奋发蹈厉，新能源制造设备行业后来者居上

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摘要

“十四五”可谓是攻坚“3060”双碳目标的关键期和窗口期，影响着中国经济绿色转型和可持续发展的进程。因此，加快能源供给侧结构性改革，加速新能源产业跨越式发展势在必行。

作为产业和能源结构转型的重要推动力，以光伏、锂电等为代表的国内新能源制造设备行业虽然起步略晚，但发展势头迅猛。在起步初期，新能源制造设备基本依赖海外进口，随着市场规模的增长，行业开始发力自主研发与发展，目前已经可以实现制造设备的大规模稳定量产，助力行业逐步进入到国产替代并出口海外的阶段。而这一后来者居上的路程走下来，仅花费了20余年。

能源结构转型的不断深化势必会拉升中国非化石能源的应用规模，其占一次能源消费的比重将从2020年的16%提高到2030年的25%左右，从而进一步推动光伏发电需求。同时，新能源汽车的销量大大超出预期，新车销售渗透率有望提前实现“2025年渗透率达20%”的目标；而纯电动车稳定占据着新能源汽车市场80%以上的份额，新车带电量显著提升，不但会助推动力电池装机量加速增长，还将进一步推动我国新能源设备制造行业快马扬鞭之势。

竞争力强劲，

四大特征彰显良好发展态势

光伏制造设备与锂电制造设备的专用化程度较高。光伏发电的核心部件制造工艺和工序复杂，涵盖的设备众多且技术壁垒较高；其核心工序硅片制造和电池片制造环节的设备投资可达2亿—4.5亿元/GW（参阅图1）。

锂电池的生产工艺流程涵盖极片制造、电芯组装、电芯激活检测三个阶段，每个阶段项下均细分多个步骤，工艺也较为复杂（参阅图2）。

从目前全球市场的发展格局看，中国在该领域已具备较强的竞争力。整体分析可以窥见四大特征：体量大且相对集中、国产化率高且技术迭代快、积极参与全球供应链、与下游产业深度协同融合。

特征一

规模与结构并行，产能扩张头部玩家集中

从规模上分析，下游持续扩张的产能正在成为光伏和锂电制造设备市场增长的加速器。可以看到，未来五年，全球和中国的光伏装机需求稳定增长，锂电产能将持续高速扩张。2025年，全球光伏和锂电制造设备的市场规模分别达到1,400亿元和1,800亿元，年均复合增长率达28%和22%（参阅图3）。

依托产业链下游龙头，头部设备企业的规模和市占率已经超过主要海外竞争对手，在全球占据重要地位。自2020年以来，中国锂电制造设备商获得约3/4的存量订单，其中八成来自中国，两成来自海外厂商，行业涌现出一批全球范围内的产业龙头企业。全球光伏制造设备的订单九成来自中国市场，且中国光伏制造设备厂商包揽了所有中国订单的同时还获得了近三成的海外订单（参阅图4和图5）。

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锂电池的制造分为前道、中道和后道三个工序，相应地，锂电制造设备也应用这样的分类方法。各细分赛道呈现出集中的趋势，已显现出头部专精型玩家；同时，各国企业可谓各有所长，中国设备商在中后道存在感相对更强（参阅图6）。

放眼国内锂电制造设备企业的布局，不难发现，单一企业的横向拓展趋势强，出现了具备整线解决方案供给能力的平台型玩家。海外锂电设备商则深耕细分领域，整体专精属性较强，尚不具有整线供应能力。

类似地，在光伏电池片生产环节内，头部设备商已具备整线供应能力，或计划拓展至整线供应。

特征二

产品力与研发投入两手抓，国产化率高，技术迭代快

从价格、性能和服务的响应方面观察，中国锂电制造设备的性能不输海外，且在价格、交付周期、附加服务提供和定制化需求设计等方面优势明显（参阅图7）。

国产头部锂电制造设备商在研发的投入及人员规模上均优于海外设备商，具备较好的可持续发展能力。近年来，中国设备企业不但在员工数量、研发费用占比上的增速均优于海外设备商，还不断跟踪颠覆性新技术路线，提前做好产品研发布局，稀释技术路线变迁风险。

