[年报]高测股份(688556):2022年年度报告

时间:2023年04月03日 19:47:59 中财网

原标题:高测股份:2022年年度报告

公司代码:688556 公司简称:高测股份 转债代码:118014 转债简称:高测转债





青岛高测科技股份有限公司
2022年年度报告









重要提示
一、 本公司董事会、监事会及董事、监事、高级管理人员保证年度报告内容的真实性、准确性、完整性,不存在虚假记载、误导性陈述或重大遗漏,并承担个别和连带的法律责任。


二、 公司上市时未盈利且尚未实现盈利
□是 √否

三、 重大风险提示
报告期内,公司未发现可能会对公司经营产生实质性影响的特别重大风险。公司已在本报告“第三节 管理层讨论与分析”之“四、风险因素”中阐述了公司在经营过程中可能面临的风险,敬请广大投资者务必仔细阅读并注意投资风险。


四、 公司全体董事出席董事会会议。


五、 安永华明会计师事务所(特殊普通合伙)为本公司出具了标准无保留意见的审计报告。


六、 公司负责人张顼、主管会计工作负责人李学于及会计机构负责人(会计主管人员)肖玲玲声明:保证年度报告中财务报告的真实、准确、完整。


七、 董事会决议通过的本报告期利润分配预案或公积金转增股本预案 公司2022年年度利润分配及资本公积转增股本方案为:以实施权益分派股权登记日的总股本为基数,公司拟向全体股东每10股派发现金红利3.50元(含税),以资本公积向全体股东每10股转增4股,公司不送红股。截至2022年12月31日,公司总股本227,931,760股,以此计算拟向全体股东派发现金红利合计 79,776,116.00 元(含税),拟以资本公积向全体股东转增合计91,172,704股,转增后公司总股本预计增加至319,104,464股。在实施权益分派的股权登记日前,公司总股本发生变动的,公司拟维持每股分配(转增)比例不变,相应调整分配(转增)总额。


八、 是否存在公司治理特殊安排等重要事项
□适用 √不适用

九、 前瞻性陈述的风险声明
√适用 □不适用
本报告所涉及的公司未来计划、发展战略等前瞻性陈述,不构成公司对投资者的实质承诺,敬请广大投资者注意投资风险。

十、 是否存在被控股股东及其他关联方非经营性占用资金情况


十一、 是否存在违反规定决策程序对外提供担保的情况


十二、 是否存在半数以上董事无法保证公司所披露年度报告的真实性、准确性和完整性 否

十三、 其他
□适用 √不适用



目录
第一节 释义 ..................................................................................................................................... 5
第二节 公司简介和主要财务指标 ................................................................................................. 7
第三节 管理层讨论与分析 ........................................................................................................... 11
第四节 公司治理 ........................................................................................................................... 55
第五节 环境、社会责任和其他公司治理 ................................................................................... 78
第六节 重要事项 ........................................................................................................................... 88
第七节 股份变动及股东情况 ..................................................................................................... 110
第八节 优先股相关情况 ............................................................................................................. 118
第九节 债券相关情况 ................................................................................................................. 119
第十节 财务报告 ......................................................................................................................... 122




备查文件目录载有单位负责人、主管会计工作负责人、会计机构负责人(会计主管人 员)签名并盖章的财务报表文本
 载有会计师事务所盖章、注册会计师签名并盖章的审计报告原件
 报告期内公开披露过的所有公司文件的正本及公告的原稿


第一节 释义
一、 释义
在本报告书中,除非文义另有所指,下列词语具有如下含义:

常用词语释义  
高测股份、公司、本公司青岛高测科技股份有限公司
洛阳高测洛阳高测精密机械有限公司,公司全资子公司
长治高测长治高测新材料科技有限公司,公司全资子公司
壶关高测壶关高测新材料科技有限公司,公司全资子公司
盐城高测盐城高测新能源科技有限公司,公司全资子公司
乐山高测乐山高测新能源科技有限公司,公司全资子公司
安阳高测安阳高测新能源科技有限公司,公司全资子公司
高测智能青岛高测智能科技有限公司,公司全资子公司
厚泽锦业青岛厚泽锦业技术有限公司,公司参股公司
知灼创投青岛知灼创业投资有限公司
德望达众上海德望达众企业管理咨询中心(有限合伙),曾用名:江 苏盐城德望达众企业管理咨询中心(有限合伙)、青岛火山 投资合伙企业(有限合伙)
潍坊善美潍坊善美股权投资基金合伙企业(有限合伙)
元、万元、亿元人民币元、人民币万元、人民币亿元(有特殊说明情况的除 外)
高硬脆材料硬度高、脆性大的材料,通常为非导电体或半导体,如石材、 玻璃、宝石、硅晶体、石英晶体、陶瓷和稀土磁性材料等。
光伏太阳能光伏发电系统(photovoltaic power system)的简 称,是一种利用半导体界面的光生伏特效应将太阳光辐射能 直接转换为电能的一种新型发电系统。
一种化学元素,元素符号 Si,广泛应用于光伏行业及半导 体行业。
多晶硅多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝 固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶 核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶 成多晶硅。多晶硅主要用于制造单晶硅棒及多晶硅锭。
单晶硅硅的单晶体,整块硅晶体中的硅原子按周期性排列。以高纯 度多晶硅为原料,通过直拉法和区熔法可制得圆柱形单晶硅 棒材。
多晶硅锭将多晶硅原材料放在坩埚中熔融,然后逐渐降温凝固形成的 晶锭。多晶硅锭经开方、截断、磨抛、切片等加工工序,可 制得多晶硅片。
硅片由单晶硅棒或多晶硅锭切割形成的方片或八角形片。
光伏电池或称太阳能电池、太阳能电池片,是具有封装和内部连接的、 能单独提供直流电输出的、不可分割的最小光伏发电组合装 置。
光伏组件是由一定数量的光伏电池通过导线串并连接并加以封装而 成的发电单元。光伏组件是光伏发电系统的核心部件。
P型电池以P型单晶硅片为原料的太阳能电池。在单晶硅生产过程中 掺入三价元素(如硼),使之取代硅原子,形成P型单晶硅。
N型电池以N型单晶硅片为原料的太阳能电池。在单晶硅生产过程中 掺入五价元素(如磷),使之取代硅原子,形成N型单晶硅。
HJTHeterojunction 的缩写,即异质结电池技术,其典型结构
  是在N型单晶硅衬底上,沉积本征非晶硅和P型非晶硅薄膜, 形成P-N异质结。是一种N型高效太阳能电池技术。
TOPCONTunnel Oxide Passivated Contact,指隧穿氧化物钝化接 触技术,由隧穿氧化物结合重掺杂硅薄膜形成的钝化接触结 构,主要应用于N型双面电池。
IBCInterdigitated Back Contact,全背电极接触晶硅光伏电 池,是将太阳能电池的正负两极金属接触均移到电池片背面 的技术。
MWTMetal Wrap Through,金属绕通背接触电池。一种应用于晶 体硅的高效太阳能电池技术。
蓝宝石主要成分为三氧化二铝(AlO)。人工合成的蓝宝石具有极 2 3 好的电气特性和介电特性,具有防化学腐蚀、耐高温、导热 好、硬度高、透光好等特点,广泛应用于制作LED衬底及光 学窗口片。
磁性材料能对磁场作出某种方式反应的材料称为磁性材料。本文特指 Fe、Co、Ni 元素及其合金,稀土元素及其合金,以及一些 Mn 的化合物。通过铸造、烧结等工艺可生产为不同的尺寸 和形状,经过开方、切片、磨抛、电镀、充磁等工序,可制 成不同用途的成品磁铁。
碳化硅SiliconCarbide,碳和硅的化合物,一种宽禁带半导体材料, 俗称第三代半导体材料之一
金刚石利用静态超高压和高温技术,通过石墨等碳质原料和某些金 属(合金)反应生成的人造金刚石,其典型晶态为立方体(六 面体)、八面体和六-八面体以及它们的过渡形态。其具有 硬度高、耐磨性好的特性,可广泛用于切削、磨削。
金刚石微粉颗粒、金刚石微粉是颗粒度细于50μm的金刚石颗粒。是由人造金刚石颗粒经 过粉碎、整形处理而制得,其具有硬度高、耐磨性好的特点, 可广泛用于切削、磨削、钻探、抛光等。
金刚线或称金刚石线、电镀金刚线,是用电镀的方法在钢线基体上 沉积一层金属镍,金属镍层内包裹有金刚石微粉颗粒,从而 使金刚石颗粒固结在钢线基体上而制得的一种线性超硬材 料切割工具。
母线又称胚线或基线,是用于生产金刚石线的钢线,是固结金刚 石微粉颗粒的基体。
钨丝线以钨丝作为母线的电镀金刚石线产品
上砂金刚石线生产过程中金刚石微粉颗粒固结在母线上的工艺 过程,是金刚石线生产的核心生产工艺流程。
上砂量固结在金刚石线母线上的单位视野内的金刚石微粉颗粒数 量。
金刚线切割技术以金刚线为切割工具,配合专用的切割设备和适合的切割工 艺,实现硬脆材料切割加工的技术。
高硬脆材料切割耗材、光伏切 割耗材本文特指金刚线。
最小破断拉力材料在静载拉伸条件下断裂前的最大拉应力。
高硬脆材料切割设备本文特指专用于高硬脆材料的截断、开方、磨面、倒角、切 片等加工工序的设备。
光伏切割设备本文特指主要用于光伏硅材料的截断、开方、磨面、倒角、 切片等加工工序的设备。
创新业务切割设备及耗材、其 他硬脆材料切割设备及耗材应用于半导体、蓝宝石、磁材及碳化硅领域的高硬脆材料切 割设备及耗材。
装机容量光伏电站、火电厂或水电站中所装有的全部光伏组件、汽轮 发电机组或水力发电机组额定功率的总和,是表征一座电站 建设规模和电力生产能力的主要指标之一。计量单位为千瓦 (KW)、兆瓦(MW)、吉瓦(GW)。
M10、182mm几何尺寸为182mm*182mm的硅片标准。
G12、210mm12 英寸超大钻石线切割太阳能单晶硅正方片,面积 44,096mm2、对角线295mm、边长210mm。
G12R几何尺寸为210mm*182mm的硅片标准。
KW千瓦,功率单位,1千瓦(KW)=1,000瓦(W)
GW吉瓦,功率单位,1吉瓦(GW)=1,000,000,000瓦(W)
MW兆瓦,功率单位,1兆瓦(MW)=1,000,000瓦(W)
mm毫米,长度单位
μm微米,长度单位,1毫米(mm)=1,000微米(μm)
平方米,面积单位

