上机数控成立于2002年，2004年进入太阳能光伏设备行业，2014年公司前瞻研发金刚线切片机，是业内最早的光伏硅片设备制造商之一；2018年光伏切片机业务国内市场市占率达 45%，跃居光伏切片机行业龙头，同年 12 月公司在上交所上市。

  2019年投资成立全资子公司弘元新材料（包头）有限公司进军单晶硅材料，2020年 H1 单晶硅业务收入占比达 85%，成为公司的主要收入来源。

  2021年，公司开始布局上游原材料以及下游 N 型电池，以实现全产业链覆盖一体化。

  控股股东为杨建良，持有公司股份36.58%，担任公司董事长；第二大股东为杭虹，持有公司股份15.98%。杨建良、杭虹（配偶）、杨昊（儿子）、李晓东（姐姐配偶）、董锡兴（妹妹配偶）合计持有公司56.81%的股权，杨氏家族对公司掌握相当的控制权。

  收入增速高企，硅片业务成为公司营收增长核心驱动力。自 2019 年以来，单晶硅收入占比逐年提高，到2021年已达到 98.81%，成为主要的营收来源。单晶硅收入规模的扩张及营收占比的增加推动公司营业收入同比增速保持高位。除 2019 年补贴退坡给光伏行业造成较大冲击，2020H1 以来营收同比增速均维持在 200%以上，2022H1 收入同比增速达到 219.35%。

  自 2019 年以来公司毛利率及净利率呈现下滑趋势，分别从2019H1的47.74%及32.61%下滑至2022H1的20.19%及13.76%，主要是由于利润率水平较低的单体硅规模占比逐年提高，拉低了企业的整体利润。

  随着公司规模慢慢地提高，规模效应将逐步显现，叠加切片产能增加、自给率提升，未来单晶 硅成本有望降低，公司利润率有望扭转下滑趋势。

  公司的销售、管理及财务费用率均呈现下降趋势，到 2022H1 分别为 0.09%、1.23%及 0.43%，还在于公司布局单晶硅业务，使得收入增速快于费用增速，因此导致费用率下滑。

  公司的研发投入自 2019 年起大幅度上升，2022H1 公司研发费用率高于隆基股份、中环股份、京运通等同行业公司，这有利于消除其与行业有突出贡献的公司间的技术积累差距。

  随着各国对环境保护的日益重视以及光伏发电成本的不断下降，成为全世界大部分国家和地区最便宜的能源形式。

  2021年“1+N”政策体系正式建立，明确 2030 碳达峰 2060 碳中和的核心路径，辅以风光大基地、能耗双控等多重配套政策，共同推进国内光伏装机增长。

  2022年新核准项目的上网电价直接对标标杆燃煤电价，我们预计 2022 年国内装机需求达 85-95GW，同比增长 55%+，其中分布式光伏经济性凸显，户用收益率高企，新型商业模式打开分布式长期市场空间，我们预计国内 2022 年分布式市场需求达 50GW 左右。

  海外电价上涨，光伏经济性进一步凸显，我们预计2022年海外需求 150-160GW，同比增长 30%+，全球需求 240-250GW，同增 37%+。

  2022年俄乌冲突下，传统能源价格攀升，海外的高电价刺激碳中和加速，欧盟委员会宣布 2030年可再次生产的能源总目标从 40%提高到 45%；美国免除东南亚 4 国光伏进口关税 2 年，出台政策支持发展，美国需求快速修复。

  我们预计2022年海外装机150-160GW，同增30%+，全球装机240-250GW，同增50%+。2023年紧缺的硅料供给进一步释放，我们预计2023年全球装机350GW+，同增40%+。光伏将从辅助能源慢慢成长为主力能源，带来行业广阔增量空间。

