金剛線產業介紹。金剛線即金剛石切割線,是通過一定的方法,將金剛石微粉顆粒以一定的分布密度均勻的固著在高強度鋼線基體上制成,通過金剛石線切割機,金剛石切割線與物件間形成高速的磨削運動,從而實現切割的目的。金剛線相較于傳統的游離磨料式切割方式,金剛石線切割具有環保、高效、穩定、經濟等諸多優勢。金剛石線主要用于太陽能光伏用晶硅片、LED 用藍寶石襯底片等的切割。金剛線規模應用于藍寶石切割始于2007 年,而應用于晶體硅片的切割2010 年才剛剛開始。從目前金剛石線需求最大的兩大下游行業分析,藍寶石切割與晶體硅切割對金剛石線的技術規格要求不盡相同。
金剛線切割較傳統砂漿切割體現出碾壓式優勢。光伏制造的切割應用情況。光伏產業鏈主要包括晶體硅材料制備、晶硅片生產、太陽能電池制造、組件及系統封裝與應用四個環節。其中:第二環節晶硅片生產,晶硅片切割是光伏產業鏈中的重要生產環節。晶硅片約占太陽能電池組件生產成本的40%,晶硅片切割設備是太陽能電池晶硅片生產的通用設備,其質量是影響切割工藝的重要因素。其中:硅開方和硅片切割約占太陽能電池組件生產成本的10%-15%,可見,晶體硅原料的利用率及加工成本在很大程度上影響了光伏的全系統成本,降低晶硅片的切割成本是降低晶硅片成本的關鍵點之一。
圖2: 光伏制造與金剛線切割應用
單晶硅片制造率先普及了金剛線切割,顯著降低了成本。單晶行業率先推廣金剛線切割。單晶硅因晶粒一致性更好使其具有較好的力學性質、電學性質,單晶硅棒的原料純度要求更高,材料的物理特性也更好,因此更有利于切割薄硅片。從2014 年開始,單晶硅龍頭企業隆基股份開始加速推廣金剛線切片技術(其投資的“銀川隆基年產2GW 切片建設項目”已全部采用金剛線切片工藝)。2014-2015 年間,其他單晶硅大型廠商如日本東洋、中環股份、卡姆丹克、臺灣友達也開始金剛石線切單晶硅片的規模應用,正式開啟了光伏太陽能行業對金剛石線巨大需求的新紀元。
黑硅+金剛線切割組合,在多晶硅片制造中進入規模推廣時期。多晶的金剛線應用存在2大難點。相比之下,金剛線在多晶領域的應用沒有那么順利,因為金剛石線切割多晶硅片會面臨斷線風險和制絨困難兩大問題:1)、鑄錠晶體中存在的硬點可能會在切割過程中造成斷線;2)、金剛石線固結切割方式導致切割后的硅片表面損傷程度較淺、表面劃痕密,從而導致了更高的反射率損傷層淺,沿用現行酸性濕法制絨后依然存在較高的反射率,制成電池后效率比砂漿切割硅片低了將近0.4 個百分點。
金剛線需求將在2017-2018年集中涌現。全球光伏市場規模持續保持增長。全球太陽能光伏產業在 2013 年逐漸走出低谷,市場規模進一步擴大。根據中國光伏行業協會發布《2016 年中國光伏產業發展形勢展望》,2015 年,全球光伏市場強勁增長,新增裝機容量預計將超過50GW,同比增長16.3%,累計裝機容量超過230GW。2015 年我國新增裝機容量15.13GW,與2014 年指標相比,增長了42.73%,繼續位居全球首位。 與此同時,中國光伏產業在經歷了 2011 年的低谷后走上新一輪增長周期。據國家能源局統計,截止2015年底,我國光伏發電累計裝機容量43.18GW,與2014 年同類指標相比增長53.94%;截至2016 年底,我國光伏發電新增裝機容量3454 萬千瓦,累計裝機容量7742 萬千瓦,新增和累計裝機容量均為全球第一。2017年,由于補貼退坡引發的搶裝、扶貧項目于分布式快速發展,預計2017年國內新增裝機將超過47GW。