2024年帝尔激光研究报告:开光伏用激光之先河,引BC技术革命

  • 来源:国金证券
  • 发布时间:2024/09/02
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帝尔激光研究报告:开光伏用激光之先河,引BC技术革命。为什么选择光伏激光设备:1)应用变广。截至目前,激光设备及工艺方案已经覆盖市场主流及下一代高效电池路线。2)需求变大。根据infolink统计,BC(背接触)电池制造需要3道激光工序,非接触、精细化的加工特点使其在BC、钙钛矿等横向结构复杂的电池技术上发挥至关重要的作用。为什么选择帝尔激光:光伏激光技术开拓者,全电池路线产品布局,龙头地位稳固。公司在光伏激光领域持续深耕15年,是国内首次将激光技术导入光伏的企业。在产品布局上,公司已成功将激光加工技术应用到TOPCon、HJT、XBC、钙钛矿等高效太阳能电池及组件制程,TOPCon路线上,截...

1 光伏激光设备环节:精细化加工平台,多条高效电池路线均有应用

激光是电子吸收外界能量跃迁到高能级再次回落,并以光子形式向外界释放的能量。激光 工艺本质是光与物体的相互作用,非实物与实物间的直接物理接触能够极大保证工件完整 性及加工质量;由于以光的形态存在,通过聚焦光束、调节光斑直径,可以满足精细化制 程的需求;实际工作区域的形状、大小还可以随光斑的移动而改变,适用于定制化的制造 场景。因此,激光对于大多数技术难度大、加工精度高、结构设计性强的制造行业,如光 伏、锂电、半导体、消费电子、新型显示、医疗等领域而言,是实现精密工艺、提高生产 效率和良率、降低成本的重要技术。 自激光工艺成功导入光伏 PERC 电池以来,激光设备厂商致力于在电池制造的全环节工艺 流程中寻找更多激光适用的应用场景,截至目前,激光设备及工艺方案已经覆盖市场主流 及下一代高效电池路线,尤其在 BC 和钙钛矿技术中,激光工艺在构建电池结构方面发挥 了至关重要的作用。

2 帝尔激光:光伏激光设备龙头,充分受益于技术迭代

2.1 光伏激光技术开拓者,产品布局衍生至泛半导体领域

公司成立于 2008 年,2015 年在新三板挂牌,2016-2018 年被评为瞪羚企业,2019 年于深 交所上市,在光伏激光领域深耕 15 年之久,是国内首次将激光技术导入光伏太阳能电池 路线的国家高新技术企业。 公司自成立以来,一路陪伴着国内光伏行业的成长,初期与光伏制造企业共同研发光伏电 池激光加工工艺获得技术积累,并在行业回暖时期依靠技术经验、客户资源迅速占领市场。 PERC 路线上,2012-2014 年,公司先后推出研发型和量产型 PERC 激光消融设备;2016 年 成功研发 SE 激光掺杂设备,直接推动第二轮光伏产业升级;2018 年 PERC+SE 高效太阳能 电池激光设备全球市占率超过 70%。 N 型高效电池路线上,公司于 2020 年完成对 TOPCon 高效电池激光应用技术研究的工艺论 证;2022 年首次实现激光转印单站设备订单并完成交付,激光技术自电池内部功能层制 作延伸至金属化环节;截至 2023 年底,公司已成功将激光加工技术应用到 TOPCon、HJT、 XBC、钙钛矿等高效太阳能电池及组件制程。

