“到2020年，光伏發電電價水平在2015年基礎上下降50%以上，在用電側實現平價上網目標。”這是官方吹響的“沖鋒號”！2020年也將成為中國光伏企業的“勝負局”。
在這場“生死戰”中，企業沒有退路，也沒有捷徑。如今很多光伏企業加入“規模競賽”這一賽道或許也是不得已而為之，他們都在為平價上網埋頭蓄力。但僅依靠規模擴張這一手段還不足以保證“2020年實現平價上網”這一戰略目標。
“我們看到的是一個技術碾壓商務模式的一個時代。這一輪你們看到的，以及未來會看到的，就是這么一個時代——晶硅技術時代。”阿特斯掌舵人瞿曉鏵在2017年中美光伏年會的發言猶在耳邊。
近兩年，中國光伏上游企業圍繞一根線已經上演了多輪“生死時速”，有行動“遲緩”的行業巨頭在這根線上搖搖欲墜，也有行業新貴憑這根線“一戰稱王”……它就是被行業視為顛覆性技術的金剛線。
顛覆性技術，從字面上理解，是一種顛覆了某一行業主流產品和市場格局的技術。這樣一根線究竟是如何顛覆這個行當的？
亂世英雄：金剛革“命”
“早在2012年時，就發現傳統砂漿技術已沒有更多降本空間，為此需要尋找一種新的顛覆性技術‘革掉’砂漿技術的‘命’。”
可以說，上游硅片厚度與切割損失量是影響晶體硅電池應用成本，甚至太陽能并網發電成本的第一個決定性因素。
而光伏硅材料傳統切割方式為砂漿切割，該工藝是以鋼線為基體，莫氏硬度為9.5的碳化硅作為切割刃料，鋼線在高速運動中代工切割液和碳化硅混合的砂漿進行摩擦，利用碳化硅的研磨作用達到切割效果。
“早在2012年時，公司就發現傳統砂漿技術已沒有更多降本空間。”隆基股份董事長鐘寶申對上證報記者說道，為此需要尋找一種新的顛覆性技術“革掉”砂漿技術的“命”。
在光伏領域，一項新技術的應用無非看兩點：效率提升和成本下降。對于金剛線切片在多晶上的應用而言，就在于使用金剛線切割的對于硅片成本下降的顯著效果。
金剛線切割技術是將莫氏硬度為10的金剛石顆粒固著于鋼線基體上， 鋼線的高速運動帶動金剛石以同樣的速度運動，直接產生切割能力。金剛線最早是由日本廠商率先進行研發并生產的新型切割工具。日本的旭金剛石2007年6月就推出了成熟的金剛線產品。
金剛線較砂漿切割優勢在于：
一、切割效率高。金剛石切割漏損少，減少了磨料之間的相互磨損。金剛石硬度高，耐磨損能力強，從而切削和使用壽命更長；
二、材料損耗少，出片率高。金剛線因切割能力強，其鍍層比（傳統）砂漿要小薄，從而造成的刀鋒損耗叫小。金剛線切割造成的損傷層小于砂漿線切割，有利于切割更薄的硅片。金剛線更細的線徑、更薄的切片有利于降低材料損耗，提高硅片的出片率。
根據ITRPV數據，2015年的硅片厚度多為180微米，砂漿切割的刀縫損耗大約為150微米，金剛線切割的刀縫損耗約為125微米。
另外，金剛線還有助于產品質量提升，金剛線切割的設備占用資本、空間占用、人力和店里占用均有所下降，整個生產流程更加簡化，從而降低運營成本。
金剛線因其切割效率、材料損耗、環境保護、產品質量、運營成本等方面的優勢，已在晶硅切片等領域基本替代傳統切割技術。根據ITRPV 2016年報告，預測未來十年（金剛線切割工藝）應用規模將逐步增長。
一組數據足以證明金剛線之利。砂漿切割的鋼線直徑是0.12毫米，而金剛線的直徑則只有0.07毫米。以切割一公斤硅錠為例，前者只能切50片不到，后者則可切到60片左右；
砂漿切片機的線網速度為580-900m/min，而金剛線切片機的線網速度可以達到1000-1500m/min，是傳統的砂漿切片機的兩三倍。以多晶切片為例，單刀次時間從9-11小時可以將至2.5小時，大大提升了切片的效率。單臺砂漿切片機（多晶）年產能為7MW左右，而金剛線切片機（多晶）的產能可以達到29MW。
