东北证券:光伏电镀铜量产临近,加速HJT降本放量VIP专享VIP免费

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[Table_Info1]
电力设备
[Table_Date]
发布时间:2023-10-20
[Table_Invest]
优于大势
优于大势
[Table_PicQuote]
历史收益率曲线
[Table_Trend]
涨跌幅(%
1M
3M
12M
绝对收益
-5%
-18%
-31%
相对收益
0%
-10%
-25%
[Table_Market]
行业数据
成分股数量(只)
258
总市值(亿)
65541
流通市值(亿)
33479
市盈率(倍)
57.08
市净率(倍)
4.54
成分股总营收(亿)
18354
成分股总净利润(亿)
1145
成分股资产负债率%
57.53
[Table_Report]
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[Table_Author]
研究助理:周颖
执业证书编号:S0550521100002
19801271353
zhouying1@nesc.cn
[Table_Title]
证券研究报告 / 行业深度报告
光伏电镀铜量产临近,加速 HJT 降本放量
报告摘要:
[Table_Summary]
行业趋势:N型电池时代 HJT 优势明显,电镀铜技术是重要降本路径
PERC 电池转换效率已接近极限,HJT 电池转换效率远高于 PERC 且具
备高双面率、低温度系数等优势,但银耗成本显著高于 PERC
TOPCon大规模量产进程受到制约。电镀铜技术能够通过“去银化”
现有效降本,且铜栅线导电性更强,能够提升电池的绝对转换效率,使
得电镀铜成为助 HJT 降本增效的重要技术路线
工艺详解:涵盖种子层制备、图形化、电镀、后处理四大环节。1种子
层制备:在 TCO 表面沉积金属薄膜,目的是改善铜电镀电极与 TCO
膜间的结合力、防止铜扩散造成的硅体污染和提高待镀区域导电性。2
图形化:在种子层上的非电镀区覆盖掩膜形成电极图形,实现铜离子的
选择性沉积,主要包含光刻和激光两大工艺路线。3电镀:电镀铜的核
心环节,在掩膜开口处通过电镀沉积金属铜形成铜电极。4后处理:
镀铜技术收尾环节,包括去感光材料、刻蚀种子层、镀锡抗氧化和表面
处理四大步骤。
图形化与电镀为核心工艺,主流工艺路线选择有待验证。目前图形化工
艺主要分为光刻路线和激光路线两大类,其中激光开槽虽然工艺流程
简,但是适配 HJT 工艺难度较大;而光刻路线按照是否使用掩膜分为
膜光刻和激光直写光刻,是产业当下主流选择电镀环节直接影响铜栅
线性能和电池良率,垂直电镀与水平电镀各有优劣,目前产业尚未形成
定论。
产业进程:各大厂商积极布局,量产时代即将来临。电镀铜技术由海外
兴起,2004 SunPower 首先将电镀铜应用于光伏电池片生产,2016
国内厂商金石能源将电镀铜导入 HJT 试线。电镀铜工艺复杂,各环节
设备原理差异较大,主流技术路线尚未定型。目前各厂商在电镀铜设备
与工艺方面积极布局,2024 年有望导入量产。预计 2025 年电镀铜设
市场空间达 72.9 亿元,2023-2025 CAGR 674%
重要标的:建议关注整线方向的相关公司捷得宝、太阳井、钧石能(
未上市)、迈为股份(机械覆盖),图形化设备商芯碁微装(机械覆盖)
苏大维格(电子覆盖),电镀机设备商东威科技(机械覆盖)、罗博特科
(电子覆盖)
风险提示:HJT 扩产不及预期;电镀铜技术进展不及预期。
-40%
-30%
-20%
-10%
0%
10%
20%
电力设备 沪深300
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[Table_PageTop]
电力设备/业深度
1. N型电池优势明显,电镀铜技术助力发展 ...................................................... 5
1.1. N型电池时代将至,HJT 电池大势所趋 ................................................................................ 5
1.2. 去银降本必经之路,HJT 仍有巨大提升空间 .................................................................... 5
1.3. 电镀铜锋芒初现,助力降本增效 ........................................................................................... 6
2. 工艺详解:涵盖四大环节,工艺选择有待验 .............................................. 7
2.1. 种子层制备:提高技术成熟度+简化工艺流程实现降本 ..................................................... 7
2.1.1. 种子层作用及材料选择:三大功能助力性能提升,铜镍合金为理想材料 ............................................ 7
2.1.2. 种子层制备方案:有种子层为主流,无种子层方案助力降 ................................................................ 8
2.2. 图形化:电镀铜核心工艺环节之一,主流路线仍在探索 ................................................. 11
2.2.1. 光刻路线:湿膜油墨更具综合优势,直写光刻发展前景良好 .............................................................. 12
2.2.2. 激光路线:工艺流程精简,适HJT 难度较大 ..................................................................................... 17
2.3. 电镀:三大工艺各具特色,设备持续升级 ......................................................................... 18
2.3.1. 电镀环节影响因素繁多,工艺流程复杂 .................................................................................................. 18
2.3.2. 电镀环节技术路线多样,设备持续升级 .................................................................................................. 19
2.3.2.1. 垂直电镀 ..................................................................................................................................................... 19
2.3.2.2. 水平电镀 ..................................................................................................................................................... 20
2.3.2.3. 光诱导电镀 ................................................................................................................................................. 21
2.4. 后处理:去感光材料、刻蚀种子层、镀锡抗氧化、表面处理四步完成电镀铜收尾 ..... 23
3. 产业进程:技术持续迭代,各大厂商积极布 ............................................ 24
3.1. 电镀铜自海外兴起,提效作用明显 ..................................................................................... 24
3.2. 技术路线尚未定型,设备为量产主要瓶颈 ......................................................................... 25
3.3. 设备厂商齐发力,2024 有望导入量产 ................................................................................ 26
3.4. 经济测算:电镀铜降本效果凸显,设备端为突破口 ......................................................... 27
4. 重要标的 ............................................................................................................ 29
4.1. 迈为股份:HJT 设备龙头,持续推动图形化设备业务 ..................................................... 29
4.1.1. 深耕三大基准技术,积极开展图形化设备业务 ...................................................................................... 29
4.1.2. 公司收入快速增长,经营趋势良 .......................................................................................................... 30
4.1.3. 丝网印刷设备龙头,自主研发电镀铜图形化环节 .................................................................................. 30
4.2. 苏大维格:投影光刻设备龙头,四大产品事业群并进 ..................................................... 31
4.2.1. 专精微纳光学,产品技术多样 .................................................................................................................. 31
4.2.2. 公司收入改善,经营趋势向好 .................................................................................................................. 31
4.2.3. 专注电镀铜图形化,助力电镀铜降本增效 .............................................................................................. 32
4.3. 罗博特科:光伏自动化设备龙头,电镀铜高效推陈出新 ................................................. 34
4.3.1. 光伏设备龙头,深度布局电镀铜 .............................................................................................................. 34
4.3.2. 公司营收恢复,发展趋势向好 .................................................................................................................. 35
4.3.3. 电镀铜设备研发进展迅速,在手订单超 13 亿 ........................................................................................ 35
4.4. 芯碁微装:激光直写光刻设备龙头,拓展光伏电镀铜曝光设备 ..................................... 36
4.4.1. 激光直写设备已进入中试阶段,拓展电镀铜曝光设备 .......................................................................... 36
4.4.2. 经营稳中有进,业绩保持增长态 .......................................................................................................... 37
4.4.3. 光刻设备为铜电镀工艺核心设备,海外订单顺利交付 .......................................................................... 38
4.5. 东威科技:垂直连续电镀设备龙头,积极扩展光伏电镀铜领域 ..................................... 39
4.5.1. 专精电镀设备,技术行业领先 .................................................................................................................. 39
4.5.2. 公司营收可观,未来发展可期 .................................................................................................................. 39
4.5.3. 垂直电镀龙头,产品迭代迅速 .................................................................................................................. 40
0YCXvMrMoNrQsMmPnQoRqR6M9R7NpNnNtRoNfQmNpPkPnPnN6MqRnQvPsOmMMYqNrO
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电力设备/业深度
图表目录
1HJT TOPCon 数据对比 ............................................................................................................................. 5
2:各类电池 2021-2030 产能情况 ........................................................................................................................ 5
3:各类电池银浆耗量 ........................................................................................................................................... 6
4:各类电池银浆成本 ........................................................................................................................................... 6