公司以自主创新研发的激光技术为核心,聚焦光伏,并积极向消费电子、新型显示和集成 电路等开拓,提供一体化加工解决方案。公司产品目前涵盖“光伏电池及组件制造”、“显 示面板及模组制造”、“半导体晶圆制造及封装”三大应用领域。 其中,光伏电池环节产品按技术路线可分为 1)PERC 电池激光消融设备、激光掺杂设备; 2)TOPCon 电池激光诱导烧结(LIF)设备、激光硼掺杂设备;3)背接触电池(BC)激光 微蚀刻系列设备;4)HJT 电池激光诱导退火(LIA)设备;5)钙钛矿电池薄膜激光刻划系 列设备等。各技术路线通用设备包括 1)电池金属化环节激光转印设备;2)组件环节全自 动高速激光无损划片/裂片机、组件整线设备等。 光伏业务以外,公司布局 TGV 激光微孔设备,通过精密控制系统及激光改质技术,实现对 不同材质的玻璃基板进行微孔、微槽加工,为后续的金属化工艺实现提供条件,应用于半 导体、显示等领域芯片封装;半导体晶圆工艺方面,公司也有激光退火、减薄、隐切等产 品布局。

2.2 股权结构稳定,子公司职能明确

公司股权结构集中,截至 2024H1,公司实际控制人李志刚先生直接及间接持有公司股份 43.17%,董事段晓婷女士直接及间接持有公司股份 8.66%,其他 5%以下股东共持有公司股 份 48.17%。 公司旗下设有 5 家全资子公司,分别负责设备制造、技术研发、对外投资等业务。此外, 2024 年 7 月,公司与多家光伏各环节头部企业共同投资成立四川省通威晶硅光伏产业创 新有限公司(通威持股 51%,帝尔持股 5%)、江苏群创光伏技术有限公司(天合持股 57.5%, 帝尔持股 3.13%),联合全产业链优质企业创新资源,研发、储备光伏前沿技术及产业化进 程推进。

2019 年上市至今,公司连续 5 年实现现金分红 4.01 亿元,近 3 年(2021-2023 年)以现 金方式累计分红 2.55 亿元(含回购),占三年实现的归母净利润总额的 20.35%。并且,根 据公司未来三年(2023-2025 年)股东分红回报规划,在满足《公司章程》规定的现金分 红的条件下,公司最近三年以现金方式累计分配的利润将不少于最近三年实现的年均可分 配利润的 30%。

2.3 光伏新技术迭代,推动公司业绩高增

2018 年至今,公司业绩呈现三段明显分化:2018-2020 年,业绩高增;2021-2022 年,增 速放缓;2023 年及以后,重回增长。 在“531”新政推动平价上网的背景下,根据 CPIA 统计,2019 年国内新建电池产线均采用 PERC 技术,同时部分企业对老旧电池产线进行改造,高效 PERC 技术成为扩产主流,市场 份额持续上升。2018-2020 年,PERC 完成电池路线技术迭代的同时,公司作为 PERC 激光 工艺首创者及推动者,营业收入及归母净利润规模持续增长,年均复合增速分别高达 72%/49%。

2021-2022 年,PERC 路线主流地位稳固,各环节工艺设备成熟,公司激光设备单价缓降, 同时行业扩产增速放缓,设备企业受制于二阶导属性,公司营收及净利润规模保持稳中有 升。 2023 年,行业再次进入技术迭代周期,根据 CPIA 统计,年内新投量产产线以 N 型技术为 主,其中 TOPCon 依靠较高的性价比在行业龙头带领下成为扩产的主流选择,HJT、XBC 路 线技术及产能也有头部企业布局。 技术迭代推动公司激光设备产品量价齐升。一方面激光设备总需求随着新技术扩产而增长, 另一方面新技术衍生出全新的激光工艺需求,如 TOPCon、BC 等技术,制程及电池结构复 杂,为非接触式、精细化的激光工艺应用提供了更大的市场空间,快速响应技术进步、高 精度要求高、技术难度大等特点使得公司 2023 年设备出货量达 1763 台,同比增长 133.2%; 单台设备价值量达 212 万元/台,同比增长 22.3%,均有显著提升。 反映到业绩层面,2023 年,公司营业收入/归母净利润同比增速分别提高 16.1PCT/4.2PCT; 2024 上半年,公司实现营业收入/归母净利润为 9.1/2.4 亿元,同比增长 34.4%/35.5%, 订单持续验收有望保障公司未来两年营业收入稳步高增。