根據SOLARZOOM新能源智庫的測算，采用金剛線切片后通過直接方式硅片不含稅成本將下降0.8元/片。根據ITRPV預測，2018年之后，在單晶硅切片市場，金剛線切割公司的市場滲透率（當前市場需求/潛在市場需求）將超過70%。
一句話，金剛線可以幫助光伏企業獲得巨大的成本優勢，這根線決定企業生死。尤其是是在上游晶硅片這個領域，掌握這根線的企業在未來之戰搶得一線先機；失去這根線，可能意味著將被死神“收割”。
巨頭博弈：慢就是死
“這就好像一輪‘生死時速’，就算重新訂購新的金剛線專機，供應商也一下造不出那么多，至少要耽誤兩到三年的時間。”
單晶雙巨頭隆基、中環可以說是中國最早涉足金剛線的光伏企業。
據我們了解，繼2002年中環股份規模化應用砂漿線切割技術七年后，2009年中環股份就著手研發金剛石線切片，并于2012年規模化應用金剛石線切片產線，“有效提升單晶硅材料利用率，單位千克出片數提高25%以上”。
行業觀察者治雨在《中環股份：單晶守望者的進擊》中分析：中環提升了切片速度，每張硅片的切割時間由原先的五小時降低到現在的兩小時，再降低到未來的一個半小時以內；降低線材損耗，切割過程中損耗的金剛線由原先的1.5米降低到未來的0.5米。
在2016年，中環股份在超薄晶片金剛石線加工技術綜合研究再度取得了重大成果，通過對切割鋼線形態調整、循環系統化學平衡自主控制系統研發、關鍵工藝設備改造和工業自動化項目實施使公司156MM的太陽能級硅片產品的晶片厚度進行了優化（通過產業下游客戶端的共同努力，已實現了較傳統厚度減薄20微米的硅片大規模應用），并在2016年向公司全球的客戶交付批量訂單。
中環股份將190微米行業標準硅片厚度推動工藝創新逐步下降到目前的170微米。“下一步公司的太陽能級單晶硅片厚度將進一步減薄到140-150微米。
曾有市場研究“在不提高碎片率的前提下，太陽能電池厚度從180微米降到160微米，太陽能電池硅用量可減少10%，組件成本可下降3%。”
2017年4月26日中環股份又拋重磅投資方案，中環股份與宜興經濟開發區就推進實施“10GW 高效太陽能電池用超薄硅單晶金剛線切片產業化項目”簽署了合作協議。“公司超薄晶片金剛石線切割單晶加工技術可使中環光伏四期項目（單晶硅產能合計為16.6GW）產能比項目可研提高產能25%以上。”中環股份如是說。
隆基較中環稍晚半步，其于2012年基本完成了“金剛石線切割工藝研究”實驗，但隆基在國內率先完成了130微米薄片切割工藝的研究，2013年將成為率先規模化推廣應用金剛線切割技術的國內企業。
在2008-2009年隆基批量采購切片機時就已考慮到未來金剛石線切割技術普及趨勢，所有切片設備均可快速改造為金剛石線切割工藝，2012年已有17臺切片機完成了工藝改造，其中 13臺已開始批量采用生產金剛石線切割硅片。2013年“金剛石線切割工藝研究”已經完成并全面推廣。
隆基通過金剛線切割工藝、PERC電池技術等行業先進技術的產業化應用，使得 2016 年硅片產品非硅成本已較2012年的5.12元/片下降67%。2017年6月底，公司單晶硅片非硅成本同比降低18%，組件環節非硅成本同比降低23%。
在隆基股份董事長鐘寶申心中，這一轉型過程的艱辛坎坷卻是冷暖自知。“當時我們決定一個月切六七百萬片，相當于每個月要虧三四百萬元。按我們的估算，這個項目一年虧4000萬以內都是可以接受的。畢竟，這是一個過程，需要長期的經驗積累。”
可以說，隆基在為金剛線這個產業打通上下游、推廣普及方面做了大量工作，承受了很大犧牲。不過，也正是因為敢于犧牲的精神，使“隆基率先運用該項技術，有力保障了公司成本控制優勢的可持續性。”
"寶劍鋒從磨礪出,梅花香自苦寒來。"如今，隆基的苦守和犧牲帶來了豐厚的回報，其單晶硅片自2013年以來，無論是收入規模還是盈利能力記錄都在不斷被自己刷新。