第二节 公司简介和主要财务指标
一、公司基本情况

公司的中文名称青岛高测科技股份有限公司
公司的中文简称高测股份
公司的外文名称Qingdao Gaoce Technology Co., Ltd.
公司的外文名称缩写Qingdao Gaoce
公司的法定代表人张顼
公司注册地址山东省青岛市高新区崇盛路66号
公司注册地址的历史变更情况2022年9月20日,公司注册地址由“青岛高新技术产业 开发区火炬支路66号”变更为“山东省青岛市高新区崇 盛路66号”。
公司办公地址山东省青岛市高新区崇盛路66号
公司办公地址的邮政编码266114
公司网址www.gaoce.cc
电子信箱[email protected]

二、联系人和联系方式

 董事会秘书(信息披露境内代表)证券事务代表
姓名王目亚辛玉晶
联系地址山东省青岛市高新区崇盛路66号山东省青岛市高新区崇盛路66号
电话0532-87903188-83230532-87903188-8323
传真0532-879031890532-87903189
电子信箱[email protected][email protected]

三、信息披露及备置地点

公司披露年度报告的媒体名称及网址《中国证券报》《上海证券报》《证券时报》《证券日报》
公司披露年度报告的证券交易所网址www.sse.com.cn
公司年度报告备置地点公司董事会办公室

四、公司股票/存托凭证简况
(一) 公司股票简况
√适用 □不适用

公司股票简况    
股票种类股票上市交易所及板块股票简称股票代码变更前股票简称
A股上海证券交易所科创板高测股份688556不适用

(二) 公司存托凭证简况
□适用 √不适用
五、其他相关资料

公司聘请的会计师事务所 (境内)名称安永华明会计师事务所(特殊普通合伙)
 办公地址北京市东城区东长安街1号东方广场安永大楼17 层01-12室
 签字会计师姓名张毅强 杨晶
报告期内履行持续督导职 责的保荐机构名称中信建投证券股份有限公司
 办公地址上海市浦东新区浦东南路 528 号上海证券大厦北 塔2206室
 签字的保荐代表 人姓名陈昶 张世举
 持续督导的期间2022年9月29日至2024年12月31日

六、近三年主要会计数据和财务指标
(一) 主要会计数据
单位:元 币种:人民币

主要会计数据2022年2021年本期比上年 同期增减 (%)2020年
营业收入3,570,559,499.711,566,596,736.29127.92746,097,434.36
归属于上市公司股 东的净利润788,612,023.43172,692,086.09356.6658,863,899.38
归属于上市公司股 东的扣除非经常性 损益的净利润750,231,728.20173,248,919.37333.0443,004,182.42
经营活动产生的现 金流量净额223,995,332.4976,496,570.07192.823,818,874.88
 2022年末2021年末本期末比上 年同期末增 减(%)2020年末
归属于上市公司股 东的净资产2,067,005,110.871,154,114,381.1079.10984,399,169.51
总资产5,646,364,871.323,234,930,803.0674.541,919,216,715.45

(二) 主要财务指标

主要财务指标2022年2021年本期比上年同期增减(%)2020年
基本每股收益(元/股)3.470.76356.580.29
稀释每股收益(元/股)3.430.75357.330.29
扣除非经常性损益后的基本每股3.300.76334.210.21
收益(元/股)    
加权平均净资产收益率(%)49.5116.22增加33.29个百分点9.14
扣除非经常性损益后的加权平均 净资产收益率(%)47.1016.27增加30.83个百分点6.68
研发投入占营业收入的比例(%)6.317.48减少1.17个百分点11.52

报告期末公司前三年主要会计数据和财务指标的说明
√适用 □不适用
1、报告期内,公司营业收入同比上期增长127.92%,归属于母公司股东的净利润同比上期增长356.66%,归属于母公司股东的扣除非经常性损益的净利润同比上期增长333.04%,基本每股收益同比上期增长 356.58%,影响上述指标变动的主要原因是:(1)设备订单大幅增加;(2)金刚线产能及出货量大幅提升,毛利率大幅改善;(3)硅片切割加工服务业务产能规模效益显现,技术领先优势放大,业务快速放量,实现超高速增长;(4)创新业务领域切割设备及切割耗材产品竞争力持续领先,订单稳步增长。上述多因素叠加推动公司2022年年度业绩较上年同期实现大幅增长。

2、报告期末,公司总资产较报告期初增长74.54%,归属于母公司股东的净资产较报告期初增长 79.10%,影响上述指标变动的主要原因是:(1)公司各类业务签单大幅增加,营业规模实现大幅增长,进而导致资产总额大幅增加;(2)公司业务快速发展,盈利能力提升导致净利润大幅增长,对应的未分配利润大幅增加。

七、境内外会计准则下会计数据差异
(一) 同时按照国际会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和归属于上市公司股东的净资产差异情况
□适用 √不适用
(二) 同时按照境外会计准则与按中国会计准则披露的财务报告中净利润和归属于上市公司股东的净资产差异情况
□适用 √不适用
(三) 境内外会计准则差异的说明:
□适用 √不适用
八、2022年分季度主要财务数据
单位:元 币种:人民币

 第一季度 (1-3月份)第二季度 (4-6月份)第三季度 (7-9月份)第四季度 (10-12月份)
营业收入556,106,995.24779,226,756.04855,000,791.731,380,224,956.70
归属于上市公司股东 的净利润96,825,925.45140,127,385.34191,188,254.92360,470,457.72
归属于上市公司股东 的扣除非经常性损益 后的净利润96,522,643.17136,273,829.14183,262,945.91334,172,309.98
经营活动产生的现金 流量净额-144,306,063.5268,275,081.5726,047,842.61273,978,471.83