公司盈利能力稳定,经营能力持续优化。自 2020 年起,公司毛利率常年维持在 45%及以 上水平。2021 年公司研发费用提升,净利率水平有所下滑,后续公司持续优化经营管理能力,2022 年至 2024 年上半年,在公司研发费用率持续增长并处于较高水平的情况下,净 利率相对保持稳定。

公司太阳能电池激光加工设备贡献主要收入及利润来源。公司上市以来,光伏激光设备业 务收入占比常年维持 80%以上,2020-2023 年毛利率稳定在 45%左右,光伏激光设备业务 毛利率变化趋势与公司整体毛利率水平一致。此外,2023 年,公司消费电子类激光加工设 备开始贡献收入及利润,随着后续产品研发及验证持续推进,有望成为公司业绩新增长点、 增厚收入。

3 光伏激光环节市场格局集中,公司技术领先、产品覆盖全路线

3.1 光伏市场格局集中,公司持续深耕稳固龙头地位

激光加工设备是光学系统、软件系统、自动化系统的集成平台,以激光特性为基础,开发 工艺应用,并在多方面体现其应用的丰富性。例如,加工材料方面,激光可应用于金属、 陶瓷、复合材料、玻璃等;加工尺度方面,从焊接船钢到衍射极限附近的材料加工均可实 现;加工行业方面,几乎适用于所有制造业,包括电子信息、新能源、军工、汽车、医疗 等。 从激光设备整体行业看,市场格局相对分散,根据中商产业院统计,2023 年中国激光设备 销售规模达到 940 亿元,CR3 企业占比仅约 24%,销售额排名前八企业中仅公司主营业务 聚焦光伏行业,同时根据 LaserfairCom,公司核心产品综合市占率长期保持 80%以上。

2018 年至今,部分专业激光设备企业和光伏电池、组件设备企业陆续切入光伏激光环节, 从时间线上来看,不乏一些企业与公司同期进入光伏赛道,但至今为止,激光环节仍是单 寡头格局。主要是由于激光工艺的应用场景广泛,从下游行业看,专业的激光设备厂商往 往分散在不同领域,例如德龙激光设备产品主要面向消费电子、半导体行业,大族激光设 备产品主要面向消费电子、PCB、锂电行业等,而公司成立至今,坚定选择光伏激光领域, 即使在国内光伏制造产业的调整期仍潜心积累光伏激光技术。 从新进入者的角度看,专业激光设备企业多基于在其他应用领域的同性技术积累或者从激 光器环节进入光伏制造,在光伏行业没有坚实的客户基础,对光伏制造的理解并不深入, 大多缺乏自主探索工艺场景、持续创新的能力;光伏电池、组件设备企业基于对光伏制造 的深入理解和在优势业务发展中积累的客户基础进入激光环节,对激光技术本身的研发积 累还不足,现有产品布局多围绕行业主流技术的需求展开。

反言之,“持续深耕+客户黏性”是公司稳固龙头地位的基础。 从开发角度,激光设备是光学、机械、自动化、软件多系统集成的平台,通过光学设计、 精密运动控制、系统间的有机结合实现各种激光在时间、空间上的精准调控,以达到工艺 目的。在激光行业中,激光设备制造与激光器制造最大的区别在于特定场景下的定制化需 求,激光器的研发侧重激光本身的特性,如波长、功率、光斑直径、脉冲持续时间、相干 性等;激光设备的研发则更侧重与产线的匹配性,尤其是在光伏这类产能规模大、对制造 效率要求高的行业,需要激光设备的光学设计匹配产线以及各企业的电池结构,机械及软 控确保激光加工的精密性,自动化助力产线提高制造效率、从而满足光伏降本增效的诉求。

