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摘要：  生產(chǎn)光伏組件包括四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：多晶硅生產(chǎn)、鑄錠切片、電池生產(chǎn)和組件生產(chǎn)。本文的重點(diǎn)在于鑄錠切片環(huán)節(jié)，現(xiàn)在大多數(shù)主流制造商仍在使用砂漿硅片切割，但我們預(yù)計(jì)此技術(shù)將逐步被金剛線(xiàn)切割技術(shù)取代。

關(guān)鍵字：  鑄錠切片，砂漿硅片切割，金剛線(xiàn)切割，多晶硅

生產(chǎn)光伏組件包括四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：多晶硅生產(chǎn)、鑄錠切片、電池生產(chǎn)和組件生產(chǎn)。本文的重點(diǎn)在于鑄錠切片環(huán)節(jié)，現(xiàn)在大多數(shù)主流制造商仍在使用砂漿硅片切割，但我們預(yù)計(jì)此技術(shù)將逐步被金剛線(xiàn)切割技術(shù)取代。

首先，生產(chǎn)光伏產(chǎn)業(yè)中鑄錠(包括方錠和圓棒)需要的原生多晶硅。鑄錠包括三種關(guān)鍵工藝，而每種工藝所鑄得的錠都有著不同的品質(zhì)。單晶硅是三種中最純凈的，成本較高但制成電池后效率也較高。多晶硅則相對(duì)雜質(zhì)較多，成本不高，效率也一般。還有一種叫作“類(lèi)單晶”的新型硅，其性質(zhì)介乎單晶硅和多晶硅之間，但尚未推廣。

切片環(huán)節(jié)主要是將多晶硅錠切成薄片。切片是通過(guò)將涂有碳化硅和油漿的細(xì)鋼絲(SW)穿過(guò)硅錠完成的。用金剛線(xiàn)(DW)切錠與之類(lèi)似，但這種情況是通過(guò)電鍍技術(shù)將金剛砂附著在切割線(xiàn)上。

近幾年來(lái)，金剛線(xiàn)有望取代鋼絲和砂漿切片已被廣泛討論，但卻幾乎沒(méi)什么實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。2012年9月，筆者參加了EUPVSEC大會(huì)，以期找到該技術(shù)被延遲的原因、市場(chǎng)是否會(huì)轉(zhuǎn)而青睞金剛線(xiàn)、這種轉(zhuǎn)變何時(shí)發(fā)生、達(dá)到何種程度。

事實(shí)上，目前所有的硅片都是通過(guò)鋼絲工藝切割的。在過(guò)去的十幾年內(nèi)，這種工藝幾乎未發(fā)生變化，降低成本、提高生產(chǎn)效率的機(jī)會(huì)似乎也微乎其微。在過(guò)去的三到五年，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)張以及成本增長(zhǎng)的壓力，業(yè)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始尋求切片工具的替代品。

相比鋼絲技術(shù)，鍍金剛砂的金剛線(xiàn)有三處關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：其切割速度可以快2—3倍，提升了機(jī)器生產(chǎn)率超過(guò)1.5倍;不使用昂貴且難以處理的砂漿;單片耗材遠(yuǎn)遠(yuǎn)降低。(詳見(jiàn)表1)

缺乏經(jīng)濟(jì)性

本文所闡述的結(jié)論是基于與50多位市場(chǎng)參與者的會(huì)談后產(chǎn)生的，他們包括世界最大的硅片制造商、設(shè)備商、金剛線(xiàn)和鋼絲生產(chǎn)商以及業(yè)內(nèi)專(zhuān)家、分析師等。討論表明，事實(shí)上，所有大型的硅片制造商都在以不同產(chǎn)能試用金剛線(xiàn)技術(shù)，但除了在日本，幾乎沒(méi)有廠(chǎng)家進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)行。這是為何?

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有兩點(diǎn)關(guān)鍵因素。其一，直到近期，金剛線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)性才展現(xiàn)出來(lái)。雖然金剛線(xiàn)更耐用，提高了生產(chǎn)效率并且無(wú)需砂漿，但是其單位價(jià)格過(guò)高。這種差異在12至18個(gè)月前表現(xiàn)的尤為明顯：金剛線(xiàn)的價(jià)格超過(guò)了$250—$300km，相比之下，鋼絲的價(jià)格僅約$1.28/km。

目前，二者的成本差略有縮小。因?yàn)樵诜枪杓庸こ杀局?，金剛線(xiàn)所占比重(大于80%)遠(yuǎn)高于鋼絲(30%)，所以金剛線(xiàn)價(jià)格的下跌對(duì)總成本的影響更勝于鋼絲。

雖然對(duì)于這種在某條單一生產(chǎn)線(xiàn)上的改變很難做出以偏概全的描述，但是我們一般認(rèn)為：與鋼絲相比，現(xiàn)在改用金剛線(xiàn)可以減少成本約$0.10/片(假設(shè)生產(chǎn)線(xiàn)是為金剛線(xiàn)特別設(shè)計(jì)的)。

這將是一個(gè)很大的絕對(duì)值。比如，對(duì)于晶澳來(lái)說(shuō)，其硅片年產(chǎn)能大約為2.4GW，技改后的潛在利潤(rùn)可高達(dá)每年6500萬(wàn)美元。但是，我們?cè)诤笪囊矊⑻接?，現(xiàn)時(shí)的情況是晶澳僅會(huì)改造其單晶和類(lèi)單晶產(chǎn)能。

