第一性原理：薄片化、细线化是长期趋势
硅片切割工艺流程
布线过程：由切片机自动排线系统将长度约80-200km、直径36um及以上的金刚线由放线辊放入切割区域，后均匀、 精准排布于2根主辊，布置成超过3000根，间距低于235um的金刚线网并引出。 切割过程：金刚线网的线速度在4秒内从静止状态加速至2400米/分钟，随后持续运行30秒后，在4秒内从2400米/分钟 减速至0米/分钟；随后反向加速至2400米/分钟，持续运行30秒后，再减速至0米/分钟。
薄片化、细线化是降本的长期趋势
出片量=每公斤方棒的长度/槽距（硅片厚度+金刚线线径+砂径）。金刚线直径下降+硅片厚度下降 → 每公斤方棒出 片量将增加 → 硅片成本下降毛利增加。 随着工艺改进，出片率持续增加。2021年，P型182mm/210mm尺寸每公斤单晶方棒出片量分别约为53片和40片，均 同比增加2片。
回顾：金刚线切割替代砂浆切割顺应第一性原理
金刚石线切割大幅降低单晶生产成本，助力单晶替代多晶
20世纪80年代以前，高硬脆材料采用涂有金刚石微粉的内圆锯切割，切缝大、材料损耗多，且对切割尺寸有限制。 20世纪90 年代中期，切缝窄、切割厚度均匀且翘曲度较低的线锯切割方式逐步发展，并在工业切割领域大规模推广应 用，半导体行业也采用该种切割方式。 2003年起，随着光伏产业开始爆发性增长阶段，游离磨料砂浆切割工艺开始导入光伏行业。 2014年底，以隆基为代表的单晶企业开始大规模导入金刚石线切割工艺，并在3-4年内完成对游离磨料砂浆切割替代。
展望：碳钢丝遇细线化瓶颈，钨丝替代大势所趋
碳钢丝体系下线径已快接近极限，细线化突破依赖于材料方面的创新
破断力是指金刚线在拉伸过程中所能承受的最大拉力。破断力和线径、抗拉强度成正比，因此一般线径越细则破断力 越低。随着线径越来越细，对碳钢丝的力学性能也相应提出了巨大挑战。 目前金刚线锯基本采用92c或100c原料制造母线，高碳钢丝母线线径已快要接近极限，高测35μm产品破断力≥5.3N， 线径进一步下降可能将难以支撑切割所需张力，细线化突破依赖于材料方面的创新。
钨丝空间：3-4年完成替代，2025年市场空间85亿
空间：3-4年完成替代，2025年市场空间85亿
渗透率：参考金刚线切割替代砂浆切割进程，预计短期受供给制约，3-4年内有望完成100%替代。 需求：预计2022年装机需求约250GW，按照单GW金刚线耗约44万公里、母线单耗1.1测算，预计对应钨丝需求1258万 公里。预计2025年钨丝母线需求3.68亿公里，市场空间约85亿元。
钨丝对后端环节冲击较小，但前端母线冷拉工艺不适用
钨丝生产流程及壁垒
钨丝工艺流程：原料→还原→掺杂→还原→等静压→烧结→垂熔→旋锻→退火→粗拉拔→细拉拔→电解→钨丝等，总共 包含30多道工序。生产难度体现在金属配方及拉拔工艺控制。 金属元素及含量控制：钨丝为合金材料，一般掺杂Re、La等元素，配方不同钨丝性能表现不同。 拉拔工艺控制：通过若干次粗拉拔以及若干次细拉拔控制母线的线径以及均匀性。
金刚线前端碳钢丝母线环节的冷拉工艺不适用
无论钨丝还是碳钢丝母线，均有拉拔工序。（1）碳钢丝母线：原料钢丝经拉丝机在常温下多次拉伸至目标线径，属于 冷拉工艺。（2）钨丝母线：原料钨棒经拉丝机在高温下多次拉伸至目标线径，属于热拉工艺。 当前高碳钢丝母线设备及产能不适用钨丝生产。
钨丝对于竞争格局的影响
由于下游硅片厂绑定的关系，有利于美畅、原轼等厂商在钨丝渗透初期导入和验证，以及后续推广应用，二三线厂商弯 道超车难度较大，预计对行业格局影响有限。 短期看，钨丝渗透初期有较高溢价，有望增厚行业利润。中长期看，美畅、原轼、恒星等布局上游母线等产能的公司竞 争力会有一定受损。
钨丝成本结构以原材料为主，渗透初期盈利能力较好
成本结构：当前情况下，原材料占比约66%、人工占比约6%、电力占比约7%、天然气占比约3%、折旧占比约12%。 盈利情况：在55%成材率下，预计38um钨丝成本约18.7元/公里，毛利率水平约为50%，净利率水平约为30%。
