硅料设备：下游波动中持续上行，设备需求有望超预期
我国多晶硅料行业过去20年发展历程复盘：①2002年~2010年：受制于供给价格曾飙升至475美元/公斤，随之而来的扩产由于并未得到需求的及时匹配，多晶硅行业一度被国家列入六大产能过剩行业。②2010年~2020年：2013年多晶硅从产能过剩行业清单中摘除，国内再次开启技改扩产高潮，但2018年“531新政”的颁布，叠加2020年的疫情影响，行业连续3年左右景气度低迷。③2020年至今：2020年为多晶硅行业景气度拐点年，呈现“先抑后扬”特征，拐点出现在2020年下半年“双碳”政策的发布。光伏行业需求高增长预期被强化，供需紧平衡导致硅料价格再次大幅上涨。回顾多晶硅料行业过去20年，供需错配加剧了行业的周期性波动
硅料设备竞争格局与空间测算：①设备构成：多晶硅制备五大类静设备分别为冷氢化反应器、还原炉、塔器、换热器、球罐。压力容器可分为反应、换热、分离、储存压力容器。还原炉为改良西门子法多晶硅核心生产设备，价值量与数量占比最高。②竞争格局：行业相对较为分散，供应商包括兰石重装、海陆重工、双良节能、东方电热、科新机电等。头部供应商2021年以来新增订单呈现爆发式增长。③扩产规模：我们统计了主要企业2020年以来宣布的多晶硅行业扩产项目规模超过270万吨，是2021年国内预计产量49万吨的5.7倍左右，这些扩充项目大部分2021年及之后开建，扩产规模不可谓不壮观。扩产参与方除了传统的6家头部多晶硅供应商之外，青海丽豪、晶诺新能源、润阳新能源、信义光能、宝丰能源等新玩家纷纷入局。④设备空间测算：乐观、中性、悲观场景假设下：2022年我国多晶硅行业设备市场空间分别为491亿元、327亿元、267亿元，分别较上年同期增长29.93%、27.39%、26.32%。
硅片设备：“大硅片”“薄片化”催生行业新需求
制备：制备硅片主要包括长晶、截断切方、测试分选四个环节，其中，长晶与切片为核心环节。单晶硅的制备由多晶硅料通过直拉法或者区熔法制成，其中直拉法进一步分为多次直拉法、连续直拉法、磁场直拉法，目前直拉法正由RCZ向CCZ过渡；铸锭法制备单晶硅指采用类似于铸造多晶硅的工艺制备单晶硅，目前采用该工艺制备单晶硅片的占比仍然较小。
新变化：“大尺寸”与“薄片化”趋势确定，N型硅片占比将快速提升。①“大尺寸”，目前为“182”与“210”两大阵营，2021年中环新发布了218.2大尺寸硅片。大尺寸会催生新的硅片设备需求，以及存量设备的更新需求。②“薄片化”：有助于降低硅片成本，但是也会一定程度影响切片良率。根据我们的敏感性分析，当切片良率达到98%，硅片厚度降至160μm，每公斤多晶硅料出片数量达到60.11片，相较于96%良率、165μm场景出片率提升4.36%。③“N型”，2020年我国N型硅片占比约3.3%，随着N型电池片产业化的加速推进，未来10年N型单晶硅片占比将得到迅速提升。N型衬底电池的优势包括：N型衬底电池结构基区与发射区都可以获得较高的少子寿命；更高的开路电压；较轻的PID效应、光衰现象等。
设备空间测算：①单晶炉竞争格局：设备供应商客户集中度较高，大客户依赖有待改善，主要供应商包括晶盛机电、连城数控、北方华创、京运通等；新玩家包括无锡松瓷等。②切割设备竞争格局：头部供应商集中度不高，整体呈现平分天下的格局，主要供应商包括连城数控、高测股份、上机数控等。切片机性能的提升主要来自于生产成本的降低、效率的提高、硅片质量的保障。③设备空间测算：根据我们的统计，就目前已公布的数据来看，扩产规模已经超过180GW，而2021年预计在150GW左右。（a）中性场景假设：预计2021年~2022年硅片设备市场规模分别为232亿元、248亿元。其中，单晶炉市场规模185亿元、197亿元；切片机市场规模27亿元、29亿元。就设备采购口径而言，2022年相较于2021年仍然为扩张年。（b）乐观场景假设：考虑半片需求、存量硅片产能加速出清因素，预计2021年~2022年硅片设备市场规模分别为232亿元、340亿元。其中，单晶炉市场规模185亿元、256亿元；切片机市场规模27亿元、57亿元。
光伏上游设备投资建议
我们强调光伏上游硅料硅片环节的扩产特点有别于传统周期行业，原因基于：①战略维度：光伏中长期视角的高成长性是其有别于传统周期行业（以上游原材料行业为主）的本质区别，面对巨大的潜在需求，行业玩家的扩产决策将更多考虑中长期维度市场份额的获得以及规模效应下成本优势的体现，扩产持续性有望超预期。②技术维度：包括能耗、工艺、尺寸等在内的各类技术升级，最终目的均指向对于更低单位成本的追求。目前行业正处于N型替代P型电池的初期阶段，行业技术革新面临前所未有的机遇，在技术高速迭代的过程中对于设备的加速折旧是较为普遍的现象。
就目前已经宣布的硅料、硅片产能扩张计划来看，我们认为2022年硅料硅片设备具备进一步超预期的可能性，并且从中长期战略维度与技术维度来看，碳中和背景下，光伏从政策驱动加速向需求驱动演变，行业的高成长、高技术迭代属性有望带来设备投资的不断超预期。
重点推荐英杰电气、连城数控、高测股份、晶盛机电等，其他受益标的包括双良节能、科新机电、东方电热、兰石重装、隆华科技。
风险提示
多晶硅料行业扩产不及预期；单晶硅片行业扩产不及预期；原材料涨价风险