季度数据与已披露定期报告数据差异说明
□适用 √不适用

九、非经常性损益项目和金额
√适用 □不适用
单位:元 币种:人民币

非经常性损益项目2022年金额附注(如 适用)2021年金额2020年金额
非流动资产处置损益-188,288.33七、73-24,660,507.88-554,068.38
计入当期损益的政府补助,但与 公司正常经营业务密切相关,符 合国家政策规定、按照一定标准 定额或定量持续享受的政府补 助除外25,246,227.00七、6718,401,511.5617,016,634.79
委托他人投资或管理资产的损 益3,814,365.43七、685,235,602.021,906,418.95
债务重组损益  -145,565.00-165,393.84
除同公司正常经营业务相关的 有效套期保值业务外,持有交易 性金融资产、衍生金融资产、交 易性金融负债、衍生金融负债产 生的公允价值变动损益,以及处 置交易性金融资产、衍生金融资 产、交易性金融负债、衍生金融 负债和其他债权投资取得的投 资收益898,222.22七、70285,541.67430,125.00
单独进行减值测试的应收款项、 合同资产减值准备转回  150,795.00 
轮胎业务剥离处置收益29,859,839.74七、68  
除上述各项之外的其他营业外 收入和支出-14,290,204.27七、 74 和7581,230.53-48,369.03
减:所得税影响额6,959,866.56 -94,558.822,725,630.53
合计38,380,295.23 -556,833.2815,859,716.96

对公司根据《公开发行证券的公司信息披露解释性公告第1号——非经常性损益》定义界定的非经常性损益项目,以及把《公开发行证券的公司信息披露解释性公告第1号——非经常性损益》中列举的非经常性损益项目界定为经常性损益的项目,应说明原因。

□适用 √不适用

十、采用公允价值计量的项目
√适用 □不适用
单位:元 币种:人民币

项目名称期初余额期末余额当期变动对当期利润的影 响金额
交易性金融资产100,285,541.67610,898,222.22510,612,680.55898,222.22
其他权益工具投资 8,100,000.008,100,000.00 
应收款项融资50,337,121.42172,645,484.47122,308,363.05 
合计150,622,663.09791,643,706.69641,021,043.60898,222.22

十一、非企业会计准则业绩指标说明
□适用 √不适用

十二、因国家秘密、商业秘密等原因的信息暂缓、豁免情况说明
□适用 √不适用


第三节 管理层讨论与分析
一、经营情况讨论与分析
2022 年,在全球双碳目标的推动下能源结构加速向清洁能源转型,虽然受到国际经济形势、地缘政治冲突等因素的冲击,光伏行业仍保持了快速增长,全球光伏新增装机量实现稳步增长,中国2022年新增和累计光伏装机量持续保持全球第一。与此同时,报告期内硅料价格持续高涨后急剧下跌震荡带动产业链各环节价格波动、硅片大尺寸及薄片化进程加快、电池技术路线继续分化,传统企业及新进入者扩产节奏加快,新旧产能迭代加速,市场竞争更加激烈,行业竞争格局有望加速重构。

公司始终秉持以技术创新为客户创造最大价值的理念,通过不断优化和迭代公司产品提升竞争力,助力客户降本增效,推动公司产品市场占有率加速提升,实现了经营业绩的快速增长。报告期内,公司实现营业收入35.71亿元,同比增长127.92%;实现归属于母公司股东的净利润7.89亿元,同比增长356.66%;实现扣非后净利润7.50亿元,同比增长333.04%;基本每股收益3.47元/股,同比增长356.58%。2022年公司主要完成工作情况如下:
(一)业务开发
报告期内,公司始终聚焦光伏主业,充分发挥“切割设备+切割工艺+切割耗材”技术闭环优势,不断推动切割设备的更新迭代、切割耗材持续细线化及切割良率不断提升,实现光伏切割设备、光伏切割耗材、硅片切割加工服务、创新业务四大业务板块快速发展,经营业绩大幅增长。

同时,为进一步聚焦核心主业,优化业务结构及资源配置,报告期内公司将轮胎检测业务整体转让给厚泽锦业,实现非核心资产剥离,有助于进一步提升运营效率。

1、持续强化研发创新能力、推动切割设备更新迭代,产品竞争力持续领先,产销大幅增长,市占率稳居第一,行业龙头地位稳固。

报告期内,光伏行业景气度持续提升,下游硅片企业扩产项目顺利推进,切割设备需求旺盛。

公司推出的GC700X切片机、GC-MK202R双根环线开方机及GC-GP950L磨抛一体机等光伏设备以其持续领先的技术优势不断获得客户认可,龙头效应显著,多产品共同发力,市占率稳居第一。报告期内,公司与晶澳、晶科、高景、天合光能等光伏企业均签订了大额设备销售订单,并克服了芯片紧缺、原材料价格上涨等不利因素的影响,实现了订单的顺利交付并保持了较为稳定的毛利率。

报告期内,公司光伏切割设备类产品共实现营业收入 147,425.37 万元,同比增长 50.41%。

截至2022年12月31日,公司光伏切割设备类产品在手订单合计金额14.74亿元(含税),同比增长74.03%。

2、技术闭环加速切割耗材细线化迭代,技改带来产能持续提升及毛利率大幅改善,市占率稳步提升。

报告期内,公司依托技术闭环研发优势不断引领行业推动金刚线细线化迭代,公司已经实现40μm、38μm、36μm及34μm线型金刚线批量销售,并实现33μm线型金刚线批量测试,同时积极开展更细线型及钨丝金刚线的研发测试,推动行业切割工艺持续进步。报告期内,公司完成“单机十二线”的技改活动并叠加生产工艺的不断进步,实现金刚线产能大幅提升、效率提升及产品品质改善。2022年公司金刚线全年产量约3,392.77万千米,同比增加257.02%,全年销量(不含自用)约2,539.73万千米,同比增加206.23%,市占率稳步提升。

报告期内,公司克服金刚线母线、微粉、镍豆等原材料涨价不利因素的影响,通过技术进步及成本管控仍实现了毛利率的大幅改善。报告期内,公司光伏切割耗材实现收入84,020.93万元,同比增长188.15%。

3、深耕光伏硅片切割环节,技术闭环放大专业化切割技术领先优势,硅片切割加工服务产能持续释放,规模效益显现。

公司充分发挥“切割设备+切割耗材+切割工艺”融合发展及技术闭环优势快速建立低成本切片产能,并与客户充分分享技术红利,实现产能和订单快速释放。报告期内,“乐山 6GW光伏大硅片及配套项目”、“乐山 12GW 机加及配套项目”及“建湖(一期)10GW 光伏大硅片项目”均已达产,全年有效产能约10GW。报告期末,硅片切割加工服务产能规模已达21GW。公司在短时期内迅速实现多工厂业务模式成功复制升级,实现切割良率领先行业。凭借更低的切割成本、更高的出片率及更优质的产品质量助力客户降本增效,公司已经与通威股份、美科股份、京运通、双良节能、润阳光伏、英发睿能、亿晶光电、华耀光电等光伏企业建立了长期硅片切割加工服务业务合作关系。报告期内,公司还启动了“建湖(二期)12GW光伏大硅片项目”的建设,并签署滑县5GW光伏大硅片项目的投资协议。截至报告期末,公司已规划的硅片切割加工服务产能规模已达52GW,预计2023年各项目将顺利实施,持续释放产能。

报告期内,硅片切割加工服务业务共实现收入92,901.27万元,同比增长778.15%。

4、发挥“多场景高硬脆材料切割”协同研发优势,成功拓展碳化硅切割场景,半导体、蓝宝石及磁材创新业务设备及耗材产品竞争力持续领先,订单稳步增长。

依托公司在高硬脆材料切割领域积累的技术优势和管理经验,公司持续拓展新的切割场景并前瞻性布局新品,报告期内公司成功拓展碳化硅金刚线切割场景,在行业内独家实现碳化硅金刚线切片机批量销售,实现碳化硅领域金刚线切割技术的快速渗透,基本覆盖行业新增金刚线切片产能需求。报告期内,公司实现0.20mm蓝宝石金刚线批量销售,助力客户端实现金刚线切割技术替代。

半导体、蓝宝石及磁材领域虽然受到电子消费市场整体低迷的影响,但凭借公司创新业务设备及耗材产品竞争力的领先性,以及“切割设备+切割耗材”双轮驱动业务模式带来的协同销售优势,借助公司技术优势助推销售规模不断增长,报告期内公司创新业务仍保持了稳步增长态势。

