三十年河?xùn)|，三十年河西!具體到光伏行業(yè)中的多晶和單晶，則更是三年河?xùn)|，三年河西。15年單晶硅片市場(chǎng)份額在國(guó)內(nèi)跌到冰點(diǎn)，降低到18%，單晶硅片甚至和多晶硅片同價(jià)，但是2016年國(guó)內(nèi)單晶市場(chǎng)開始回暖，上升到27%，2017年市場(chǎng)份額進(jìn)一步上升到35%，2018年則到了49%，2019年單晶市場(chǎng)份額繼續(xù)提升，毋庸置疑肯定超過了60%。那么，單晶是如何實(shí)現(xiàn)這一步又一步的逆襲的呢?
晶硅市場(chǎng)中單多晶市場(chǎng)份額對(duì)比
一、單晶對(duì)多晶的降維打擊始于金剛線
在光伏行業(yè)，單晶硅的歷史比多晶鑄錠更悠久，在半導(dǎo)體時(shí)代單晶甚至是一度占據(jù)主導(dǎo)地位。但事情卻在2004年-2005年間發(fā)生了巨變。
2005年，德國(guó)可再生能源法的通過，引發(fā)了光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展熱潮，巨大的需求讓光伏大多轉(zhuǎn)向了盡管品質(zhì)稍差，但擴(kuò)張更快、門檻更低的多晶路線。這一時(shí)期，大量投資進(jìn)入光伏產(chǎn)業(yè)，基本都選擇了多晶方向。了解多晶的人都知道，鑄錠是全自動(dòng)化運(yùn)行，將裝滿硅料的石英坩堝放入鑄錠爐，運(yùn)行三天后，一個(gè)硅錠出來，基本很少需要人工干預(yù)，因此一個(gè)新員工培訓(xùn)三天就能上崗，而拉晶生產(chǎn)人員的培訓(xùn)，最少需要半年。再加之早先光伏行業(yè)“擁硅為王”，而多晶對(duì)硅料的忍耐度較高，菜花料、鍋底料、半導(dǎo)體廢料等等多晶都能消化，當(dāng)時(shí)賽維全世界買各種廢料，硅料分選部一度成為賽維最大的一個(gè)部門。
由于多晶擴(kuò)產(chǎn)快、對(duì)硅料要求低，導(dǎo)致了多晶硅片與單晶硅片相比，生產(chǎn)成本更低，光伏發(fā)電最終比的是性價(jià)比，因此從05年到2015年十余年間，單晶只有招架之功，毫無還手之力。
為了徹底扭轉(zhuǎn)單晶的頹勢(shì)，除了不斷提高單晶電池效率外，也必須大幅降低單晶硅片的成本，而硅片成本包含硅料成本和非硅成本兩個(gè)部分，對(duì)單晶硅片企業(yè)來說，只能大力降低硅片的非硅成本，也就是切片成本和拉晶成本。
為了降低切片成本，隆基率先將金剛線切片技術(shù)全面量產(chǎn)，大大降低了切片成本，給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手造成了巨大的壓力;為了不受日本中村等進(jìn)口金剛線供應(yīng)商掣肘，隆基一直在培養(yǎng)楊凌美暢、岱勒新材等國(guó)內(nèi)金剛線供應(yīng)商，并讓他們進(jìn)行良性競(jìng)爭(zhēng)，不斷細(xì)化金剛線直徑，不斷降低切片成本。
可以說，隆基最早在行業(yè)推動(dòng)金剛線切片技術(shù)應(yīng)用，培育了國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈企業(yè)，支持了全行業(yè)金剛線切割技術(shù)的推廣，此一項(xiàng)技術(shù)的推廣，每年可為光伏行業(yè)節(jié)約成本120億元。目前隆基已經(jīng)批量使用47微米金剛線，45微米金剛線也開始推廣。
金剛線切片技術(shù)的推廣，以及拉晶技術(shù)的不斷提高，使得單晶硅片的非硅成本大大降低，使得隆基、中環(huán)等單晶硅片企業(yè)有了擴(kuò)產(chǎn)的底氣，至此單晶硅片企業(yè)開始進(jìn)入良性循環(huán)，而多晶硅片企業(yè)至此陷入降價(jià)泥潭中不能自拔。
金剛線切片的優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)介：
大切速：傳統(tǒng)的砂漿鋼線切割是通過高速運(yùn)動(dòng)的鋼線帶動(dòng)摻在切割液中的碳化硅游離顆粒磨刻硅棒，切割形成硅片，通常切速僅有0.4mm/min。金剛線切割是在鋼線表面利用電鍍或樹脂層固定金剛石顆粒，切割過程中金剛石運(yùn)動(dòng)速度與鋼線速度一致，其切割能力相比傳統(tǒng)的游離切割有大幅提升，因而可采用1.0mm/min甚至1.2mm/min以上的大切速，切割效率可大幅度提升2-3倍以上。以8吋硅棒為例，傳統(tǒng)砂漿切割一刀需要10小時(shí)左右，而金剛線切割只需1小時(shí)，先進(jìn)企業(yè)甚至可做到1小時(shí)以下，帶來設(shè)備折舊和人工成本的大幅度下降。