  由于光伏资源禀赋优异、光伏全球平价到来，成本仍在迅速下降，且匹配储能发展，光伏将从辅助能源成长为主力能源，带来行业广阔增量空间。

  全球范围来看，我们预计 2025 年光伏新增装机达 539GW，2030 年光伏新增装机达 1432GW。

  大尺寸光伏产品可有效提升单位时间产出量，优化组件设计以提升功率，减少系统成本，是光伏行业发展的必然趋势。

  2021年以来，在产业链价格高企和光伏平价的首尾推动下，市场对高效大尺寸组件的需求越来越大。

  2022H1，在对降本增效需求更高的地面电站招标项目中，大尺寸占比达 94%（仅考虑披露尺寸信息），同增约 22pct。

  大尺寸趋势下，硅片龙头率先调整产能出货，目前新增产能均兼容 182 与 210，我们预计龙头厂商 2022、2023 年底硅片大尺寸产能 471GW、562GW。

  技术成本双重占优，新增产能具有后发优势。硅片新增产能可兼容 182 与 210，同时能降低上游、中游单瓦组件所需要摊销的人力、折旧、管理成本，降低下游系统 BOS 成本。原有玩家面临落后产能淘汰，新进入者后发优势明显。

  目前全球主流的 P 型单晶 PERC 电池技术量产效率已超 23%，接近其技术极限。

  N 型电池在转换效率方面存在一定的优势，2021 年 N 型 TOPCon 电池平均转换效率达到 24.0%，HJT 电池平均转换效率达到 24.2%，目前多家企业已在生产技术上先后取得突破，N 型技术现处于大规模量产导入期， N 型硅片需求加速提升。

  N 型硅片虽技术上倾向于半导体，但对于专业化硅片厂商壁垒不高，目前多数硅片企业均已具备 N 型生产能力。

  随着不同 N 型技术的多样化发展，硅片的竞争核心将转向按照每个客户定制差异化产品设计，以适配不一样的尺寸厚度，不同电池工艺的产品。

  目前 N 型组件溢价超过 0.1 元/W,下游客户接受能力较强，未来伴随技术水平进步，N 型电池转化效率及良率将不断的提高并占取更高的市场份额。

  减小硅片厚度可提高每公斤单晶出片率，P 型硅片 2021 年底厚度已降至 165μm，2022 年已达到 155~160μm。

  当前，中环已公布 130μm 和 150μmN 型硅片报价，随着 N 型渗透率提升，硅片薄片化进程加快。

  薄片化对硅片厂商在切割环节提出更高要求，推动厂商在制作的完整过程中增加金刚线用量并适用线径更细的金刚线以减少切割加工时对硅片表面损伤，提升硅片良率。

  上机数控切片机制造起家，具备丰富的经验积累及技术储备，在薄片化进程中有着非常明显优势。

  2010年开始以保利协鑫为代表的多晶硅龙头逐步往下游延伸涉足硅片制造领域。

  2017年底开始单晶渗透率快速提升，以单晶龙头隆基为代表的专业化厂商持续加码产能布局，同时一体化组件企业晶澳、晶科等也纷纷开始扩大硅片产能以加速行业降本。

  2022年硅片供需紧俏强于预期，同时硅片格局优秀，议价能力强，自年初起跟涨硅料价格传导顺利，盈利能力超预期。超额利润吸引各类玩家积极布局硅片行业，扩大产能以占取市场份额。

  我们预计 2022 年主要厂商硅片产能将达到 520.5GW，2023 年将达到 638GW，新玩家涌入导致硅片行业竞争格局进一步恶化。

  随着单晶拉晶技术逐渐成熟，晶科能源、晶澳科技等一体化组件厂开始向上游扩产，后起之秀上机数控、双良节能、京运通等也进入行业，隆基绿能和 TCL 中环双寡头市占率从 2020 年的 69%下降至 2021 年的 66.6%，我们预计 2022 将进一步下降到 60%。

  伴随 2021-2022 年新增产能集中释放，硅片竞争趋于激烈，后续非硅成本成为竞争核心。上机数控作为新生代的硅片供应商，扩产加速追赶龙头厂商。

  需求端，2022 年 1-8 月国内光伏新增装机 44.47GW，同增 101.68%，下游硅片利润率可观、开工率意愿较强对硅料需求形成支撑。供给端，上游硅料扩产周期较长，下游需求旺盛叠加供给刚性支撑硅料价格上涨。