报告期内,创新业务共实现营业收入15,674.85万元,同比增长48.93%。截至2022年12月31日,公司创新业务设备类产品在手订单合计金额7,279.38万元(含税),同比增长68.72%。

(二)技术研发
公司致力于为高硬脆特性材料加工环节提供集成了“切割设备、切割耗材、切割工艺”的系统切割解决方案,采用联合研发模式,充分发挥“切割设备+切割耗材+切割工艺”融合发展及技术闭环优势,面向多类高硬脆材料应用场景提供创新型、升级迭代型和优化型产品。公司始终秉持技术创新创造价值的理念,并始终保持高比例研发投入,报告期内公司不断引进人才充实研发队伍并新建成都研发中心进一步聚焦切片环节全面自主研发。报告期内,公司发生研发费用约22,528.17万元,同比增长92.24%。

光伏切割设备方面:第五代金刚线晶硅切片机GC700X不断模块化升级,持续保持领先市场竞争优势,客户多次复购,报告期内市场份额超50%,市占率稳居第一;GC-GP950L磨抛一体机凭借高精度、大产能等技术优势深受客户认可,市占率稳步上升;GC-MK202R双根环线开方机采用“环线+立式”设计,具备高精度、大产能、自动化水平高等技术优势,报告期内首次推出市场后竞争优势突显,市占率迅速跃居第一。以上市占率信息为公司根据市场信息自行统计结果。

金刚线方面:依托“切割设备+切割耗材+切割工艺”技术闭环优势,公司领先行业不断推动金刚线细线化迭代进程,致力于解决切割端细线化带来的断线率高、切割能力弱、切割时间长等技术难点,报告期内快速推动金刚线从40μm向38μm、36μm、34μm及33μm迭代,并积极储备更细线型及钨丝金刚线的研发测试,占据行业领先地位。“单机十二线”技改完成后公司持续进行工艺升级,金刚线产能大幅提升,助推金刚线市占率稳步提升。

硅片切割方面:公司快速推进大尺寸、薄片化及细线化切割进程,引领行业主导半棒半片切割技术路线,实现更薄硅片更高良率。充分发挥技术闭环专业化切割优势,不断推动182mm、210mm大尺寸硅片厚度从170μm向150μm及130μm迭代并实现良率的持续提升,快速推动大尺寸硅片切割细线化导入节奏,创新性推出适配更薄硅片切割的半棒半片切割技术路线,已批量为客户提供210mm规格130μm硅片半片,并已具备210mm规格120μm硅片半片的量产能力,同时在行业内首次推出80μm超薄硅片半片样片。

创新业务方面:公司推出的国内首款高线速碳化硅金刚线切片机GC-SCDW6500可获得和砂浆切割相同的晶片质量,同时大幅提升切割效率,显著降低生产成本,行业内独家实现批量销售,实现国产替代,同时公司已推出适用于 8 寸碳化硅衬底切割的碳化硅金刚线切片机;8 英寸半导体切片机已在客户端量产并已推出12英寸半导体切片机样机;报告期内公司首次推出磁材厚片-瓦片多线切割机 GC-MADW1280R 及磁材厚片-直片多线切割机 GC-MADW1880,领先行业适配高线速及细线化,大幅提高切割精度和材料利用率,竞争优势显著;GC-SADW6670 蓝宝石切片机持续保持技术领先地位,报告期内维持高市场份额。

依托公司深厚的研发积累,公司荣获国家企业技术中心、2022年度山东省“专精特新”中小企业等多项荣誉称号,其中长治高测荣获国家专精特新“小巨人”和山西民营瞪羚企业等荣誉称号。

(三)产能建设
1、募投项目“高精密数控装备产业化项目”:已于2022年10月完成建设并已投入使用,切割设备产能规模大幅提升,已实现公司各业务板块设备制造的有效整合,精益生产效果明显。

2、募投项目“金刚线产业化项目”:已于2021年12月完成建设并于2022年4月18日结项,20条金刚线生产线已具备年产320万千米金刚线产能条件。2022年一季度“单机十二线”技改活动已全部完成,全年金刚线产能大幅提升,2022年年末产能规模已达4,000万千米。“壶关(一期)年产4000万千米金刚线项目”顺利推进,预计2023年达产,预计2023年年末公司金刚线产能规模可达9,000万千米以上,对未来金刚线市占率的进一步提升将会起到积极作用。

3、募投项目“光伏大硅片研发中心及智能制造示范基地项目”:已于2021年达产并于2022年7月8日结项,该项目满产后可实现年产能约5GW。募投项目“乐山6GW光伏大硅片及配套项目”及“乐山12GW机加及配套项目”已于2022年12月完成建设并完全达产。“建湖(一期)10GW光伏大硅片项目”已于报告期内完成建设并达产,2022年年末公司硅片切割加工服务产能规模已达21GW。

报告期内公司还启动了“建湖(二期)12GW光伏大硅片项目”的投资建设,并签署了“滑县5GW光伏大硅片项目”的投资协议,上述项目预计2023年均可达产,预计2023年年末公司硅片切割加工服务产能规模可达38GW。截至报告期末,公司已规划的硅片切割加工服务产能规模共计52GW。
(四)内部管理能力建设
报告期内,公司始终以经营效益为导向,深入强化业务管理,加强精益生产,提升整体运营效率。持续深化供应链体系建设,加强供应链协同,保障供应链安全;完善质量体系建设,全面提升产品品质;加快流程化建设,推动数字化转型落地执行建设;践行“诚实、平等、进取、价值”核心价值观,加强内部文化建设和领导力建设,为员工赋能,实现多基地企业文化融合,提升团队凝聚力和领导力;完成2021年限制性股票激励计划首次授予和预留授予部分第一个归属期符合归属条件的股票归属,有效提升核心团队凝聚力和企业核心竞争力。公司多措并举,持续增强经营决策的科学性、系统性和及时性,助力经营管理稳步推进,实现股东、员工及公司共同发展。

(五)再融资事项
公司于2022年7月18日向不特定对象发行了483.3万张可转换公司债券,每张面值100元,发行总额48,330.00万元,募集资金主要用于“乐山6GW光伏大硅片及配套项目”及“乐山12GW机加及配套项目”的建设,上述募投项目已于2022年12月建设完成并达产。公司于2022年启动向特定对象发行A股股票的再融资项目,截至本报告披露日,公司已取得中国证监会同意注册的批复,公司将在批复有效期内择机完成发行。


二、报告期内公司所从事的主要业务、经营模式、行业情况及研发情况说明 (一) 主要业务、主要产品或服务情况
1、主要业务
公司是国内领先的高硬脆材料切割设备和切割耗材供应商,主要从事高硬脆材料切割设备和切割耗材的研发、生产和销售,产品主要应用于光伏行业硅片制造环节。报告期内,公司已实现切割设备、切割耗材及硅片切割加工服务业务全覆盖。基于公司自主研发的核心技术,公司持续研发新品,充分发挥“切割设备+切割耗材+切割工艺”融合发展及技术闭环优势,持续推进金刚线切割技术在光伏硅材料、半导体硅材料、蓝宝石材料、磁性材料等更多高硬脆材料加工领域的产业化应用,助力客户降低生产成本、提高生产效率、提升产品质量。公司致力于为高硬脆材料切割加工环节提供集成了“切割设备、切割耗材、切割工艺”的系统切割解决方案。

2、主要产品及服务
报告期内,公司研发、生产和销售的主要产品和服务为光伏切割设备、光伏切割耗材、硅片及切割加工服务、其他高硬脆材料切割设备及耗材四类,其中光伏切割设备及光伏切割耗材主要应用于光伏行业硅材料切割领域,硅片及切割加工服务主要面向光伏行业硅材料切割领域提供硅片及切割加工服务,其他高硬脆材料切割设备及耗材主要应用于半导体、蓝宝石和磁材切割领域。


序号产品及服务分类主要产品及服务应用场景
1光伏切割设备截断机、开方机、磨抛一体机、 切片机主要用于光伏行业硅材料 切割。
2光伏切割耗材金刚线主要用于光伏行业硅材料 切割。
3硅片及切割加工服务硅片、硅片切割加工服务主要面向光伏行业硅材料 切割领域提供硅片及切割 加工服务。
4其他高硬脆材料切割设备 及耗材切片机、截断机、研磨机、金 刚线主要用于半导体、蓝宝石、 磁性材料及碳化硅切割。

