166大硅片风暴来袭，大尺寸硅片成大势所趋？

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硅片尺寸之争再起，龙头力推M6大硅片

近期，硅片尺寸之争再起，硅片龙头隆基推出M6大硅片产品，并同时发布大硅片组件Hi-MO4，清楚表明了力推M6的意愿。

光伏硅片尺寸源自半导体，历史上经历了不断增大的过程

光伏硅片尺寸标准源自半导体硅片，在摊薄成本和提高品质这两大需求的推动下，半导体硅片尺寸不断增大，光伏硅片也随之经历了从小到大的过程。近年来，光伏硅片尺寸经历了三次较大的变革：1）1981至2012之间，硅片边距由100和125大幅增加到156，成本大幅摊薄；2）2013至2017年，硅片规格从M0变革为M1与M2，组件尺寸不变，通过缩小余量、增大电池尺寸来提高功率，从而摊薄成本；3）目前正在进行的变革是硅片规格从M2变革为158.75方单晶和M6大硅片，这次变革增厚了产业链各环节利润空间，并将硅片尺寸推至当前设备的极限。

增大尺寸的驱动力是提高溢价与摊薄成本，M6比158.75有优势

✔组件售价端，M6可溢价8分，158.75方单晶可溢价2分

✔组件成本端，M6可摊薄5分，158.75方单晶可摊薄2分

✔组件超额利润，M6为13分，158.75方单晶的为4分

在电站建设中，使用大硅片高功率组件可以减少支架、汇流箱、电缆等成本，从而摊薄系统单瓦成本，为组件带来溢价；在制造成本端，大硅片本身可以摊薄硅片、电池、组件生产环节的非硅成本，从而直接增厚各环节利润。总的来看，158.75方单晶组件的超额利润为4分钱，M6超额利润为13分钱，M6的空间更大。在目前的价格水平下，158.75方单晶所获超额利润基本留在了硅片环节，而M6大部分超额利润流向了组件环节。推广M6硅片的原动力在于增厚产业链各环节利润。在定价方面，我们认为M6定价紧跟M2即可始终保持竞争优势，使得各环节的摊薄成本沉淀为本环节的利润，从而使各环节毛利率均有提高。

M6已达部分设备允许的极限，短时间内硅片尺寸标准难再提高

增大硅片尺寸的限制在于现有设备的兼容性。通过梳理拉棒切片、电池、组件三个环节用到的主要生产设备，我们发现现有主流设备可以兼容M6硅片，但这一规格已基本达到现有设备允许的尺寸上限，继续增大硅片尺寸则需重新购置部分设备，使得增大尺寸带来的成本下降被新购设备带来的成本上升所抵消。因而短时间内硅片尺寸标准难以再提高，M6将在相当长的一段时间内成为标准上限。

推荐标的：首推M6大硅片龙头企业隆基股份，其次推荐关注电池龙头以及爱旭太阳能（ST新梅），另外组件环节关注东方日升，设备环节关注捷佳伟创与迈为股份。

风险提示：

1）大硅片推广进度不及预期；

2）全球光伏需求不及预期；

3）产业链价格下跌超预期。

目录

投资要点

近期，硅片尺寸之争再起，硅片龙头隆基股份推出M6大硅片产品，并同时发布大硅片组件Hi-MO4，清楚表明了力推M6的意愿。那么历史上硅片尺寸经历过怎样的变化过程？隆基为何要力推M6？与另一尺寸路线158.75方单晶相比，M6有何优势，二者谁将胜出？M6之后，是否会有更大尺寸的硅片产品推出？本报告试图解答这些问题。

光伏硅片尺寸源自半导体，经历了从125到156，从M0到M2这一不断增大的过程。

光伏硅片尺寸标准源自半导体硅片，在摊薄成本和提高品质这两大需求的推动下，半导体硅片尺寸不断增大，光伏硅片也随之经历了从小到大的过程。近年来，光伏硅片尺寸经历了3次较大的变革：1）1981至2012之间，硅片边距由100和125大幅度增大为156，成本大幅摊薄；2）2013至2017年，硅片规格从M0（边距156，直径200）变革为M1（边距156.75，直径205）与M2（边距156.75，直径210），组件尺寸不变，硅片尺寸增大，从而摊薄成本；3）目前正在进行中的变革是硅片规格从M2变革为158.75方单晶或者M6大硅片，这次变革增厚了产业链各环节利润空间，并将硅片尺寸推至当前设备允许的极限。

