受益于单晶迭代多晶+大尺寸迭代小尺寸双重技术迭代，光伏单晶炉行业近年快速增长。随着N型硅片放量，低氧型、超导磁场单晶炉正引领行业新一轮技术变革，有望打开更大市场空间。

作为硅片拉晶环节核心设备，光伏单晶炉价值量较高。据连城数控（835368.BJ）相关公告，单晶炉价值量约为1.2亿元/GW，在硅片生产设备中的价值量占比达60%-70%。浙商证券称，在超导磁场渗透率从0%提升至 40%的基础假设下，预计2022-2025 年光伏单晶炉市场空间有望从225亿元提升至332亿元，CAGR达14%。

大尺寸硅片带来替换需求

【资料图】

此前，主流单晶炉热屏内径一般不超过300mm，多在270mm左右，适合直径为223mm的166mm硅片。随着技术的迭代升级，硅片尺寸不断“长大”——182mm硅片的直径为247mm，接近老旧产线可兼容尺寸的极限值；210mm硅片的直接为295mm，已完全不能适应原有的设备尺寸。

从市场份额来看，大尺寸硅片在2023年将基本替代小尺寸硅片产品。CPIA数据显示，截至2022年，直径247mm的182mm硅片、直径295mm的210硅片合计占比已达82.8%，预计2023年大尺寸硅片占比将达93.2%。

根据单晶炉型号的不同，1200型及以下炉型最高适配166mm硅片；1400/1450炉型部分可以通过更换热场的方式生产182mm硅片，但同样受炉腔体积限制，几乎无法生产210mm硅片；1600炉型则最高适配230mm硅片。

由于炉体形状已经决定炉腔尺寸，炉型之间的差异无法消除，因此单晶炉设备只能上新迭代。中金公司预计，2022年起， 3-5年内存量有1万多台单晶炉将被淘汰。

据东北证券，截至2023年2月初，全市场1600炉型设备仅对应约200GW的210mm硅片产能，但集邦咨询数据显示，2023年大尺寸硅片产能达792.4GW，其中210尺寸产能达到320.8GW。1600炉型单晶炉潜在需求较大。

鉴于国内1600单晶炉供应商仅三到四家，具备相关技术的企业有望率先抢占市场。

奥特维（688516.SH）目前产品主要是1600直拉式单晶炉，可拉制12英寸、N型晶棒，具备全程自动化能力。根据公司披露的销售情况，1600炉型客户包括天合光能、合盛硅业等。

2021年12月，连城数控与俄罗斯EnCORE集团签约N型光伏硅片项目。据悉，该项目竣工后将是欧洲最大的单体1600炉型单晶工厂，也是欧洲规模最大最先进的光伏硅片工厂。

此前在2020年，京运通（601908.SH）技术中心已成功研发出用于光伏行业的JD-1600全自动单晶炉，同年8月5日首棒12英寸晶体成功下线，标志着该设备全面投入市场。

N型硅片放量，单晶炉再迎技术变革

随着N型电池市占率稳步提升，N型硅片需求加速爆发。CPIA数据显示，预计2023年N型硅片渗透率为15.1%，2030年将攀升至48.3%。

N型硅片对含氧量和纯度要求比P型高，但N型硅片在生产过程中，氧会融入硅溶液，造成晶体里含有较多的氧，容易产生由原生氧造成同心圆、黑芯片问题。

一般而言，头氧（单晶硅棒的头部氧含量）含量越低，少子平均寿命（少数载流子寿命）越长。若头氧含量在12%-13%，少子寿命在6000-8000µs以下的占比将近60%；若头氧含量≤10%，少子寿命在8000-10000µs以上的占比将近70%。

为降低单晶硅棒的氧含量，现阶段增加磁场是有效解决方案之一，并且该方案具备一定的经济性。

据悉，在单晶炉外侧施加强磁场，可抑制硅熔体的热对流，降低晶体的杂质含量，解决氧含量过高、氧分布不均匀的问题，从而将含氧量降低到7ppma行业标准，提升制成电池后的转换效率。

东吴证券测算，以182mm尺寸72片组件、转换效率24.3%为例，单晶炉超导磁场可将电池转换效率提高0.1%~0.5%，组件环节可多盈利约1900万元/GW。此外，单晶炉超导磁场可多利用5%的头尾料，相当于节省5%的电费，组件环节可节省电费成本约400万元/GW。

从回本周期来看，浙商证券按照100万元/台价格测算，综合考虑坩埚、组件价格等，设备回本周期约3.1年。

东吴证券预计，2025年低氧单晶炉市场空间超200亿元。目前，相关设备厂商正在加紧推出低氧型单晶炉产品。

2023年7月，晶盛机电在投资者调研中表示，公司第五代单晶炉已签订约3500台设备订单，预计2023年配置近300台超导磁场（超导磁场需另外购买）。据悉，2023年晶盛机电超导磁场设备价格约150万元/台，2024年有望降至100万元/台。

奥特维子公司松瓷机电的新型低氧单晶炉SC-1600-LO₂未增加超导磁场，仅通过热场设计等进行优化，同心圆可降低50%，实现氧含量降低24%以上，试验线验证数据电池片效率提升0.1%，预计价格约150万元/台。

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