(二) 主要经营模式
1、盈利模式
公司坚持以研发创新型产品为核心竞争力,持续拓展公司核心技术及产品的应用场景,以直销为主要方式与客户签订合同及订单,以订单为主要导向组织原材料采购及产品制造,从而实现收入和盈利。报告期内,公司主营业务收入主要来源于面向光伏行业销售的切割设备及切割耗材、硅片及切割加工服务业务。

2、研发模式
公司立足于“交付一代、研发一代、预研一代”的研发与技术创新战略,研发工作主要分为新产品研发、产品升级换代和产品优化工作等三类。新产品研发是指针对公司产品系列没有的、符合公司发展战略方向的产品进行研发;产品升级换代是指研发技术性能更先进、质量更好、功能更全、效率更高、成本更低的新型产品替代原有产品;产品优化工作主要是指对公司目前在产产品的功能、性能方面的优化改进、质量提升和降低成本。

公司建立了以持续提升产品的客户价值为导向的研发体系,设有产品开发、装备研究、工艺研究、工具研究、研发测试及研发管理等研发团队;项目的研发流程主要包括概念、计划、设计开发、试制验证、生产导入等五个阶段,并建立了成套研发流程管理、评审及激励制度,用于保障研发投入、保障研发投入效率、保障研发成功率、保障研发成果产业化。公司现有的研发模式既保证了各研发项目的方向性和专业性,又促进了切割设备研发、切割耗材研发、切割工艺研发之间的互相协作配合,从而保障了公司研发项目的高创新、高技术、高质量及高效率。

3、采购模式
公司采用“以销定产、以产定购”的计划型采购模式。公司负责采购相关工作的职能部门主要是供应链管理中心和经营管理部,供应链管理中心负责供应商资源开发与管理,经营管理部负责物料计划、采购执行和仓储管理。

4、生产模式
公司设备类产品主要采用“以销定产”的模式组织生产,即公司根据销售部门签订的销售合同、销售订单,制定生产计划并组织生产;公司耗材类产品主要采用“合同订单+安全库存”的模式组织生产;公司硅片及切割加工服务业务主要以代工模式为客户配套硅片切割产能,由客户提供单晶硅棒,公司按照约定标准和计划将单晶硅棒加工成硅片后向客户交付合格硅片并收取代工费,主要采用“以销定产”的模式组织生产,根据签订的代工服务合同,制定计划并组织生产。

5、销售模式
公司设备产品销售主要采用直销模式,即直接与设备产品的最终用户签署合同和结算货款,并向其提供技术支持和售后服务;耗材产品销售主要采用直销模式,即直接与金刚线的最终用户签署合同和结算货款,并向其提供技术支持和售后服务,对于少数采用“零库存”管理模式的客户,公司采用寄售模式向其销售金刚线产品,将部分金刚线寄放在寄售客户仓库中,与客户就金刚线的实际使用量进行月度对账并结算;硅片及切割加工服务主要采用直销模式,即直接与单晶硅棒提供方签署合同并结算加工费。


(三) 所处行业情况
1. 行业的发展阶段、基本特点、主要技术门槛
1.1公司所处行业的发展阶段和基本特点
(1)光伏行业发展情况
光伏产业链可分为硅料、硅片、电池片、组件、光伏发电系统五个环节。从硅料生产到电池组件再到光伏发电系统应用,构成光伏产业链上中下游。硅料(硅锭/硅棒)、硅片等基础产品的生产制造属于光伏产业链上游,光伏电池片和组件等关键产品属于产业链中游部分,光伏发电系统应用属于下游环节。公司产品主要应用于光伏行业的上游环节,为该环节的硅片制造厂商提供截断机、开方机、磨抛一体机、金刚线切片机以及金刚线切割耗材,产品用途为通过使用公司切割设备及切割耗材产品将硅棒制作成硅片。光伏行业所处的发展阶段及特点具体如下: ①“碳中和”目标指引需求旺盛,技术迭代及政策支持持续推动光伏行业快速发展。

全球已有多个国家提出了“零碳”或“碳中和”的气候目标,发展以光伏为代表的可再生能源已成为全球共识,再加上光伏发电在越来越多的国家成为最有竞争力的电源形式,预计全球光伏市场将持续高速增长。根据中国光伏行业协会数据,2022年,全球光伏新增装机预计或将达到230GW,创历史新高。2022年,国内光伏新增装机87.41GW,为全球第一。根据国际能源署(IEA)预测,2022-2027年期间全球光伏新增装机量将达1,500GW。到 2027年,全球光伏累计装机量将超过煤炭成为所有电源形式中第一位。未来,在光伏发电成本持续下降和全球绿色复苏等有利因素的推动下,全球光伏新增装机仍将快速增长。

根据中国光伏行业协会数据,2022年以来,我国光伏产业总体实现高速增长,产业链主要环节保持强劲发展势头。2022年多晶硅、硅片、电池、组件产量同比增长均在50%以上。其中组件产量约288.7GW,同比增长58.8%。2022年我国光伏发电新增装机87.41GW,同比增长59.3%。根据国家能源局数据,2023年1-2月全国累计光伏发电新增装机达到20.37GW,同比增长87.6%。

与此同时,报告期内硅料价格持续高涨后急剧下跌震荡带动产业链各环节价格波动、硅片大尺寸及薄片化进程加快、电池技术路线继续分化,传统企业及新进入者扩产节奏加快,新旧产能迭代加速,市场竞争更加激烈,行业竞争格局有望加速重构。

②硅片薄片化进程加快,电池路线持续分化,技术进步不断推动行业降本增效。

在降本增效的市场要求下,光伏技术不断升级迭代,硅片向大尺寸、薄片化方向发展,电池片逐步向N型高效电池片TOPCon和HJT等方向发展,光伏组件逐渐走向超高功率化。N型高效电池片市场渗透率不断提升,对硅片薄片化需求持续提升,硅片环节切割难度加大,切割技术门槛进一步提高,专业化切割加工服务市场需求持续旺盛。

根据中国光伏行业协会数据,目前P型单晶硅片平均厚度在155μm左右,较2021年下降15μm。

182mm和210mm尺寸硅片合计占比由2021年的45%迅速增长至82.8%,预测2023年后182mm和210mm大尺寸硅片市场份额占比将达到90%以上。金刚线细线化持续迭代,2022年,用于单晶硅片的金刚线母线直径为38μm,降幅较大,且呈不断下降趋势。2022年PERC电池片市场占比下降至88%,N型电池片合计占比约9.1%,其中N型TOPCon电池片市场占比约8.3%,异质结电池片市场占比约0.6%,XBC电池片市场占比约0.2%。预计未来N型电池片市场占比会持续提升。

(2)半导体行业发展情况
半导体产业链上游包括制备半导体的材料以及所需设备;中游则是利用设备和原材料进行半导体制备;下游是个人电脑、汽车、消费电子等集成电路应用领域。半导体行业中游又分三大部分,分别是芯片设计、芯片制造、芯片封装测试,其中芯片制造环节主要是使用精密设备对单晶硅片做精细化处理,单晶硅片是半导体产品的基础。公司金刚线切割技术已应用于半导体硅片切割领域,通过向半导体硅片制造厂商提供切片设备及耗材,使用金刚线切割技术将硅棒最终制作成半导体硅片。

目前,受物联网、云计算、人工智能、大数据、5G通信、新能源车等新技术的兴起,新技术应用需求推动半导体产业进入新的发展周期。中国大陆已是全球最大的电子设备生产基地,因此也成为了集成电路器件最大的消费市场,而且其需求增速持续旺盛。在国际贸易摩擦加剧的背景下,我国对半导体产业加大政策扶持力度,国内半导体产业的产能规模和制造工艺得到快速进步,逐步实现国产替代已成为国内半导体产业发展的明显趋势。半导体设备贯穿产业链,半导体产业的持续发展也带动半导体设备需求的不断增长,同时也对设备工艺和技术提出更高的要求,在贸易限制的背景下,倒逼半导体设备国产化进程进一步加快,行业需求和贸易限制使得我国半导体设备企业迎来快速发展的契机。