8年多，隆基硅片收入及毛利率情況
早年隆基股份總裁李振國說“讓有硅片環節的光伏企業覺得這個環節已經成為他們的負擔而不是優勢。”如今隆基股份“已經形成低于同行20%制造成本的優勢”。這些成本的降低在前幾年行業暴利時代不算什么，但今天在行業競爭日益激烈的時期，這些優勢將會使我們十分從容地擴張產能。”
實際上，中環、隆基之勝并非偶爾，而是必然，據黑鷹光伏統計兩者是少有的連續六年（及以上）研發投入比都保持在3%的光伏企業。
十年中環隆基研發投入比情況
而多晶龍頭保利協鑫不利的情況下，通過不懈努力終成功躲避了這根“死神之線”的收割。保利協鑫上演的“生死時速”也頗值得我們學習、深思。
據悉，保利協鑫“傳統砂漿切片機的金剛線切割改造項目”——MB271機臺改造項目從2013年立案啟動至2016年共歷時三年，歷經四代，最終才獲得成功。
“這就好像一輪‘生死時速’：如果第四次技改還是失敗，或是晚幾個月才成功的話，那我們也只能將1200臺傳統砂漿機全部淘汰。這不僅造成巨大的浪費，且就算重新訂購新的金剛線專機，供應商也一下造不出那么多，至少要耽誤兩到三年的時間。”保利協鑫切片事業部的副總裁、砂漿機金剛線切割改造技術攻關小組的組長劉建平對上海證券報記者如此說道。
（劉建平）
在這個關鍵的時間節點，耽誤兩三年對企業來說無疑是致命的。保利協鑫如此被動，并不是因為行動過于遲緩，實在是此次幸運之神過于偏愛“單晶”。
這是一個先天技術問題。金剛線的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。多晶硅片采用酸制絨，所以金剛線切割的多晶硅片在制成電池后效率比砂漿切割硅片低了將近0.4個百分點。這也是阻礙金剛線切割技術在多晶領域推廣的的最重要原因。
好在通過技術攻關，保利協鑫終于找到解決方法，即黑硅技術在常規的酸制絨后，又增加一道工藝，從而解決了金剛線切多晶硅片的反射率過高問題，還能附帶一定電池效率的提升。
SOLARZOOM新能源智庫了解到，目前已經有企業實現了小規模的量產，不但解決了金剛線切多晶硅片的制絨問題，還實現了0.4-0.6個百分點電池效率的提升。
2016年4月28日，保利協鑫“阜寧光伏金剛線切片項目”順利投產，標志著保利協鑫大規模推進金剛線切片新工藝。“目前，協鑫集成量產的金剛線切多晶+黑硅+PERC的電池轉換效率已經達到20.5%，未來有望提升至21.5%。而在成本方面，經測算，與砂線切+普通電池工藝的單位成本相比，金剛線切多晶+濕法黑硅+PERC的電池制造成本僅為其92.7%。”
保利協鑫副總裁呂錦標對中國能源報表示，大規模推廣金剛線切割改造后，多晶硅片直接降本超0.5元/片。
截至2017年6月末，保利協鑫金剛線切割硅片比例已超過30%，大大降低了硅片成本。而且，保利協鑫完成了配套金剛線多晶硅片的濕法制絨黑硅技術的設備調試，通過工藝開發及試驗線的成功推進，為金剛線切多晶硅片的市場推廣提供了解決方案，起到了引導電池客戶使用金剛線硅片的積極作用。
8月18日，劉建平在參加“金剛線硅片切割及電池全產業鏈技術研討會”時表示，保利協鑫切片事業部的金剛線機臺改造進展順利，400余臺MB271改造項目8月底可全面完成并投入生產，預計本月金剛線切硅片的產量將超過50%，年底產量占比將超過90%。
“改造機的投資成本僅為專機的十分之一，而切片加工成本兩者相當，因此，現階段改造機的性價比優勢非常明顯。”劉建平如是說。不過，也有觀點認為：“由于硅片的薄片化趨勢以及更細線徑金剛線的成熟運用，改造機將逐漸喪失性價比，那時會是金剛線專用機的天下。”
劉建平還預測，2017年全行業多晶金剛線的使用比例可能將超過60%，2018年有望達到100%。未來金剛線將更加“細線化”，砂漿切硅片的成本劣勢將被進一步拉大，很快將面臨被淘汰的命運。
