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20年2月25日，协鑫集成再生晶圆制造项目落户合肥，协鑫表示项目预计今年上半年开工建设，达产后将占全球可再生晶圆产能的15%左右。1月17日，协鑫集成发布定增修改预案，拟募集资金总额不超过50亿元，其中近30亿元投资用于投资大尺寸再生晶圆半导体项目。协鑫正在加大半导体产业的布局。 什么是再生晶圆---高纯度的硅一般被做成直径6英寸，8英寸或者12英寸的圆柱形棒，把这些硅棒用激光切割成极薄的硅片，然后在上面用光学和化学蚀刻的方法把电路、电子元器件做上去，这些加工好的圆形硅片就是晶圆。 硅晶圆可分为：单晶硅（主要用在半导体器件）和多晶硅（主要用在光伏领域）。 将已加工过晶圆片的薄膜、金属、及其它污染物除去，即是再生晶圆片。 除了再生晶圆，协鑫早在2015年就开始打造电子级多晶硅业务，且于2019年底完成12英寸大硅片长晶产线试产。 有研究认为协鑫“电子级多晶硅+大硅片+再生晶圆”的产线有意复制在光伏行业“太阳能级多晶硅+硅片+光伏电池”产业链协同创新的经验，在半导体行业大展拳脚的野心显而易见。 这里不得不提到另一个在半导体市场有不俗表现的光伏企业 — 中环股份。众所周知中环半导体寡头地位稳固，而在光伏业务上，中环与协鑫也有许多共通之处。 半导体---中环半导体业务以单晶硅片为主，是综合门类最全半导体材料供应商。 协鑫主要面向多晶硅，目前加码“电子级多晶硅+大硅片+再生晶圆”产业布局。 从中环依旧选择单晶硅、协鑫布局多晶硅就可以看出协鑫和中环的战略共性，半导体和光伏行业本就密不可分。 大尺寸硅片---在硅片行业，如果说中环和隆基单晶硅龙头之位难见分晓，保利协鑫则多年以来在多晶硅产业一骑绝尘。然而这里并不再赘述他们在各自领域的行业地位，我们要谈的是目前引起热议的超大尺寸 — 210mm尺寸硅片。业内一直在关注中环的M12产业化推进进展，容易被忽略的是协鑫也已经推出其210硅片新品。 2019年底，首次M12类单晶硅片发布会上，苏州协鑫210mm超大硅片惊艳亮相；2020年1月9日，苏州协鑫完成7万片210硅片制造并顺利出货，预计产能为10GW/全年。 协鑫的210尺寸硅片采用了类单晶。保利协鑫万跃鹏博士早在2018年就在某次会议上指出类单晶和大尺寸硅片是多晶铸锭企业未来的重要发展方向，类单晶具有多晶的成本和单晶的转换效率，同时一个大方锭变动开放尺寸，使得硅片尺寸更加灵活，能很好地适应210大硅片。 值得注意的是，就在协鑫210硅片推出的两周后，2020年1月14日，协鑫原有切片机进行改造后切割鑫单晶210大硅片累计切割51刀无断线，利用改造切片机切割210鑫单晶大硅片的良率取得了突破性进展。 协鑫和中环都是210产品的上游撬动者。 叠瓦组件---开文提到的协鑫50亿募资金额中，再生晶圆和补充流动资金外的另外10亿用于投资2.5GW叠瓦组件项目，目前在国内SunPower叠瓦专利获得授权之后，已经很少有国内企业能再做叠瓦，协鑫和中环恰巧都在其中。 关于专利，协鑫集成Solaria的叠瓦专利授权来源于一场乌龙，从协鑫集团旗下另一家上市公司保利协鑫买下，Solaria曾在协鑫集成推出叠瓦组件后起诉了保利协鑫，另外协鑫也有自己的独立专利。 中环股份则是由于其合资公司东方环晟由SunPower参股，中环股份因此不受SunPower中国叠瓦专利授权的影响。 而近日☞☞中环召开交流会议，有意向将叠瓦组件与210尺寸硅片结合。