  2022年硅料供应能力较前一年显著改善，但出于头部厂家突发事故、中国北方高温等原因，虽有新产能从 7 月开始陆续投产，但仍无法改变供应偏紧的局面；8 月底由于四川高温限电、检修季等原因产出受限，供需缺口仍然存在。

  国内厂商自 2021 年开始积极扩建产能，我们预计 2022Q4 产能将逐步释放，硅料价格持续上涨有望得到缓解。

  硅片价格波动取决于硅料及非硅成本两方面，2022 年硅料及石英坩埚供给偏紧导致硅片有效供应受限，供需紧俏拉动硅片价格持续上涨。同时硅片行业竞争格局优秀，双寡头占比超 60%，议价能力强，价格传导顺利。

  伴随硅料产能逐步释放，同时新玩家涌入使得行业格局趋于分散，硅片厂商盈利能力或将小幅下降，我们预计 2023/2024 年单瓦净利将小幅下滑至 0.060/0.042 元/W。

  石英砂价格持续攀升，考虑掺用后对产能瓶颈影响有限，扩大龙头非硅成本优势。

  高纯石英砂是生产光伏硅片所使用石英坩埚的主要原材料，同时石英管棒、石英舟等石英器件也用于电池片制造。

  近年来，伴随着硅片供给增加产能释放，以及 TOPCon 技术的推进，对高纯石英砂的需求迅速提升，拉动石英砂价格持续攀升。

  但石英砂价格攀升对头部硅片企业影响不大，一方面，头部企业当前坩埚库存充足，且可采用混砂等方式应对缺口；另一方面，石英坩埚在硅片生产总成本占比约为 0.9%，在非硅成本中的占比约为 5.4%，价格持续上涨对总成本的影响程度较低。

  在 2023 年硅料供给逐渐充足后，石英砂（考虑国产掺用）对硅片产出影响有限，或影响硅片厂非硅成本。硅片龙头高纯石英砂保供能力强，进一步加大非硅成本优势。

  公司于 2019 年 5 月成立了全资子公司弘元新材料（包头）有限公司，扩产 5GW 光伏单晶硅片，自此进军单晶硅市场，生产全尺寸硅片满足多种客户的需求。

  公司目前生产单晶硅产品最重要的包含单晶硅棒和单晶方棒，以及 158.75nm、166nm、182nm 及 210nm 的单晶硅片。

  2020 年单晶硅业务收入同比增长 983.33%，同年单晶硅收入占比达 91.21%，单晶硅成为公司的收入支柱，单晶硅快速地增长拉动公司整体营收快速扩张。

  公司于 2019 年 5 月成立了全资子公司弘元新材料（包头）有限公司，扩产 5GW 光伏单晶硅片，公司产能逐年扩张。

  自 2021 年，公司开始布局硅片自切，截止 2022H1,企业具有 30GW 拉棒产能和 20GW 切片产能，到 2022 年底将扩张到 50GW 拉棒产能及 40GW 切片产能,4 年扩张近 10 倍。

  我们预计公司在 2023 年拉棒及切片产能将达到各 70GW。出货量方面，公司 2022H1 单晶硅出货达到 15GW，我们预计 2022 年出货量 35GW,2023 年实现 40GW。

  2020年公司光伏单晶硅生产业务毛利率为 26.04%，毛利率在外销硅片厂商中仅次于龙头隆基，处于行业领先水平。

  2021年硅料价格持续上涨但盈利坚挺，2022H1 大尺寸出货增加叠加自切比例提高，毛利恢复至 20.19%，与龙头差距进一步缩小。

  未来随公司光伏单晶硅生产业务规模逐步扩大，生产的基本工艺进一步成熟，叠加 210 硅片供给比例增加产品结构优化，公司盈利水平将进一步提高。

  从成本构成来看，硅片成本大致上可以分为几大部分，分别是硅料、长晶、开方、切片，公司原有主业即为切片、开方等领域，对设备 Know-how 了解深入，具备天然优势。同时公司选址内蒙古，电价优势明显。