5:丝印电极与电镀电极形貌对比 ....................................................................................................................... 6
6:丝网印刷与电镀铜对比 ................................................................................................................................... 7
7HJT 铜电极电池结....................................................................................................................................... 7
8:阻挡层类型示意图 ........................................................................................................................................... 8
9:铜、铜镍合金、铜铝合金、铜锰合金种子层附着力的胶带测试结果 ....................................................... 8
10:磁控溅射 PVD 工艺示意图 ........................................................................................................................... 9
11:整面沉积种子层示意图................................................................................................................................ 10
12:选择性沉积示意图 ....................................................................................................................................... 10
13:太阳井局部制备 HJT 电池种子层步骤 ....................................................................................................... 11
14:一种无种子层 HJT 电池结构示意图 ......................................................................................................... 11
15:图形化工艺形成掩膜-种子层相间排列的电极图形 .................................................................................. 12
16:光刻工艺流程 ............................................................................................................................................... 12
17:光致抗蚀干膜结构 ....................................................................................................................................... 13
18:干膜贴膜示意图 ........................................................................................................................................... 13
19:贴膜机示意图 ............................................................................................................................................... 13
20:湿膜曝光时聚合反应的机理 ....................................................................................................................... 14
21:滚涂原理示意图 ........................................................................................................................................... 14
22:湿膜光刻胶与干膜光刻胶显影后形貌对比示意图 ................................................................................... 15
23:光刻技术分类 ............................................................................................................................................... 15
24:主要光刻技术示意图 ................................................................................................................................... 16
25:采用 DMD(数字微镜器件)的直写光刻技术原理 ................................................................................. 17
26:激光开槽工艺流程 ....................................................................................................................................... 18
27:电镀的基本原理 ........................................................................................................................................... 19
28:垂直电镀示意图 ........................................................................................................................................... 20
29:水平电镀示意图 ........................................................................................................................................... 20
30:水平电镀空洞问题产生示意图 ................................................................................................................... 21
31:柔性接触电镀原理与实物示意图 ............................................................................................................... 21
32:光诱导电沉积装置示意图 ........................................................................................................................... 22
33:光诱导电沉积原理示意图 ........................................................................................................................... 22
34:丝网印刷与光诱导电镀技术制备银电极效果对比 ................................................................................... 23
35:湿法刻蚀和干法刻蚀技术路线对比 ........................................................................................................... 24
36:后处理环节流程图 ....................................................................................................................................... 24
37SunPower Maxeon 电池 ............................................................................................................................. 25
38:捷得宝水平电镀设备 ................................................................................................................................... 26
39:东威科技垂直电镀设备 ............................................................................................................................... 26
40:太阳井水平电镀设备 ................................................................................................................................... 27
41:芯碁微装直写光刻技术设备 ....................................................................................................................... 27
42:非硅成本结构对比 ....................................................................................................................................... 29
43:迈为发展历程 ............................................................................................................................................... 29
44:迈为九宫格产品布局 ................................................................................................................................... 30
45:迈为近年营业收入 ....................................................................................................................................... 30
46:迈为近年归母净利润 ................................................................................................................................... 30
47:迈为丝网印刷设备 ....................................................................................................................................... 31
48:苏大维格发展历程 ....................................................................................................................................... 31
