīng)用市場中， LED 襯底占據(jù)了 80%的消耗量；消費類電子上，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，到 2021 年，將增長至 20.01 億臺2。在智能穿戴設(shè)備領(lǐng)域， IDC 預(yù)計全球智能手表出貨量將從2017 年的 3,160 萬件增長至 2021 年的 7,150 萬件3。隨著藍(lán)寶石在消費電子領(lǐng)域的不斷滲透，藍(lán)寶石行業(yè)市場空間將進(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

    煤炭消費量占能源消費總量的 62.00%，水電、風(fēng)電、核電、天然氣等清潔能源消費量占能源消費總量的 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)儲量豐富、環(huán)境友好的可再生能源，已成為世界各國的共識。太陽能光伏發(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，加快太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提升其在能源供應(yīng)中的份額，對應(yīng)對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，已成為世界各國普遍關(guān)注和重點發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。

    ② 太陽能光伏發(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)、價格以及國際貿(mào)易政策對硅片制造業(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。多晶硅市場供不應(yīng)求，價格一路飆升；經(jīng)過多年市場培育，全球光伏市場取得了快速發(fā)展，中國也成為光伏器件的主要生產(chǎn)國之一。 2017 年我國多晶硅產(chǎn)量 24.2 萬噸，同比增長 24.7%；硅片產(chǎn)量 87GW，同比增長 34.3%；電池片產(chǎn)量 68GW，同比增長 33.3%；組件產(chǎn)量 76GW，同比增長 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了多晶硅料價格的大幅度下降，近年來，全球光伏級多晶硅價格變動趨勢如下：

2011-2017 年全球光伏級多晶硅現(xiàn)貨均價 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， 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)鏈價格變化情況 單位：美元/片

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    《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出，到 2020 年，光伏發(fā)電電價水平相較于 2015 年降低 50%以上。隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模化效應(yīng)的顯現(xiàn)，光伏發(fā)電實現(xiàn)發(fā)電側(cè)平價上網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)可期。終端需求的提升將推動光伏行業(yè)產(chǎn)能進(jìn)一步釋放，帶動光伏專用設(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、技術(shù)進(jìn)步的重要保障和國家綜合實力的集中體現(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，我國產(chǎn)業(yè)化太陽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)勢愈發(fā)明顯，鑒于傳統(tǒng)照明燈具的存量市場規(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)域為企業(yè)的持續(xù)發(fā)展帶來了動力。此外，隨著消費電子市場的快速擴(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)帶來可觀的市場增量。

    ② 產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)

    改革開放以來，得益于中國低廉的勞動力成本和政策引導(dǎo)，全球電子制造業(yè)逐漸向中國轉(zhuǎn)移，但主要集中在簡單的加工領(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，競爭實力不斷增強(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)寶石市場乃至藍(lán)寶石專用設(shè)備的市場帶來了強(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 我國光伏產(chǎn)業(yè)出口依存度較高

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

    ② 其他新能源對晶硅太陽能的替代作用

    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，薄膜太陽能電池材料消耗少、理論效率高、工藝集成度高，是太陽能技術(shù)的未來發(fā)展方向，但與晶體硅太陽能電池相比，薄膜太陽能電池轉(zhuǎn)換效率較低，且當(dāng)前全球主流太陽能電池生產(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 光伏電價補(bǔ)貼不斷下調(diào)

    由于太陽能光伏發(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，國家開始持續(xù)推行新能源標(biāo)桿電價退坡機(jī)制。盡管新能源補(bǔ)貼只針對下游電站企業(yè)， 標(biāo)桿電價的下調(diào)不會對上中游的硅片行業(yè)產(chǎn)生直接影響。但由于整個光伏產(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，勢必會對其上游電池片、硅片的產(chǎn)品價格帶來更大壓力、對其產(chǎn)品質(zhì)量提出更高要求，硅片、電池片行業(yè)的競爭性將進(jìn)一步增強(qiáng)，整個上游行業(yè)的利潤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)國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)升級、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，推動光伏裝用設(shè)備制造行業(yè)的發(fā)展，引導(dǎo)整個光伏行業(yè)向健康、可持續(xù)的方向邁進(jìn)，最終實現(xiàn)平價上網(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)，但是我國藍(lán)寶石行業(yè)起步較晚，人才相對匱乏，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)抵御市場風(fēng)險能力有待提高

    由于藍(lán)寶石在 LED 和消費類電子領(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)依靠低廉勞動力生產(chǎn)低端產(chǎn)品，研發(fā)實力薄弱，難以與下游市場需求同步，也難以與國外廠商競爭，抵御市場風(fēng)險的能力有待提高。

    相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2017-2023年中國高硬脆材料行業(yè)供需趨勢及未來發(fā)展趨勢研究報告》