  硅片业务拉晶、切片环节电耗占比较高，弘元新材选址在内蒙古包头市，与政府协议电价低至 0.26 元/度，处于国内低水平。公司低电价区域布局，可大幅度降低硅片生产成本。

  硅片行业存在后发优势，全新设备在整体效率上略高。公司 2004 年起开始深耕硅片行业，在采购单晶炉时定制软件控制管理系统，运用深耕切片机行业的技术积累，设备使用效率优于友商，目前业内单晶硅企业中只有隆基和上机具有该项技术。

  新设备可兼容更大热场、具备更大的投料量能力，在晶体生产所带来的成本及产能提升方面具备更高优势，同时新上的部分设备具备兼容 210 大尺寸硅片的生产能力；在装备层面，公司具备更强优势，目前，公司 50GW 硅片产能可以兼容所有尺寸生产。

  弘元新材通过不断开发新型工艺、优化原辅料常规使用的寿命等方式使得生产效率稳步提升；通过氩气排杂、热场结构优化等方式降低氧含量；强调成本管控，通过调整用料方案、优化使用工艺等方式提高炉子单日生产水平以降低非硅成本。

  公司目前非硅成本 0.1 元/W，计划每年下调 10%，在 2022Q4 硅料价格企稳回落的预期下，非硅成本成为各个企业硅片业务盈利改善的核心竞争力。

  公司进入硅片行业时行业正值尺寸切换风口，为防止新投产切片产能迅速变为落后产能，公司选择业内多余多晶切片产能进行代工，虽让渡利润但有利长远发展。目前公司硅片自切占比已经从 2022 Q1 的 20%提升至 50%，我们预计 Q3 将进一步提升至 70%，自切比代工成本减少 0.2 元/瓦，随着自切比例慢慢地提高，毛利有望改善 4%。

  薄片化有利于降低硅耗和硅片成本并提高硅片柔性。每当硅料价格上升 10 元/kg，硅片成本将上涨 0.18 元/片，减薄 18μm 的厚度可抵消硅片成本的上升，保持硅片价格不变。公司去年减薄速度较快，从 Q1 的 180um 下降至 Q4 的 165um，平均每季度下降 5 微米，2022 Q1 硅片厚度全部实现 160um，降低了硅片制造成本，未来的减薄速度取决于下游客户需求。

  硅料采购长单超 528 亿元，确保上游原材料供应。2020-2022 年公司 7 次签订硅料长单采购合同，保障硅料供应。公司采购长单合计超 528 亿元，共 33.98 万吨。2022 年大部分硅料供应已得到保障。同时，公司向产业链上游布局，与保利协鑫合资建设 30 万吨颗粒硅项目，总投资 180 亿元，公司参股 35%，颗粒硅项目有望进一步保障硅料供应。

  公司目前与多家大客户签订硅片长单协议，且客户均为全球知名一线大厂，如拥有电池、组件产线组件龙头天合、阿特斯、东方日升、正泰；全球 TOP1 电池供应商通威股份，客户质量高，长期订单有保障。

  公司在 2020 年-2025 年合计订单金额高达 473 亿元，出于供应链安全及竞争角度考虑，非一体化组件龙头倾向与公司签订长单，公司行业二供地位坐实。同时，大厂愿意与公司签订长单，也侧面印证公司硅片质量过硬。

  2021 年 2 月，公司公告与协鑫合资建设颗粒硅项目，向上游供应布局。

  2021 年 10 月，公司增资 10.2 亿元共同投资年产 10 万吨颗粒硅+15 万吨高纯纳米硅项目，增资完成后，公司持有内蒙古鑫元 32%股份，投产后公司将获得不低于 70%比例的颗粒硅（对应 7 万吨），对应 25GW 硅片供应。

