同花顺-圈子

　　光伏行业发展的核心逻辑是通过技术进步不断实现降本增效。2023年，n型单晶硅片占比持续提升，随着下游对n型单晶产品的需求增大，其市场占比也将进一步提升；市场上硅片尺寸种类更加多样。而金刚石线切割技术对于n型单晶、大硅片的技术贡献愈发显得重要。

　　1.金刚线切割

　　金刚线是采用特殊的技术手段，将坚硬的金刚石均匀地固着在钢线基体上，利用表面镶嵌有金刚石的钢线和待切割材料之间的相互高速摩擦作用，实现对硬脆材料的切割。

　　金刚线技术来源于日本和美国，随着国内企业金刚线技术的突破，金刚线逐渐实现了进口替代。早期金刚线规模化应用于蓝宝石的切割，到2010年左右，金刚线切割技术逐步取代游离砂浆线，开始应用于光伏领域，包括硅开方、硅截断和硅切片。

　　金刚石线具有切割速度快、加工精度高、表面损伤 层浅、切割缝窄、切割损耗低、切片产能高的优势。金刚石线提质增效的目的是为了降低总体的切割成本、改进总厚度偏差、减少翘曲度、切割表面更加平整、良好的切割精度。

　　其中在开方和截断环节，为保证切割速度和切割效率，使用的金刚石线线径较粗，一般在 250μm 及以上；在切片环节，由于厂家对原材料利用率、单位切割成本的要求更高，使用的金刚石线线径较细，同时随着硅片“薄片化”、“大尺寸化”的趋势推动金刚石线的“细线化”发展。

　　2022年以来金刚石线同行业企业纷纷通过技改或者新扩产线来提升产能，2023年主要金刚石线企业产能较2022年已有较大提升，金刚石线行业总产能相较于实际需求处于相对过剩状态，行业竞争呈现逐步加剧趋势。

　　2.光伏硅片发展趋势

　　持续推进硅片向“大尺寸”和“薄片化”方向发展，依然是未来持续降本增效的重要措施。硅片尺寸变大有利于在不增加设备和人力的情况下增加单工厂产能，进而摊低单瓦硅片成本；硅片薄片化可以在硅片面积不变的情况下压缩用料，从而降低硅耗和硅成本。具体如下：

　　大尺寸：增大硅片尺寸，在不增加设备、不增加人力消耗的情况下增加了现有设备的产能，进而摊低单位成本。

　　根据中国光伏行业协会的统计数据，2023 年，182mm 方片、微矩形硅片、210mm 方片及矩形尺寸硅片市场占比为 98%；预计 166mm 及以下尺寸硅片2026 年左右将退出市场，而 182mm 方片和微矩形片 2028 年或将淡出市场；2023 年，210mm 方片及矩形尺寸硅片市场占比为30%，预计两者可能成为未来的市场主流尺寸。

　　薄片化：通过降低硅片厚度，提高硅料使用率、降低单片硅片的硅料成本，进而最终降低光伏产品应用成本。2023 年，p 型单晶硅片平均厚度在 150μm 左右，较 2022 年下降 5μm。随着下游对 n 型单晶产品的需求增大，其市场占比也将进一步提升。

　　2023年，为保持 n 型产品竞争力，用于TOPCon 电池片和异质结电池片的 n 型硅片产品片厚减薄动力较强，用于TOPCon电池的 n 型硅片平均厚度为 125μm，用于异质结电池的硅片厚度约 120μm，分别较2022 年下降 15μm 和 5μm。

　　为顺应硅片的发展潮流，切割技术也将不断进步。从目前情况来看，金刚线切割技术仍将作为未来相当长一段时间内主流的硅片切割技术。通过技术创新，不断改进金刚线切割设备和金刚线的技术性能，优化切割生产工艺，是满足光伏硅片生产高效率、高质量、低成本要求的重点。