另外，目前市場(chǎng)缺乏所需資本開(kāi)支的欲望和產(chǎn)能。改用金剛線(xiàn)需要重大翻新，換言之，大部分情況下需要更換切片機(jī)。對(duì)于每臺(tái)100萬(wàn)美元的機(jī)器，這將是一大筆支出。同時(shí)還需要更換清洗和刻蝕設(shè)備，這對(duì)于電池制造商又是一筆現(xiàn)金支出——對(duì)于不同公司也各不相同。

商業(yè)現(xiàn)實(shí)是，即使市場(chǎng)上存在現(xiàn)金流，任何需要如此大額資本支出的技改都會(huì)面對(duì)一些滯后，畢竟制造商都都在觀(guān)望以證明該工藝和產(chǎn)品。

供應(yīng)商風(fēng)險(xiǎn)

另一點(diǎn)限制更換金剛線(xiàn)的關(guān)鍵因素是：期限。金剛線(xiàn)是否是高效的切錠工具尚未得到證明。它在切片過(guò)程和下機(jī)時(shí)會(huì)導(dǎo)致一定程度上的斷線(xiàn)，這就大大抵消了其生產(chǎn)效率和成本優(yōu)勢(shì)。

然而，金剛線(xiàn)已經(jīng)被證明切割單晶效率較高——日本就是明證——現(xiàn)在也被廣泛地期許其在類(lèi)單晶上的表現(xiàn)。所以，我們將這兩種硅列表如圖3所示。

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這使得市場(chǎng)上不同的硅成為了接受金剛線(xiàn)的重要驅(qū)動(dòng)力量，但是預(yù)測(cè)市場(chǎng)會(huì)青睞哪種硅充其量是粗略的估算。我們認(rèn)同市場(chǎng)會(huì)傾向于單晶和類(lèi)單晶硅片的觀(guān)點(diǎn)，相比目前這兩者40%的市場(chǎng)份額，估計(jì)到2017年或2018年左右，將會(huì)漲到約60%。

另一個(gè)硅片制造商經(jīng)常提到的問(wèn)題是，如果業(yè)內(nèi)針對(duì)金剛線(xiàn)進(jìn)行技改，那金剛線(xiàn)廠(chǎng)商是否能滿(mǎn)足需求。大致來(lái)說(shuō)，這并不算是問(wèn)題。雖然，Asahi是目前唯一能提供商業(yè)數(shù)量高品質(zhì)線(xiàn)的廠(chǎng)家(我們假設(shè)其市場(chǎng)份額大于60%)，但傳聞其仍有大量的閑置產(chǎn)能。

此外，也有其他的日本廠(chǎng)商生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品可以擴(kuò)充產(chǎn)能，包括JFS、Noritake、Read和A.L.M.T。到2014年，市場(chǎng)將更具競(jìng)爭(zhēng)性。瑞士MeyerBurger有著明確的路線(xiàn)圖，不考慮其產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，它將會(huì)是這個(gè)市場(chǎng)上的主要參與者。

其他歐洲廠(chǎng)商，包括Bekaert、SaintGobain、Schmid和Log-o-Matic，都是潛在的入行商，以及中國(guó)大陸和臺(tái)灣廠(chǎng)商DIAT和MDWEC也都蠢蠢欲動(dòng)。

隨著資本回流到市場(chǎng)，采用金剛線(xiàn)會(huì)在2014年左右真正開(kāi)始。我們預(yù)測(cè)，到2020年將有69%的硅片是采用金剛線(xiàn)切成的，每年使用金剛線(xiàn)達(dá)2500—3400萬(wàn)千米。

正如前述，金剛線(xiàn)目前還是新興市場(chǎng)。我們預(yù)測(cè)其市場(chǎng)份額不超過(guò)5%，而且到2014年前不會(huì)發(fā)生太大變化。屆時(shí)，資本性支出預(yù)算會(huì)返回目前的混亂市場(chǎng)，金剛現(xiàn)市場(chǎng)也會(huì)迅速扭轉(zhuǎn)。

我們預(yù)測(cè)金剛線(xiàn)市場(chǎng)到2014年、2017年和2020年的市場(chǎng)份額將分別達(dá)到11%、43%和69%。大部分的扭轉(zhuǎn)會(huì)發(fā)生在單晶和類(lèi)單晶市場(chǎng)，到2020年，將幾乎全部使用金剛線(xiàn)。相比之下，我們預(yù)測(cè)金剛線(xiàn)將會(huì)占據(jù)不到30%的多晶硅市場(chǎng)。

在總體成交期，在更換金剛線(xiàn)和潛在光伏市場(chǎng)增加的雙重驅(qū)動(dòng)下，會(huì)導(dǎo)致金剛線(xiàn)使用量的顯著增長(zhǎng)。

有預(yù)測(cè)認(rèn)為，全球光伏市場(chǎng)2011年對(duì)金剛線(xiàn)的需求量約30萬(wàn)千米(主要是日本市場(chǎng))，2014年達(dá)到270萬(wàn)千米，2017年約1100萬(wàn)至1400萬(wàn)千米，到2020年將達(dá)到3400萬(wàn)千米。