[Table_Info1]电力设备发布时间:[T2a0b2le3_-1D0a-t2e0]证[T券ab研le究_T报itle告]/行业深度报告[Table_Inv优est]于大势光伏电镀铜量产临近,加速HJT降本放量上次评级:优于大势报告摘要:[行Ta业bl趋e_势Su:mmNa型ry]电池时代HJT优势明显,电镀铜技术是重要降本路径。[历Ta史bl收e_益Pi率cQ曲uo线te]PERC电池转换效率已接近极限,HJT电池转换效率远高于PERC且具电力设备沪深300备高双面率、低温度系数等优势,但银耗成本显著高于PERC和TOPCon,大规模量产进程受到制约。电镀铜技术能够通过“去银化”实20%10%现有效降本,且铜栅线导电性更强,能够提升电池的绝对转换效率,使0%得电镀铜成为助力HJT降本增效的重要技术路线。-10%-20%-30%工艺详解:涵盖种子层制备、图形化、电镀、后处理四大环节。1)种子-40%层制备:在TCO表面沉积金属薄膜,目的是改善铜电镀电极与TCO薄膜间的结合力、防止铜扩散造成的硅体污染和提高待镀区域导电性。2)图形化:在种子层上的非电镀区覆盖掩膜形成电极图形,实现铜离子的选择性沉积,主要包含光刻和激光两大工艺路线。3)电镀:电镀铜的核[涨绝T跌对ab幅收le(益_T%r)end]-51%M3M12M心环节,在掩膜开口处通过电镀沉积金属铜形成铜电极。4)后处理:电相对收益-18%-31%0%-10%-25%镀铜技术收尾环节,包括去感光材料、刻蚀种子层、镀锡抗氧化和表面处理四大步骤。[行Ta业ble数_M据arket]25865541图形化与电镀为核心工艺,主流工艺路线选择有待验证。目前图形化工成分股数量(只)33479艺主要分为光刻路线和激光路线两大类,其中激光开槽虽然工艺流程精总市值(亿)57.08简,但是适配HJT工艺难度较大;而光刻路线按照是否使用掩膜分为掩流通市值(亿)膜光刻和激光直写光刻,是产业当下主流选择。电镀环节直接影响铜栅市盈率(倍)4.54线性能和电池良率,垂直电镀与水平电镀各有优劣,目前产业尚未形成市净率(倍)18354成分股总营收(亿)成分股总净利润(亿)1145成分股资产负债率(%)57.53定论。[相Ta关ble报_Re告port]产业进程:各大厂商积极布局,量产时代即将来临。电镀铜技术由海外《光热发电,潜力巨大》兴起,2004年SunPower首先将电镀铜应用于光伏电池片生产,2016年--20230630国内厂商金石能源将电镀铜导入HJT中试线。电镀铜工艺复杂,各环节《锂电回收市场来临,深布局+精处置为决胜之设备原理差异较大,主流技术路线尚未定型。目前各厂商在电镀铜设备道》与工艺方面积极布局,2024年有望导入量产。预计2025年电镀铜设备--20230628市场空间达72.9亿元,2023-2025年CAGR达674%。《钙钛矿东风渐起,或为光伏终极路线》--20230331重要标的:建议关注整线方向的相关公司捷得宝、太阳井、钧石能源(均未上市)、迈为股份(机械覆盖),图形化设备商芯碁微装(机械覆盖)、[Table_Author]苏大维格(电子覆盖),电镀机设备商东威科技(机械覆盖)、罗博特科研究助理:周颖(电子覆盖)。执业证书编号:S055052110000219801271353zhouying1@nesc.cn风险提示:HJT扩产不及预期;电镀铜技术进展不及预期。请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度目录1.N型电池优势明显,电镀铜技术助力发展......................................................51.1.N型电池时代将至,HJT电池大势所趋................................................................................51.2.“去银降本”必经之路,HJT仍有巨大提升空间....................................................................51.3.电镀铜锋芒初现,助力降本增效...........................................................................................62.工艺详解:涵盖四大环节,工艺选择有待验证..............................................72.1.种子层制备:提高技术成熟度+简化工艺流程实现降本.....................................................72.1.1.种子层作用及材料选择:三大功能助力性能提升,铜镍合金为理想材料............................................72.1.2.种子层制备方案:有种子层为主流,无种子层方案助力降本................................................................82.2.图形化:电镀铜核心工艺环节之一,主流路线仍在探索.................................................112.2.1.光刻路线:湿膜油墨更具综合优势,直写光刻发展前景良好..............................................................122.2.2.激光路线:工艺流程精简,适配HJT难度较大.....................................................................................172.3.电镀:三大工艺各具特色,设备持续升级.........................................................................182.3.1.电镀环节影响因素繁多,工艺流程复杂..................................................................................................182.3.2.电镀环节技术路线多样,设备持续升级..................................................................................................192.3.2.1.垂直电镀.....................................................................................................................................................192.3.2.2.水平电镀.....................................................................................................................................................202.3.2.3.光诱导电镀.................................................................................................................................................212.4.后处理:去感光材料、刻蚀种子层、镀锡抗氧化、表面处理四步完成电镀铜收尾.....233.产业进程:技术持续迭代,各大厂商积极布局............................................243.1.电镀铜自海外兴起,提效作用明显.....................................................................................243.2.技术路线尚未定型,设备为量产主要瓶颈.........................................................................253.3.设备厂商齐发力,2024有望导入量产................................................................................263.4.经济测算:电镀铜降本效果凸显,设备端为突破口.........................................................274.重要标的............................................................................................................294.1.迈为股份:HJT设备龙头,持续推动图形化设备业务.....................................................294.1.1.深耕三大基准技术,积极开展图形化设备业务......................................................................................294.1.2.公司收入快速增长,经营趋势良好..........................................................................................................304.1.3.丝网印刷设备龙头,自主研发电镀铜图形化环节..................................................................................304.2.苏大维格:投影光刻设备龙头,四大产品事业群并进.....................................................314.2.1.专精微纳光学,产品技术多样..................................................................................................................314.2.2.公司收入改善,经营趋势向好..................................................................................................................314.2.3.专注电镀铜图形化,助力电镀铜降本增效..............................................................................................324.3.罗博特科:光伏自动化设备龙头,电镀铜高效推陈出新.................................................344.3.1.光伏设备龙头,深度布局电镀铜..............................................................................................................344.3.2.公司营收恢复,发展趋势向好..................................................................................................................354.3.3.电镀铜设备研发进展迅速,在手订单超13亿........................................................................................354.4.芯碁微装:激光直写光刻设备龙头,拓展光伏电镀铜曝光设备.....................................364.4.1.激光直写设备已进入中试阶段,拓展电镀铜曝光设备..........................................................................364.4.2.经营稳中有进,业绩保持增长态势..........................................................................................................374.4.3.光刻设备为铜电镀工艺核心设备,海外订单顺利交付..........................................................................384.5.东威科技:垂直连续电镀设备龙头,积极扩展光伏电镀铜领域.....................................394.5.1.专精电镀设备,技术行业领先..................................................................................................................394.5.2.公司营收可观,未来发展可期..................................................................................................................394.5.3.垂直电镀龙头,产品迭代迅速..................................................................................................................40请务必阅读正文后的声明及说明2/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度图表目录图1:HJT与TOPCon数据对比.............................................................................................................................5图2:各类电池2021-2030产能情况........................................................................................................................5图3:各类电池银浆耗量...........................................................................................................................................6图4:各类电池银浆成本...........................................................................................................................................6图5:丝印电极与电镀电极形貌对比.......................................................................................................................6图6:丝网印刷与电镀铜对比...................................................................................................................................7图7:HJT铜电极电池结构.......................................................................................................................................7图8:阻挡层类型示意图...........................................................................................................................................8图9:铜、铜镍合金、铜铝合金、铜锰合金种子层附着力的胶带测试结果.......................................................8图10:磁控溅射PVD工艺示意图...........................................................................................................................9图11:整面沉积种子层示意图................................................................................................................................10图12:选择性沉积示意图.......................................................................................................................................10图13:太阳井局部制备HJT电池种子层步骤.......................................................................................