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2017年中国金刚石线行业发展现状及发展趋势分析

http://www.momo35.com   来源:中国产业信息网  日期:2017/12/29

    (一)行业发展概况

    1、金刚石线行业市场概况

    目前,根据晶体结构的不同,晶体硅太阳能电池用硅片分为单晶硅和多晶硅,都可以用于生产电池组件,树脂金刚石线主要应用于上述单晶硅和多晶硅的切片。 20 世纪 90 年代以来,国际上为了解决大尺寸硅片的加工问题,采用了以砂浆作为磨料的传统切割方式,金刚石线切割技术未被广泛应用。目前,光伏组件如何降低成本、提高生产效率已经成为光伏产业发展亟需解决的问题。 单晶硅片和多晶硅片的切割成本控制成为各企业关注的重点。

近年来晶硅光伏组件价格走势图

数据来源:公开资料整理

    由上图可见,近年来光伏企业竞争加剧,晶硅光伏组件价格一路走低,这对硅片生产、加工企业提出了进一步压缩成本的要求。金刚石线切割法作为新的切割技术,具有薄片化切割、减小切口损失、降低硅料损耗、提高加工效率、提高出片率、降低污水及 COD 排放等优势,可以大幅降低硅片生产企业成本,提高硅片品质,下图为金刚石线切割和砂浆切割方式对比。

数据来源:公开资料整理

    2、金刚石线切割技术对游离磨料砂浆切割技术的替代情况

    随着光伏制造产能逐步向中国集中以及中国范围内金刚石线制造和应用技术的不断成熟,市场需求的快速增长正在刺激和加速中国金刚石线制造行业的发展。金刚石线切割作为传统切割工艺的替代,正处快速成长期。在单晶硅片切割领域中,金刚石线切割已经逐步替代砂浆切割。目前,已经具备金刚石线规模化生产能力的生产企业只有少数几家,大多数为上市公司和拟上市公司, 包括易成新能、南京三超和长沙岱勒等。 近期, 国内各大光伏硅片生产企业都开始逐步淘汰砂浆切割技术,开始应用金刚石线切割技术,其中苏州协鑫光伏拟扩建的硅片生产项目将全部采用金刚线切割技术; 国内单晶硅大型企业隆基股份(601012) 金刚线切片技术已经在全厂范围内加速推广,其投资的“银川隆基年产 2GW 切片建设项目” 已全部采用金刚线切片工艺;中环股份(002129) 投资 30 亿元用于建设“CFZ 单晶用晶体硅及超薄金刚石线单晶硅切片项目” 和“CFZ 区熔单晶硅及金刚石线切片项目” 。在多晶硅片切割领域, 金刚石线切割法替代砂浆切割法的进程加快,前景明显。目前公司通过研发降低了金刚石线切割硬质点的断线机率,下游多晶硅片生产企业也在开始加速完成切割设备技术改造,优化多晶硅片、制绒工艺。随着技术难题逐步破解,金刚石线也将广泛用于切割多晶硅材料。目前公司已经与下游多晶硅片生产厂商签订销售合同,率先进入多晶硅片金刚石线切割领域。金刚线切割晶硅片的占比将会快速上升。

数据来源:公开资料整理

    3、树脂金刚石线和电镀金刚石线的技术特点对比分析

    金刚石线锯主要有电镀金刚石线锯和树脂结合剂金刚石线锯,虽然电镀金刚石线锯具有良好的耐磨性、较高的耐热性和良好的磨粒把持力,但其制造效率较低,生产成本高,抗弯扭强度低,切割过程中容易断丝。与之相比树脂结合剂金刚石线锯具有以下优点:(1)生产成本低,生产周期短,生产效率高;(2)加工件表面损伤小,挠曲变形小。树脂金刚线有利于切割的薄片化,提高出品率;(3)损伤层薄,增加了硅片强度,刻蚀后表面均匀,有利于提高光电转换效率;(4)树脂金刚线环境污染小。

砂浆法、电镀线法和树脂线法切割硅片的表面效果图

数据来源:公开资料整理

    树脂线切割的硅片的破损层要比电镀线加工的硅片薄,特别是裂痕距减小。

电镀线和树脂线切片的损伤层微观示意图

数据来源:公开资料整理

    电镀线的镀镍层刚性较大,抗弯扭强度低。

树脂线和电镀线抗弯扭强度微观示意图

数据来源:公开资料整理

    (二)行业市场容量及发展趋势

    1、 全球光伏行业发展趋势

    全球太阳能光伏产业在 2013 年逐渐走出低谷,市场规模进一步扩大。

2016年全球光伏新增装机容量达76.6GW,同比增长52.9%
 

 

数据来源:公开资料整理

    另外, 2016 年全球光伏新增装机约 73GW,其中中国 34.54GW,美国 14.1GW、日本 8.6GW、欧洲 6.9GW、印度 4GW。欧洲和日本等传统市场的市场占比逐步向中国、美国、印度等市场转移;一批新兴市场正在加速发展,这也给我国光伏企业带来机遇。 2016 年,从出口构成来看,印度、 巴西等新兴国家的出口占比分别为 17.9%和 2.4%,印度市场增长最为显著。从 2016 年光伏产品出口情况来看,光伏组件出口同比下降,而电池片和硅片则同比增加,主要原因是国内光伏企业纷纷去海外新兴市场投资建设组件厂,直接出货到世界各国。