在光伏行业中,设备类型可以简单分为工艺设备、自动化设备。激光工艺与传统工艺的最 大特点就是对产品精度、性能、质量均有较高的要求,相比普通的自动化设备,激光设备 开发周期更长,定制化程度更高,并且相应具备更高的价值量。而这也意味着,下游应用 端在设备采购时更为慎重,验证周期拉长,要形成稳定的客户群体需要公司前期花费大量 的成本在技术研发和与客户逐步建立紧密的联系,行业准入门槛增高。

从客户角度,在光伏电池激光工艺研发中,电池厂与设备厂相辅相成,光伏电池生产的 know-how 一部分在电池厂商手中,一部分在激光设备厂商手中。同样,设备的研发不仅依 赖于设备厂商的设计,也要依靠电池厂商的改进意见和量产经验。除此之外,不同于传统 的镀膜工艺,激光作为更精细的加工手段,激光厂商往往致力于寻找可替换传统工艺的应 用场景以拓宽市场空间。在光伏行业,与更多技术领先的客户具备紧密的研发关系,意味 着对新技术的需求更为敏感,有利于激光厂商发掘、尝试导入新增激光工序或替换传统加 工方式,从而保持领先技术和产品布局。 公司凭借在光伏行业丰富的技术积累、深耕多年的客户资源和粘性,对各环节制程有较为 深刻的理解,具备快速识别激光工艺导入可能性和机会的能力,因此能够常年保持较高的 市占率。

3.2 激光工艺助力光伏行业降本增效,新技术迭代有望拓宽市场空间

激光工艺在光伏领域的应用可以根据其发挥的实际功能分为三大类型:1)减材;2)改性; 3)金属化专用。 “减材”,顾名思义去除目标材料。利用激光的高能量密度特性,聚焦光束在瞬时积累能 量,从而产生的热效应可以高达数千到上万摄氏度,在极短的时间内使目标材料熔化甚至 汽化。光伏制造中常见的减材工艺如激光消融、激光划线等。 激光消融是通过控制激光的能量、脉冲宽度等参数,利用高能激光的热量使部分区域、特 定深度的材料熔融、烧蚀、蒸发。在光伏行业中,这一技术往往也被叫做“激光开槽”, 最初应用于 PERC 技术,用于局部去除电池表面起钝化、减反作用的 AlOx/SiNx 绝缘薄膜, 使丝网印刷后的金属电极与内部硅材料形成良好的欧姆接触。 公司早在 2011-2013 年开始研发激光消融设备,2014 推出 PERC 激光消融量产型设备,可 实现 15-50um 超细线宽的无损消融。激光消融工艺的导入,使得 PERC 在兼容 BSF 生产线 的基础上,只需要增加氧化铝镀膜设备、激光加工设备及其他少量辅助设备,以相对较低 的成本增加获得 2.5PCT 以上的效率提升,成为推动 PERC 迭代 BSF 的助力之一。

随着光伏电池技术的发展,在 BC 电池 p 型掺杂层和 n 型掺杂层均位于背面的结构中,利 用激光消融技术划分掺杂 p/n 区,并对相邻 p/n 区接触区域消融形成沟道(gap),防止电流输出通道的短路。在 PERC 工艺的基础上,BC 路线需要增加多道激光工艺,并且为保证 金属电极与掺杂区的位置相对应,电池丝印前的绝缘层开槽工序对光斑分辨率和定位的精 准性提出了更高的要求,因此在设备价值量上较 PERC 有显著提升。