................11图14:一种无种子层HJT电池结构示意图.........................................................................................................11图15:图形化工艺形成掩膜-种子层相间排列的电极图形..................................................................................12图16:光刻工艺流程...............................................................................................................................................12图17:光致抗蚀干膜结构.......................................................................................................................................13图18:干膜贴膜示意图...........................................................................................................................................13图19:贴膜机示意图...............................................................................................................................................13图20:湿膜曝光时聚合反应的机理.......................................................................................................................14图21:滚涂原理示意图...........................................................................................................................................14图22:湿膜光刻胶与干膜光刻胶显影后形貌对比示意图...................................................................................15图23:光刻技术分类...............................................................................................................................................15图24:主要光刻技术示意图...................................................................................................................................16图25:采用DMD(数字微镜器件)的直写光刻技术原理.................................................................................17图26:激光开槽工艺流程.......................................................................................................................................18图27:电镀的基本原理...........................................................................................................................................19图28:垂直电镀示意图...........................................................................................................................................20图29:水平电镀示意图...........................................................................................................................................20图30:水平电镀空洞问题产生示意图...................................................................................................................21图31:柔性接触电镀原理与实物示意图...............................................................................................................21图32:光诱导电沉积装置示意图...........................................................................................................................22图33:光诱导电沉积原理示意图...........................................................................................................................22图34:丝网印刷与光诱导电镀技术制备银电极效果对比...................................................................................23图35:湿法刻蚀和干法刻蚀技术路线对比...........................................................................................................24图36:后处理环节流程图.......................................................................................................................................24图37:SunPowerMaxeon电池.............................................................................................................................25图38:捷得宝水平电镀设备...................................................................................................................................26图39:东威科技垂直电镀设备...............................................................................................................................26图40:太阳井水平电镀设备...................................................................................................................................27图41:芯碁微装直写光刻技术设备.......................................................................................................................27图42:非硅成本结构对比.......................................................................................................................................29图43:迈为发展历程...............................................................................................................................................29图44:迈为九宫格产品布局...................................................................................................................................30图45:迈为近年营业收入.......................................................................................................................................30图46:迈为近年归母净利润...................................................................................................................................30图47:迈为丝网印刷设备.......................................................................................................................................31图48:苏大维格发展历程.......................................................................................................................................31请务必阅读正文后的声明及说明3/430YCXvMrMoNrQsMmPnQoRqR6M9R7NpNnNtRoNfQmNpPkPnPnN6MqRnQvPsOmMMYqNrO[Table_PageTop]电力设备/行业深度图49:苏大维格近年营业收入...............................................................................................................................32图50:苏大维格近年归母净利润...........................................................................................................................32图51:高速低成本投影光刻扫描设备...................................................................................................................33图52:iGrapher3000大型紫外3D直写光刻设备................................................................................................33图53:罗博特科发展历程.......................................................................................................................................34图54:罗博特科在HJT领域产品..........................................................................................................................34图55:罗博特科近年营业收入...............................................................................................................................35图56:罗博特科近年归母净利润...........................................................................................................................35图57:芯碁微装发展历程.......................................................................................................................................37图58:芯碁微装近年营业收入...............................................................................................................................38图59:芯碁微装近年归母净利润...........................................................................................................................38图60:芯碁微装光伏领域的光刻设备——SDI/SRD系列...................................................................................38图61:公司发展历程...............................................................................................................................................39图62:公司近年营业收入.......................................................................................................................................40图63:公司近年归母净利润...................................................................................................................................