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1 硅片的技術(shù)迭代：大尺寸化+薄片化

2011年-2018年硅片尺寸一直保持156mm及156.75mm兩種尺寸，為獲得更高組件功率以降低單位成本，2018年以來硅片尺寸迭代速度加快，逐漸呈現(xiàn)大尺寸化特點(diǎn)。大尺寸化的硅片將大幅度提高電池片和組件制造環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率，基于光伏大硅片平臺上疊瓦組件技術(shù)，優(yōu)勢發(fā)揮更加明顯。目前市場上主流硅片以182及210尺寸為主。
硅片薄片化降本優(yōu)勢顯著，同時伴隨著電池片技術(shù)的迭代及發(fā)展，薄片化趨勢或加速。2021 年第四季度以來，市場上 210 硅片厚度基本為 170μm、182 硅片厚度基本為 165μm；到 2022 年，大尺寸硅片厚度大部分為 160μm，甚至部分領(lǐng)先企業(yè)開始嘗試使用 155/150μm 甚至更薄 的硅片切割。P 型電池的硅片薄片化存在一定的臨界點(diǎn)，硅片過薄可能會影響電池片發(fā)電，160 μm 以下是否可持續(xù)薄片化仍有待驗證；但是 N 型電池尤其是異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)，出于降本需要， 薄片化的需求更為迫切。根據(jù)中環(huán)股份的測算，硅片每減薄 10μm，則原材料成本可對應(yīng)下降約 2.5%。
2 金剛線發(fā)展方向：高品質(zhì)、低成本以及細(xì)線化

為配合硅片大尺寸化以及薄片化的發(fā)展趨勢，金剛線要求向著高品質(zhì)、低成本以及細(xì)線化的方向優(yōu)化。1）在品質(zhì)控制方面，要求金剛線具備高密度、高耐磨以及高圓度的特性。高品質(zhì)的金剛線能實現(xiàn)更快速切割的同時減少斷線率。金剛線生產(chǎn)企業(yè)可通過調(diào)整參數(shù)，包括金剛線直徑、出刃率、出刃高度等，以實現(xiàn)高品質(zhì)的金剛線生產(chǎn)。2）在成本控制方面，金剛線產(chǎn)能逐漸增加，金剛線價格也將隨之降低。金剛線企業(yè)可通過加強(qiáng)技術(shù)發(fā)等方式不斷降低成本，保持市場競爭力。3）在細(xì)線化方面，細(xì)線化已然成為金剛線切割技術(shù)發(fā)展的大趨勢。切割母線及金剛線直徑與硅片切割質(zhì)量及切削損耗量相關(guān)。較小的母線、金剛線母線直徑有利于降低切削損耗和生產(chǎn)成本等，同時提升硅片切割表面穩(wěn)定性等。本文也將重點(diǎn)就金剛線細(xì)線化的發(fā)展趨勢以及近期市場關(guān)注的鎢絲母線替代碳鋼的話題展開研究分析。
3 金剛線的細(xì)線化不可逆

整體看，金剛線切割硅片的單位耗量遵循以下三個普遍規(guī)律：1）線耗量與硅片橫截面積成正比，即同樣線徑的金剛線，切割大尺寸硅片對應(yīng)線耗會更多；2）線耗量與金剛線線徑成反比，即切割同樣尺寸大小的硅片，金剛線線徑越細(xì)，由于金剛線張力減弱，則對應(yīng)線耗會增加；3）線耗量與硅片厚度成反比，即使用相同線徑的金剛線切割同樣大小的硅片，硅片越薄，則對應(yīng)線耗也會有所增加。

1、關(guān)于硅片切割的金剛線線耗：我們根據(jù)以上規(guī)律以及美暢股份提供的金剛線（碳鋼）切割數(shù)據(jù)，假設(shè)同樣切割182尺寸的硅片，金剛線線徑每減少1μm，則對應(yīng)線耗增加0.3米/片；
硅片每減薄5μm，則對應(yīng)線耗增加0.3米/片（由于各家的金剛線產(chǎn)品以及切割工藝存在一定的差異，以上測算數(shù)據(jù)僅為代表性數(shù)據(jù)，基本趨勢相同）。
2、關(guān)于單根硅棒的出片數(shù)：假設(shè)切割的硅棒長度為650mm，金剛線切割硅片的成品率為93%；此外，關(guān)于磨料損耗和刀縫損失，整體的硅耗是金剛線線徑的1.5倍。由此我們推算出在不同的硅片厚度及線徑情況下，單根硅棒可出片量約為2628~3061片：
隨著金剛線細(xì)線化，單根硅棒對應(yīng)的金剛線消耗雖然有所增加，但同時多切片帶來增益也同時提升。因此，作為硅片企業(yè)，在綜合評估金剛線細(xì)線化以及硅片薄片化時，需要權(quán)衡金剛線成本增加以及多切片帶來的經(jīng)濟(jì)效益。出于簡化考慮，我們以線徑40μm切割170μm厚度的硅片為基準(zhǔn)情形，假設(shè)182硅片統(tǒng)一市場價6.7元/片。由此，我們推算單根硅片多切片帶來的經(jīng)濟(jì)效益最多為2897.7元：

3、關(guān)于單根硅棒多切片帶來的價值提升：

4、關(guān)于單根硅棒多切片帶來的成本增加：

假設(shè)金剛線（碳鋼）對應(yīng)的成本約為38元/公里（其中碳鋼母線對應(yīng)8元/公里，其他成本約為30元/公里），同樣，以線徑40μm切割170μm厚度的硅片為基準(zhǔn)情形。由此，我們推算單根硅棒由于多切片帶來的成本增加最多為398.2元：

5、金剛線細(xì)線化下的綜合效益：

綜上，我們得出關(guān)于金剛線切割的綜合效益=多切片帶來的價值提升-多切片帶來的金剛線成本增加，在假設(shè)范圍區(qū)間，最高可達(dá)到2499.5元。
根據(jù)上述測算，我們認(rèn)為：1）在金剛線細(xì)線化技術(shù)允許的前提下，由于細(xì)線化帶來的綜合效益更高，硅片企業(yè)愿意使用更細(xì)的金剛線切割。同時，由于變化趨勢相同，倘若未來硅料隨著產(chǎn)能釋放，價格有所回調(diào)，細(xì)線化的趨勢也同樣是不可逆的。2）薄片化意義：薄片化不僅能為電池片企業(yè)降低硅的材料成本，同時對于硅片企業(yè)而言，多切片也能為公司帶來額外的經(jīng)濟(jì)效益，甚至提升公司在硅片行業(yè)的市占率。

原標(biāo)題：金剛線緣何走向細(xì)線化？