xBC 路线上,到 2026 年,两家 BC 领先企业产能总计将达到 200GW。 2024 年 7 月 4 日,隆基绿能召开 HPBC 二代电池产品发布会,表示公司已建成 BC 产能 38GW+,预计到 2025 年底实现约 70GW BC 产能,其中一代产品 20GW,二代产品 50GW,公 司基于 HPBC 2.0 电池技术的组件产品发布至今不到 2 个月,已经实现 1GW 在手订单和超 5GW 储备订单;计划未来三年,公司 BC 电池年产能将达到 100GW。 2024 年 6 月 12 日,爱旭股份召开新一代 ABC 满屏组件发布会,公司在珠三角、长三角和 黄河三角洲的三大基地共规划 ABC 产能 100GW,其中珠海基地 30GW,已投产 10GW;义乌 基地 30GW,其中 15GW 正在投产中;济南基地 40GW,正在建设中产能 10GW。 从行业现有的 BC 细分技术看,隆基绿能和爱旭股份在电池结构设计上有较大差距,对应 的激光工序和参数需要相应调整改动。目前多家激光设备企业布局了 BC 技术,但绝大多 数处于研发状态。 公司最早在 2019 年就获得了千万价值量的 IBC 激光消融设备订单;根据重大合同披露, 公司在 2021 年 5 月 18 日至 2022 年 5 月 18 日与隆基绿能累计签订 6.7 亿元订单,凭借 迅速定位与特定材料加工匹配的微纳激光加工技术和适应高效生产的控制系统,率先实现 产业化,成为头部企业量产型 BC 技术激光设备供应商,2023 年获得头部电池企业 10GW+ 订单,后续有望在 BC 激光工艺设备单位价值量的长期稳定性和工艺革新增厚价值量的基 础上,充分受益于 XBC 扩产带来的光伏激光市场空间的扩大。

激光划线是通过移动具有高能量密度的激光束,使照射区域在高温下汽化,实现膜层分割 甚至材料切割。在电池环节,钙钛矿路线上,通过精准控制激光能量和在材料上的停留时 间,实现特定膜层深度的切割,将大面积电池划分成多个子电池,实现子电池间的串并联 以输出合适的电压和电流,提升钙钛矿电池组件的效率。 公司钙钛矿电池薄膜激光刻划系列设备,针对大面积玻璃衬底上的 TCO、氧化物、电极等 不同膜层的特点,采用自研多分束光学设计系统,精准控制死区宽度,处于小批量论证阶 段。

组件环节,激光划片是不可或缺的工艺环节。根据 CPIA 统计,2023 年半片组件市场占比 高达 97.1%,并且未来将继续保持较高的市占率。将电池片在组件串焊前划分成两片半片 的形式,并采用“串联+并联”的方式在保持组件电压不变的基础上,使回路电阻减小, 增加发电量。 公司在组件环节布局了全自动高速激光无损划片/裂片机,采用无损技术将电池片裂片成 指定规格,无热影响区使电性能损失,上下料、相机定位、激光划片、裂片多个工序同步 进行,提高生产效率,尤其是对于结构复杂的 BC 电池,非接触式、无损技术有望助力其 在组件制造环节的降本增效。 “改性”,即改变电池内部的材料性质。光伏电池工艺中,利用激光能量加热硅材料,使 掺杂元素渗透进入硅晶格,形成 p 型/n 型硅;更甚,激光可以精确控制金半接触区域附 近的掺杂元素浓度提高,实现局部重掺杂,也就是选择性发射极(SE)结构。 在 TOPCon 电池提效路径上,正面钝化是个需要持续优化的问题。根据 2024 年光伏装备技 术创新大会,过去一年 TOPCon 在改善发射极的钝化质量方面提效达到 0.2%,但正面复合 损失在 TOPCon 总复合损失中占比仍高达 73%,是制约 TOPCon 电池提效的主要瓶颈。