在光伏电池片新兴技术的探索路线上，中国设备商具备持续的研发能力，已实现“专精特新”。在新型电池片技术路线异质结（HJT）工艺中，领先设备厂商均为中国企业。具体来看，在投资规模上，龙头设备商的研发投入五年内上涨数十倍，引领了新型电池片技术研究；人才方面，头部企业均通过设立技术研究院，吸引顶尖的光伏人才；对于测试环境，中国光伏生态圈拥有全球最大的技术评估与应用平台，可及时提供测试反馈；基于下游客户反馈的需求和痛点，也具备定制开发设备并持续迭代的能力。

特征三

打开供应格局，成为全球供应链的积极参与者

可以看到，国内锂电厂商已基本完成其制造设备的国产化替代，国产锂电制造设备在国内市场占据较高的份额，目前正在积极加入海外头部电池企业的设备供应链，且中后道工序渗透率较高。

光伏方面，中国光伏制造设备物美价廉。面向海外市场，中国光伏制造设备产业充分利用自身的技术基础和产业配套优势快速发展，逐步取得了国际竞争优势，并已切入海外新兴电池片的制造设备市场。中国设备厂商的核心竞争力源于强大的零部件供应链体系和应用经验积累带来的降本增效；售后服务完整且高效使多数中国设备厂商已建立一对一的售后服务中心，得以凸显其“软实力”。

特征四

完善行业生态链接，与下游深度融合，产业协同强

新能源设备制造商在不断强大自身的同时不忘完善行业的生态链接。头部设备企业与下游龙头在资本提携、技术共享、业务运营、人才培养等多方面开展强绑定。

我们也应该看到，虽然中国新能源设备商已处于相对领先地位，但上游部分核心零部件领域仍存在突破与提升空间。

锂电行业的涂布模头与生产执行系统短期内仍无法完成国产替代。日系厂商具有涂布模头的绝对市占率，中国模头企业产品的可靠性和涂布质量与日系厂商之间仍有显著差距，主要表现在前期设计上流变学实验模拟数据积累不足，产学研联动有待提升；先端材料难以自给，海外供应商掌控上游；工业母机重复加工精度不及海外厂商。另外，锂电行业的生产执行系统（MES）通常是德系厂商更获青睐；工控自动化多方面存在短板，短期内国产替代难度高。

与之相类似，尽管光伏设备的国产化率高，但核心器件的质量与稳定性仍不及进口产品，需要从海外厂家采购。比如，美国与日系厂商的电源具有绝对市占率；程序设计、材料供给、供应格局存在门槛。在PECVD核心零部件领域，欧美与日系厂商的产品受青睐度更高；稳定性与测量精度多方面存在短板，短期内国产替代难度高。

五大发展趋势洞察

凸显行业未来可期

我们认为，新能源制造设备行业未来可期，其整体发展将呈现五大趋势：集中度进一步提升、平台化/多元化发展、纵向整合加剧、颠覆性技术路线提前布局，以及远期积极践行自身的“双碳”。

趋势一

设备商的市场集中度进一步提升，彰显强者恒强

电池厂商、光伏下游组件厂商的集中度均已或还在不断提升，龙头设备商依托自身雄厚的技术实力和研发投入、充裕的资金以及卓越的定制化和服务能力，占据有利的竞争位置，不断增强与大客户之间的粘性，继而确保份额和利润水平；相反，小型设备厂商的实力和投入受限，业务拓展潜力不足，生存空间受挤压，最终在份额和利润率上趋于平淡。

趋势二

龙头企业进行平台化/多元化发展，寻找第二增长曲线

产业下游的扩产带来了一定时期内的订单量外溢，为优质的二三线设备企业横向平台化发展带来机会；而一线平台企业则着重布局主业以外新能源设备产品线，平滑产能周期。部分锂电设备龙头企业在锂电之外，还布局了光伏、3C、汽车产线、氢能装备、电容、激光加工和智能物流等业务，在锂电业务绝对量增长的同时，其他业务比例也不断提升。

