為什么大多數(shù)主流制造商仍在使用砂漿硅片切割而非金剛線切割技術(shù)?
目前,生產(chǎn)光伏組件包括四個關(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)。本文將著重介紹切片環(huán)節(jié),這可以通過一或兩種工藝實現(xiàn)。
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zui純凈的,成本較高但制成電池后效率也較高。多晶硅則相對雜質(zhì)較多,成本不高,效率也一般。還有一種叫作“類單晶”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。切片是通過將涂有碳化硅和油漿的細鋼絲(SW)穿過硅錠完成的。用金剛線(DW)切錠與之類似,但這種情況是通過電鍍技術(shù)將金剛砂附著在切割線上。
近幾年來,金剛線有望取代鋼絲和砂漿切片已被廣泛討論,但卻幾乎沒什么實質(zhì)性進展。2012年9月,筆者參加了EUPVSEC大會,以期找到該技術(shù)被延遲的原因、市場是否會轉(zhuǎn)而青睞金剛線、這種轉(zhuǎn)變何時發(fā)生、達到何種程度。
事實上,目前所有的硅片都是通過鋼絲工藝切割的。在過去的十幾年內(nèi),這種工藝幾乎未發(fā)生變化,降低成本、提高生產(chǎn)效率的機會似乎也微乎其微。在過去的三到五年,隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴張以及成本增長的壓力,業(yè)內(nèi)已經(jīng)開始尋求切片工具的替代品。
相比鋼絲技術(shù),鍍金剛砂的金剛線有三處關(guān)鍵優(yōu)勢:其切割速度可以快2—3倍,提升了機器生產(chǎn)率超過1.5倍;不使用昂貴且難以處理的砂漿;單片耗材遠遠降低。
缺乏經(jīng)濟性
本文所闡述的結(jié)論是基于與50多位市場參與者的會談后產(chǎn)生的,他們包括世界zui大的硅片制造商、設(shè)備商、金剛線和鋼絲生產(chǎn)商以及業(yè)內(nèi)專家、分析師等。討論表明,事實上,所有大型的硅片制造商都在以不同產(chǎn)能試用金剛線技術(shù),但除了在日本,幾乎沒有廠家進行商業(yè)化運行。這是為何?
有兩點關(guān)鍵因素。其一,直到近期,金剛線的經(jīng)濟性才展現(xiàn)出來。雖然金剛線更耐用,提高了生產(chǎn)效率并且無需砂漿,但是其單位價格過高。這種差異在12至18個月前表現(xiàn)的尤為明顯:金剛線的價格超過了$250—$300km,相比之下,鋼絲的價格僅約$1.28/km。
目前,二者的成本差略有縮小。因為在非硅加工成本中,金剛線所占比重(大于80%)遠高于鋼絲(30%),所以金剛線價格的下跌對總成本的影響更勝于鋼絲。
雖然對于這種在某條單一生產(chǎn)線上的改變很難做出以偏概全的描述,但是我們一般認為:與鋼絲相比,現(xiàn)在改用金剛線可以減少成本約$0.10/片(假設(shè)生產(chǎn)線是為金剛線特別設(shè)計的)。
這將是一個很大的值。比如,對于晶澳來說,其硅片年產(chǎn)能大約為2.4GW,技改后的潛在利潤可高達每年6500萬美元。但是,我們在后文也將探討,現(xiàn)時的情況是晶澳僅會改造其單晶和類單晶產(chǎn)能。
另外,目前市場缺乏所需資本開支的欲望和產(chǎn)能。改用金剛線需要重大翻新,換言之,大部分情況下需要更換切片機。對于每臺100萬美元的機器,這將是一大筆支出。同時還需要更換清洗和刻蝕設(shè)備,這對于電池制造商又是一筆現(xiàn)金支出——對于不同公司也各不相同。
商業(yè)現(xiàn)實是,即使市場上存在現(xiàn)金流,任何需要如此大額資本支出的技改都會面對一些滯后,畢竟制造商都都在觀望以證明該工藝和產(chǎn)品。
供應商風險
另一點限制更換金剛線的關(guān)鍵因素是:期限。金剛線是否是的切錠工具尚未得到證明。它在切片過程和下機時會導致一定程度上的斷線,這就大大抵消了其生產(chǎn)效率和成本優(yōu)勢。
然而,金剛線已經(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單晶上的表現(xiàn)。這使得市場上不同的硅成為了接受金剛線的重要驅(qū)動力量,但是預測市場會青睞哪種硅充其量是粗略的估算。我們認同市場會傾向于單晶和類單晶硅片的觀點,相比目前這兩者40%的*,估計到2017年或2018年左右,將會漲到約60%。
另一個硅片制造商經(jīng)常提到的問題是,如果業(yè)內(nèi)針對金剛線進行技改,那金剛線廠商是否能滿足需求。大致來說,這并不算是問題。雖然,Asahi是目前*能提供商業(yè)數(shù)量高品質(zhì)線的廠家(我們假設(shè)其*大于60%),但傳聞其仍有大量的閑置產(chǎn)能。
此外,也有其他的日本廠商生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品可以擴充產(chǎn)能,包括JFS、Noritake、Read和A.L.M.T。到2014年,市場將更具競爭性。瑞士MeyerBurger有著明確的路線圖,不考慮其產(chǎn)品質(zhì)量的情況下,它將會是這個市場上的主要參與者。
其他歐洲廠商,包括Bekaert、SaintGobain、Schmid和Log-o-Matic,都是潛在的入行商,以及中國大陸和中國臺灣廠商DIAT和MDWEC也都蠢蠢欲動。
隨著資本回流到市場,采用金剛線會在2014年左右真正開始。我們預測,到2020年將有69%的硅片是采用金剛線切成的,每年使用金剛線達2500—3400萬千米。
正如前述,金剛線目前還是新興市場。我們預測其*不超過5%,而且到2014年前不會發(fā)生太大變化。屆時,資本性支出預算會返回目前的混亂市場,金剛現(xiàn)市場也會迅速扭轉(zhuǎn)。
我們預測金剛線市場到2014年、2017年和2020年的*將分別達到11%、43%和69%。大部分的扭轉(zhuǎn)會發(fā)生在單晶和類單晶市場,到2020年,將幾乎全部使用金剛線。相比之下,我們預測金剛線將會占據(jù)不到30%的多晶硅市場。
在總體成交期,在更換金剛線和潛在光伏市場增加的雙重驅(qū)動下,會導致金剛線使用量的顯著增長。據(jù)預測,光伏市場2011年對金剛線的需求量約30萬千米(主要是日本市場),2014年達到270萬千米,2017年約1100萬至1400萬千米,到2020年將達到3400萬千米。