(3)蓝宝石行业发展情况
蓝宝石材料是现代工业重要的基础材料,由于其具备强度大、硬度高、耐腐蚀等特点,被广泛应用于LED衬底、消费电子产品保护玻璃、航空航天装备以及医疗植入品等领域。蓝宝石上游产业链主要包括三个环节:设备—长晶—加工(切磨抛)。因此,蓝宝石生产主要有两个环节,即前道的蓝宝石长晶和后道的蓝宝石切片。蓝宝石切片制作包括定向、切片、研磨、倒角、清洗、退火、质检等步骤。公司金刚线切割技术已完全应用于蓝宝石切割领域,通过为蓝宝石晶片制造厂商提供切割设备以及切割耗材,使用金刚线切割技术将硅棒最终制作成蓝宝石晶片。

目前,绝大部分LED芯片仍以蓝宝石为衬底,Mini/Micro LED为新的行业增长动力,随着其规模渗透率及成本优势的快速提升,LED行业将会迎来新一轮的快速增长。另外,随着5G技术商用步伐的加速、无线充电技术的普及,以及全球消费电子产品持续的创新迭代,蓝宝石成为了越来越重要的触控显示、外观防护主流材料。近年来,蓝宝石在消费电子领域的应用不断增加,包括智能手表表镜及后盖、智能手机和平板电脑摄像头保护镜片、指纹识别镜片、保护盖板等零组件,市场呈现出旺盛的需求态势。

(4)磁材行业发展情况
我国是磁性材料生产大国,磁性材料是工业和信息化发展的基础性材料,其硬度高、性脆、忌温度骤变,机械加工存在一定难度。随着磁性材料应用的发展,生产企业对加工精度、加工技术的要求也越来越高,金刚线凭借其优异的切割性能已成为磁性材料切割领域的主流切割工具,而磁材及制品已广泛应用于风电、电子、计算机、通信、医疗、家电,军事等几乎涉及国计民生的各个领域。因此,作为硬脆材料切割工具,金刚线极大地提高了硬脆材料的加工效率和加工质量,将随着硬脆材料应用领域的不断拓展而随之向相关领域延伸。

(5)碳化硅行业发展情况
碳化硅作为第三代半导体材料的典型代表,具有高禁带宽度、高电导率、高热导率等优越物理特征,在新能源汽车、新能源发电、轨道交通、航天航空、国防军工等领域的应用有着不可替代的优势。碳化硅单晶材料主要分为导电型衬底和半绝缘衬底两种,其中,在导电型衬底上生长碳化硅外延层,可进一步制成功率器件,并应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等领域;在半绝缘型衬底上生长 GaN 外延层,可进一步制成微波射频器件,应用于 5G通讯、雷达等领域。目前,新能源汽车、光伏和充电基础设施是碳化硅的主要应用领域,新能源汽车和光伏发电市场的蓬勃发展带动了碳化硅市场需求的快速增长。

碳化硅材料因其技术含量高而呈现难度大、良率低、制作成本高的特点,目前先进技术及主要市场均被国外厂商占据。国内碳化硅材料领域的研究从20世纪90年代末开始起步,但受技术门槛较高、良率低、成本高的因素制约,发展进程缓慢,导致行业的整体产能远不及市场需求,国内碳化硅衬底主要依赖进口。在下游市场需求快速增长和技术进步的驱动下,国内碳化硅产业将迎来快速发展期。目前碳化硅行业以砂浆切割为主,公司正在致力于将金刚线切割技术拓展至碳化硅切割领域,公司推出的碳化硅金刚线切片机和碳化硅专用金刚线已形成批量销售,金刚线切割技术开始逐步渗透,随着碳化硅金刚线切割技术成本优势的逐步显现,预计未来碳化硅领域金刚线切割的渗透率会快速提升。

1.2 主要技术门槛
光伏硅材料、半导体硅材料、蓝宝石材料、磁性材料、光学玻璃、陶瓷材料等,都具有抗磨损、硬度高、脆性大等共同特点,可统称为高硬脆材料。高硬脆材料的切割过程是用硬度较高的材料去磨削硬度较低的材料,磨削部分损耗、未磨削部分分离,从而达到切割效果。高硬脆材料加工难度很大,一方面,高硬脆材料硬度很高,较难加工;另一方面,高硬脆材料脆性高,被加工物料容易在加工过程中断裂。金刚石在莫氏硬度表上的硬度为10,是目前已知的最高硬度的天然形成的材料。常见高硬脆材料的莫氏硬度指标如下表所示:

材料硬度
金刚石10
碳化硅(金刚砂)9.5
蓝宝石9
7
石英7
陶瓷6-9
注:莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准,多在矿物学或宝石学中使用。

从高硬脆材料切割技术的发展历程来看,其切割方法经历了内圆锯切割、游离磨料砂浆切割、金刚线切割的技术升级路线,其中每一步改进都带来了原材料利用率、切割效率的提升和切割成本的降低。

超薄硅片的切片是一项难度较高的精密加工过程,需高精密的切割设备与高质量的金刚线及高适配性的切割工艺才能保证硅片切割生产的高质、高效、低成本,因此高精密的切割设备与高质量的金刚线具有较高的研发及制造技术门槛。

公司光伏切割设备和切割耗材产品在切割环节配合使用,以公司主要产品金刚线切片机切割硅片为例,公司光伏切割设备及切割耗材应用场景简介如下:
(1) 金刚线布线




切片机切割硅片的第一步工作是金刚线布线,即:切片机的自动排线系统首先将一根长度80-200km、直径36μm及以上的金刚线(人体头发丝直径80-90μm)由放线辊放出进入切割区域,均匀、精密地反复缠绕在切割区域内的3根主辊上,主辊上有细密的绕线凹槽,单根金刚线排布在凹槽内,并排布置成约由近4,000根、间距低于235μm的金刚线线网,然后再被收线轮从切割区域引出。由于金刚线直径和线网密集程度均为微米级,切片机金刚线管理系统需要精准排线,收放线轮、小导轮、主辊均需要同步精准运转,否则容易导致切割过程中金刚线断线,进而可能造成比较严重的硅料损失。

(2) 硅片切割




目前应用于切割光伏硅片的金刚线的母线直径在36-40μm之间,母线直径比人体头发丝(80-90μm)还要细;硅片半片厚度薄至80μm(A4纸的厚度约为104μm);另外,硅片有多个严苛的表面质量指标。

在硅片切割过程中,金刚线网的线速度在4秒内从静止状态加速至2,400米/分钟(折合144公里/小时),在2,400米/分钟的线速度工况下持续运行30秒后,在4秒内从2,400米/分钟减速至0米/分钟;随后反向加速至2,400米/分钟,持续运行30秒后,再减速至0米/分钟;金刚线网如上往返高速运动切割硅棒。

在硅片切割过程中,金刚线的张力波动需控制在±0.5牛顿以内,否则金刚线容易断线;金刚线的破断拉力、线径、切割能力等技术指标需保持一致性,若破断拉力偏小、线径偏小,切割能力不足,在硅片切割过程中,极易发生断线;若发生上述断线情形,则可能损坏被切割物料或因重新布置线网而降低生产效率。

硅片切割过程中,金刚线切片机多达300个部件需高精密协调配合工作,才能保证切片机高速度、高精度、高稳定性工作,进而才能保证硅片的质量及切割生产效率。


2. 公司所处的行业地位分析及其变化情况
(1)公司光伏切割设备的市场地位分析及其变化情况
2016年,公司正式进入光伏切割设备市场,在较短时间内收入规模和市场份额快速上升,目前公司已拥有重要的行业地位,已成为全球光伏行业主要的光伏切割设备供应商之一。依托持续高强度的研发投入,公司于 2020 年下半年推出第五代金刚线晶硅切片机 GC700X,顺应大尺寸和薄片化切割趋势,具备领先市场竞争优势并不断获得客户认可,自上市后,始终占据光伏行业切片机绝大部分市场份额。报告期内,公司光伏切割设备持续保持高市占率。


为顺应硅片的发展潮流,切割技术也将不断进步。从目前情况来看,金刚线切割技术仍将作为未来相当长一段时间内主流的硅片切割技术。通过技术创新,不断改进金刚线切割设备和金刚线的技术性能,优化切割生产工艺,是满足光伏硅片生产高效率、高质量、低成本要求的重点。