降本路径与空间分析
成材率提升（内部因素）：当前工艺仍有较大提升空间，行业平均成材率约50%-60%，随着成材率提升成本下降先快 后慢，成材率每提升5%，成本平均下降1.3元/公里。 规模效应（内部因素）：当前仍处于少量供货状态，随着钨丝渗透率提升以及钨丝产能扩张，规模效应摊薄生产成本。
废料回收（内部因素）：钨是一种稀有金属，同时废钨的含钨量高且回收简易，因此具有较高的二次资源回收利用价 值，一般回收价格较APT略高一些，假设回收价格含税18-19万元/吨，在成材率55%的情况下，废料回收价值约10万元/ 吨，对应38um钨丝实际成本可下降约2.2元/公里。
上游价格变动（外部因素）：2020年受钨行业供给过剩等因素影响，钨价总体呈弱势运行，APT均价12.86万元/吨， 同比下降6.35%。2021年钨行业需求持续增加，钨价总体呈稳步上涨趋势，APT均价15.44 万元/吨，同比上涨 21.06%。 进入2022年以来，APT价格持续上涨至4月中旬的18.3万高点后有所回调，7月初价格反弹后仍维持高位。
钨丝下游验证数据较好，产业化应用持续推进
下游验证数据表明钨丝具有明显性能优势，产业化应用持续推进
从专利披露数据来看，在硅片切割应用端，相比同规格碳钢丝，钨丝断线率下降，A品率提升，TTV不良更低，切割线 耗下降，具有明显性能优势。 从产业应用来看，美畅、原轼、聚成、高测、恒星、岱勒等几乎所有主流金刚线厂商均在钨丝金刚线产品有所布局， 并送往下游隆基、中环等硅片厂商测试验证，终端反馈良好。
钨丝经济性影响因素——受降本速率、细线进展、硅料价格
降本速率（内部因素）：降本路径明确（成材率提升+规模效应+废料回收+上游降价），降本空间较大。细线进展（内部因素）：细线化进展较快，去年底以40-38um为主，今年上半年切到38-36um，目前最细32um，年底 或明年初有望突破30um。 硅料价格（外部因素）：硅料价格处于高位，随着产能释放，年底价格或将进入下降通道，减弱钨丝经济性。
经济性测算：当前36um钨丝经济性尚不明显
核心假设
A品率：对于碳钢丝，假设稳定线径下A品率不变；相比同规格碳钢丝金刚线，钨丝金刚线A品率提升1% 。
线耗：对于碳钢丝金刚线，线径每下降2um，线耗提升10%；相比同规格碳钢丝金刚线，当前钨丝金刚线线耗下降10%， 未来工艺稳定后下降20%。
结论：在硅料含税300元/kg的价格下，相比目前主流38um碳钢丝金刚线，36um钨丝金刚线切割成本增加0.4分/W，尚 不具备经济性；相比同规格36um碳钢丝金刚线， 36um钨丝金刚线可节省成本0.6分/W。
钨丝上下游具有较大的利润让渡空间
假设保持钨丝毛利率40%不变，金刚线毛利率保持30%不变，考虑成材率由50%提升至75%，钨丝金刚线合理售价可 由71元/公里下降至54元/公里。
经济性测算：降本+利润让渡是提升经济性最有效方式
核心假设
A品率及线耗假设与前文相同。按照前文测算的成材率与对应钨丝成本，以及利润让渡后的合理售价测算。
结论1：不考虑废料回收，成材率达到60%以上基本就可实现经济性临界点下降至100元/kg以下。
结论2：目前碳钢丝金刚线也有较高的利润空间，如果考虑碳钢丝金刚线“价格内卷”，假设传统金刚线让渡利润至成本线， 则钨丝不具备经济性。但这种可能性较低，因为对于金刚线厂商而言，没有价格内卷的动力和诉求。
核心假设
A品率：假设线型成熟稳定后，钨丝线径每下降2um，切片A品率下降0.1%；假设36线钨丝金刚线切片A品率为97%。 线耗：线径每下降2um，线耗提升8%。假设工艺稳定后同规格钨丝线耗下降20%，即36um钨丝金刚线耗为0.44米/W 。
结论：当线径下降至30um时，假设钨丝金刚线保持80元/km不降价，对应经济性临界点约为215元/kg。钨丝金刚线每降 价5元/km，对应经济性临界点下降30元/kg 。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