  2022 年 2 月，公司公告将投资于年产 15 万吨高纯工业硅+10 万吨高纯晶硅，项目分两期进行，第一期设计产能为 8 万吨高纯工业硅项目、5 万吨高纯晶硅项目。我们预计项目总投资为人民币 118 亿元，第一期项目投资为人民币 60 亿元；预计 2023 年硅料权益出货 6 万吨，其中自建产能 4 万吨，与协鑫合资建设权益出货 2 万吨。

  短期看，硅料供应紧张较难快速缓解，“拥硅为王”现象依然存在。公司上游布局颗粒硅及高纯度硅项目，可有效保障硅料供应满足下游长单，且兼具原料成本优势。

  长期看，公司布局上游硅料业务有利于实现原材料自给自足，同时提高议价能力，获得成本优势，并解决依靠硅片单一环节盈利波动风险，提升公司盈利能力。

  其投资强度相较改良西门子法下降 30%、生产电耗降低约 70%、项目人员需求降低 30%、水耗下降 30%、氢耗下降 42%。

  估算颗粒硅生产所带来的成本可降至 28 元 /公斤（1.2 万/吨工业硅价格，包头和乐山电价），对比棒状硅降低 20%以上。

  中长期看，颗粒硅（坩埚填的更满、单产提升）+CCZ（连续直拉单晶），有望进一步降本升效，在硅料、硅片两大环节有望综合降本 20%-30%。

  N 型电池的转换效率更加高，N 型 TOPCon 电池和 HJT 电池平均转换效率分别已达到 24.0%和 24.2%，未来随着 N 型电池产业化速度加快，技术不断迭代升级，非硅成本及良率将进一步改善，N 型电池将会是电池技术的主要发展趋势之一。

  2022 年 8 月，公司公告将于徐州经济技术开发区投资 150 亿元，建设年产 25GW 单晶硅切片及年产 24GW 的 N 型高效晶硅电池生产项目。我们预计 TOPCon 电池将在 2023 年 Q2 投产，预计 2023 年销售 8GW。

  公司将利用在 N 型硅片的技术积累，拓展建设 N 型 TOPCon 电池产能，以发挥上下游联动 优势，完善光伏产业链。

  硅片业务：基于公司扩产节奏和出货目标，我们预计 2022 年公司拉棒和切片的产能分别为 50GW/40GW,2023 年分别为 70GW/70GW。

  行业产能扩张，新玩家增多，叠加硅料供给逐渐充足，预计价格逐渐下降；行业格局恶化，毛利率下降。

  光伏设备业务：公司光伏设备逐步转为自用，假设公司光伏设备业务收入保持不变，我们预计 2022-2024 营收分别为 1.00/1.20/1.50 亿元，毛利率分别是 28%/40%/40%。

  考虑到硅片为公司的主要收入来源，我们根据硅片产能对应市场占有率分别给予可比公司隆基绿能、TCL 中环、京运通、双良节能各 20%、20%、15%、15%权重；同时公司逐步发力硅料业务，2023 年开始将为公司贡献可观利润，我们分别给予硅料龙头公司通威股份、大全能源各 15%、15%的权重。

  考虑光伏行业景气延续，硅料业务利润逐步释放，基于最新股价及盈利预测，我们预计隆基绿能、通威股份、大全能源 2023 年估值分别为 19xPE、11xPE、7xPE，并用 TCL 中环、京运通、双良节能的 Wind 一致预期 PE 测算上机数控估值水平。

  如下图所示，可比公司的 2023 年动态 PE 加权均值为 14 倍。基于公司转型硅片顺利，盈利能力优异，同时打造上下游一体化布局，我们给予公司 2023 年 12xPE，对应目标价 192 元。

  1) 竞争加剧。光伏组件、硅片行业竞争者较多，产能扩张旺盛，若竞争进一步加剧，将对公司的盈利能力产生影响。

  2) 硅料价格超预期下跌。硅料价格高位震荡推动企业大规模扩产，随着未来产能释放，供给过剩或导致硅料价格下跌。

  3) 海外拓展没有到达预期。欧美贸易政策变化将影响中国光伏企业下游需求，进而影响企业业绩及市场预期。