综合来看,“细线化、高速度、自动化和智能化”是光伏硅片切割生产的主要发展趋势。



(四) 核心技术与研发进展
1. 核心技术及其先进性以及报告期内的变化情况
1.1 公司的核心技术体系
公司通过自主研发形成的核心技术,主要包括3项核心支撑技术及16项核心应用技术,并形成了公司的核心技术体系,具体情况如下图所示:
1.2 公司拥有的核心支撑技术
通过多年的自主研发,公司已掌握精密机械设计及制造技术、自动化检测控制技术、精密电化学技术等3项核心支撑技术,公司的3项核心支撑技术是公司赖以产出核心应用技术的基础支撑,属于行业通用技术的范畴。

(1)精密机械设计及制造技术
公司机械设计研发人员具有多年的精密机械设计经验,通过综合运用力学、材料学、统计学、工艺学等专业基础知识和三维建模、力学仿真、有限元分析等技术手段,熟练掌握了适应振动、耐高温、耐摩擦、耐腐蚀的高精密输送、加持、移动机械结构的精密机械设计制造技术,在持续的研发实践中形成了公用的标准化模块和技术规范,大幅度降低了新产品的研发风险和质量风险,为公司持续、快速研发创新提供了充分保障。

(2)自动化检测控制技术
在自动化检测控制技术领域,公司以自动控制理论为基础,以电子电力技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具,研发并掌握了多项先进的自动控制基础技术。例如: ①利用智能控制方法解决传统控制理论与方法难以解决的不确定性问题;②利用先进的传感器技术和检测技术,解决非接触双向信息传递、存储、记忆及信息处理的检测要求;③利用网络与通讯技术,满足工业领域的远程传输通讯、网络故障安全集成、远程诊断、实时无线以太网通讯等基础控制要求;④利用电子电力技术,满足多轴复杂运动控制和高精度同步配合等基础控制要求等。

(3)精密电化学技术
精密电化学技术是一门基于金属材料学、高分子化学、分析化学、电工学等多门基础学科的交叉学科技术,是金刚线产品研发创新的核心基础支撑技术之一。公司在精密电化学技术的研究、开发方面,拥有由精细化工、高分子化学、分析化学、金属材料学等专业背景技术人员组建的研发团队。研发团队针对金刚线制造技术持续开展精密电化学基础性研究,并极大地支撑了金刚线细线化研发创新过程中必须要解决处理的以下难点:①金刚线表面金刚石颗粒密度及均匀性的精确控制;②电镀层力学性能的精确控制及优化;③金刚线表面镀层对金刚石颗粒的固结力;④电镀生产效率。

1.3 公司拥有的核心应用技术
公司主要利用上述3项核心支撑技术,并结合部分行业通用技术手段,形成了16项主要的核心应用技术,应用于产品设计和生产制造。

公司的16项核心应用技术是具有明确设计方案、技术图纸、程序、工艺配方等为载体、有一定独特性和先进性的技术,其中部分技术可分类归属于行业通用技术,部分技术为公司独有技术。

公司根据行业特点、自身业务模式,在采用行业主流技术路线的基础上,基于行业技术发展趋势,对自主核心应用技术持续进行创新和积淀,从而使得公司核心应用技术具有一定的独特性和先进性,现具体列示如下:

 
核心应用技术
高精度轴承箱设计制造技术
高稳定性液路技术
高精度切割线管理技术
高精度张力控制技术
高精度夹持进给技术
多主轴动态平衡技术
高精度晶线检测技术
超细金刚线高线速切割工艺 技术
超薄片切割工艺技术
基于大数据的智能切割技术
低张力高效上砂技术
基于机器视觉的钢线质量分 析技术
上砂量模糊控制技术
电镀液高效添加剂技术
金刚石微粉镀覆技术


 
核心应用技术
 
微粉破碎工艺技术
公司核心应用技术可分为设备类产品核心应用技术和耗材类产品核心应用技术,其基本情况如下:
(1)应用于公司切割设备类产品研发、制造的核心应用技术
①高精度轴承箱设计制造技术
以金刚线切片机为例,切片机两根切割主辊带动金刚线网在硅棒表面高速往复磨削,将硅棒切削加工为硅片。两根切割主辊由轴承支撑起来高速旋转,轴承则安装在两根主辊前后四个轴承箱中。切割主辊转动产生的轴向和径向力将导致切片机在微米级切割状态下出现切割精度波动,并进而影响生产效率及硅片质量。轴承箱在上述切割主轴工作过程中起到支撑和保持精度的关键作用,一方面,切割主辊将高速旋转工作时承受的轴向和径向力传递到轴承箱上,由轴承箱的力学结构承载并化解;另一方面,轴承箱精度和刚度保证了金刚线网的运行精度,从而保证了硅片切割质量。公司利用自身积累的高精度轴承箱制造技术自主设计轴承箱结构并生产轴承箱产品,从而保证切片机产品精度达到行业先进水平。同时,公司在行业内创新性地应用油气润滑系统,提升切片机线速,并配备自主研发的迷宫式独立冷却内循环系统,保证轴承箱在高转速工况下产生的热量及时散去,避免高温环境造成内部精密零件损坏,从而保证轴承箱持续高速稳定运行。

目前,公司已将上述技术普遍应用于公司各类切割设备的研发及制造中,该技术已成为公司各类切割设备保持竞争力的核心应用技术之一。

②高稳定性液路技术
在金刚线切片机工作过程中,金刚线切割硅片时会持续产生大量的热量,若大量热聚集则会使高精度轴承箱和硅棒发生热变形,进而降低切片机的工作精度、降低硅片的质量。因此,轴承箱和硅棒所在的切割区域需进行循环冷却,以带走切割硅棒产生的热量,并保证切割区域温度恒定。

公司自主研发的高稳定性液路系统包含切割液冷却系统和内循环冷却系统;其中,切割液冷却系统可以对硅片切割液进行冷却,并维持切割液温度的稳定;内循环冷却系统可以对轴承箱、伺服系统、电机和控制柜进行冷却,保证切片机关键部件的稳定。公司的高稳定性液路技术通过水热交换器、回液温度传感器、PLC 和马达阀等技术手段可实现对切割区域的温度的闭环控制,避免温度波动过大对硅片质量和切片机运行造成不良影响。

目前,上述技术已成为公司金刚线切片机在光伏行业保持竞争力的关键技术之一。

③高精度切割线管理技术
以金刚线切片机为例,切片机工作过程中,金刚线高速从放线辊放出,经过排线轮、张力轮、过线轮和切割轴后,收回缠绕到收线辊上;再反方向由收线辊绕回到放线辊,金刚线高速往复双向运动。原则上切片机工作过程中,收线、放线及排布线须同步且金刚线所受到的张力应保持稳定,然而收、放线辊上绕制的金刚线卷径是随时变化的,必须实时控制收、放线辊的转速以保证高速运动的金刚线的线速度稳定且保持金刚线所受到的张力稳定;同时还需要保证排线装置与收放线辊同步。因此,各轴同步既是关键技术也是难点技术。此外,硅片切割的技术发展趋势之一是“大尺寸、大装载量”,这也就相应需要更长的金刚线网,但金刚线网加长,将增加金刚线工作时的扭转圈数,且同时容易出现金刚线抖动加大的情形,进而增加金刚线断线风险,不利于细线化切割。

公司的“高精度切割线管理技术”运用两侧对称的收、放线金刚线布线方式,金刚线在设备内部穿梭排布,由放线辊经过排线轮、张力轮、过线轮到切割轴上形成切割线网,再经过线轮、张力轮和排线轮回到收线辊上形成一个完整的金刚线缠绕系统,金刚线由左右两侧交替放出、收回,使线网往复运行切割硅棒。通过提高导轮之间的共面度,减小金刚线的扭转;通过调整导轮间的距离,来减小金刚线切割时的抖动。该技术可以使长线网在切割时减少断线风险,从而可以完美配合金刚线切片机的高线速、细线化、大装载量的技术要求。

目前,公司已将上述技术普遍应用于公司各类切割设备及金刚线生产线的研发及制造中,该技术已成为公司各类切割设备及金刚线保持竞争力的核心应用技术之一。

④高精度张力控制技术
以金刚线切片机为例,切片机切割硅棒过程中,金刚线须保持稳定的切割张力,若张力过小,将导致金刚线切割力不足;若张力过大,将导致金刚线断线;若张力控制不稳定,或将导致切出的硅片存在TTV超标、线痕明显、硅片弯曲和翘曲等质量问题,严重时金刚线断线或将导致整根硅棒损坏。因此,精确、灵敏、稳定、无扰动的切割线张力控制技术是金刚线切割技术的关键技术之一。

