首次覆盖！【东吴电新】上机数控：硅片新贵，一体化布局成本领先
光伏切片机龙头，硅片赛道新贵：上机数控2004年进入光伏行业，主营光伏金刚线切片机，2015-2018年国内市占率为45%，保持切片机龙头地位。公司2019年抓住硅片供不应求机会，大力拓展硅片业务，打造“高端装备+核心材料”双轮驱动模式，2020年硅片已成为第一大主营业务，成功转型硅片制造商，晋升行业第三大供应商。2021年，公司开始布局上游原料及下游N型电池，以实现一体化快速增长。
光伏平价星辰大海，硅片大尺寸风起：1)全球平价，星辰大海。平价时代开启，预计全球2025/30年光伏装机539/1432GW，行业增量空间广阔有效拉动硅片需求。2）大尺寸渗透率快速上升，N型化及薄片化为未来趋势。大尺寸优势明显，2022年占比将提升至75%；随电池新技术导入，N型化及薄片化将有效提高转化效率、降低硅耗，成为硅片发展主要趋势，龙头工艺领先，竞争占优。3）新兴龙头加速追赶，行业格局逐步分散。单晶硅片超额盈利吸引行业大扩产，2022/23年底产能超500/600GW，新兴龙头扩产加速，预计硅片格局逐步分散。4）硅料供给紧张，硅片盈利持续向好。2021-22年硅料供给偏紧导致硅片有效供应受限，拉动单瓦盈利持续向好。2023年高纯石英砂或存在紧缺，扩大硅片龙头非硅成本优势；伴随硅料供应逐渐充足，我们预计2023/2024年单瓦净利将小幅下滑至0.06/0.04元/W。
硅片新贵，乘风而起：1）单晶硅片新贵，产能持续扩张。公司于2019年进军硅片，凭借尺寸转换的风口迅速扩张产能。预计2022年底拥有50GW硅棒及40GW切片产能，2023年扩产至70GW，规模行业领先。2）后发先至，盈利能力优异。公司布局低电价区位，采购先进设备+定制控制系统，成本优势行业领先，2022年以来单瓦盈利处于第一梯队。并通过开发新型工艺、提高自切比例、加速减薄不断提高盈利水平。3）布局上游硅料，打造利润增长新动力。公司参股合作协鑫包头颗粒硅产能，并自建纳米硅及高纯硅以保障硅料供应，预计2023年自建硅料产量4万吨+颗粒硅权益产量2万吨，进一步增强竞争优势。4）布局N型电池，打造光伏产业基地。N型时代已至，公司拓展徐州24GW TOPCon电池基地，以“上机速度”推进产能建设，一期14GW预计2023Q2投产，享受N型电池超额收益。
盈利预测与投资评级：我们预计2022-2024年公司归母净利润为 35.97/61.94/68.33亿元，同增 110%/72%/10%，对应EPS 9.30、16.01、17.67元。基于公司转型硅片顺利，盈利能力优异，我们给予公司2023年12xPE，对应目标价192元，首次覆盖给予“买入”评级。
风险提示：竞争加剧，光伏政策超预期变化，海外拓展不及预期。
正文
1. 光伏切片机龙头，硅片赛道新贵
1.1. 全球光伏切片机龙头，硅片新贵强势崛起
光伏切片龙头企业，转型单晶硅生产第一梯队。上机数控成立于2002年，2004年进入太阳能光伏设备行业，2014年公司前瞻研发金刚线切片机，是业内最早的光伏硅片设备制造商之一；2018年光伏切片机业务国内市场市占率达45%，跃居光伏切片机行业龙头，同年12月公司在上交所上市。2019年投资成立全资子公司弘元新材料（包头）有限公司进军单晶硅材料，2020年H1单晶硅业务收入占比达85%，成为公司的主要收入来源。2021年，公司开始布局上游原材料及下游N型电池，以实现全产业链覆盖一体化。
公司股权集中，实控人合计持股60%以上。控股股东为杨建良，持有公司股份36.58%，担任公司董事长；第二大股东为杭虹，持有公司股份15.98%。杨建良、杭虹（配偶）、杨昊（儿子）、李晓东（姐姐配偶）、董锡兴（妹妹配偶）合计持有公司56.81%的股权，杨氏家族对公司掌握相当的控制权。
1.2. 稳扎稳打切入硅片赛道，弯道超车开启新增长曲线