40表1:感光材料对比.................................................................................................................................................14表2:不同光刻技术参数对比.................................................................................................................................17表3:去感光材料技术路线.....................................................................................................................................23表4:电镀铜工艺设备以及对应厂商.....................................................................................................................25表5:电镀铜市场空间.............................................................................................................................................27表6:非硅成本测算(以M10尺寸、良率98%、转换效率提升0.3%为例).................................................28表7:良率对电镀铜降本效果的敏感性测试(银浆价格6500元/kg)..............................................................28表8:苏大维格公司相关专利.................................................................................................................................33表9:罗博特科公司相关专利.................................................................................................................................36表10:东威科技公司相关专利...............................................................................................................................41请务必阅读正文后的声明及说明4/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度1.N型电池优势明显,电镀铜技术助力发展1.1.N型电池时代将至,HJT电池大势所趋N型电池转换效率卓越,HJT电池市场潜力巨大。目前PERC电池转换效率已接近极限,难以继续提升。HJT电池转换效率远高于PERC,无PID和LID效应,衰减率较TOPCon更低,首次衰减率为1%、线性衰减率为0.25%,结合HJT本身具有的更高双面率、更低温度系数等特点,能够使电池提供更多发电量。除此之外,HJT更适合钙钛矿叠层和薄片化技术,在增效降本领域大有空间。图1:HJT与TOPCon数据对比数据来源:物联网智库,阿特斯官网,东北证券图2:各类电池2021-2030产能情况数据来源:CPIA、东北证券5/431.2.“去银降本”必经之路,HJT仍有巨大提升空间银浆成本高昂,去银降本是HJT必经之路。根据测算,在2022年底硅料240元/kg、M6硅片4.5元/片时,TOPCon总成本约为0.85元/W、HJT总成本约为0.91元/W。HJT电池银浆耗量大,且所用低温银浆原料依赖进口,价格高昂。根据CPIA数据,2021年HJT银浆耗量为180mg/片,高于TOPCon电池160mg/片和PERC电池90mg/片,银浆成本也高达0.18元/W,远高于TOPCon电池0.11元/W和PERC电池0.07元/W,HJT去银降本势在必行。请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度图3:各类电池银浆耗量图4:各类电池银浆成本2000.21500.151000.1500.05020220202220212021PERC银浆耗量(mg/片)PERC银浆成本(元/W)TOPCon银浆耗量(mg/片)TOPCon银浆成本(元/W)HJT银浆耗量(mg/片)HJT银浆成本(元/W)数据来源:CPIA,东北证券数据来源:CPIA,东北证券1.3.电镀铜锋芒初现,助力降本增效电镀铜推动“去银化”,助力HJT降本增效。目前,有助于HJT减少银浆成本的方案主要包括银浆国产化、栅线图形优化(MBB、0BB)、激光转印、银包铜和电镀铜技术。激光转印/0BB能节省30%-40%银耗量;华晟公告12BB银耗量已降至150mg/片,相比节省21%,叠加银包铜有望节省近50%银耗量。电镀铜主要利用电解原理在导电层表面沉积铜,从而完全替代银,实现“去银化”。根据长江有色金属网数据,2023年7月17日白银价格约为5770元/千克,铜价约为69.48元/千克,铜代替银能够实现有效降本。另外,HJT栅线宽约为40μm,使用电镀铜技术有望降至25μm以下,能够有效减少原料用量。除降本外,铜栅线相比银栅线具有形貌更好、体电阻率更低、导电性更强等优势。另外,电镀铜栅线高宽比可达1.3,与高宽比0.3的丝网印刷相比收集光生载流子的能力更强,能够提升电池的绝对转换效率。图5:丝印电极与电镀电极形貌对比数据来源:《硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究》,东北证券6/43请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度图6:丝网印刷与电镀铜对比数据来源:《硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究》,东北证券2.工艺详解:涵盖四大环节,工艺选择有待验证2.1.种子层制备:提高技术成熟度+简化工艺流程实现降本2.1.1.种子层作用及材料选择:三大功能助力性能提升,铜镍合金为理想材料种子层是沉积在TCO表面的金属薄膜,其主要作用为增强铜电镀电极与TCO薄膜间的结合力、防止铜扩散造成的硅体污染和提高待镀区域导电性。种子层能够增强铜电镀电极与TCO薄膜间的结合力。HJT电池通过在非晶硅和电极之间插入光电性能较好的TCO(TransparentConductiveOxide,透明导电氧化物)薄膜弥补非晶硅掺杂层较弱的横向导电性。TCO薄膜主流材料为氧化铟锡,但由于铜的化学活性弱于铟和锡,难以形成化学键,因此铜镀层和TCO间主要以物理键范德华力为附着力,结合力较弱,容易引起电极脱落。故一般在电镀金属和透明导电薄膜之间沉积一层约100nm厚的种子层来改善电极的附着性能。图7:HJT铜电极电池结构数据来源:《硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究》,东北证券7/43种子层能够阻挡铜向硅片扩散。铜在硅中沿硅晶晶格点间隙移动的特殊扩散机制使其在硅中有极高的扩散速率,且铜在硅体中为深能级受主杂质,易在禁带产生复合中心,降低少数载流子的寿命,有损电池性能。制备种子层后,可以根据种子层采用的不同材料在铜硅体系之间形成消耗型/阻塞型/非晶型阻挡层。铜合金已被验证为先进半导体器件的种子层,当铜合金退火时,与铜共沉积的金属原子可以通过与二氧化硅反应形成氧化物阻挡层。请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度图8:阻挡层类型示意图数据来源:《集成电路铜互连中钽硅氮扩散阻挡层的制备及其阻挡特性研究》,东北证券种子层能够充当阴极提供电势。金属种子层具有较高的横向电导率,使得电镀夹点至电池边缘的电位梯度较小,有利于实现HJT电池双面均匀电镀。铜镍合金是种子层理想材料。种子层的材料可以采用具有较好附着特性的单元素金属镍、铜,以及接触电阻率较低的铜镍合金进行制备,超高深径比或特殊结构可能需要采用金种子层。金属镍在硅中扩散速率较慢。铜种子层在电镀时导电,电镀液中的铜离子与电子结合形成镀在种子层表面的铜栅线。铜种子层可以提供铜晶核,晶核越多,后续镀铜时的铜结晶越均匀,但铜种子层具有易氧化的劣势。铜镍合金种子层具有较强潜力,其在具备较好附着力的同时,接触电阻(0.6mΩ‧cm2)也比铜种子层(1.18mΩ‧cm2)更低,可以有效提高HJT电池填充因子及转换效率。图9:铜、铜镍合金、铜铝合金、铜锰合金种子层附着力的胶带测试结果数据来源:《Contactresistivityandadhesionofcopperalloyseedlayerforcopper-plated8/43siliconheterojunctionsolarcells》,东北证券2.1.2.种子层制备方案:有种子层为主流,无种子层方案助力降本请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度目前种子层制备包括整面种子层、局部种子层和无种子层三个方案。1)整面种子层整面种子层主要通过磁控溅射等物理气相沉积来实现。种子层制备方法包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、印刷、喷涂等。其中,磁控溅射PVD是一种在靶材背面添加磁体的PVD方式,利用溅射源在腔室内形成交互的电磁场,延长电子的运动路径,进而提高等离子体的浓度,最终实现更多的沉积。目前磁控溅射PVD因其极佳的沉积效率和大尺寸范围的沉积厚度控制等优势在金属薄膜PVD中处于主导地位。沉积种子层的设备一般选用PVD设备,沉积TCO膜层的PVD时也可使用相同的设备。目前捷得宝布局整面种子层方案。图10:磁控溅射PVD工艺示意图数据来源:《集成电路产业全书》,东北证券整面种子层方案难度主要体现在工艺方面。整面制备种子层即在整个TCO表面沉积金属种子层,并在掩膜电镀后刻蚀掩膜非电镀部分种子层。整面种子层可以提升TCO层与铜栅线的附着力和导电性,但路线步骤较多会导致良率下降,种子层制备与蚀刻使得成本上升,种子层蚀刻溶液可能会刻蚀TCO层。该方案为传统电镀工艺的主流路线,但应用在光伏电池制备中还需解决以下问题:(1)整面种子层需配合图形化环节实现选择性电镀,增加量产工艺难度;(2)图形化环节使用的干膜或油墨均为有机污染物,化学去除掩膜将产生高昂的有机污染废水处理费用;(3)连续镀膜产生的高温会破坏非晶硅层等进而对HJT电池完成镀种子层后的最终质量产生影响,影响良率;(4)薄膜的透过率因铜种子层的制备下降,导致光电转换率降低,且铜种子层易氧化;(5)制备种子层需要增加PVD设备投资。请务必阅读正文后的声明及说明9/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度图11:整面沉积种子层示意图数据来源:《Coppermetallizationofelectrodesforsiliconheterojunctionsolarcells:Process,reliabilityandchallenges》,东北证券2)局部种子层局部种子层通过激光转印、喷墨印刷等方式实现特定区域的种子层沉积。以激光转印实现种子层选择性沉积为例,首先在TCO表面沉积一层介电质,如SiNx、SiO2、Al2O3等,再在塑料载体箔上沉积镍钒(NiV)种子层,并通过激光将种子层从塑料载体转印至电池待电镀位置。根据介电质的厚度及稳定性,可能需要在转印种子层表面进行二次激光处理,使种子层穿过介电质实现与TCO的粘附,最终在简化图形化及后处理环节的基础上实现选择性电镀,有利于节约种子层的蚀刻成本,避免TCO层被蚀刻。图12:选择性沉积示意图数据来源:《NovelPlatingProcessesforSiliconHeterojunctionSolarCellMetallization10/43UsingaStructuredSeedLayer》,东北证券局部种子层是电镀铜工艺简化的关键发展方向之一。电镀铜虽然通过以铜代银降低了电极材料成本,但内含7-9步的复杂工艺流程却增加了设备及耗材投资,造成了一定的成本压力。因此,工艺简化对于电镀铜在光伏行业大规模应用至关重要。选择性沉积种子层是工艺简化的关键方向之一,太阳井布局了局部种子层方案。请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度图13:太阳井局部制备HJT电池种子层步骤数据来源:专利之星,东北证券3)无种子层无种子层节省了种子层的制备成本和蚀刻成本,避免TCO层被蚀刻,保证TCO层透光率。TCO是一种在可见光光谱范围透过率很高且电阻率较低的薄膜材料,可以以较小的接触电阻导出电流,是较为优质的导电层。同时,TCO类别中的ITO及IWO薄膜已被测试为有效的铜扩散势垒,保证了无种子层电镀技术的可行性。2022年9月,迈为股份联合澳大利亚金属化技术公司SunDrive采用迈为自主创新的可量产微晶设备技术和工艺研制的全尺寸(M6,274.5cm²)N型晶硅异质结电转换效率高达26.41%。而在电池的金属化方面,SunDrive对其原有的无种子层直接电镀工艺进行优化,提高了电极高宽比(栅线宽度可达9μm,高度7μm),工序减少的同时良率提升。TCO层与铜栅线的接触问题有待解决。因为无种子层方案没有额外种子层增强铜层和TCO之间的附着力使得铜栅线应力更大,更易导致脱栅,这进一步提高了对电镀设备及工艺流程的要求。此外,无种子层电镀需要将电镀液从硫酸铜药水更换为碱性药水,因此要求掩膜具备抗碱性,从而抬升了掩膜成本。图14:一种无种子层HJT电池结构示意图数据来源:专利之星,东北证券11/432.2.图形化:电镀铜核心工艺环节之一,主流路线仍在探索请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度图形化环节为电镀铜核心工艺环节之一。这一环节主要通过全面沉积种子层上的非电镀区形成掩膜-种子层相间排列的电极图形,帮助后续电镀中铜离子在种子层裸露处实现选择性沉积。目前图形化工艺主要分为光刻路线和激光路线两大类,主流工艺仍在探索。图15:图形化工艺形成掩膜-种子层相间排列的电极图形数据来源:《硅异质结太阳电池接触特性及铜金属化研究》,东北证券2.2.1.光刻路线:湿膜油墨更具综合优势,直写光刻发展前景良好光刻技术属于微纳加工技术中的图案化技术,利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法,将设计好的微图形结构转移到覆有感光材料的基材表面上。在光伏电镀铜领域,光刻的工艺流程主要包括预处理、涂胶、曝光、显影、去胶和刻蚀等环节。目前,国内布局光刻的企业主要有芯碁微装、苏大维格、迈为股份、太阳井等,感光材料和曝光工艺均存在多种可选方案。图16:光刻工艺流程数据来源:公开资料整理,东北证券12/431)涂覆感光材料感光材料是光刻工艺最重要的耗材,其性能很大程度上决定加工成品的精密程度和请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度良品率。光伏电镀铜领域应用的感光材料分为干膜材料和湿膜油墨两类,目前湿膜油墨性能略差但价格低于干膜,适用于追求低成本的光伏行业。干膜(Dryfilm)是一种高分子化合物,经紫外线照射后产生聚合反应,形成稳定物质附着于基板表面,从而达到阻挡电镀和蚀刻的功能。干膜由聚酯薄膜(载体)、感光胶层(主体)及聚烯烃膜(保护膜)三部分构成,其中感光胶层的成分主要为粘结剂、单体、光引发剂、热阻聚剂、溶剂等。贴膜时撕去聚乙烯保护膜,在加热加压的条件下将感光胶层连同聚酯薄膜一起平整地粘附于种子层表面,抗蚀剂层受热软化后流动性增加,借助热压辊的压力和光阻剂中粘结剂的作用完成贴膜,最后在曝光完成后撕去聚酯薄膜。图17:光致抗蚀干膜结构数据来源:《光致抗蚀干膜的制备及性能研究》,东北证券图18:干膜贴膜示意图图19:贴膜机示意图数据来源:《Low-costtechnologyformultilayer数据来源:德中(天津)技术发展有限公司官网,东electroplatedpartsusinglaminateddryfilmresist》,东北证券北证券湿膜(Wetfilm)是一种光成像抗蚀抗电镀油墨,其主要成分包含树脂、活性稀释剂、光引发剂和助剂等。