目前看,提升正面发射极钝化效果的路径:1)引入正面 poly 层;2)适时再次导入 SE 技 术。多晶硅受材料特性影响,光学寄生损失严重,位于正面会极大影响光照利用率,叠加poly-finger(局域钝化接触)技术,将正面 poly 区藏于电极之下,可以在降低复合损失 的同时,尽可能减少光学损失,进一步提高电池效率。因此,正面 poly 层的图形化是该 结构所面临的主要工艺难点,finger 位置的准确性和良率要求为激光工艺的应用提供了 可能性,一方面,激光 SE 可以对 poly 层进行选择性掺杂;另一方面,通过激光在 poly 层上形成局部氧化层掩膜,配合湿法刻蚀可以获得特征尺寸、位置更精确的正面 polyfinger 结构。 针对 TOPCon 路线上述提效方案,公司正在开发使用于 TOPCon 正面浅结的激光选择性掺杂 工艺、双面 poly 激光工艺等技术,公司激光消融技术也可用于 TOPCon 背面 poly 层厚度 的减薄,以减少背面光学损失、提高电池效率。2024 年 7 月,公司官方公众号宣布,与时 创能源签署战略合作,拟围绕光伏激光及高端设备领域,就 TOPCon 电池双 poly 技术和叠 栅技术中的激光及材料应用进行深入探讨和专业合作,助力光伏产业链高质量发展。

“金属化”,聚焦于改善金半接触的激光工艺。金属化环节的降本增效是推动行业发展的 重要力量,在 TOPCon 路线上,减小金属电极与发射极间的接触电阻是提升电池效率的有 效路径之一;HJT 路线上,降低电极浆料的成本是凸显技术性价比的主要手段之一。 激光辅助烧结(LECO/LIF)是激光产生的电子在电场作用下向电极/硅之间聚集,从而提 高电极与硅之间的局部电流密度,降低金半接触电阻;同时,高电流密度产生的热量促使 Ag/Si 互溶,实现良好的欧姆接触。 根据《2024 年光伏行业上半年发展回顾与下半年形势展望》,截至 2024 年 7 月底,激光 辅助烧结已成为 TOPCon 产线标配。公司于 2023 年 8 月完成 TOPCon 路线 LIF 技术的工艺 验证,最初效率增益在 0.2%以上,同年 9 月,公司 LIF 设备累计产能已经突破 100GW。此 后,公司继续巩固 Topcon 激光诱导烧结领域的技术领先性,截至 2024 年 6 月 SNEC 展会, 公司 LIF 设备对 TOPCon 电池转换效率的提升超过 0.4%,节省银浆单位耗量大于 20%,持 续保持该领域的市场竞争力。

激光转印技术利用激光热量汽化载板上的浆料,使其掉落在电池片固化形成电极,从而实 现线宽更细、高宽比更好的金属栅线,适用于 TOPCon、HJT、XBC 等不同的电池技术,是 公司全球首创技术。激光转印属于非接触式印刷工艺,避免挤压式印刷存在的隐裂、破片、污染、划伤等问题,有效解决硅片薄片化趋势下的隐裂问题,公司激光转印设备/整线可 节省 20-50%的浆料用量,栅线高宽比≥0.6,且印刷一致性高、低温浆料同样适用,尤其 为 HJT 工艺降本提供了一种解决方案,处于小批量论证阶段。

3.3 高研发投入保持技术领先性,稳健经营穿越周期

公司自身具备过硬的技术研发实力。实控人、创始人李志刚博士深耕激光和光伏领域多年 并亲自负责公司创新活动的部署,根据 2024 年半年度报告披露,公司目前承担了多项国 家级、省级科研项目。 此外,公司持续加大研发创新投入,在武汉、无锡、以色列、新加坡四地设有研发中心, 构建了一支专业度高、创新能力强的国际化研发人才团队,截至 2023 年底,公司研发人 员数量达 525 人,其中博士及以上学历占比高达 2.3%,处于行业领先水平。研发投入上, 公司 2023 年研发费用率为 15.6%,2024 上半年研发费用达到 1.4 亿元,继续保持高水平 投入。

根据公司 2024 半年报,客户主要为大中型太阳能电池制造企业,已包括隆基绿能、通威 股份、爱旭股份、晶科能源、晶澳科技、天合光能、阿特斯、韩华新能源、东方日升等国 际知名光伏企业。并且,公司客户结构稳定性较好,2023 年及 2024 年第一季度,公司前 五大客户销售金额占比高达 68%以上,这也使得公司在回款方面的风险相对较低。