公司经过多年的自主研发、实践及持续优化,综合采用高精度排线检测及纠偏、最优张力控制算法、循环补偿控制、扰动响应控制等多种检测控制技术及精密机械设计制造技术,实现了对高速运动的金刚线的高精度张力控制。

目前,公司已将上述技术普遍应用于公司各类切割设备及金刚线生产线的研发及制造中,该技术已成为公司各类切割设备保持竞争力及保障金刚线稳定生产的核心应用技术之一。

⑤高精度夹持进给技术
切割设备工作时需要夹持被加工材料与切割刀具持续、稳定、紧密接触,被加工材料进给的稳定性直接影响到切割的质量和效率;因此,夹持进给系统须具有高定位精度、高动态响应、高稳定性等特点。

公司自主研发的前进后退、上升下降夹持进给系统,均经过数学模型分析后选择最适合的控制方案;机械部件充分运用多种分析设计方法,将高精度进给系统中的设计指标分解到具体零件的加工精度,从而保证系统的高精度;控制系统充分运用自动检测控制技术,将位置、速度、角度、尺寸等传感器的信号实时反馈至系统,充分保证执行机构的高响应要求。

目前公司已将上述技术普遍应用于公司各类切割设备的研发及制造中,该技术已成为公司各类切割设备保持竞争力的核心应用技术之一。

⑥多主轴动态平衡控制技术
单晶硅圆棒开方时,金刚线切割线网是由一根金刚线布成的井字形线网,需要运用多主轴动态平衡控制技术来进行布线控制,以保证开方机线网的稳定运行。公司经过多年的自主研发、实践及持续优化,率先将自主研发的多主轴动态平衡控制技术应用于金刚线单晶开方机,使得金刚线单晶开方机主轴轮使用寿命延长、断线率降低、切割成本降低。

目前,上述技术已成为公司金刚线单晶开方机在光伏行业保持持续竞争力的关键技术之一。

⑦高精度晶线检测技术
晶线检测是单晶硅棒开方的重要工序,晶线检测的成功与否,会直接影响切割质量和切割效率。如果晶线检测错误且继续切割动作,会造成硅棒直接报废;如果检测用时过多,会降低切割效率。公司自主研发的高精度晶线检测技术,利用高精度传感器、多层控制算法、闭环自动调整技术,可以保证硅棒误切率趋近于零,大幅度缩短了晶线检测时间。

目前,上述技术已成为公司金刚线单晶开方机在光伏行业保持持续竞争力的关键技术之一。

(2)应用于指导、验证切割技术发展方向及生产的金刚线切割工艺技术 “金刚线切割工艺”是公司实现“为高硬脆材料加工环节提供基于金刚线切割技术的系统切割解决方案”的主要纽带和各产品结合点,公司通过对“金刚线切割工艺”的研究,提出未来切割技术的发展方向,为各相关产品技术指标提供支撑,为客户提供完善的整体解决方案,是公司关键的核心应用技术之一,现阶段已形成3项核心应用技术,具体如下: ⑧超细金刚线高线速切割工艺技术
该技术是通过优化金刚线切割相关工艺参数,力求使用线径更细的金刚线切割,从而降低制造硅片所需的材料用量、提升切片良率、提高切割生产效率、降低固定资产投资成本的切割工艺技术。

研发人员以公司自主研发的“金刚线切片机”为平台,使用公司自主研发的“超细金刚线”切割高硬脆物料,通过调整切割工艺参数,在大量切割测试数据的基础上,形成了可持续优化的超细金刚线高线速切割工艺技术。

目前,公司已将上述技术应用于公司光伏单/多晶硅片、半导体大硅片、蓝宝石晶片等切割场景的研发测试及客户推广中,该技术已成为公司各类切割设备及金刚线保持竞争力的核心应用技术之一。

⑨超薄片切割工艺技术
该技术是通过切割工艺匹配、优化切割设备部套性能,实现高硬脆材料的薄片切割,从而降低成品片所需材料用量、提升成品片柔韧性的切割工艺技术。

以光伏用单晶硅片为例,超薄片技术路线是面向光伏平价上网的主要解决方案之一,针对下一代电池技术具有明显的性价比优势,片厚的下降带来硅片柔性的提高,组件的应用场景也相应提升,高转换效率和低成本的材料有利于客户产品提升竞争力。

目前,公司已将该技术应用于公司光伏单晶硅片、半导体大硅片等切割场景的研发测试及客户推广中,该技术已成为公司各类切割设备及金刚线保持竞争力的核心应用技术之一。

⑩基于大数据的智能切割技术
该技术通过智能切割技术调整逻辑,使得切割设备在一定程度上自动处理切割过程中遇到的异常情况,从而降低断线率、提升生产效率、提高切片良率。

目前,公司已将该技术应用于公司光伏切片机及金刚线产品、半导体大硅片切片机及金刚线产品等切割场景的研发测试及客户推广中,该技术已成为公司各类切割设备及金刚线保持竞争力的核心应用技术之一。

(3)应用于公司切割耗材类产品研发、制造的核心应用技术
?低张力高效上砂技术
公司自主研发的“低张力高效上砂技术”主要是指“分段张力系统”和“单机十二线设计技术(原单机六线设计技术)”。“分段张力系统”是指在金刚线生产线主要工艺段设置驱动电机和张力电机,中间工艺段电机为主轴电机,其他电机为从轴跟随主轴同步,金刚线生产线各工艺段的钢线张力控制是独立的,从而可以实现低张力上砂,减少钢线因大张力磨损而导致的脱砂情况,有利于高质量上砂。公司已通过全新的产线结构设计,将每条金刚线生产线由同时生产6根金刚线提升至同时生产12根金刚线且各金刚线单独进行张力、电流、砂量等生产参数控制。通过上述升级改造,各条产线中同时生产的12根金刚线既可共用电镀液及各种金刚线原材料,又可独立控制各根金刚线的生产,可以极大地提升金刚线的生产效率、降低金刚线生产线的固定资产投资成本。

目前,“低张力高效上砂技术”已成熟应用于公司金刚线生产过程,已成为保障公司金刚线生产高效率、低成本的关键技术之一。

?基于机器视觉的钢线质量分析技术
“基于机器视觉的钢线质量分析技术”是指通过算法、数据、传感器、精密驱控技术使得机器在一定程度上具备模拟人类强大、复杂的视觉感官的能力,结合计算机的快速性、精确性和可重复性,使机器具备在线、快速、精确的工业检测任务。

公司自主研发的“基于机器视觉的钢线质量分析技术”通过高速工业相机在线实时拍摄固结在钢线基体上单位视野内的金刚石微粉颗粒的显微图像,图像信号实时传送给图像处理系统并转换为数字化信号,数字化的图像信号被金刚线生产线检测控制系统实时接收,并实时计算钢线基体上单位视野内的金刚石微粉颗粒数量、分布均匀性的分析数据,从而实现对金刚线上固结的金刚石微粉颗粒数量、分布均匀性的实时在线检测,并将实时在线检测数据与生产工艺设定数据比较,实时调整金刚线生产线的生产工艺参数,进而实现对金刚线上固结的金刚石微粉颗粒数量、分布均匀性的实时控制。

目前,“机器视觉图像识别技术”已成熟应用于公司金刚线生产过程控制,已成为保障公司金刚线质量稳定的关键技术之一。

?上砂量模糊控制技术
“上砂量”(固结在金刚线母线上的单位视野内的金刚石微粉颗粒数量)直接决定金刚线的切割力,是评价金刚线质量的最关键技术指标之一。影响上砂量的主要因素有电镀电流、电镀液pH值、电镀液温度、电镀液中金刚石微粉颗粒浓度、母线运行速度等,影响变量非常之多,且难以精确量化控制参数。

公司自主研发的“模糊控制系统”以公司多年积累的金刚线生产大数据为基础,建立各影响因素与砂量的模糊控制规则,采用模糊推理、模糊判断、数学仿真分析等技术解析控制量,从而实现对上砂量的精确控制,无需人工干预上砂量。(未完)
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