收入增速高企，硅片业务成为公司营收增长核心驱动力。自2019年以来，单晶硅收入占比逐年提高，到2021年已经达到98.81%，成为主要的营收来源。单晶硅收入规模的扩张及营收占比的增加推动公司营业收入同比增速维持高位。除2019年补贴退坡给光伏行业造成较大冲击，2020H1以来营收同比增速均维持在200%以上，2022H1收入同比增速达到219.35%。
毛利率及净利率逐年下滑，未来有望得到改善。自2019年以来公司毛利率及净利率呈现下滑趋势，分别从2019H1的47.74%及32.61%下滑至2022H1的20.19%及13.76%，主要是由于利润率水平较低的单体硅规模占比逐年提高，拉低了企业的整体利润。随着公司规模逐步提高，规模效应将逐步显现，叠加切片产能增加、自给率提升，未来单晶硅成本有望降低，公司利润率有望扭转下滑趋势。
除研发费用率外其他费用率均呈下降趋势，盈利空间有望进一步扩大。公司的销售、管理及财务费用率均呈现下降趋势，到2022H1分别为0.09%、1.23%及0.43%，主要是因为公司布局单晶硅业务，使得收入增速快于费用增速，从而导致费用率下滑。公司的研发投入自2019年起大幅上升，2022H1公司研发费用率高于隆基股份、中环股份、京运通等同行业公司，这有利于消除其与行业龙头企业间的技术积累差距。
2. 光伏平价大未来，硅片大尺寸风起
2.1 全球平价，星辰大海
兼具清洁与经济双重属性的光伏产业成长迅速。随着各国对环境保护的日益重视以及光伏发电成本的不断下降，成为全球大部分国家和地区最便宜的能源形式。
平价时代开启，2022年国内需求85-95GW，同比增长55%+。2021年“1+N”政策体系正式建立，明确2030碳达峰2060碳中和的核心路径，辅以风光大基地、能耗双控等多重配套政策，共同推进国内光伏装机增长。2022年新核准项目的上网电价直接对标标杆燃煤电价，我们预计2022年国内装机需求达85-95GW，同比增长55%+，其中分布式光伏经济性凸显，户用收益率高企，新型商业模式打开分布式长期市场空间，我们预计国内2022年分布式市场需求达50GW左右。
海外电价上涨，光伏经济性进一步凸显，我们预计2022年海外需求150-160GW，同比增长30%+，全球需求240-250GW，同增37%+。2022年俄乌冲突下，传统能源价格攀升，海外的高电价刺激碳中和加速，欧盟委员会宣布2030年可再生能源总目标从40%提高到45%；美国免除东南亚4国光伏进口关税2年，出台政策支持发展，美国需求快速修复。我们预计2022年海外装机150-160GW，同增30%+，全球装机240-250GW，同增50%+。2023年紧缺的硅料供给进一步释放，我们预计2023年全球装机350GW+，同增40%+。
光伏将从辅助能源逐步成长为主力能源，带来行业广阔增量空间。由于光伏资源禀赋优异、光伏全球平价到来，成本仍在快速下降，且匹配储能发展，光伏将从辅助能源成长为主力能源，带来行业广阔增量空间。全球范围来看，我们预计2025年光伏新增装机达539GW，2030年光伏新增装机达1432GW。
2.2. 大尺寸渗透率快速上升，N型化及薄片化为未来趋势
平价+产业链成本高企，大尺寸（182&210mm）转换强于预期。大尺寸光伏产品可有效提升单位时间产出量，优化组件设计以提升功率，减少系统成本，是光伏行业发展的必然趋势。2021年以来，在产业链价格高企和光伏平价的首尾推动下，市场对高效大尺寸组件的需求越来越大。2022H1，在对降本增效需求更高的地面电站招标项目中，大尺寸占比达94%（仅考虑披露尺寸信息），同增约22pct。根据CPIA数据，2021年大尺寸占比由2020年的4.5%增至45%，同增约40pct，我们预计2022年大尺寸占比将进一步提升至75%。大尺寸趋势下，硅片龙头率先调整产能出货，目前新增产能均兼容182与210，我们预计龙头厂商2022、2023年底硅片大尺寸产能471GW、562GW。