趋势三

产业链纵向整合加剧，垂直整合势在必行

随着行业的集中度增加和多元化发展，产业链上的纵向整合势头也在加剧。下游龙头企业涉足上游设备制造以进一步降本。2021年7月，宁德时代参与先导智能定增，成为第三大股东兼最大客户，凭借先导智能积蓄设备设计与制造的内生能力。在后产能时代，锂电设备大宗货物化，制造设备厂商或成为锂电厂商的设备代工商。

趋势四

技术发力，颠覆性技术路线需提前布局，积极应对工艺变革

在光伏行业，颗粒硅、大尺寸硅片对设备提出了可升级性与兼容性的要求，设备商需积极投资研发，引领技术变革。以颗粒硅为例，随着硅料产能加大，有望更高比例掺混使用，而颗粒硅的优势或将从性价比延伸到碳减排。龙头企业往往“比别人多想一步”，倾向于推广可升级设备，例如留有颗粒硅外置复投接口的单晶炉设备性价比高，后期运营和升级成本也低（参阅图8）。

锂电方面，固态电池、干式电极法短中期内量产应用可能性虽小，领先设备商应持续关注工艺演进（参阅图9）。

趋势五

产业链减碳目前以绿电采购为主，远期积极追随下游

电池制造端的碳排放基本来自于各类耗能设备，因此设备端的节能降耗是未来锂电企业践行自身“双碳”目标的重要抓手之一。在产能扩张后，锂电制造设备商将协助下游客户，通过提高设备与原料及工艺的匹配程度，从根本原理上优化单耗，达成减排目标，助力碳中和（参阅图10）。

机会与挑战并存 

产业变革催生诸多商机

光伏产业的各环节不断萌发降本增效的诉求和机会点，为设备带来了优化与增量需求。此外，光伏下游应用的功能场景也日益丰富，比如，“光伏+N”生态系统正在不断丰富下游新场景的应用，让光伏在养鱼、农场、治沙等方面均发挥特有的能效。这些产品提升和新应用场景的提出，需要设备商配合下游客户进行定制化技术升级，以打开新的市场机会。

未来，随着工业4.0智能产线的深入普及，新能源行业产线自动化率及智能升级也将箭在弦上，为制造设备厂商打开新的市场空间。领先光伏制造设备厂商依托行业地位和设备应用经验，研发智能产线，比如智能拉晶系统解决方案；可以通过AI和大数据分析，确保工艺的一致性，替代人工干预，而工人可以通过屏幕实时监控所有单晶炉重要参数，特别是拉晶温度，以便实时调整。该方案直接帮助下游光伏硅片厂商大幅降本增效，提升生产安全性。三年前1名工人能监控1—2台单晶炉，如今可以监控200台。

在锂电制造设备方面，下游行业变革、产能扩张和海外扩产等变革与发展给设备商带来了诸多机会，参与其中的企业可谋定而动。

平台型设备玩家与下游龙头强绑定场景下，设备赛道“变宽变薄”；“一招鲜，吃遍天”的逻辑不复存在，制造设备厂商应集中优势资源早日跻身平台玩家之列或尽早另谋赛道对冲风险，做到可持续发展。拥有颠覆性技术或深厚know-how的中小设备玩家，既可以绑定直接下游（锂电厂商），也可以绑定终端下游（电动车企）。莫道君行早，更有早行人，那些当前立足利基市场的专精型玩家应审时度势，未雨绸缪。

关于作者

葛磊是波士顿咨询公司（BCG）董事总经理，全球合伙人，BCG工程装备业务中国区负责人。

朱咏是波士顿咨询公司（BCG）合伙人，BCG工业品专项中国区核心领导。

感谢BCG同事潘轶彪、惠然对本文的贡献。

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