為什么大多數主流制造商仍在使用砂漿硅片切割而非金剛線切割技術?

　　目前，生產光伏組件包括四個關鍵環節：多晶硅生產、鑄錠切片、電池生產和組件生產。本文將著重介紹切片環節，這可以通過一或兩種工藝實現。

　　首先，生產光伏產業中鑄錠(包括方錠和圓棒)需要的原生多晶硅。鑄錠包括三種關鍵工藝，而每種工藝所鑄得的錠都有著不同的品質。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。多晶硅則相對雜質較多，成本不高，效率也一般。還有一種叫作“類單晶”的新型硅，其性質介乎單晶硅和多晶硅之間，但尚未推廣。

　　切片環節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性進展。2012年9月，筆者參加了EUPVSEC大會，以期找到該技術被延遲的原因、市場是否會轉而青睞金剛線、這種轉變何時發生、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，這種工藝幾乎未發生變化，降低成本、提高生產效率的機會似乎也微乎其微。在過去的三到五年，隨著產業規模的擴張以及成本增長的壓力，業內已經開始尋求切片工具的替代品。

　　相比鋼絲技術，鍍金剛砂的金剛線有三處關鍵優勢：其切割速度可以快2—3倍，提升了機器生產率超過1.5倍;不使用昂貴且難以處理的砂漿;單片耗材遠遠降低。(詳見表1)
　　缺乏經濟性

　　本文所闡述的結論是基于與50多位市場參與者的會談后產生的，他們包括世界最大的硅片制造商、設備商、金剛線和鋼絲生產商以及業內專家、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能試用金剛線技術，但除了在日本，幾乎沒有廠家進行商業化運行。這是為何?

　　有兩點關鍵因素。其一，直到近期，金剛線的經濟性才展現出來。雖然金剛線更耐用，提高了生產效率并且無需砂漿，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，現在改用金剛線可以減少成本約$0.10/片(假設生產線是為金剛線特別設計的)。

　　這將是一個很大的絕對值。比如，對于晶澳來說，其硅片年產能大約為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，現時的情況是晶澳僅會改造其單晶和類單晶產能。

　　另外，目前市場缺乏所需資本開支的欲望和產能。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備，這對于電池制造商又是一筆現金支出——對于不同公司也各不相同。

　　商業現實是，即使市場上存在現金流，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品。

　　供應商風險

　　另一點限制更換金剛線的關鍵因素是：期限。金剛線是否是高效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效率和成本優勢。

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


　　這使得市場上不同的硅成為了接受金剛線的重要驅動力量，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%的市場份額，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常提到的問題是，如果業內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是目前唯一能提供商業數量高品質線的廠家(我們假設其市場份額大于60%)，但傳聞其仍有大量的閑置產能。

　　此外，也有其他的日本廠商生產高品質產品可以擴充產能，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，不考慮其產品質量的情況下，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。我們預測其市場份額不超過5%，而且到2014年前不會發生太大變化。屆時，資本性支出預算會返回目前的混亂市場，金剛現市場也會迅速扭轉。
　　我們預測金剛線市場到2014年、2017年和2020年的市場份額將分別達到11%、43%和69%。大部分的扭轉會發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動下，會導致金剛線使用量的顯著增長。據預測，全球光伏市場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。