技术成本双重占优，新增产能具有后发优势。硅片新增产能可兼容182与210，同时可以降低上游、中游单瓦组件所需要摊销的人力、折旧、管理成本，降低下游系统BOS成本。原有玩家面临落后产能淘汰，新进入者后发优势明显。
N型硅片加速导入，竞争核心在于差异化定制能力。目前全球主流的P型单晶PERC电池技术量产效率已超23%，接近其技术极限。N型电池在转换效率方面存在优势，2021 年 N型 TOPCon电池平均转换效率达到24.0%，HJT 电池平均转换效率达到24.2%，目前多家企业已在生产技术上先后取得突破，N型技术现处于大规模量产导入期， N型硅片需求加速提升。N型硅片虽技术上倾向于半导体，但对于专业化硅片厂商壁垒不高，目前多数硅片企业均已具备N型生产能力。随着不同N型技术的多样化发展，硅片的竞争核心将转向根据客户定制差异化产品设计，以适配不同尺寸厚度，不同电池工艺的产品。目前N型组件溢价超过0.1元/W,下游客户接受能力较强，未来伴随技术水平进步，N型电池转化效率及良率将不断提升并占取更高的市场份额。
高硅料价格推动硅片薄片化与金刚线细线化趋势明显。在硅料价格居高的情形下，出于降本考虑当前硅片企业普遍朝薄片化方向发展。减小硅片厚度可提高每公斤单晶出片率，P型硅片2021年底厚度已降至165μm，2022年已达到155~160μm。当前，中环已公布130μm和150μmN型硅片报价，随着N型渗透率提升，硅片薄片化进程加快。薄片化对硅片厂商在切割环节提出更高要求，推动厂商在制造过程中增加金刚线用量并适用线径更细的金刚线以减少切割加工时对硅片表面损伤，提升硅片良率。上机数控切片机制造起家，具备丰富的经验积累及技术储备，在薄片化进程中具有明显优势。
2.3. 新兴龙头加速追赶，行业格局逐步分散
全球硅片产量稳定增长，中国企业占比持续爬升。2010年开始以保利协鑫为代表的多晶硅龙头逐步往下游延伸涉足硅片制造领域。2017年底开始单晶渗透率快速提升，以单晶龙头隆基为代表的专业化厂商持续加码产能布局，同时一体化组件企业晶澳、晶科等也纷纷开始扩大硅片产能以加速行业降本。2020年开始非传统单晶企业继续挺进硅片市场，如上机数控、京运通等。2021年中国硅片产量226.6GW，同比增长40.48%，在全球占比97.29%。
单晶硅超额盈利拉动产能增长，新玩家涌入导致竞争格局恶化。2022年硅片供需紧俏强于预期，同时硅片格局优秀，议价能力强，自年初起跟涨硅料价格传导顺利，盈利能力超预期。超额利润吸引各类玩家积极布局硅片行业，扩大产能以占取市场份额。我们预计2022年主要厂商硅片产能将达到520.5GW，2023年将达到638GW，新玩家涌入导致硅片行业竞争格局进一步恶化。
新兴龙头加速追赶，行业格局逐步分散。随着单晶拉晶技术逐渐成熟，晶科能源、晶澳科技等一体化组件厂开始向上游扩产，后起之秀上机数控、双良节能、京运通等也进入行业，隆基绿能和TCL中环双寡头市占率从2020年的69%下降至2021年的66.6%，我们预计2022将进一步下降到60%。伴随2021-2022年新增产能集中释放，硅片竞争趋于激烈，后续非硅成本成为竞争核心。上机数控作为新生代的硅片供应商，扩产加速追赶龙头厂商。
2.4. 硅料供给紧张，硅片盈利持续向好
光伏装机需求高企，供不应求拉动硅料价格上涨。需求端，2022年1-8月国内光伏新增装机44.47GW，同增101.68%，下游硅片利润率可观、开工率意愿较强对硅料需求形成支撑。供给端，上游硅料扩产周期较长，下游需求旺盛叠加供给刚性支撑硅料价格上涨。2022年硅料供应能力较前一年明显改善，但出于头部厂家突发事故、中国北方高温等原因，虽有新产能从7月开始陆续投产，但仍无法改变供应偏紧的局面；8月底由于四川高温限电、检修季等原因产出受限，供需缺口仍然存在。国内厂商自2021年开始积极扩建产能，我们预计2022Q4产能将逐步释放，硅料价格上涨有望得到缓解。
