新能源之光伏行業(yè)跟蹤報(bào)告：硅片切割生變革，金剛線需求大爆發(fā)
金剛線切割技術(shù)優(yōu)勢(shì)巨大，替代傳統(tǒng)砂漿線。金剛線主要應(yīng)用于晶體硅和藍(lán)寶石等硬脆材料的切割，相較傳統(tǒng)的砂漿鋼線切割具有效率高（4-5倍切割速度）、損耗少出片率高（多出15-20%硅片）、環(huán)境污染小（無(wú)有機(jī)液）、產(chǎn)品質(zhì)量高的優(yōu)勢(shì)。金剛線中電鍍金剛線又以單片耗線量低、線徑規(guī)格小、切割效率高的突出優(yōu)點(diǎn)受到市場(chǎng)廣泛青睞，優(yōu)于樹(shù)脂金剛石線
應(yīng)用于單晶硅：競(jìng)爭(zhēng)力及市場(chǎng)份額提升
金剛線改革硅片切割,單晶率先實(shí)現(xiàn)降本增效
金剛石切割線應(yīng)用發(fā)展歷程。金剛石線技術(shù)早在2007年已經(jīng)被研發(fā)成功，日本的旭金剛石等企業(yè)于2007年推出了成熟的金剛石線產(chǎn)品。早期，金剛石線先規(guī)模應(yīng)用于藍(lán)寶石切割。2009年前后，金剛線切割硅片技術(shù)的研究率先在日本取得應(yīng)用，2011年國(guó)內(nèi)部分企業(yè)開(kāi)始進(jìn)行金剛線切割單晶硅片的驗(yàn)證及生產(chǎn)。2015年應(yīng)用于單晶硅。2016年開(kāi)始應(yīng)用于多晶硅，并有望在2017年全部替代，快速拉升金剛石切割線的需求，出現(xiàn)產(chǎn)能缺口。預(yù)計(jì)2018年產(chǎn)能缺口回補(bǔ)，龍頭企業(yè)業(yè)績(jī)放量。
單晶硅技術(shù)難度低，率先實(shí)現(xiàn)配套工藝的解決，從而早于多晶硅完成金剛線替代。相比于多晶硅，單晶硅硅棒質(zhì)地更均勻，其材料的物理特性更有利于切割薄硅片，美國(guó)的 MEMC，中國(guó)大陸的中環(huán)、隆基，中國(guó)臺(tái)灣的友達(dá)等，在僅 2-3 年內(nèi)先后在金剛石線規(guī)模應(yīng)用于單晶硅的切割取得成功，并從根本上解決了從制絨到電池片再到模組等所有配套工藝問(wèn)題，徹底替代了運(yùn)行十幾年的砂漿工藝。而多晶硅在應(yīng)用金剛線切割技術(shù)上由于雜質(zhì)異相顆粒而面臨斷線問(wèn)題，且后續(xù)電池制作的配套工藝遇到了困難，因此未能在早期推廣金剛石線切割。
自2015年起，金剛石線在單晶硅切片領(lǐng)域迅速替代傳統(tǒng)切割方式成為主流切割工具，全球單晶硅片金剛石線切割比例在2016年達(dá)到70%，預(yù)計(jì)2017年往后，全球單晶硅片金剛石切割比例將接近90%。
而在國(guó)內(nèi)，2016年金剛石線在單晶硅切片領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)全滲透，2017年起預(yù)計(jì)單晶金剛線使用比例達(dá)到100%。
使用金剛石線后，單晶硅片成本大幅下降，單晶組件成本也隨之下降。金剛線切割單晶硅片帶來(lái)的成本優(yōu)勢(shì)主要緣于：?jiǎn)挝划a(chǎn)能耗硅量減少、產(chǎn)能提升導(dǎo)致單位硅片成本下降、切割成本下降三大方面。具體來(lái)看，金剛線切割單晶硅片的成本優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為切縫損失小、硅料利用率高，單公斤出片數(shù)提高至59片以上，比砂漿切割每公斤多出約10片；單片金剛線消耗低于砂漿消耗成本及產(chǎn)能高能夠降低折舊費(fèi)用；極大降低了生產(chǎn)廢料的產(chǎn)量和處理費(fèi)用；提升了機(jī)器生產(chǎn)率超過(guò)1.5倍。整體上，金剛線切割成本較傳統(tǒng)砂漿切片可降低約20%，按照當(dāng)前的硅料及硅片價(jià)格，金剛線切割單晶較砂漿加工單片成本約降低0.6-0.8元，單晶與多晶硅價(jià)差一度下降至0.6元左右的性?xún)r(jià)比“閾值”。
憑借金剛石線切割帶來(lái)的巨大成本優(yōu)勢(shì)，加上一期“領(lǐng)跑者”計(jì)劃過(guò)于強(qiáng)調(diào)高效率而不區(qū)分技術(shù)路線，單晶硅實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)份額從2015年的18%提升至2017年的30%。單晶硅電池片由于自身材料物理特性，在發(fā)電效率絕對(duì)值上高于多晶硅電池片，但單晶硅電池片生產(chǎn)成本一直居高不下，綜合度電成本上性?xún)r(jià)比不如多晶硅電池片，因此多晶產(chǎn)品一直占據(jù)晶體硅市場(chǎng)主流，近十年來(lái)多晶硅于晶體硅市場(chǎng)份額始終高于60%。