降線耗：相對(duì)于傳統(tǒng)砂漿鋼線切割技術(shù)耗材價(jià)格已逼近成本線，當(dāng)前，金剛線耗材成本占切片環(huán)節(jié)的非硅成本超過50%，主要在于金剛線量產(chǎn)初期的價(jià)格虛高和技術(shù)應(yīng)用初期的工藝用線量偏多。隨著金剛線制作技術(shù)的普及和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，價(jià)格預(yù)計(jì)會(huì)以每年20%的速度下降。與此同時(shí)，金剛線切片技術(shù)的發(fā)展，單片硅片耗線量也在成倍下降，由原先的3米/片已經(jīng)降到現(xiàn)在的0.8米/片，預(yù)計(jì)未來會(huì)下降到0.8米/片以下。
金剛線切割細(xì)線化：傳統(tǒng)的砂漿鋼線切割過程中，游離態(tài)的碳化硅顆粒在磨刻硅棒的同時(shí)也在磨刻鋼線，造成鋼線極大磨損，因而細(xì)線化非常困難。金剛線切割由于金剛石顆粒固結(jié)在鋼線表面，切割過程中金剛石運(yùn)動(dòng)速度與鋼線一致，金剛石顆粒不會(huì)對(duì)鋼線造成傷害，其切割能力也相比傳統(tǒng)游離切割有大幅提升，這給細(xì)線化提供了可能。數(shù)據(jù)測(cè)算顯示，金剛線徑每下降10um，單片硅成本下降約0.15元、產(chǎn)能提升約4%，可見降成本空間巨大。近年來，金剛線基本以每年10-20um的速度在細(xì)線化。目前隆基已經(jīng)批量使用47微米金剛線，45微米金剛線也開始推廣。
金剛線切割薄片化：薄片化可大幅提高每公斤單晶出片率、提升切片產(chǎn)能，價(jià)值貢獻(xiàn)巨大，可為不遠(yuǎn)將來單多晶硅片成本逆轉(zhuǎn)提供有力支撐。而且硅片越薄柔性越好，可降低太陽能硅片對(duì)安裝環(huán)境的要求，不僅適用于分布式及地面電站，還可安裝在復(fù)雜物體表面，如無人機(jī)翼上，擴(kuò)大單晶組件的應(yīng)用范圍。單晶所具備的薄片化切割優(yōu)勢(shì)正在逐步轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)需求。
二、陷于成本，終于效率
多晶與單晶的競(jìng)爭(zhēng)目前進(jìn)入一個(gè)惡性循環(huán)，多晶為了提高性價(jià)比，不斷的降低硅片價(jià)格，但是硅片價(jià)格越低，其硅片成本占系統(tǒng)成本的百分比也就越低，而單多晶電池轉(zhuǎn)化效率的差距卻越拉越大，硅片價(jià)格差不足以彌補(bǔ)單多晶效率差，導(dǎo)致目前多晶硅片不降價(jià)不具備性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，即使降價(jià)也不具備性價(jià)比優(yōu)勢(shì)的這樣一個(gè)困境。
目前單晶perc電池效率已經(jīng)穩(wěn)定在22.2%以上了，而多晶普通電池平均效率在18.8%左右，多晶perc電池效率平均在20.5%左右，目前單晶perc電池效率比普通多晶電池效率高18%以上，比多晶perc電池效率高8.3%，而多晶硅片的市場(chǎng)價(jià)格為1.9元/片，如果是perc工藝，硅片折算成瓦的成本在0.3元/瓦左右，如果是普通電池工藝的話，硅片折算成瓦的成本是0.32元/瓦。多晶硅片占光伏電站系統(tǒng)的成本不到10%，而與單晶電池相比效率卻分別相差18%和8.3%。
而且單晶還有很多具有潛力的技術(shù)目前還沒有量產(chǎn)，比如異質(zhì)結(jié)電池技、TOPCON技術(shù)。日本的HIT技術(shù)專利早就過了保護(hù)器，目前阻礙異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)推廣的最大障礙是設(shè)備價(jià)格昂貴，但是只要設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)就會(huì)量產(chǎn)。異質(zhì)結(jié)電池效率比目前的Perc電池效率還要高一個(gè)點(diǎn)。而異質(zhì)結(jié)電池技術(shù)一旦量產(chǎn)，單晶硅片的厚度就可以大大降低，單晶硅片厚度可以從目前的170微米降低到120微米甚至100微米。
而多晶硅片由于其材料本身限制，目前還沒有什么革命性技術(shù)出現(xiàn)，其性價(jià)比優(yōu)勢(shì)隨著硅料成本和非硅成本下降而灰飛煙滅，單多晶性價(jià)比發(fā)生逆轉(zhuǎn)。最近半個(gè)月，多晶行情極為慘淡，而即便鑄錠、硅料成本為0，多晶硅片也未必能夠生存下去。目前普通多晶電池效率比perc單晶電池效率低18%，而多晶硅片成本占光伏電站系統(tǒng)成本不到10%，已經(jīng)說明了多晶硅片成本為0，也不再具備性價(jià)比優(yōu)勢(shì)了。
那為什么多晶現(xiàn)在還要1.5一片呢?那是因?yàn)閱尉Ч杵€在賺取超額利潤(rùn)，單晶電池線、單晶組件也要分一杯羹，所有多晶現(xiàn)在還有一定的生存空間，但是隨著單晶硅片產(chǎn)能的逐漸釋放，單晶硅片降價(jià)的壓力將越來越大，單晶硅片一降價(jià)，多晶硅片的生存環(huán)境將更加惡劣，生存空間將更加狹小。