增大硅片尺寸的驱动力是提高溢价、摊薄成本、拓展利润空间，在这些方面上M6比158.75方单晶更有优势。在电站建设中，使用大硅片高功率组件可以减少支架、汇流箱、电缆等成本，从而摊薄单瓦系统成本，为组件带来溢价；在组件售价端，158.75方单晶可溢价2分钱，M6可溢价8分钱。在制造成本端，大硅片本身可以摊薄硅片、电池、组件生产环节的非硅成本，从而直接增厚各环节利润；在硅片、电池、组件总成本方面：158.75方单晶可降低2分钱，M6可降低5分钱。因而，总的来看，158.75方单晶的超额利润为4分钱，M6超额利润为13分钱，M6的空间更大。在目前的价格水平下，158.75方单晶所获超额利润基本留在了硅片环节，而M6大部分超额利润流向了组件环节。推广M6硅片的原动力在于增厚产业链各环节利润。在定价方面，我们认为M6定价紧跟M2即可始终保持竞争优势，使得各环节的摊薄成本内化为本环节的利润，从而使各环节毛利率均有提高。

M6已达部分设备允许尺寸的极限，短时间内硅片尺寸标准难以再提高。增大硅片尺寸的限制在于现有设备的兼容性。通过梳理拉棒切片、电池、组件三个环节用到的主要生产设备，我们发现现有主流设备可以兼容M6硅片，但这一规格已基本达到现有设备允许的尺寸上限，继续增大硅片尺寸则需重新购置部分设备，使得增大尺寸带来的成本下降被新购设备带来的成本上升所抵消。因而短时间内硅片尺寸标准难以再提高，M6将在相当长的一段时间内成为标准上限。

推荐标的：M6大硅片提高了产业链各环节的利润空间，利好各环节M6推广进度较快的企业。首推M6大硅片龙头企业隆基股份，其次推荐关注电池龙头以及爱旭太阳能（ST新梅），组件环节推荐关注东方日升，设备环节推荐关注捷佳伟创与迈为股份。

风险提示：1）大硅片推广进度不及预期；2）全球光伏需求不及预期；3）产业链价格下跌超预期。

 硅片尺寸变革史：从125到156，从M0到M2

硅片形状分类：方形和准方形

从形状来看，硅片可以分为方形硅片和准方形硅片两大类。方型硅片并非完全正方，而是在四角处也有小倒角存在，倒角长度B一般为2 mm左右。准方形硅片四角处为圆倒角，尺寸一般比方型硅片的倒角大很多，在外观上比较明显。

硅片的关键尺寸：边距

对方形硅片来说，因为倒角长度变化不大，所以描述其尺寸的关键在于边距A。

对准方形硅片来说，由于其制作过程为圆棒切方然后切片，倒角为自然形成，因而其关键尺寸是边距A与直径D。

尺寸标准：源自半导体硅片

光伏硅片与半导体硅片技术本身极为相似，半导体产业规模化发展早于光伏，因而早期光伏硅片尺寸标准主要源自半导体硅片行业。

半导体硅片尺寸经历了从小到大的过程。60年代出现了0.75英寸的单晶硅片；1965年左右开始出现少量的1.5英寸硅片；1975年左右出现4英寸硅片；1980年左右出现6寸片；1990年左右出现8寸片；2000年左右出现12寸片；预计2020年左右18寸片将开始投入使用。

半导体硅片尺寸不断增大的根本驱动力有两条：1）摊薄成本；2）提高品质。硅片尺寸越大，在制成的每块晶圆上就能切出更多芯片，从而明显摊薄了单位成本。同时随着尺寸的增大，边缘片占比将减少，更多芯片来自于非边缘区，从而产品质量得到提高。

近年来光伏硅片尺寸经历了3次变革

光伏硅片尺寸标准的权威是SEMI（国际半导体产业协会）。跟踪其标准发布历史，可以发现近年来光伏硅片尺寸经历了3次主要的变革：

1）  由100和125大幅度增大为156；此阶段为1981至2012之间。以2000年修改版后的标准SEMI M6-1000为例，类原片有100/125/150三个尺寸，对应的边距均值分别为100/125/150 mm，直径分别为125/150/175 mm，即严格按照半导体硅片尺寸来给定。2012年，原SEMI M6标准被废止，新的SEMI PV22标准开始生效，边距156被加入到最新标准中；

2）  由156（M0）小幅调整至156.75（M2）；在标准方面，通过修订，新增的M2标准尺寸被纳入SEMI标准范围内，获得了业界的认可；

3）由156.75（M2）小幅调整至158.75或者大幅增大为166。此次变革尚在进行中。

第一次尺寸变革：125到156

2012年前，光伏硅片尺寸更多地沿用半导体6寸片的规格，但由于电池生产设备的进步和产出量提升的需求，125 mm硅片逐步被市场淘汰了，产品大多集中到156 mm上。