强溢价能力带来盈利超预期，产能释放叠加格局分散盈利空间或将下降。硅片价格波动取决于硅料及非硅成本两方面，2022年硅料及石英坩埚供给偏紧导致硅片有效供应受限，供需紧俏拉动硅片价格上涨。同时硅片行业竞争格局优秀，双寡头占比超60%，议价能力强，价格传导顺利。2021年，硅片盈利达到0.12元/W，我们预计2022年盈利将继续保持在0.10元/W高位。伴随硅料产能逐步释放，同时新玩家涌入使得行业格局趋于分散，硅片厂商盈利能力或将小幅下降，我们预计2023/2024年单瓦净利将小幅下滑至0.060/0.042元/W。
石英砂价格持续攀升，考虑掺用后对产能瓶颈影响有限，扩大龙头非硅成本优势。高纯石英砂是生产光伏硅片所使用石英坩埚的主要原材料，同时石英管棒、石英舟等石英器件也用于电池片制造。近年来，伴随着硅片供给增加产能释放，以及TOPCon技术的推进，对高纯石英砂的需求迅速提升，拉动石英砂价格持续攀升。但石英砂价格攀升对头部硅片企业影响不大，一方面，头部企业当前坩埚库存充足，且可采用混砂等方式应对缺口；另一方面，石英坩埚在硅片生产总成本占比约为0.9%，在非硅成本中的占比约为5.4%，价格上涨对总成本的影响程度较低。在2023年硅料供给逐渐充足后，石英砂（考虑国产掺用）对硅片产出影响有限，或影响硅片厂非硅成本。硅片龙头高纯石英砂保供能力强，进一步加大非硅成本优势。
3. 硅片新贵，乘风而起
3.1. 单晶硅片新贵，产能持续扩张
进军单晶硅业务，打造业绩增长新动力。公司于2019年5月成立了全资子公司弘元新材料（包头）有限公司，扩产5GW光伏单晶硅片，自此进军单晶硅市场，生产全尺寸硅片满足不同客户的需求。公司目前生产单晶硅产品主要包括单晶硅棒和单晶方棒，以及158.75nm、166nm、182nm及210nm的单晶硅片。2020年单晶硅业务收入同比增长983.33%，同年单晶硅收入占比达91.21%，单晶硅成为公司的收入支柱，单晶硅高速增长拉动公司整体营收快速扩张。
产能出货快速扩张，规模优势显现。公司于2019年5月成立了全资子公司弘元新材料（包头）有限公司，扩产5GW光伏单晶硅片，公司产能逐年扩张。自2021年，公司开始布局硅片自切，截止2022H1,公司拥有30GW拉棒产能和20GW切片产能，到2022年底将扩张到50GW拉棒产能及40GW切片产能,4年扩张近10倍。我们预计公司在2023年拉棒及切片产能将达到各70GW。出货量方面，公司2022H1单晶硅出货达到15GW，我们预计2022年出货量35GW,2023年实现40GW。
盈利能力仅次于龙头隆基，成本优势行业领先。2020年公司光伏单晶硅生产业务毛利率为26.04%，毛利率在外销硅片厂商中仅次于龙头隆基，处于行业领先水平。2021年硅料价格上涨但盈利坚挺，2022H1大尺寸出货增加叠加自切比例提高，毛利恢复至20.19%，与龙头差距进一步缩小。未来随着公司光伏单晶硅生产业务规模进一步扩大，生产工艺进一步成熟，叠加210硅片供给比例增加产品结构优化，公司盈利水平将进一步提高。
布局低电价区域，降低电力生产成本。从成本构成来看，硅片成本主要分为几大部分，分别是硅料、长晶、开方、切片，公司原有主业即为切片、开方等领域，对设备Know-how了解深入，具备天然优势。同时公司选址内蒙古，电价优势明显。硅片业务拉晶、切片环节电耗占比较高，弘元新材选址在内蒙古包头市，与政府协议电价低至0.26元/度，处于国内低水平。公司低电价区域布局，可大幅降低硅片生产成本。