油墨在曝光时发生聚合反应而固化,反应机理如下:光引请务必阅读正文后的声明及说明13/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度发剂在紫外光线的激化下吸收光能成为自由基,单体在自由基的加成作用下产生交联反应,形成聚合物。不同于干膜,湿膜直接以液态的形式涂覆在待加工基材的表面,涂布方式包括滚涂、喷涂、旋涂、浸没、丝网印刷等。图20:湿膜曝光时聚合反应的机理图21:滚涂原理示意图数据来源:《湿膜和滚涂技术》,东北证券数据来源:《湿膜和滚涂技术》,东北证券在光伏电镀铜领域,湿膜具备成本低、分辨率高、刻蚀效果佳等优势。1)成本低。湿膜成本低于干膜,更符合光伏行业大规模生产的要求。以M6硅片为例,干膜耗费0.5元/片,湿膜仅需0.2元/片;2)分辨率高。湿膜分辨率更高,可用以制备更细的铜栅线。目前捷得宝可利用油墨掩膜技术制备15μm宽的铜栅线,而干膜能够实现的最小线宽为20μm;3)刻蚀效果佳。湿膜显影后形貌更佳,利于制备更精细的电极结构。显影后湿膜光刻胶边缘较直,台阶明显且表面平整,精准把握刻蚀时间后可获得质量较好的电极;而干膜光刻胶经过显影及后烘等工艺后边缘会肿胀或变形,导致刻蚀得到的电极不直,存在较多毛刺。表1:感光材料对比涂覆工艺设备成本分辨率显影效果边缘不直,有毛刺干膜贴膜贴膜机较高,0.5元/片较低边缘直,台阶明显(M6硅片)湿膜滚涂、喷涂、旋涂、滚涂机、浸没机、喷涂较高浸没、丝网印刷机、旋涂仪、丝网印刷机较低,0.2元/片(M6硅片)数据来源:公开资料整理,捷得宝官网,东北证券请务必阅读正文后的声明及说明14/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度图22:湿膜光刻胶与干膜光刻胶显影后形貌对比示意图数据来源:《ITO电极的湿膜光刻与干膜光刻制备研究》,东北证券2)曝光曝光是光刻工艺的重要工序之一,利用光照将图形转移至光刻胶。根据曝光过程中是否使用掩膜版(又称光罩、光掩膜等,微电子制造过程中的图形转移工具或母版),光刻技术可分为掩膜光刻和直写光刻(又称无掩膜光刻)两类。目前直写光刻类别中的激光直写光刻在成本与自动化等方面更具优势。图23:光刻技术分类数据来源:芯碁微装招股说明书,东北证券15/43掩膜光刻由光源发出的光束,经掩膜版在感光材料上成像,具体可分为接近、接触式光刻以及投影光刻。相较于接触式光刻和接近式光刻技术,投影式光刻技术更加先进,能够在使用相同尺寸掩膜版的情况下借助投影原理获取更小比例的图像,从而实现更精细的成像。直写光刻由计算机控制的高精度光束聚焦投影至涂覆有感光材料的基材表面,直接请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度进行扫描曝光,可根据辐射源的不同进一步分为光学直写光刻(激光直写光刻)与带电粒子直写光刻(离子束直写光刻、电子束直写光刻)。从精度和灵活度两方面来看,目前激光直写在光伏电镀铜领域发展前景较好。图24:主要光刻技术示意图数据来源:芯碁微装招股说明书,东北证券精度方面,激光直写光刻与光学投影式光刻均能满足铜电镀的精度要求。铜电镀的线宽要求为5-20μm。直写光刻中,1)带电粒子直写光刻在大规模生产中会产生较为严重的邻近效应,严重影响图形的分辨率及精度,目前主要应用在高端IC掩膜版制版领域,应用领域较为狭窄;2)激光直写技术受限于激光波长,在光刻精度上不如带电粒子直写光刻技术,无法满足高端半导体器件制造的需求,然而目前最高精度可达5μm的线宽可以满足电镀铜基本精度要求。掩膜光刻中,1)接近、接触式光刻能够实现的最小线宽约50μm,精度不足;2)光学投影式光刻精度最高,可用以制备1μm以下的栅线,远超铜电镀的精度门槛,但考虑到成本原因,不适用于光伏行业大规模生产。灵活度方面,无需掩膜版的直写光刻工艺灵活度更高,扩产难度相对较低。1)直写光刻无需频繁换版。光刻胶挥发易对掩膜版造成污染,进而影响成品率。接触式一般每做20-30片即需更换掩膜版,非接触式几十或几百片换一次版,更换和清洗频率较高,操作流程繁琐;2)直写光刻变更图样更便捷。泛半导体器件升级迭代快,图样发生变动时,掩膜光刻需重新从库房调配掩膜版,操作繁复,管理费用较高,而直写光刻仅需操作软件即可实现图纸的快速更替,灵活度更高;3)直写光刻扩产难度相对较低。直写光刻自动化程度高,可一次性设置多个掩膜图形,较版式固定的掩膜光刻更易实现一版多片,扩产难度低于掩膜光刻。请务必阅读正文后的声明及说明16/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度表2:不同光刻技术参数对比精度(5-20μm)换版清洗频率变更图样难易程度扩产难度可实现的最小线宽接近、接触式光刻约为50μm,精度20-30片更换一次需重新从库房调配掩膜版,操作繁掩膜光刻不足几十或几百片更换复,管理费用较高版式固定,扩产需可用以制备1μm一次换版,成本较高光学投影式光刻以下的栅线,但成本高昂在大规模生产中会带电粒子直写光刻产生较为严重的邻自动化程度较高,近效应,影响图形可一次性设置多个仅需操作软件即可掩膜图形,更易实直写光刻的分辨率及精度无需频繁换版实现图纸的快速更现一版多片,扩产目前最高精度可达替,灵活度更高难度较低激光直写光刻5μm线宽,满足电镀铜基本精度要求数据来源:公开资料整理,东北证券图25:采用DMD(数字微镜器件)的直写光刻技术原理数据来源:芯碁微装招股说明书,东北证券17/432.2.2.激光路线:工艺流程精简,适配HJT难度较大激光路线无需曝光、显影环节,工艺流程更为简单。激光开槽利用脉冲式高功率激光束去除导电金属层待电镀区域上的绝缘掩膜层,以露出下方的金属导电层,形成图形化掩膜。工艺环节的精简有利于缩短工时、降低生产成本,也有效避免了显影请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度等工序中的废液排放污染问题。目前国内的帝尔激光主攻激光路线。图26:激光开槽工艺流程数据来源:《一种单面或双面太阳能电池图形化掩膜和太阳能电池的制备方法》,东北证券激光开槽实际操控难度大,现阶段应用在HJT电池上面临较大阻力。精准开槽要求定位最优化的能量密度分布,精确控制激光作用时间,同时保证每个脉冲严格一致。若激光功率过小则无法完全去除掩膜材料,若过大则烧蚀作用过强,可能导致硅衬底材料的损伤,对成品率和转化效率造成不利影响。HJT电池的氢化非晶硅层对高温极度敏感,在250-300°C的温度下暴露几分钟后,器件将完全失灵,激光加工产生的不良光热副作用将对HJT电池造成损伤。2.3.电镀:三大工艺各具特色,设备持续升级电镀是电镀铜的核心环节,其目的是在掩膜开口处通过电镀沉积金属铜,形成铜电极。电镀环节直接影响电池片的产能和良率,需要控制镀层的厚度、宽度、均匀性,工艺复杂并且需要与图形化方案相互衔接与配合,技术壁垒高。2.3.1.电镀环节影响因素繁多,工艺流程复杂电镀是利用电解原理,在外加直流电作用下,通过氧化还原反应,使金属或其它材料制件的表面附着一层金属的过程。连接外加电源正极的为电解池阳极,金属在阳极发生氧化反应,失去电子生成金属离子,在电流强压下,电子通过外电路移动至阴极,金属离子在电解液中游走至阴极。连接外加电源负极的为电解池阴极,发生还原反应,金属离子和电子结合生成金属沉积在待镀件表面。在电镀铜环节中,待镀件连接阴极,铜板连接阳极,联通电路后,金属铜失去电子生成铜离子进入电解液,铜离子在阴极接受电子还原为铜金属沉积在镀件表面形成铜镀层。电镀环节影响因素繁多,工艺流程复杂。电镀过程中,电流密度、镀液浓度、镀液温度、是否搅拌、电镀添加剂的选择、电源波形等因素均将对铜栅线均匀性、结合力和镀层表面光滑度产生较大影响,电流密度对铜离子沉积速率和镀层结晶粗细影响较大,电解质溶液浓度直接影响电化学反应速率和稳定性,总电荷量、电镀时间则影响金属层厚度。请务必阅读正文后的声明及说明18/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度图27:电镀的基本原理数据来源:公开资料整理,东北证券19/432.3.2.电镀环节技术路线多样,设备持续升级电镀环节可以通过垂直电镀、水平电镀及光诱导技术实现,其中垂直连续电镀和水平电镀是目前的主流技术。目前国内布局垂直电镀工艺的企业主要是东威科技,布局水平电镀工艺的企业有捷得宝、宝馨科技等。垂直电镀技术成熟度较高,但其产能水平较低,满足光伏大产能需求面临一定难度,且电镀槽体较大、耗材用量较多、电镀均匀性有待提升。水平电镀则是一项全新研发的技术,制程难度更高,电池表面空洞、接触稳定性、电池片损伤等问题有待攻克,但药水用量小,自动化水平高,产能较高,且在碎片率等性能指标上优于垂直电镀。2.3.2.1.垂直电镀垂直连续电镀又称挂镀,起源于PCB行业,在PCB行业应用已较为成熟。垂直电镀通过接触阴极的夹爪夹住待镀件上预留的夹点,使得待镀件与溶液表面垂直,挂在电镀槽中进行铜电镀。垂直连续电镀技术比较成熟,但在光伏领域的应用存在以下问题:1)均匀性欠佳。由法拉第电解第一定律可知:电解时,在电极上析出或溶解物质的质量跟通过的电量成正比。电流在电镀件上的分布取决于各部位与阳极的距离,靠近电极处电流密度较大,远离则较小。因此在电流过高时,夹具的存在使得靠近触点的地方镀层厚,远离触点的地方镀层薄。此外由于待镀件与溶液表面垂直,不同深度溶液浓度不同,也会引起待镀件不同位置镀层厚度的差异。2)碎片率较高。垂直连续电镀在PCB行业主要处理刚性元器件,而硅片脆弱易碎,夹具对电池片施加的作用力容易导致碎片,夹点处留下的印迹或隐裂对光伏电池片的外观和发电效率也有一定程度的负面影响,因此在电池片薄片化趋势下,使用硬质导电点夹持电池片的方式面临越来越大的挑战。3)自动化水平低、难度大,产能较小。夹具固定电池片需要人工上料,碎片和良率问题使得垂直电镀的大规模自动化难度较大。且垂直电镀的均匀性一般,故需放慢沉积速度充分反应以提高均匀性。又由于电流过高会导致电镀不均匀,因此垂直电镀的电流强度不能过大,再加上夹边尺寸的限制,产能的提升受到制约,在对产能要求较高的光伏行业难以满足需求。4)占地面积大,水电、气排能耗指标高。请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度图28:垂直电镀示意图数据来源:公开资料整理,专利之星,东北证券2.3.2.2.水平电镀水平电镀是垂直电镀的完善和延伸,基本原理与垂直电镀相同,二者区别在于待镀件的放置方式与传送方式。在水平电镀中,待镀件水平置于电镀槽中,待镀表面平行于镀液液面,通过滚轮与阴极连接,同时在滚轮的带动下向前水平运动进入电镀机。与垂直连续电镀相比,水平电镀有以下优点:1)均匀性和良率较好。水平电镀的夹持方式增加了阴极与欲镀表面的接触面积,待镀件表面的电流密度分布更加均匀。采用镀液循环模式+配置喷嘴喷流促进镀液在电池片及种子层快速流动,减小了电池片各部位的电流密度差异,从而提高镀层的均匀性。此外水平电镀技术通常使用滚轮作为与电池片导电区域接触的阴极材料,或利用滚轮带液与电池片导电区域接触,避免硬质接触,有利于降低碎片率。2)生产效率高,产能大。水平电镀无需进行手工装挂,自动程度高。通过设计合适长度的槽体、提高传输的速度,可以实现理想的单位时间产片量,使其满足大规模量化生产的需求。3)节约电镀液。水平电镀下,硅片水平放置。与垂直放置相比覆盖硅片的电镀液耗量更小,能够节约电镀液成本。4)占地面积小。由于水平电镀无需留有装夹位置,可以减小设备的占地面积,提高厂房空间利用率。图29:水平电镀示意图数据来源:专利之星,东北证券20/43请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度水平电镀技术制程难度较高且尚未成熟,仍存以下问题亟待攻克:1)待镀件表面的空洞问题。电镀过程中会产生密度较小的氢气气泡并上浮,当硅片水平放置时,气泡无法排出,附着在待镀件表面形成空洞,从而影响电池片的外观和发电效率。2)电池片位置的固定问题。水平电镀对电池片在溶液中移动时相对位置的准确性要求极高,而硅片质量较轻(5-10g/张),在移动过程中保持其相对位置的准确性难度较大。图30:水平电镀空洞问题产生示意图数据来源:公开资料整理,东北证券电镀技术路线选择的重点由水平电镀与垂直电镀的对比转向提供电流的方式。区别于传统的水平电镀与垂直电镀,太阳井提出了柔性接触供电路线。使用柔性接触导电材料,保持电池片上面干燥,整面接触电极,下面接触电镀药水,并使用大型机械手吸附实现电池片在电镀药水槽之间的转移。图31:柔性接触电镀原理与实物示意图数据来源:公开资料整理,东北证券21/432.3.2.3.光诱导电镀光诱导技术(LIP,Light–InducedProcess)是电镀技术的另一个分支。这一技术依靠外部光源照射到基体(镀层金属板)上生成电子,基体本身产生提供化学反应的电位,且不需要镀液中的还原剂来还原金属离子;而垂直电镀或水平电镀等湿法电镀的电位差依靠外电源提供,还原金属离子需要镀液中的还原剂。请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度图32:光诱导电沉积装置示意图数据来源:专利之星,东北证券光诱导沉积按反应类型可分为两大类:光诱导分解型和光生电子型。光诱导分解型的反应原理是分子以光子的形式吸收辐射进行光化学转化,其又可以细分为对光敏感的化合物本身吸收太阳能直接光解和通过光转化为热使对热敏感的化合物在基体表面分解两类。光生电子型则利用具有P-N结的半导体的光生伏特效应。在外光源的照射下半导体P-N结两侧的P区产生空穴、N区产生电子,并用N区的电子还原金属离子。图33:光诱导电沉积原理示意图数据来源:《光诱导沉积技术的发展及其在光伏工业中的应用》,东北证券22/43光诱导沉积技术可以提高太阳能的转换效率和成品率。由于丝网印刷方式制得的正面栅线的宽度较宽(普遍在30μm~40μm),栅线边缘会产生毛边,导致遮光面积增加,影响光电转换效率。光诱导电镀方式获得的电极较为致密,边缘毛刺少、较为平滑,有助于降低电极的电阻率,提升电池的光电转换效率。光诱导电镀技术成熟度较低。由于该电镀方式需要外加电源,结构复杂,装置成本较高,电镀效率有待提高。除了生产效率和经济效益之外,光诱导电镀技术还面临着沉积镀层与基底结合强度较差、电镀液稳定性较低以及清洁生产等诸多方面的问题。双面太阳能电池片的正电极的量产方式通常采用光诱导电镀技术。请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度图34:丝网印刷与光诱导电镀技术制备银电极效果对比数据来源:《晶体硅太阳电池光诱导电镀工艺的研究》,东北证券2.4.后处理:去感光材料、刻蚀种子层、镀锡抗氧化、表面处理四步完成电镀铜收尾去感光材料即用退膜机洗去剩余的感光材料层,露出种子层。现有退感光材料的技术有湿法腐蚀、等离子体刻蚀和激光刻蚀。表3:去感光材料技术路线原理与流程优势溶液里的反应物利用扩散效应通过一层薄边界层,达到与干法相比,湿法的腐蚀速率快、各向异性弱、成本低,腐蚀厚度大,具有较高的机械灵敏度。湿法腐蚀被蚀刻薄膜的表面。反应物与薄膜表面的分子产生化学反应,生成物也利用扩散效应通过边界层进入溶液,而过程相对快速、清洁和干燥;兼容各种基材;蚀刻不同图案的的精度高;刻蚀速率得到进一步控后随溶液被排出。制,选择性更高。低压反应气体在射频功率的激发下产生电离并形成等离以激光非接触方式加工,高柔性、高速、无噪子体,由带电的电子和离子组成,反应腔体中的气体在声、热影响区小、精度高。等离子体电子的撞击下,除了转变成离子外,还能吸收能量并形刻蚀成大量的活性基团。活性反应基团和被刻蚀物质表面发生化学反应并形成挥发性生成物。生成物脱离被刻蚀物质表面,并被真空系统抽出腔体。将高光束质量的小功率激光(一般为紫外线激光、光纤激光刻蚀激光)聚焦在极小的光点上,在焦点上形成高功率密度,使材料瞬间蒸发形成孔、槽。数据来源:公开资料整理,东北证券刻蚀种子层即用蚀刻机蚀刻非电镀区域的种子层,露出TCO透明导电层。刻蚀种子层的技术路线主要分为湿法刻蚀和干法刻蚀两种,湿法刻蚀使用液体速度更快,每分钟去除的深度更大,且不会形成类似于直方的结构,但会均匀地刻蚀所有方向,从而导致横向方向上的损耗,而干法刻蚀可以在某一特定方向上进行切割。湿法刻蚀会产生环境污染,因为使用过的液体溶液需在此工艺完成后进行丢弃处理,而干请务必阅读正文后的声明及说明23/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度法刻蚀排放管线中会布置洗涤器,在向大气排放废气前经过中和过程,从而减少对环境的负面影响。