东方环晟将围绕组件做叠瓦产能，目前环晟组件产能2GW，2021年计划扩至5-8GW；210叠瓦组件希望使用市场上最先进PERC电池做50片500W以上叠瓦组件，2020Q2前形成出货。 在业内天合500W+210+PERC，东方日升500W+210+HIT推出之后，中环和协鑫能否再次带来惊喜？协鑫对半导体产业的进击，协同作用下能否改变光伏产业格局？ --------------------------------------------------------------------------------G12仅发布半年以来，下游电池组件企业已经行动起来了，企业行动速度远超预期。出了天合光能之外，2019年12月，东方日升发布了采用210mm硅片的500W高效组件。2020年1月10日，爱旭科技在义乌基地全球首发210高效太阳能电池，宣布5GW210高效电池正式实现量产。2月份，环晟3GW叠瓦210mm组件开工建设。与他们相配套的设备企业宁夏小牛、捷佳伟创等也动作频频。 需要指出的是，多晶166mm或者210mm相关技术已经或正在成熟。产业化也不存在瓶颈，阿特斯、协鑫已经磨刀霍霍。据媒体报道，协鑫利用改造切片机切割210鑫单晶大硅片的良率取得突破性的进展：利用原有切片机进行改造后切割鑫单晶210大硅片，累计切割51刀无断线。经过改造的老切片机能够继续使用，满足210大硅片切割需求，避免了现有硅片切割机被提前淘汰的风险。1月9日，苏州协鑫完成7万片210mm硅片制造，顺利出货。 目前通用的管式炉出产的硅棒直径是223mm，也就是说经过设备升级和调试166硅片已经是现有管式炉的极致，210mm硅片需要全新的工艺设计，包括热场与装备。 166mm与210mm，两个阵营。有人视210mm为圭臬，认为5~10年不会被超越，“大力发展210mm就对了。”也有企业两边押注，左手166mm，右手210mm，“市场端有需求，就生产。”企业新上设备一般都兼容166mm与210mm， 全新的210mm平台 “从设备的兼容性角度来说，166mm无疑占据上风。210mm需要重新开发设备。”有业内专家表示，毫无疑问，210mm是一个全新的平台。210mm自发布之日起，中环股份就提出“协众力，共创新”的理念。 据了解，G12硅片需要全新的工艺设计，包括热场与装备。另外，供应链需要配套升级，制造模式需要向自动化、信息化、数字化转变。具体来说，在热场尺寸升级后，中环还创新连续加料技术，石英坩埚的单炉投料持续提升。中环还进行拉晶设备优化，增大温度梯度，拉晶速率提高。为保证低能耗，引入新材料热场，提升保温性能。全新G12硅片具备高少子寿命，低含氧量，低含碳量，电阻率一致等优势、 更大尺寸的热场，更高的品质，更高纯度的材料，需要标准化的管控来实现，这就需要改变传统制造方式。单晶直径越拉越大，重量也越来越沉，传统的制造方式已不能满足新单晶制造需求，自动化、信息化、数字化制造，势在必行。记者了解，中环内蒙古5期着重打造智慧化工厂，以半导体制造理念做光伏高端制造，向工业4.0迈进。中环强调，革命性的产品，需要全产业链协作开发，共同促进光伏平价上网。 尺寸与重量的增加，给切片环节带来巨大挑战，整个切片产业链生态需要换代升级。在粘棒、线锯到脱胶、插片/清洗、检验/包装等环节，传统作业方式都面临很大的问题与挑战，中环在每一个环节都研发出不同的技术方案，完美解决问题，通过信息化生产与智能制造实现制造理念、制造方式的彻底转变。 电池端，智能化也不可或缺。据爱旭集团有限公司副总经理何达能介绍，目前爱旭210mm电池生产车间全部采用智能化管理，包括数百个AGV（移动搬运机器人）、自动中转仓、人工智能检测等。 