采购先进设备并定制拉晶系统，硅片后发优势明显，一流生产效率。硅片行业存在后发优势，全新设备在整体效率上略高。公司2004年起开始深耕硅片行业，在采购单晶炉时定制软件控制系统，运用深耕切片机行业的技术积累，设备使用效率优于友商，目前业内单晶硅企业中只有隆基和上机具有该项技术。新设备可兼容更大热场、具备更大的投料量能力，在晶体生产成本及产能提升方面具备更高优势，同时新上的部分设备具备兼容210大尺寸硅片的生产能力；在装备层面，公司具备更强优势，目前，公司50GW硅片产能可以兼容所有尺寸生产。
开发新型工艺，降低非硅成本。弘元新材通过不断开发新型工艺、优化原辅料使用寿命等方式使得生产效率稳步提升；通过氩气排杂、热场结构优化等方式降低氧含量；强调成本管控，通过调整用料方案、优化使用工艺等方式提高炉子单日生产水平以降低非硅成本。公司目前非硅成本0.1元/W，计划每年下调10%，在2022Q4硅料价格企稳回落的预期下，非硅成本成为各个企业硅片业务盈利改善的核心竞争力。
自切占比逐步提高，推动盈利更上台阶。公司进入硅片行业时行业正值尺寸切换风口，为防止新投产切片产能迅速变为落后产能，公司选择业内多余多晶切片产能进行代工，虽让渡利润但有利长远发展。目前公司硅片自切占比已经从2022 Q1的20%提升至50%，我们预计Q3将进一步提高至70%，自切比代工成本减少0.2元/瓦，随着自切比例逐步提高，毛利有望改善4%。
减薄速度较快，硅片薄片化拉高盈利空间。薄片化有利于降低硅耗和硅片成本并提高硅片柔性。每当硅料价格上升10元/kg，硅片成本将上涨0.18元/片，减薄18μm的厚度可抵消硅片成本的上升，保持硅片价格不变。公司去年减薄速度较快，从Q1的180um下降至Q4的165um，平均每季度下降5微米，2022 Q1硅片厚度全部实现160um，降低了硅片制造成本，未来的减薄速度取决于下游客户需求。
3.3. 上游布局保供，下游长单锁量
硅料采购长单超528亿元，确保上游原材料供应。2020-2022年公司7次签订硅料长单采购合同，保障硅料供应。公司采购长单合计超528亿元，共33.98万吨。2022年大部分硅料供应已得到保障。同时，公司向产业链上游布局，与保利协鑫合资建设30万吨颗粒硅项目，总投资180亿元，公司参股35%，颗粒硅项目有望进一步保障硅料供应。
在手一线大厂订单饱满，二供地位坐实，侧面印证公司硅片质量过硬。公司目前与多家大客户签订硅片长单协议，且客户均为全球知名一线大厂，如拥有电池、组件产线组件龙头天合、阿特斯、东方日升、正泰；全球TOP1电池供应商通威股份，客户质量高，长期订单有保障。公司在2020年-2025年合计订单金额高达473亿元，出于供应链安全及竞争角度考虑，非一体化组件龙头倾向与公司签订长单，公司行业二供地位坐实。同时，大厂愿意与公司签订长单，也侧面印证公司硅片质量过硬。
3.4. 布局上游硅料，打造利润增长新动力
扩展硅料业务，锁定颗粒硅及高纯度硅。2021年2月，公司公告与协鑫合资建设颗粒硅项目，向上游供应布局。2021年10月，公司增资10.2亿元共同投资年产10万吨颗粒硅+15万吨高纯纳米硅项目，增资完成后，公司持有内蒙古鑫元32%股份，投产后公司将获得不低于70%比例的颗粒硅（对应7万吨），对应25GW硅片供应。2022年2月，公司公告将投资于年产15万吨高纯工业硅+10万吨高纯晶硅，项目分两期进行，第一期设计产能为8万吨高纯工业硅项目、5万吨高纯晶硅项目。我们预计项目总投资为人民币118亿元，第一期项目投资为人民币60亿元；预计2023年硅料权益出货6万吨，其中自建产能4万吨，与协鑫合资建设权益出货2万吨。
上游一体化布局，保障长期供应，打造利润增长新动力。短期看，硅料供应紧张较难快速缓解，“拥硅为王”现象依然存在。公司上游布局颗粒硅及高纯度硅项目，可有效保障硅料供应满足下游长单，且兼具原料成本优势。长期看，公司布局上游硅料业务有利于实现原材料自给自足，同时提高议价能力，获得成本优势，并解决依靠硅片单一环节盈利波动风险，提高公司盈利能力。