订单方面,受益于 TOPCon 扩产,2023 年光伏设备企业合同负债、存货指标及同比增速显 著提升,截至 2024 年一季度,各设备企业合同负债、存货规模创历史新高,然而受行业 供需影响,产业链价格持续下滑,光伏行业各环节盈利承压,行业扩产较 2023 年大幅缩 窄,上半年各设备企业合同负债、发出商品同比增速均有所下滑。截至 2024 上半年,公 司合同负债、发出商品增速均处于行业领先水平,根据公司订单确认周期,2024 全年及 2025 年公司营收、利润同比增速有望扩大。

2020 年-2024H1,公司整体毛利率维持在 45%以上,光伏激光设备业务的毛利率维持在 45% 上下,显著优于光伏其他环节设备毛利率。根据款项结算,设备企业在签署合同时一般会 要求客户预先支付一定的货款,在合同签署的一段时间内至设备从公司发出前约定对方支 付总货款 50%-60%的款项,剩余部分在客户收到设备并完成验收后的一定时间内进行支付。 公司整体毛利率常年稳定在 40%-50%,意味着设备发出前所收到的款项基本可以覆盖产品 成本。此外,公司短期偿债压力小,短期借款常年为零,资金流动性良好。

尤其是进入 2024 年以来,光伏主产业链盈利几乎均处于亏损,公司较光伏设备友商表现 出的更为优异的毛利率,是公司良性运营的重要基础。事实上,像光伏这样对成本高度敏 感的行业,尤其是在产值庞大的制造环节,由于设备不稳定带来的停产损失,以及产品效 率影响带来的成本差异,相比较设备价值量的变动微不足道。 以当前产业链价格和 TOPCon 产线情况测算,假设更高性能的激光设备价值量高出平均水 平 150 万元/GW,折合单位固定资产投资增加不到 0.0005 元/W。通过敏感性分析看到,良 率提高 0.3%对应成本下降 0.0008 元/W,效率提高 0.4%对应成本下降 0.0045 元/W,先进 激光设备带来的良率、效率增益完全有望覆盖设备折旧成本的上升。因此,对电池片企业 而言,设备的可靠性、量产稳定性才为设备采购时的首要考虑因素。 展望后续电池技术路线的发展,尤其是 BC 技术对激光设备精度、良率的要求更加苛刻, 同时激光设备凭借独特的激光加工特性,也将为电池创造更大的提效空间,因此公司有望 在未来几年继续稳定高毛利水平,稳健发展。

4 积极开拓高新产业领域,打造新生增长点

公司在立足光伏主业的基础上,向新型显示、半导体领域积极探索,2020 年开始储备研发 半导体封装、应用电子领域用激光微孔工艺,显示面板行业 LCD/OLED、 Mini LED 用激光 修复工艺。

4.1 从传统玻璃加工走向精细化,TGV 技术潜能巨大

微孔通常是指直径小于 300um 的孔,传统的机械钻孔技术在该尺度下具有一定局限性,特 种加工方式如超声加工、高压水射流法、电火花加工、电化学加工、电子束加工等由于效 率、精度、成本、加工损伤大等原因也存在较大的限制。 微孔在电子封装、新能源、汽车、航空航天、医疗器械等领域有着极其重要的作用,尤其 在芯片封装领域,光刻工艺的进步速度远不及摩尔定律的发展,摩尔定律下二维空间的容 纳能力逼近极限,叠加近几年 AI 快速发展进一步增强了算力需求,芯片封装技术开始从 晶体管集成走向多芯片集成,从横向空间(2D)走向纵向维度(2.5D/3D),微孔成为上下 层芯片电学延伸的重要通道。