目前，爱旭、天合光能发展210mm，不遗余力。记者了解到，电池端，爱旭义乌2期将有5GW的210电池产能，2022年总产能扩充至45GW，应该大部分以210mm为主。何达能表示:“保守估计爱旭今年210电池出货量将达3-5GW，乐观估计将达4.5-6GW。”天合光能组件今年底产能将达到5GW，今年第3季度正式量产。东方日升在去年底发布210组件时时宣称，2020年将有3GW210组件、 从上面的示例可以看出，通过采用166mm大尺寸硅片，可以有效地降低系统成本。若采用72版型，使用166mm硅片的430W组件将比使用M2硅片的395W组件节省至少3.4分/W的BOS成本。 在系统的兼容性方面，隆基介绍，通过使用166组件，对现有配套的直流汇流箱和组串式逆变器的选型没有任何影响，同时通过汇流箱和逆变器布置的优化，在1100V系统和1500V系统下，合理选取低压交直流电缆的截面，能够适当减少低压交直流电缆的总成本。 中环股份数据显示，210mm系统BOS成本较156.75mm降低9.6%，LCOE降低6.1%。210mm比166mm节约12%的BOS成本，相应的LCOE降低4.1%。 据天合光能测算，相较目前市场主流组件，采用210组件的单瓦系统成本下降空间将达到0.1元以上。 相对166组件，210组件又变大了。“载荷裂片风险大，热斑风险大，组件版型变大还会对原有的支架系统构成挑战。”对于166mm情有独钟的人，这样质疑210mm。面对210硅片的超大尺寸可能导致的组件高电压、高电流，大组件尺寸，热斑及隐裂等潜在风险，天合光能推出了“三分片+多主栅+小间距”的解决方案。该方案平衡了组件电流、组件电压、组件尺寸，提升了组件功率及组件效率，无缝对接现有主流光伏系统设计。 亦可能，210mm大规模推广的瓶颈在于硅片产能。据中环股份规划，2020年210mm出货规模在16GW左右，2021年大硅片产能在36GW。 “ 一、210mm硅片生产难度不大 从调研的情况来看，M12硅片生产的难度在拉晶，切片不存在技术难度，只要切片机能装得下210mm的方棒即可，那么210mm硅片的拉晶难度有多大呢？210mm硅片对应的单晶硅棒是12英寸的单晶硅棒，而在半导体领域，拉制12英寸的单晶棒技术早就成熟了，甚至19英寸的单晶硅棒都能拉制。因此生产12英寸的单晶硅棒不存在技术障碍，炉子、热场等都非常成熟，北方华创、京运通都可以生产拉制12英寸单晶硅棒的炉子，至于热场，目前32英寸热场已经成为主流热场了，而1400的单晶炉都可以安装32寸热场。根据经验，热场越大，成晶率越高，而且30寸热场也可以拉制12英寸单晶硅棒，只是生产成本会略高。 二、210mm硅片生产成本不高 国内某单晶龙头企业其12英寸单晶硅棒成晶率在70%左右，而12英寸单晶硅棒拉晶速度与9英寸单晶硅棒拉晶速度相比，虽然有所降低，但是降低幅度不大，因此12英寸单晶硅棒生产难度不大、生产成本不高，随着技术更加成熟、员工熟练程度增加，12英寸单晶硅棒生产成本还能有所降低。 三、210mm硅片产能会供应不足吗？ 210mm硅片产能不会存在瓶颈，目前阶段的瓶颈是210mm的电池和组件产能。如中环五期G12工厂正如期上量，预期2020年末产能达到15GW，而隆基除了宁夏中宁，其余的炉子都可以上32寸热场，只要切片机满足需求或稍作升级，理论上都可以生产210mm的单晶硅片，因此，现阶段210组件的产能瓶颈在电池和组件端，不在硅片端。 |
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