自2015年開(kāi)始，為加快光伏平價(jià)上網(wǎng)速度，中國(guó)計(jì)劃每年實(shí)行光伏“領(lǐng)跑者”計(jì)劃，即通過(guò)制定激勵(lì)政策，鼓勵(lì)同類(lèi)可比范圍內(nèi)能源利用效率最高的光伏產(chǎn)品、企業(yè)或單位的技術(shù)研發(fā)、宣傳和推廣。按“領(lǐng)跑者”計(jì)劃規(guī)定，進(jìn)入的多晶硅電池組件和單晶硅電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率必須分別達(dá)到16.5%和17%以上。而單晶硅由于自身特性光電轉(zhuǎn)換效率較高，龍頭單晶硅企業(yè)的大部分產(chǎn)能均可達(dá)到“領(lǐng)跑者”計(jì)劃的標(biāo)準(zhǔn)，從而獲得了政策上的扶持。與此同時(shí)，金剛石線切割技術(shù)在2015至2016年的全面鋪開(kāi)，使得單晶硅生產(chǎn)成本下降了20%-30%，加上單晶領(lǐng)域出現(xiàn)了如拉晶技術(shù)的一些有利突破，單晶硅的性?xún)r(jià)比大幅提升，行情轉(zhuǎn)好，連續(xù)兩年實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)份額的躍升。
近兩年來(lái)，借助金剛線切割技術(shù)，單晶硅得以率先降本增效，縮小與多晶硅的價(jià)格差，提升自身產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。單晶硅的市場(chǎng)行情也反映在了龍頭公司的股價(jià)走勢(shì)之上，晶科能源作為單晶硅龍頭之一從2017年初的13美元/股漲到最高29美元/股，股價(jià)上漲一方面是因?yàn)槭袌?chǎng)需求確實(shí)很好帶動(dòng)業(yè)績(jī)上漲，另一方面也是市場(chǎng)對(duì)于單晶硅替代多晶硅出現(xiàn)了錯(cuò)誤預(yù)期。近日的回調(diào)顯示市場(chǎng)開(kāi)始扭轉(zhuǎn)這種誤判，由于多晶硅可以同樣使用金剛線切割技術(shù)，2017年這一技術(shù)成熟并得以推廣，預(yù)計(jì)之后的市場(chǎng)格局以及二者的市場(chǎng)占有率會(huì)向著有利于多晶硅產(chǎn)品方向發(fā)展，對(duì)于多晶硅電池切片組件企業(yè)來(lái)說(shuō)帶來(lái)新的機(jī)會(huì)。
應(yīng)用于多晶硅：配套工藝獲突破，金剛線大放量
多項(xiàng)技術(shù)取得突破 掃平金剛線切割多晶的最后障礙
目前，我國(guó)多晶硅硅錠的主流切割方式依然是砂漿鋼線切割技術(shù)。在金剛線應(yīng)用于單晶硅切割后，多晶領(lǐng)域金剛線切割的試驗(yàn)也一直在推進(jìn)，但始終未能進(jìn)行大范圍推廣，關(guān)鍵原因有兩個(gè)：
一、 多晶硅晶體含有硬點(diǎn)與雜質(zhì)，導(dǎo)致切割斷線概率增加；
二、 金剛線切割多晶后，硅片表面損傷層淺，后續(xù)制絨工藝出現(xiàn)困難，影響電池發(fā)電效率。
2015-2016年，隨著金剛線生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，金剛線母線的強(qiáng)度得到大幅提升，切多晶硅時(shí)鑄錠晶體硬點(diǎn)導(dǎo)致的斷線風(fēng)險(xiǎn)被大大降低，第一個(gè)問(wèn)題得到很大程度的解決，但第二個(gè)問(wèn)題卻仍未得到妥善解決。
第二個(gè)問(wèn)題主要體現(xiàn)為電池絨面制作的困難。在光伏電池組件制造工藝中，“制絨”是指對(duì)硅片表面進(jìn)行凹凸面處理，增加光在硅片表面的折射次數(shù)，提高電池片對(duì)光的吸收（即我們說(shuō)的“陷光”），從而提升發(fā)電效率。未使用金剛線切割之前，常規(guī)多晶電池采用酸制絨的方法；但采用金剛線切割后，多晶硅片表面損傷層淺，使用原來(lái)的酸制絨方法反射率高達(dá)40%以上，大大降低光電轉(zhuǎn)化效率。
自2016年起，新型“制絨”技術(shù)如干法黑硅技術(shù)、濕法黑硅技術(shù)以及新型添加劑制絨技術(shù)取得良好突破，2017年至今這些技術(shù)的逐漸成熟穩(wěn)定使得金剛線切割多晶影響電池效率的主要障礙得到解決，金剛線切多晶片的技術(shù)推廣呈現(xiàn)井噴式發(fā)展。與此同時(shí)，通過(guò)PERC技術(shù)（一種有效提高電池效率的技術(shù)）與黑硅技術(shù)的疊加整合，多晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率得到極大提升，再加上金剛線切割的低成本高效優(yōu)勢(shì)，多晶產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力得到大幅增加。
作者：弓永峰 羅小虎 來(lái)源：中信證券電新 責(zé)任編輯：wutongyufg
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