图35:湿法刻蚀和干法刻蚀技术路线对比数据来源:公开资料整理,东北证券镀锡抗氧化。在铜电极的表面电镀一层锡保护层。锡的导电性能较好,是比铜更活泼的金属,比铜优先失去电子,锡被氧化后产生一层二氧化锡,能防止进一步的氧化。该步骤可以有效减少铜的氧化,确保电池寿命。表面处理。进行退火、清洗、干燥等表面处理工艺,至此完成电镀铜的全部工序。退火工艺是指将硅片加热到一定温度,在一定时间内保持温度不变,最后缓慢冷却的过程,目的是消除硅片中的缺陷,提高硅片的电学性能和稳定性。图36:后处理环节流程图数据来源:公开资料整理,东北证券24/433.产业进程:技术持续迭代,各大厂商积极布局3.1.电镀铜自海外兴起,提效作用明显海外厂商布局电镀铜技术多年。SunPowe推出的Maxeon系列电池从2004年开始进行了六次迭代,使用背面电镀铜栅线,效率已从21%升至25%。Kaneka于2011年将电镀铜用于HJT电池,成功实现TCO层镀铜栅线,后又结合BC结构,于2017年8月将HJT电池效率升至26.63%。请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度电镀铜助力HJT电池降本增效。2018年Sunpreme将电镀铜导入HJT中试线,将效率由银浆丝网印刷电池22.7%提升24%。2016年国内厂商金石能源建设100MWHJT电镀铜中试线,效率最高可达22.8%,2018年500MW量产线最高效率超23%。2022年,迈为股份合作SunDrive采用无种子层直接电镀铜栅线工艺,将双面微晶HJT转换效率升至26.41%。图37:SunPowerMaxeon电池数据来源:SunPower官网,东北证券电镀铜技术也可应用于PERC和TOPCon。2013年9月,IMEC研发的156mm尺寸的i-PERC电池应用镍/铜电镀技术,最高效率可达20.7%,目前最新N型PERC电池转换效率达22.5%。在TOPCon电池生产中,德国FraunhoferISE在2020年开始研究导入双面电镀铜工艺,理论效率可达22.7%。国内晶科太阳能使用RENA的电镀铜设备,平均转换效率可达22.6%。3.2.技术路线尚未定型,设备为量产主要瓶颈电镀铜工序复杂,主流技术路线尚未定型。电镀铜工艺主要以种子层制备、图形化、电镀及后处理四大环节替代了传统异质结产线的丝网印刷和烘干环节,新增环节工序多且各环节设备原理差异较大,有较多技术路径待验证,目前主流路线尚未定型。表4:电镀铜工艺设备以及对应厂商环节工艺设备厂商PVD迈为股份种子层种子层制备油墨印刷机(喷涂/滚涂机)迈为股份、图形化光刻路线涂覆感光材湿膜贴膜机+真空层压机捷得宝料干膜掩膜光刻掩膜光刻机+显影机金石能源曝光显影直写光刻直写光刻机+显影机苏大维格(投影曝光)、迈激光路线激光开槽激光开槽设备为股份(投影曝光)芯碁微装、天准科技、太阳井、捷得宝帝尔激光电镀电镀水平电镀(链式)水平电镀机宝馨科技、捷得宝请务必阅读正文后的声明及说明25/43垂直电镀(挂镀)[Table_PageTop]电力设备/行业深度VDI电镀垂直电镀机东威科技、太阳井、钧石能源VDI电镀机清洗机罗博特科刻蚀剂去感光材料电镀机后处理刻蚀种子层镀锡抗氧化数据来源:公司官网等,东北证券成本是量产主要瓶颈,图形化技术承压大。高成本是电镀铜量产的关键瓶颈,设备端不仅价值量大且技术壁垒高,是目前降本的主要突破口。PVD镀种子层工艺相对成熟,实验时可以与前道工序共用PVD设备,生产时需与前道工序分开独立使用PVD设备,增加设备成本。图形化曝光设备和电镀设备在半导体和PCB领域已有非常成熟的应用,但在光伏行业须兼顾低成本和高效率,设备面临大产能、低成本、高稳定性等诸多要求。图形化设备在精度或栅线宽度等维度可达标,具备工艺可行性,主要待解决问题为低成本实现大产能,其中投影曝光使用的湿膜材料与设备价格更低;激光直写精度更高,可达10μm。电镀栅线的脱落由图形化处理表面不完整造成,图形化将影响电镀效果,进而影响良率。图38:捷得宝水平电镀设备图39:东威科技垂直电镀设备数据来源:捷得宝官网,东北证券数据来源:东威科技官网,东北证券3.3.设备厂商齐发力,2024有望导入量产电镀铜设备逐步从进口转向国产,一体化及单一设备制造两种商业模式并行,聚焦单一设备的模式竞争力相对薄弱。国内电镀铜应用较国外起步比较晚,较多布局铜电镀的电池厂商使用技术成熟但成本高昂的进口设备。但近年来国内越来越多设备厂商开始布局电镀铜,2016年隆基开始申请电镀铜相关专利,涉及背接触电池制备技术的电镀铜应用、组件制备和电镀机。2018年起通威、爱旭等头部电池片厂商也开始入局电镀铜,申请了关于PERC、IBC电池电镀的各类专利。目前设备厂商主要有两种商业模式:1)提供整线解决方案。整线解决方案公司一般聚焦图形化及电镀环节核心设备研发生产。制备种子层的PVD设备技术成熟且非核心,一般由电池片设备厂直接提供。2)聚焦单一设备制造。目前芯碁微装、苏大维格等公司聚焦曝光机设备,东威科技、罗博特科等主攻电镀技术。下游电池片厂商选择不同厂商自行组成产线。由于图形化及电镀两大核心环节设备及材料的匹配要求高,在没有图形化环节经验积累和验证的情况下,只做电镀设备的公司较难判断匹配性能较好的电镀设备研发方向。请务必阅读正文后的声明及说明26/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度图40:太阳井水平电镀设备图41:芯碁微装直写光刻技术设备数据来源:太阳井官网,东北证券数据来源:芯碁微装招股说明书,东北证券3.4.经济测算:电镀铜降本效果凸显,设备端为突破口2025年电镀铜设备市场空间达72.9亿元,2023-2025年CAGR达674%。随着异质结电池渗透率不断增加,降本增效各工艺流程不断推进,我们预计2024年末去银化的电镀铜工艺将呈现成熟技术。目前,电镀铜进展较慢,设备均在实验中,尚未实现GW级别量产。我们估计当前单GW设备投资约1.5-2亿元,随着图形化等技术的进一步成熟、材料成本下降、电镀铜规模化量产,我们预计电镀铜整线设备有望下降至1亿元/GW。我们假设在异质结扩产电池中,2023-2025年电镀铜渗透率分别为1.67%、10%和20%,单GW设备价值量分别为1.5/1.35/1.215亿元,测算得电镀铜设备2025年市场空间可达72.9亿元,2023-2025年CAGR达674%。表5:电镀铜市场空间2023E2024E2025E60150300HJT扩产规模(GW)11560电镀铜扩产规模(GW)1.671020电镀铜渗透率(%)1.51.351.215电镀铜单GW价值量(亿元)-10%-10%yoy0.50.450.405其中:PVD单GW价值量(亿元)0.30.270.2430.50.450.405曝光机单GW价值量(亿元)0.20.180.162电镀机单GW价值量(亿元)1.520.2572.9其他设备单GW价值量(亿元)电镀铜市场规模(亿元)数据来源:公开资料整理,东北证券整线量产后,电镀铜环节总成本有望达0.106元/W,较银浆丝网印刷下降0.86元/W。电镀环节技术在持续验证中,假设未来电镀铜良率将逐步趋近现有丝网印刷良率98%,同时假设电镀铜工艺能够有效提升HJT电池转换效率0.3%。仅考虑设备及耗材两大非硅成本,基于电池片大尺寸发展趋势,以M10尺寸电池片为例进行成本测算及比较:(1)目前低温银浆价格约为6500元/kg,HJT电池非硅成本在丝网印刷技术下为0.192元/W,在电镀铜技术下为0.106元/W,降本幅度达45%;(2)随着低温银浆国产化推进,假设低温银浆价格下降至最低极限值3000元/kg,电镀铜依然具有0.043元/W的降本效果。请务必阅读正文后的声明及说明27/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度表6:非硅成本测算(以M10尺寸、良率98%、转换效率提升0.3%为例)银浆丝网印刷银浆丝网印刷电镀铜(量产)(银浆价格=3000元/kg)(银浆价格=6500元/kg)33069.5单片电池功率25.30%电池片面积(mm²)33069.533069.58.4转换效率(%)25.0%25.0%12669电池片功率(W)8.38.30.0010.05耗材0.05银浆耗量(mg/片)1901905.510银浆含税价格(元/kg)300065000.0550.106银浆单瓦成本(元/W)0.070.15铜浆耗量(mg/片)铜浆含税价格(元/kg)铜浆单瓦成本(元/W)掩膜、电镀液、锡、添加剂等其他耗材耗材成本合计(元/W)0.070.15设备设备价值量(亿元/GW)44折旧年限1010设备单瓦折旧成本(元/W)0.040.04非硅成本合计(元/W)0.1100.192电镀铜降本幅度-4%-45%数据来源:CPIA等,东北证券电镀铜良率在37%以上即可保持成本优势,目前设备端承担主要降本压力。电镀铜工艺基本处于中试阶段,良率尚无可靠数据。根据敏感性分析,当电镀铜良率在37.2%以上时能够具备成本优势。从成本结构来看,电镀铜去银化工艺颠覆了HJT电池非硅成本结构,耗材成本占比较丝网印刷少31%,设备端占比则从21%提升至52%,承担了电镀铜产业化进程主要降本压力。表7:良率对电镀铜降本效果的敏感性测试(银浆价格6500元/kg)电镀铜良率10%20%30%35%37.2%50%70%80%90%100%0.0730.0640.0570.051耗材成本合计(元/W)0.5100.2550.1700.1460.1370.1020.0550.0550.0550.0550.1280.1190.1120.106设备折旧(元/W)0.0550.0550.0550.0550.0550.0550.1920.1920.1920.1920.0640.0730.0800.086非硅成本合计-电镀铜0.5650.3100.2250.2010.1920.157非硅成本合计-丝网印刷0.1920.1920.1920.1920.1920.192电镀铜降本效果(元/W)(0.373)(0.118)(0.033)(0.009)(0.000)0.035数据来源:公开资料整理,东北证券请务必阅读正文后的声明及说明28/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度图42:非硅成本结构对比(a)银浆丝网印刷非硅成本结构(b)电镀铜非硅成本结构数据来源:公开资料整理,东北证券4.重要标的目前,国内布局光刻的企业主要有苏大维格、迈为股份、芯碁微装、太阳井等,感光材料和曝光工艺均存在多种可选方案。4.1.迈为股份:HJT设备龙头,持续推动图形化设备业务4.1.1.深耕三大基准技术,积极开展图形化设备业务HJT设备龙头,积极发展图形化设备业务。迈为成立于2010年,2018年于深交所创业板上市。迈为核心管理团队及关键技术人员稳定,公司累计取得264项专利。公司主营太阳能电池丝网印刷生产线成套设备,构建九宫格产品矩阵,多层次、立体化布局光伏、显示、半导体三大领域。2021年9月与澳大利亚SunDrive合作使用无种子层直接铜电镀工艺实现了M6尺寸HJT电池片25.54%的转换效率,2022年8月效率进一步提升至26.41%。迈为与行业主要企业建立了稳固的合作关系,包括隆基股份、通威股份、天合光能、晶科能源、晶澳科技等主流光伏企业。目前迈为自主研发图形化环节设备,与启威星等合作布局电镀环节设备。图43:迈为发展历程数据来源:公司官网,东北证券29/43请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度图44:迈为九宫格产品布局数据来源:公司官网,东北证券4.1.2.公司收入快速增长,经营趋势良好公司业绩稳定增长。2022年公司实现营收41.48亿元,同比上升34.01%,归母净利润为8.619亿,同比上升34.09%。2023年一季度营收额为11.57亿元,同比上升38.64%,归母净利润为2.21元,同比上升22.8%。公司运营状况良好,营业收入和净利润均实现了较大幅度的增长,显示出公司的发展潜力。图45:迈为近年营业收入图46:迈为近年归母净利润4590%1070%4080%60%83570%50%3060%62550%40%2040%430%1530%20%21020%10%510%00%00%201820192020202120222023Q1201820192020202120222023Q1营业收入(亿元)yoy归母净利润(亿元)yoy数据来源:同花顺iFinD、东北证券数据来源:同花顺iFinD、东北证券4.1.3.丝网印刷设备龙头,自主研发电镀铜图形化环节迈为生产的太阳能电池丝网印刷设备,应用于太阳能光伏产业链的中游——电池片生产环节,对电池片的产量、良率和转换效率等关键指标有着重要作用。公司的铜电镀的强项在于丝网印刷积累的图形化技术,目前光刻工艺为铜电镀图形化主要技术路线,曝光设备为光刻图形化环节的核心设备。请务必阅读正文后的声明及说明30/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度图47:迈为丝网印刷设备数据来源:公司官网,东北证券4.2.苏大维格:投影光刻设备龙头,四大产品事业群并进4.2.1.专精微纳光学,产品技术多样深耕微纳光学领域,布局四大产品事业群。公司成立于2001年,2012年于深交所创业板上市。公司以微纳光学关键制造设备为基础,建立起相应研发与生产制造体系,推动公共安全和新型印材、反光材料、消费电子新材料和高端智能装备四大产品事业群发展。公司陆续推出多个系列光刻机与压印设备,相继攻克定向光变色膜原版制造、AR纳米波导镜片批量化生产等重要技术,增强公司的盈利能力与市场竞争力。图48:苏大维格发展历程数据来源:苏大维格官网、招股说明书、东北证券31/434.2.2.公司收入改善,经营趋势向好公司业绩回升,发展趋势向好。2018-2022年公司营收CAGR为13.04%,2022年公司实现营收17.16亿元,同比下降1.21%,归母净利润为-2.79亿,同比上升20.18%。2021年度公司利润下滑较大,主要原因系子公司华日升微棱镜反光材料销量下滑和请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度同期原材料价格上涨,导致公司计提商誉减值3.1亿元。2022年常州华日升再次进行资产减值2.2亿元,但收入情况同比已经改善。2023年一季度营收额为3.93亿元,同比下降1.02%,但归母净利润为106.11万元,同比上升104.56%,实现扭亏。公司前两年的盈利困境问题基本解决,未来经营情况预期向好。图49:苏大维格近年营业收入图50:苏大维格近年归母净利润2030%2200%25%10%1520%15%0-200%10201820192020202120222023Q110%-1-400%55%-2-600%0%-3-800%0-5%201820192020202120222023Q1-4-1000%营业收入(亿元)yoy归母净利润(亿元)yoy数据来源:同花顺iFinD、东北证券数据来源:同花顺iFinD、东北证券4.2.3.专注电镀铜图形化,助力电镀铜降本增效苏大维格在电镀铜领域主要布局图形化设备方面。在激光路线上,公司进度不慢于帝尔激光。公司激光转印设备采用纳米压延技术,该技术精度高,可将铜栅线做得更为整齐。目前在润阳科技进行中试,激光转印设备大概6000万/GW。公司光刻路线发展顺利。根据公司2022年报,公司掩膜投影式铜电镀图形化设备测试进展顺利,后续将配合客户进行中试测试。2023年7月,公司自行研发的高速低成本投影光刻扫描设备已顺利搭建完成,所产出栅线精度已达8.063微米,目前进入下游客户验证环节。此设备具有快速光刻、更高图形化精度和大面积衬底实时三维导航自聚焦功能等方面优势。相较于LDI激光直写方案,该方案具备成本低、核心零部件全部国产化等方面优势;相较于接近式曝光方案,投影光刻的光具有一定方向性,通过调节镜头角度更易实现栅线倒梯形结构,更好提升电池效率。2023年7月28日,公司大型紫外3D直写光刻设备iGrapher3000下线并投入工业运行。请务必阅读正文后的声明及说明32/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度表8:苏大维格公司相关专利专利信息激光转印模具和激光转印装置上述激光转印模具用于制作光伏电池电极,与传统光刻控制方法、装置及存储介质的激光转印模具相比,应用本实用新型上述技术方案的激光转印模具制作光伏电池电极时,柱透镜阵数据来源:爱企查、东北证列能够对激光束进行聚焦,大部分能量被凹槽内的导电材料吸收,因此能够提高能量转换效率,在同等图51:高速低成本投影光刻扫描设备激光功率条件下可以同时实现多条光伏电池电极的制作,从而提高生产效率,有利于广泛应用。