颗粒硅成本低，未来竞争性十足。颗粒硅的FBR生产技术流程更短、后处理工序更少、占地空间更小。其投资强度相较改良西门子法下降30%、生产电耗降低约70%、项目人员需求降低30%、水耗下降30%、氢耗下降42%。估算颗粒硅生产成本可降至28元/公斤（1.2万/吨工业硅价格，包头和乐山电价），对比棒状硅降低20%以上。中长期看，颗粒硅（坩埚填的更满、单产提升）+CCZ（连续直拉单晶），有望进一步降本升效，在硅料、硅片两大环节有望综合降本20%-30%。
3.5. 布局N型电池，打造光伏产业基地
转化效率优势明显，N型成为下一代技术方向。P型PERC电池量产效率由2016 年的20.5%提升至2022年的23.3%，已经十分逼近24.5%理论转换效率极限，提升空间有限。N 型电池的转换效率更高，N型TOPCon电池和HJT电池平均转换效率分别已达到 24.0%和24.2%，未来随着N型电池产业化速度加快，技术不断迭代升级，非硅成本及良率将进一步改善，N 型电池将会是电池技术的主要发展方向之一。
建设N型电池产能，完善光伏产业链。2022年8月，公司公告将于徐州经济技术开发区投资150亿元，建设年产25GW单晶硅切片及年产24GW的N型高效晶硅电池生产项目。我们预计TOPCon电池将在2023年Q2投产，预计2023年销售8GW。公司将利用在N型硅片的技术积累，拓展建设N型TOPCon电池产能，以发挥上下游联动优势，完善光伏产业链。
4. 盈利预测与投资建议
硅料业务：公司生产硅料自用，我们预计公司2023/2024年硅料销量分别为3/8万吨。2023/2024年营收分别为47.79/70.80亿元，毛利率分别为46.64%/32.20%。
硅片业务：基于公司扩产节奏和出货目标，我们预计2022年公司拉棒和切片的产能分别为50GW/40GW,2023年分别为70GW/70GW。行业产能扩张，新玩家增多，叠加硅料供给逐渐充足，预计价格逐渐下降；行业格局恶化，毛利率下降。2022-2024年营收分别为283.11/255.88/217.58亿元，毛利率分别为20.12%/17.58%/17.06%。
电池业务：假设公司2023/2024年电池销量分别为8GW/23GW,2023-2024年营收分别为74.34/162.02亿元，毛利率分别为15.89%/20.14%。
光伏设备业务：公司光伏设备逐步转为自用，假设公司光伏设备业务收入保持不变，我们预计2022-2024营收分别为1.00/1.20/1.50亿元，毛利率分别为28%/40%/40%。
我们预计2022-2024年上市公司归母净利润分别为35.97/61.94/68.33亿元，同比增长110%/72%/10%，对应EPS 9.30、16.01、17.67元。
考虑到硅片为公司的主要收入来源，我们根据硅片产能对应市场份额分别给予可比公司隆基绿能、TCL中环、京运通、双良节能各20%、20%、15%、15%权重；同时公司逐步发力硅料业务，2023年开始将为公司贡献可观利润，我们分别给予硅料龙头公司通威股份、大全能源各15%、15%的权重。考虑光伏行业景气延续，硅料业务利润逐步释放，基于最新股价及盈利预测，我们预计隆基绿能、通威股份、大全能源2023年估值分别为19xPE、11xPE、7xPE，并用TCL中环、京运通、双良节能的Wind一致预期PE测算上机数控估值水平。如下图所示，可比公司的2023年动态PE加权均值为14倍。基于公司转型硅片顺利，盈利能力优异，同时打造上下游一体化布局，我们给予公司2023年12xPE，对应目标价192元，首次覆盖给予“买入”评级。
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