　　3.金刚石线技术发展趋势

　　在硅切片环节，使用线径较细的金刚石线有利于提高单位硅片出片量和薄片化，高硬脆材料金刚线切割技术正在持续向大尺寸、薄片化、高速化、细线化及自动化、智能化方向发展，持续提升硅片切割工艺技术及设备管理能力已成为硅片制造厂商必备的核心竞争力。

　　金刚线细线化能够降低切片过程中的锯缝损失，从而提高出片量、降低硅切割成本。因金刚石微粉的粒径较小，主要通过降低母线线径实现细线化。综合来看，“细线化、高速度、自动化和智能化”是光伏硅片切割生产的主要发展趋势。

　　细线化：金刚线线径越细，锯缝越小，切割时产生的锯缝硅料损失越少，同样一根硅棒可切割加工出的硅片数量越多，制造硅片所需的硅材料越少。

　　金刚线主要分为高碳钢丝线和钨丝线，2023年主流金刚线为高碳钢丝线。目前单晶硅切片用金刚线的主流线径规格已演进至33μm，接近碳钢线的物理极限。随着线径进一步减小的需要，金刚线在切割过程中能承受的张力随之减小，现有碳钢母线受此因素影响，线径进一步下降的空间已经非常小。

　　而钨丝的抗拉强度更高、受拉力不易变形，在同等破断力条件下可以做得更细，且耐酸碱程度高，对储存及生产环境要求更宽松，在提高出片率上有较大优势，因此钨丝正逐渐成为硅切片线细线化情况下的基材（母线）。

　　过去几年中，由于硅料价格持续高位，大大加快了钨丝金刚线的应用替代。钨丝凭借其耐磨损、高强度、断线率低等优势，具备更大的细线化空间，未来替代碳钢丝的趋势更加明显，目前钨丝金刚线已经普遍应用于金刚线的生产上。

　　钨丝金刚线价格是影响其切割经济性的核心因素，此前的高价主要是由于钨丝母线价格高，后续有望随母线成本降低和规模提升而不断降低。

　　钨丝线已批量进入市场，预计钨丝线大量进入市场实现对钢丝的替代后，其线径将会进一步下降。目前市场高碳钢丝金刚线主流线型为 34μm、32μm及 30μm，领先企业开始尝试 28μm 及以下线型切割。

　　钨丝金刚线主流线型为 30μm 及 28μm，领先企业开始尝试 26μm 及以下线型切割。细线化迭代相应降低了切割料损。

　　高速化：金刚线高线速运动，使得单位时间内作用于硅棒表面的金刚石颗粒数量增加，进而提升切割效率、提升单机产能。金刚线切片机的线速度已由 2016 年的 1,500m/min 提升至 2,400m/min。

　　自动化和智能化：

　　①提高硅片切割过程的自动化程度，可以减轻工人的劳动强度，提高人员效率，降低人工成本；可以减少人为干预，提升硅片切割质量。

　　②通过提供成套车间级生产线解决方案，有效实现生产线各环节的规格统一及流程衔接，提高自动化水平，降低人力成本，从而帮助客户提升生产效率、降本增效。

　　③近年来，在“互联网+”和“中国制造 2025”等国家战略的推动下，光伏切割设备也逐步注重与互联网、智能化技术、数字化管理技术相结合，以建设智能制造车间，包括设备信息化、设备智能化以及在线工艺智能控制等，利用物联网技术实现车间设备智能通讯，利用计算机、总线控制、通讯、智能数据分析处理等技术实现全产业链信息协同管理及检测与决策的智能化等。

　　4.未来展望

　　根据三超新材的年报资料，按照38μm规格金刚线切割165μm或160μm厚度的硅片，平均单片线耗4米左右，对应单GW 线耗约50-52万公里。

　　在细线化和硅片大尺寸的双重推动下，金刚线线耗将提升至65万公里/GW以上，同时光伏行业快速增长带动了硅片产能扩张，有机构测算，到2025年金刚线的市场需求将增长至3.58-3.71亿km。

　　《全球光伏》根据高测股份、岱勒新材、三超新材等年报资料改编整理。