另一光伏巨頭也成功搶到一張金剛線“入場券”。2017年6月23日阿特斯阜寧工廠全面恢復生產。復產后其硅片的年產能由原來的1GW提高到1.2GW，并成為世界上最先進的采用金剛線硅片+多晶黑硅技術的電池生產基地。
還需要重點提到的是，由于金剛線切割相比砂漿切割刀縫損失由明顯的減少，因為同等產能下對于多晶硅的需求也將大幅減少。如果每kg硅棒的合格出片數通過采用金剛線切割由目前的48片上升到62片，相應的對于多晶硅的需求將減少23%；
如果目前全國70%的多晶硅片產能全部應用金剛線切割，將帶來每年超過3萬噸的多晶硅需求減少，影響多晶硅需求超過10%。在下游沒有大量新增產能的情況下，多晶硅的價格將進一步下跌。
這也就意味著金剛線這一顛覆性技術未來可能還將導致上游多晶硅材料價格的下滑，這使得企業距離平價上網更進一步。
顛覆之戰，剛剛開始
如今這場殘酷的顛覆之戰才剛剛開始，在這個技術的賽道上，誰跑的慢了，誰就有可能死亡。
圍繞金剛線的生死博弈還在不同領域上演。
位于河南開封的易成新能，于2010年4月登陸A股。公司為太陽能光伏行業重要的功能性材料供應商，從事太陽能硅片、半導體線切割刃料研發、生產、銷售的高新技術企業。
太陽能晶硅片切割專用刃料專供光伏產業中的晶硅片生產企業使用，是將晶硅棒、晶硅錠切割為晶硅片的生產過程中不可或缺的專用材料，是光伏產業鏈中重要生產材料之一。易成新能在晶硅片切割刃料行業合計市場占有率達到40%以上，為國內光伏晶硅切割材料的龍頭供應商之一。
不過，如今晶硅片切割領域已經發生了重大變化，金剛線切割技術替代傳統砂漿切割技術，導致易成新能晶硅片切割刃料業務出現嚴重下滑。2017年上半年易成新能“晶硅片切割刃料”銷售收入1.95億元，同比下滑了68.59%。
為應對技術危機，易成新能加快建設年產600萬千米電鍍金剛線項目。財報顯示，截至2017年6月末，易成新能預計投資6.6億元的電鍍金剛線項目工程進度為33.84%。
同樣于2010年登陸A股的奧克股份也面臨著被顛覆危機。奧克股份光伏產品為晶硅切割液，是硅棒切割成硅片過程中使用的一種化學助劑，減少切割損失的功能。隨著金剛線切割技術開始取代傳統切割工藝，公司晶硅切割液市場需求快速下降。2016年切割液銷售為3.31萬噸，同比下滑了24.49%。
有人敗，就有人勝。三超新材就憑此突圍而出。該公司主營業務是金剛石工具的研發、生產和銷售，主要產品為電鍍金剛線和金剛石砂輪。2011年公司經多年研發的電鍍金剛線開始小批量銷售，2012年正式批量銷售，其電鍍金剛線主要用于光伏硅材料。2014年10月，三超新材的電鍍金剛線產品被國家科學技術部、環境保護部、商務部和國家質量監督總局認定為國家重點新產品。
三超新材金剛線盈利情況
楊凌美暢新材料有限公司也是一個很好的例子。該公司于去年1月開工投產，當年即實現產值2.36億元，利潤0.95億元。至2016年底，已成長全球最主要的金剛線供應商。
事實上，目前從事金剛線制造的企業已近百家，其中上市企業已近10家，其中包括兩家日本的上市企業。即使這樣，整個金剛線相關市場仍舊是供不應求的現狀，有企業表示“一線難求”。
根據EnergyTrend研判，預計疊加藍寶石需求，預計2017年—2019年間，全球金剛線總需求會達到150億米、261億米、345億米。
如今這場顛覆之戰才剛剛開始，在這條技術競技的賽道上，誰跑的慢了，誰就有可能死亡。未來誰掌握光伏核心技術密碼，誰才能在這場“生死局”中勝出。
(部分資料參考：《中國能源報：保利協鑫副總裁呂錦標：金剛線切多晶硅片市場需求遠超預期》、《上海證券報：調查這根細線差點勒死光伏巨頭!金剛線大戰上演“生死時速”》、《SOLARZOOM新能源智庫：金剛線切多晶硅片技術已成熟，2017年將迎來爆發》）
來源：黑鷹光伏