从面积上来看，从125 mm硅片过渡到156 mm，使硅片面积增大50%以上，大大提高了单个组件产品功率，提高了资源开发与利用效率。

相比边距，当时直径的规格较多。边距125对应直径164 mm为主流，边距156对应直径200为主流（M0）。

第二次尺寸变革：M0到M1再到M2

第二次尺寸变革主要是指从M0（边距156 mm，直径200 mm）变革为M1（边距156.75 mm，直径205 mm）与M2（边距156.75 mm，直径210 mm）。这一变革在组件尺寸不变的情况下增大了硅片面积，从而提高了组件封装效率。硅片面积的提升主要来自两个方面：1）边距增大使硅片面积增大，主要得益于设备精度不断提高，可以增大硅片边距、减小组件排版时电池间的冗余留白；2）圆角尺寸减小使硅片面积增大，主要得益于拉棒成本的不断降低，可使用更大直径的硅棒以减小圆角尺寸。

这一变革由中国硅片企业推动，并在2017年得到SEMI审核通过，成为行业统一的尺寸。2013年底，隆基、中环、晶龙、阳光能源、卡姆丹克5家企业联合发布M1与M2硅片标准，在不改变组件尺寸的前提下，M2通过提升硅片面积使组件功率提升一档，因而迅速成为行业主流尺寸。

设备无需更改，1年时间完成切换。此次尺寸改动较小，设备无需做大更改即可生产M2硅片，因而切换时间较短。以隆基为例，在其2015年出货产品中，M1硅片占比80%，M2占比仅为20%；2016年M2占比已达98%；2017年已完全不再生产M0与M1硅片。

第三次尺寸变革：从M2到M6

M2尺寸标准并未持续很长时间。由于市场对高功率组件的需求高涨，而已建成的电池产线通过提高效率来提升功率相对较难，相比之下通过增大电池面积来满足更高的组件功率需求成为了部分厂商的应对之策，使得硅片尺寸出现了157.0、157.3、157.5、157.75、158.0等多样化规格，给产业链的组织管理带来极大的不便。

在此情况下，业内再次考虑尺寸标准化问题，并出现了两种标准化方案：1）158.75全方片。这一方案在不改变现有主流组件尺寸的情况下将硅片边距增加到极限158.75 mm，同时使用方形硅片，以减小倒角处的留白，从而使得硅片面积增加3%，对应60型组件功率提升约10W；2）166大硅片（M6）。这一方案是当前主流生产设备所允许的极限尺寸，统一到这一尺寸后业内企业难以再通过微调尺寸来提升功率，从而使得此方案的持久性潜力更大。与M2硅片相比，其面积增益为12%，对应60型组件功率提升约40W。

增大硅片尺寸的驱动力：提高溢价，摊薄成本，拓展利润空间

使用大硅片的驱动力有以下两点：

1）在电站建设中，使用大硅片高功率组件可以减少支架、汇流箱、电缆等成本，从而摊薄单瓦系统成本，为组件带来溢价；

2）在制造端，大硅片本身可以摊薄硅片、电池、组件生产环节的非硅成本，从而直接增厚各环节利润；

组件售价：158.75可溢价2分钱，M6可溢价8分钱

电站的系统成本由组件成本和非组件成本构成，其中非组件成本可以分为两大类：1）与组件个数相关的成本，主要包括支架、汇流箱、电缆、桩基和支架安装成本等；2）与组件个数无关的成本，主要包括逆变器和变压器等电气设备、并网接入成本、管理费用等，这部分一般与电站容量相关。在电站容量一定的情况下，组件个数取决于单个组件功率，因而组件个数相关成本也可叫组件功率相关成本。

对于尺寸、重量相近的光伏组件，在其设计允许范围内，支架、汇流箱、电缆等设备与材料的选型可不做更改。因而对于单个组串，使用M2、158.75全方片和M6三种组件的成本相同，由此平摊至单瓦则其组件个数相关的成本被摊薄，158.75全方片比M2便宜2分钱，M6比M2便宜8分钱。因此在组件售价端，158.75全方片的组件最多可比M2的组件溢价2分钱，M6的组件最多可比M2的组件溢价8分钱。在前期推广阶段，组件厂可能将此部分溢价让利给下游电站，以推动下游客户偏好转向M6硅片。

组件成本：158.75可摊薄2分钱，M6可摊薄5分钱

在总成本方面，158.75方单晶比M2低2分钱，M6比M2低5分钱。这一成本降低是制造端产业链推广M6源动力，也是推广M6为产业链增厚的利润空间。拆分到各环节来看：

1）硅片单瓦成本方面，158.75方单晶硅片比M2硅片低0.1分钱，M6硅片比M2硅片低1.6分钱；

2）电池成本方面，158.75方单晶比M2低0.3分钱，M6比M2低0.9分钱；

3）组件成本方面，158.75方单晶比M2低1.5分钱，M6比M2低2.3分钱。

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