受益于單晶迭代多晶+大尺寸迭代小尺寸雙重技術迭代，光伏單晶爐行業近年快速增長。隨著N型硅片放量，低氧型、超導磁場單晶爐正引領行業新一輪技術變革，有望打開更大市場空間。

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作為硅片拉晶環節核心設備，光伏單晶爐價值量較高。據連城數控（835368.BJ）相關公告，單晶爐價值量約為1.2億元/GW，在硅片生產設備中的價值量占比達60%-70%。浙商證券稱，在超導磁場滲透率從0%提升至 40%的基礎假設下，預計2022-2025 年光伏單晶爐市場空間有望從225億元提升至332億元，CAGR達14%。

大尺寸硅片帶來替換需求

此前，主流單晶爐熱屏內徑一般不超過300mm，多在270mm左右，適合直徑為223mm的166mm硅片。隨著技術的迭代升級，硅片尺寸不斷“長大”——182mm硅片的直徑為247mm，接近老舊產線可兼容尺寸的極限值；210mm硅片的直接為295mm，已完全不能適應原有的設備尺寸。

從市場份額來看，大尺寸硅片在2023年將基本替代小尺寸硅片產品。CPIA數據顯示，截至2022年，直徑247mm的182mm硅片、直徑295mm的210硅片合計占比已達82.8%，預計2023年大尺寸硅片占比將達93.2%。

根據單晶爐型號的不同，1200型及以下爐型最高適配166mm硅片；1400/1450爐型部分可以通過更換熱場的方式生產182mm硅片，但同樣受爐腔體積限制，幾乎無法生產210mm硅片；1600爐型則最高適配230mm硅片。

由于爐體形狀已經決定爐腔尺寸，爐型之間的差異無法消除，因此單晶爐設備只能上新迭代。中金公司預計，2022年起， 3-5年內存量有1萬多臺單晶爐將被淘汰。

據東北證券，截至2023年2月初，全市場1600爐型設備僅對應約200GW的210mm硅片產能，但集邦咨詢數據顯示，2023年大尺寸硅片產能達792.4GW，其中210尺寸產能達到320.8GW。1600爐型單晶爐潛在需求較大。

鑒于國內1600單晶爐供應商僅三到四家，具備相關技術的企業有望率先搶占市場。

奧特維（688516.SH）目前產品主要是1600直拉式單晶爐，可拉制12英寸、N型晶棒，具備全程自動化能力。根據公司披露的銷售情況，1600爐型客戶包括天合光能、合盛硅業等。

2021年12月，連城數控與俄羅斯EnCORE集團簽約N型光伏硅片項目。據悉，該項目竣工后將是歐洲最大的單體1600爐型單晶工廠，也是歐洲規模最大最先進的光伏硅片工廠。

此前在2020年，京運通（601908.SH）技術中心已成功研發出用于光伏行業的JD-1600全自動單晶爐，同年8月5日首棒12英寸晶體成功下線，標志著該設備全面投入市場。

N型硅片放量，單晶爐再迎技術變革

隨著N型電池市占率穩步提升，N型硅片需求加速爆發。CPIA數據顯示，預計2023年N型硅片滲透率為15.1%，2030年將攀升至48.3%。

N型硅片對含氧量和純度要求比P型高，但N型硅片在生產過程中，氧會融入硅溶液，造成晶體里含有較多的氧，容易產生由原生氧造成同心圓、黑芯片問題。

一般而言，頭氧（單晶硅棒的頭部氧含量）含量越低，少子平均壽命（少數載流子壽命）越長。若頭氧含量在12%-13%，少子壽命在6000-8000µs以下的占比將近60%；若頭氧含量≤10%，少子壽命在8000-10000µs以上的占比將近70%。

為降低單晶硅棒的氧含量，現階段增加磁場是有效解決方案之一，并且該方案具備一定的經濟性。

據悉，在單晶爐外側施加強磁場，可抑制硅熔體的熱對流，降低晶體的雜質含量，解決氧含量過高、氧分布不均勻的問題，從而將含氧量降低到7ppma行業標準，提升制成電池后的轉換效率。

東吳證券測算，以182mm尺寸72片組件、轉換效率24.3%為例，單晶爐超導磁場可將電池轉換效率提高0.1%~0.5%，組件環節可多盈利約1900萬元/GW。此外，單晶爐超導磁場可多利用5%的頭尾料，相當于節省5%的電費，組件環節可節省電費成本約400萬元/GW。

從回本周期來看，浙商證券按照100萬元/臺價格測算，綜合考慮坩堝、組件價格等，設備回本周期約3.1年。

東吳證券預計，2025年低氧單晶爐市場空間超200億元。目前，相關設備廠商正在加緊推出低氧型單晶爐產品。

2023年7月，晶盛機電在投資者調研中表示，公司第五代單晶爐已簽訂約3500臺設備訂單，預計2023年配置近300臺超導磁場（超導磁場需另外購買）。據悉，2023年晶盛機電超導磁場設備價格約150萬元/臺，2024年有望降至100萬元/臺。

奧特維子公司松瓷機電的新型低氧單晶爐SC-1600-LO?未增加超導磁場，僅通過熱場設計等進行優化，同心圓可降低50%，實現氧含量降低24%以上，試驗線驗證數據電池片效率提升0.1%，預計價格約150萬元/臺。

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