专利信息本发明涉及一种光刻控制方法、装置及存储介质,属于微纳加工技术领域,该方法包括:获取光刻任务;对光刻任务中的所有光刻网点进行分层处理得到n层光刻网点;对每层光刻网点进行区域划分,得到区域内的光刻网点数据;按照每层每个区域内的光刻网点数据进行光刻,直至完成光刻任务;判断是否还有下一个光刻任务,若无,则结束;若有则再次执行光刻任务;可以解决拼接平台自身的定位精度误差无法消除,导致光刻后的目标出现周期暗纹、区域不均的现象的问题;由于不同层光刻网点所属的层区域存在交集,因此,对于需要拼接光刻的部分通过不同层的交集部分可以重新进行振镜扫描,实现拼接部分的过渡,减少平台自身定位精度带来的误差影响。图52:iGrapher3000大型紫外3D直写光刻设备数据来源:苏大维格公众号、东北证券数据来源:公开信息梳理、东北证券请务必阅读正文后的声明及说明33/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度4.3.罗博特科:光伏自动化设备龙头,电镀铜高效推陈出新4.3.1.光伏设备龙头,深度布局电镀铜公司以光伏自动化设备为基础,扩展电镀铜领域。公司主要为光伏电池、电子及半导体领域提供自动化设备,并提供智能化工厂解决方案。公司在2015年杭州赛昂实现铜电镀在异质结量产化后便积极布局铜电镀领域,2020年并购FiconTEC进入半导体及光电子领域,2023年与国家电投达成合作,共同研究VDI电镀解决方案。图53:罗博特科发展历程数据来源:罗博特科官网、Wind、东北证券图54:罗博特科在HJT领域产品数据来源:罗博特科官网、东北证券34/43请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度4.3.2.公司营收恢复,发展趋势向好营收逐渐恢复,盈利能力可期。公司2018-2022年营收CAGR为8.22%。公司2020年营收为5.28亿,同比下降46.15%;2022年公司营收为9.03亿,同比下降16.83%。根据公司年报,2020年下降系疫情和行业竞争加剧影响,2022年营收下降系上半年项目开发、原材料采购、生产制造、运输物流、安装调试等环节均受负面影响所致。公司2023一季度财务营收已达2.59亿,同比上升30.51%,归母净利润为423.61万,同比上升44.71%,已摆脱上年宏观经济因素影响,未来盈利能力预计有所恢复。图55:罗博特科近年营业收入图56:罗博特科近年归母净利润1200120%120200%100090%100%8006008040020060%4030%0%0%0201820192020202120222023Q1-40-100%-30%02019202020212022-60%-80-200%2018营业收入(百万元)2023Q1yoy归母净利润(百万元)yoy数据来源:同花顺iFinD,东北证券数据来源:同花顺iFinD,东北证券4.3.3.电镀铜设备研发进展迅速,在手订单超13亿公司致力布局图形化和金属化环节。公司与国电投就铜栅线异质结电池VDI电镀解决方案达成战略合作,2023年2月28日,公司向国电投新能源提供的铜电镀设备已完成第一阶段设备可行性验证,产能可按需在7200wph-16000wph范围调整,具有占地面积低、电力纯水需求低等方面优势。2023年7月3日,公司完成单体GW铜电镀设备制造与出货,相较之前减少了20%的单线占地面积,且适用于BC等N型电池。2023年7月21日,公司披露自产电镀铜设备能够处理厚度为90-110μm的硅片。订单在手超10亿,推进铜电镀项目落实。截至2023年6月,公司先后与英发集团、天合集团、通威集团、润阳光伏、晶科集团、钧达集团等光伏大型厂商签订合同约10亿元,自动化设备盈利能力预计提升。除此之外,公司拟投资10亿人民币于南通新设子公司作为异质结电池设备项目主体,推进VDI电镀技术。目前公司于龙港市国电投5GW高效异质结电池及组件生产基地项目也已开工。请务必阅读正文后的声明及说明35/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度表9:罗博特科公司相关专利图例说明相关专利一种插片式太阳能电池片铜电极电镀装置一种插片式太阳及方法,包括电镀槽、能电池片铜电极阳极结构以及阴极导电镀装置及方法电结构。电镀装置实现了双面电镀,单线一种太阳能电池可做到14000整片/小片铜电极电镀阳时,破片率<0.02%,提高装置产能,降低极结构了不良率,提高了电镀质量,结构新颖合一种太阳能电池理,占地面积小。片铜电极电镀阴一种太阳能电池片铜电极电镀阳极结构,极导电结构可同时对正面阳极板、背面阳极板施加数据来源:专利之星、东北证券不同的电流,从而实现太阳能电池片两面不同的铜电极面积的电镀;配合多块阳极板组件同时对多块电池片不同的两面进行电镀,大大提高了电池片的电镀产能。一种太阳能电池片铜电极电镀阴极导电结构,本实用新型导电,夹持、定位的施力分散,一方面定位更加稳定,降低在电镀过程中的破片率,另一方面导电分布均匀,电镀的质量高,导电支架上分布多个支撑单元,大大提高单线的产能,结构新颖、合理。4.4.芯碁微装:激光直写光刻设备龙头,拓展光伏电镀铜曝光设备4.4.1.激光直写设备已进入中试阶段,拓展电镀铜曝光设备请务必阅读正文后的声明及说明36/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度产品线不断向纵深发展,推动铜电镀曝光设备的发展。芯碁微装成立于2015年,于2021年上交所科创板上市。2023年2月,公司定向增发获批通过,募集资金重要目标之一是打造公司在光伏等新应用领域的产业化应用。芯碁微装是国内唯一一家半导体激光直写制版光刻设备制造商,已荣获国家高新技术企业、市创新企业、科技小巨人等荣誉称号,并拥有100多项技术专利。公司专业致力于半导体无掩模光刻设备检测设备、高端PCB专用激光直写成像设备(LDI)、显示领域OLED光刻设备的研发和生产,产品功能涵盖微米到纳米的多领域光刻环节。公司在光伏电池图形化领域采取的技术路径为激光直写(LDI),现阶段已有设备交付。图57:芯碁微装发展历程数据来源:芯碁微装官网、招股说明书、东北证券4.4.2.经营稳中有进,业绩保持增长态势公司业绩稳定增长。2018-2022年公司营收CAGR为65.33%,2022年公司实现营收6.523亿元,同比上升32.51%,归母净利润为1.366亿,同比上升28.66%。2023年一季度营收额为1.569亿元,同比上升50.29%,归母净利润为0.335亿元,同比上升70.32%。公司运营状况良好,营业收入和净利润均体现稳定增长趋势,显示出公司的发展潜力。请务必阅读正文后的声明及说明37/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度图58:芯碁微装近年营业收入图59:芯碁微装近年归母净利润72023Q11.661.451.243120.810.600.40.2201820192020202120220营业收入(百万元)201820192020202120222023Q1归母净利润(亿元)数据来源:同花顺iFinD,东北证券数据来源:同花顺iFinD,东北证券4.4.3.光刻设备为铜电镀工艺核心设备,海外订单顺利交付光刻设备在铜电镀工艺中扮演着核心角色,市场前景广阔。铜电镀工艺的流程主要包括种子层制备、图形化、金属化和后处理四个步骤。在这些步骤中,曝光和电镀设备是至关重要的核心设备。公司具备将光刻设备应用于光伏铜电镀领域的产业化条件,芯碁微装的SDI/SRD系列产品是行业内领先的光伏直接成像解决方案,适用于高精度图形化工艺,在提供增效降本解决方案方面表现出色。截至2023年6月19日,公司与海外太阳能电池企业VTechnologyCo.,Ltd(简称“VTEC”)签订了太阳能电池光刻设备订单,并已成功发运。同时,该设备也在多家下游客户进行验证,并积累了华天科技、维信诺、辰显光电等企业级客户合作经验未来将随着电镀铜技术成熟迎来新的扩张空间。图60:芯碁微装光伏领域的光刻设备——SDI/SRD系列数据来源:芯碁微装公众号,东北证券38/43请务必阅读正文后的声明及说明[Table_PageTop]电力设备/行业深度4.5.东威科技:垂直连续电镀设备龙头,积极扩展光伏电镀铜领域4.5.1.专精电镀设备,技术行业领先电镀设备起家,延伸产品领域。公司成立于2005年,2021年于上交所科创板A股上市。公司多年专精高端精密电镀领域,以PCB电镀设备生产为基础,向外扩展至卷式水平膜材电镀设备、磁控溅射设备、光伏镀铜设备等领域。公司凭借极强产品迭代能力在VCP行业取得50%市场占有率,凭借垂直连续电镀技术、操作系统设计和集成技术等多项核心技术建立高技术壁垒。图61:公司发展历程数据来源:东威科技官网、东北证券4.5.2.公司营收可观,未来发展可期公司营收连续增长,发展趋势稳定。2018-2022年公司营收CAGR为35.53%,2022年公司实现营收10.12亿元,同比上升25.74%,归母净利润为2.13亿,同比上升32.58%。公司营收和净利润呈现稳定增长趋势,利润端增速经常高于收入端增速,盈利能力可观。2023年上半年公司营收同比上升21.16%,归母净利润同比上升9.77%,增速低于预期的原因是信用减值损失增加和期间费用增加,盈利能力略微下滑的原因是产品结构变化导致毛利率下降和销售净利润同比下降。目前PCB电镀设备领域景气度筑底上行,公司凭借优秀的科研生产能力未来可期。请务必阅读正文后的声明及说明39/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度图62:公司近年营业收入图63:公司近年归母净利润1250%2.5100%1040%280%81.560%30%140%620%4210%0.520%00%00%201820192020202120222023H1201820192020202120222023H1营业收入(亿元)yoy归母净利润(亿元)yoy数据来源:同花顺iFinD,东北证券数据来源:同花顺iFinD,东北证券4.5.3.垂直电镀龙头,产品迭代迅速公司主攻PCB电镀,为垂直连续电镀设备龙头。垂直电镀设备具备性能较好、节能环保、维护简单等特点。与垂直升降式电镀相比,其不需要复杂的机械结构,且设备稳定;与水平连续电镀相比,其运维成本较低。除此之外,公司的垂直连续电镀设备在电镀均匀性、贯孔率(TP)等关键指标上相较另外两种方法均表现良好。产品迭代速度快,生产产能飞越。公司与国家电投就铜栅线异质结电池垂直连续电镀解决方案达成合作,预计于2023年7月提供一台满足技术要求的铜电镀设备样机。2023年6月27日,公司表示首台第三代光伏镀铜设备已基本制作完成,预计8月初左右发货至客户处。第三代设备在更低碎片率、更高电镀均匀性的前提下,生产产能由200片/小时突破至8000片/小时甚至更高。请务必阅读正文后的声明及说明40/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度表10:东威科技公司相关专利专利信息连续垂直电镀槽及具有其的连续垂直电镀生产线本发明提供一种连续垂直电镀槽及具有其的连续垂直电镀生产线,属于电镀技术领域,其中,连续垂直电镀槽阻水装置及垂直连续电镀线电镀槽具有电镀通道,所述电镀通道的上方具有用于垂直输送电镀产品的钢带进行通过的输送空间;所述电镀通道内适于容纳电镀液,所述电镀通道的一端为电镀进口,所述电镀通道的另一端为电镀出口,所述电镀进口和所述电镀出口分别设有挡液组件;本发明的连续垂直电镀槽,通过钢带垂直悬吊待镀产品进入电镀槽,在电镀槽的电镀进口和电镀出口分别设有挡液组件,通过该挡液组件以阻挡电镀液的流出以及允许待镀产品的通过,从而使待镀产品在电镀过程中,无需采用转向辊进行上下起伏转向,避免了转向辊与待镀产品的磨伤问题。专利信息本实用新型公开了一种电镀槽阻水装置及垂直连续电镀线,属于电镀技术领域。垂直连续电镀线包括电镀槽阻水装置。电镀槽阻水装置包括挂具和回流槽,挂具能够带动板材通过回流槽,挂具包括夹具和连接于夹具的框体,夹具夹持的板材位于框体内,回流槽包括槽体和阻水件,槽体相对的两个侧壁均开设有开口,且两个开口相对设置;阻水件具有能够使挂具通过的过板通道,阻水件的一端连接于槽体设置有开口的侧壁,且过板通道的进口与该侧壁上的开口位置对应,框体的厚度与过板通道的宽度匹配。本实用新型的电镀槽阻水装置,无耗品产生,节约成本,能够使产品无接触通过,能够提高垂直连续电镀线的电镀成品率,提高设备运行的稳定性。数据来源:爱企查、东北证券风险提示:1、HJT扩产不及预期;2、电镀铜技术进展不及预期。请务必阅读正文后的声明及说明41/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度研究团队简介:[周Ta颖bl:e_伯In明tro翰du大ct学io国n]际商业学硕士,现任电力设备新能源组证券分析师,2019年加入东北证券。分析师声明作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格,并在中国证券业协会注册登记为证券分析师。本报告遵循合规、客观、专业、审慎的制作原则,所采用数据、资料的来源合法合规,文字阐述反映了作者的真实观点,报告结论未受任何第三方的授意或影响,特此声明。投资评级说明买入未来6个月内,股价涨幅超越市场基准15%以上。股票增持未来6个月内,股价涨幅超越市场基准5%至15%之间。投资评级中所涉及的市场基准:投资评级中性未来6个月内,股价涨幅介于市场基准-5%至5%之间。A股市场以沪深300指数为市场基准,说明减持未来6个月内,股价涨幅落后市场基准5%至15%之间。新三板市场以三板成指(针对协议转让卖出未来6个月内,股价涨幅落后市场基准15%以上。标的)或三板做市指数(针对做市转让行业优于大势未来6个月内,行业指数的收益超越市场基准。标的)为市场基准;香港市场以摩根士投资同步大势未来6个月内,行业指数的收益与市场基准持平。丹利中国指数为市场基准;美国市场以评级纳斯达克综合指数或标普500指数为市说明场基准。落后大势未来6个月内,行业指数的收益落后于市场基准。请务必阅读正文后的声明及说明42/43[Table_PageTop]电力设备/行业深度重要声明本报告由东北证券股份有限公司(以下称“本公司”)制作并仅向本公司客户发布,本公司不会因任何机构或个人接收到本报告而视其为本公司的当然客户。本公司具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格。本报告中的信息均来源于公开资料,本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。报告中的内容和意见仅反映本公司于发布本报告当日的判断,不保证所包含的内容和意见不发生变化。本报告仅供参考,并不构成对所述证券买卖的出价或征价。在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的证券买卖建议。本公司及其雇员不承诺投资者一定获利,不与投资者分享投资收益,在任何情况下,我公司及其雇员对任何人使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失概不负责。本公司或其关联机构可能会持有本报告中涉及到的公司所发行的证券头寸并进行交易,并在法律许可的情况下不进行披露;可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务、财务顾问等相关服务。本报告版权归本公司所有。未经本公司书面许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表或引用。如征得本公司同意进行引用、刊发的,须在本公司允许的范围内使用,并注明本报告的发布人和发布日期,提示使用本报告的风险。若本公司客户(以下称“该客户”)向第三方发送本报告,则由该客户独自为此发送行为负责。提醒通过此途径获得本报告的投资者注意,本公司不对通过此种途径获得本报告所引起的任何损失承担任何责任。[Table_Sales]东北证券股份有限公司网址:http://www.nesc.cn电话:95360,400-600-0686研究所公众号:dbzqyanjiusuo地址邮编中国吉林省长春市生态大街6666号130119中国北京市西城区锦什坊街28号恒奥中心D座100033中国上海市浦东新区杨高南路799号200127中国深圳市福田区福中三路1006号诺德中心34D518038中国广东省广州市天河区冼村街道黄埔大道西122号之二星辉中心15楼510630请务必阅读正文后的声明及说明43/43

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