多芯片封装依靠转接板垂直堆叠,按封装材料的不同,转接板可分为有机转接板、硅转接 板和玻璃转接板三类。其中,玻璃转接板基于玻璃材料的特性,电阻率高,绝缘性能佳, 对信号隔离好、串扰小,在高频信号的传输方面有着显著的优势,而实现高质量、高深宽 比的玻璃通孔就是制备玻璃转接板的关键工序之一。常见的制备方法主要有光敏玻璃、干 法刻蚀、激光烧蚀、激光诱导改性等。

公司早在 2011 年-2013 年就曾经对外销售过陶瓷、玻璃加工等消费电子类精密激光加工 设备,为公司后续研发玻璃微孔工艺奠定了技术基础。2020 年,公司立项研发“电子行业 玻璃微孔激光加工技术”,开发定制激光系统并于 2021 年完成研发,可实现 10um 孔径、 10um 间隔、纵深比达 50:1 的微孔加工。2022 年,公司在已有技术基础上,进行玻璃垂 直微结构激光加工装备的样机调试,根据激光诱导改性的工艺原理,利用超高峰值功率密 度的激光束及特殊的光学系统,瞬间在透明材料内部形成微小的改性通道,通过后续改质 与非改质区域异向腐蚀特性,湿法腐蚀形成一定径深比通孔。 2022 年 10 月,公司全资子公司珠海颢远战略投资成都迈科,其于同年建成 TGV 基板与三 维集成封装中试线(三叠纪(广东)科技有限公司),实现从玻璃材料、3D 微纳结构、超 高深径比通孔填充、表面布线和多层堆叠全工艺链拉通,为中国电科、肖特玻璃、华为、 康佳光电、京东方等龙头企业供货,已成为 TGV 方向技术倡导者与引领者。

2023 年,公司 TGV 激光微孔工艺逐步成熟,从实验室走向市场,设备进入小批量论证阶 段。2024 上半年,公司完成面板级玻璃基板通孔设备的出货,实现晶圆级和面板级 TGV 封 装激光的全面覆盖;同年 7 月,三叠纪 TGV 板级封装线投产,成为国内第一条 TGV 板级封 装全自动化生产线,也是国内目前唯一一家同时拥有玻璃基晶圆和板级封装线的公司,有 望引领国内 TGV 行业步伐,为高端 SiP 和高算力芯片封装、新型显示等领域奠定基础。

半导体方面,除应用于芯片封装的 TGV 激光微孔设备外,公司逐步向上游环节拓展,在晶 圆激光隐切、IGBT/SiC 激光退火技术上进行布局,2023 年,公司消费电子类激光加工设 备自 2019 年玻璃切割业务后首次实现收入 777 万元,未来有望进一步增厚业绩,成为公 司第二增长点。

4.2 充分利用产业地理资源优势,布局新型显示用激光设备

显示技术根据显示原理可以分为自发光和被动发光(背光面板),其中除以 CRT(阴极射线 管)、PDP(等离子显示)为代表的真空显示技术外,薄膜晶体管液晶显示 (TFT-LCD)、 有机发光二极管(OLED)、小微型发光二极管 (Mini/Micro LED)、量子点显示(QLED) 等被称为新型显示。

公司自 2020 年开始立项研发激光修复和剥离技术,布局第三到四代显示技术 OLED、miniLED、Micro LED。公司激光修复技术针对产生亮暗点缺陷的芯片进行修复以提高其良率, 激光剥离技术利用高能量脉冲激光束穿透蓝宝石/玻璃基板,聚焦在外延 GaN 缓冲层或者 玻璃基板与 PI 膜交接处,使其大量吸收光子能量,并化学分解气化、实现剥离。 为充分利用公司所处区域资源优势,抢抓新型显示行业市场红利,打破国外技术壁垒,推 动国家战略性新兴产业发展,2021 年公司发行可转债合计募集资金 8.4 亿元,其中“新 型显示行业激光技术及设备应用研发”项目规划投资 3.0 亿元,预计将于 2025 年底建成。

编辑:火腿肠
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