    2、 我国光伏产业发展状况

    我国光伏产业继续维持 2013 年以来的回暖态势,在国际光伏市场蓬勃发展,特别是我国光伏市场强劲增长的拉动下,光伏企业产能利用率得到有效提高,产业规模稳步增长,技术水平不断进步,企业利润率得到提升,在“一带一路” 国家战略引导下,我国光伏企业的“走出去” 步伐也在不断加快,光伏产业发展继续向好。

    (1)光伏设备景气度快速提升

    截至 2016 年底,我国光伏发电新增装机容量 3,454 万千瓦,累计装机容量 7,742 万千瓦,新增和累计装机容量均为全球第一。

中国光伏发电累计装机容量 (单位: GW)

 

数据来源:公开资料整理

    其中,光伏电站累计装机容量 6,710 万千瓦,分布式累计装机容量 1,032 万千瓦。全年发电量 662 亿千瓦时,占我国全年总发电量的 1%,为我国光伏制造业提供了有效的市场支撑。

2011-2016 年我国光伏新增装机量、增长率及全球新增装机量
 

数据来源:公开资料整理

    从同比增速来看,近年来我国光伏累计装机量维持了较为高速的增长,直接拉动了整个产业链的快速发展。 从国家发改委、国家能源局正式发布的《电力发展“十三五” 规划(2016-2020 年)》来看,到 2020 年光伏发电装机达到 105GW,而 2016 年底光伏总装机量仅有 77.42GW,也就是说未来 4 年年均光伏潜在装机规模将达到 7GW 左右。目前国内下游需求维持高位,且光伏组件价格下降,但毛利反而有所回升,下游光伏电站内部收益率维持相对高位,未来整个产业链的景气度有望维持在一个较高的水平。

    (2) 技术水平不断提升,生产成本逐步降低

    2016 年,在内外部环境的共同推动下,我国光伏企业加大工艺技术研发力度,生产工艺水平不断进步。在技术进步和规模效应双轮驱动下,我国先进多晶硅企业生产成本已降至 70 元/kg 以下; 多晶的金刚线应用开始加快,硅片产量超过 63GW,每片加工成本下降至 1.4 元以下; 背面钝化(PERC)、黑硅等技术实现规模化生产, 单晶硅和多晶硅的光电转换效率分别达到 20.5%和 19.1%; 半片、 MBB、叠瓦等技术涌现, 组件生产自动化、数字化、网络化程度不断提升,晶体硅组件生产成本下降至 2.5 元/瓦以下,资源较好地区的光伏发电成本下降至 0.65 元/度水平。2017 年市场总需求仍然较大,技术进步仍将是产业发展主题。预计 PERC单晶硅片的光电转换效率将达到 21%, 黑硅多晶硅片的光电转换效率将达到19.2%以上。成本将快速下降,多家企业预计 2017 年下降至 0.3 美元/瓦以下,关键在于金刚线切硅片+黑硅制绒能否规模化应用。超高效电池技术进一步发展,包括 N 型双面电池、 异质结电池、 P 型双面电池、 半片、 MBB 等组件技术等,自清洁等新材料将会规模化应用。虽然近年来,我国光伏制造业技术进步较快,但是关键工艺技术研发和基础理论研究仍然不足,新产品、新技术储备欠缺,核心竞争力与国际先进水平仍有差距,亟待资金、技术、人才持续投入,推动我国光伏制造向光伏智造转变,提升产业核心竞争力。

    (3) 产业投资持续增强

    2015 年,我国光伏相关行业投资约 1000 亿元,同比增长近 40%。 另据 Energy Trend 统计, 2015 年多家中国企业已宣布扩产计划,将新增 4.2GW 组件产能,其中国内组件产能将新增 3.2GW。多家企业实施“走出去” 战略,我国已建成投产海外电池与组件产能分别达到 3.2GW 与3.78GW,在建及扩建产能分别达到 2.2GW 与 1.9GW。另外,行业兼并重组加速,以市场为主导的资源整合不断深入。通威集团投资 8.5 亿新台币入股台湾昱晶能源,增强电池片规模经济效应;西安隆基、天合光能等企业与英利能源合作,通过委托加工等方式,实现产能利用率最大化等。

    (4) 金刚石线市场空间

    ①单晶硅市场占比扩大

    2015 年, 单晶硅片市场已经实现了专业化分工,国内主要以隆基股份、中环股份、卡姆丹克、阳光能源、晶龙集团五大企业为主, 2015 年这五大单晶硅片企业占据了全球产量的 63%左右。单晶硅片产量方面, 显现出良好的回归态势,市场需求的稳步上升引导企业产能投资扩大。2015 年全球单晶硅片产能达到15.4GW,其中隆基股份以 4.5GW 产能领衔。 2016 年底,隆基股份单晶硅片产能扩大至 7.5GW,预计 2017 年单晶硅片产能达到 12GW, 2019 年将达到 20GW。中环股份目前的单晶硅片切片产能接近 5GW,且有在 2017 年底扩产到接近 9GW 的计划。单晶硅电池片方面, 2015 年中国单晶硅电池片产能约 16.5GW,占全球产能的 39%,到 2016 年将提升至 41%。区别于硅片环节扩产集中在国内,美国、台湾、韩国、日本均有扩产计划。 2016 年国内大陆地区单晶硅电池扩产企业主要包括乐叶光伏、天合光能、阿特斯集团、晶科能源、协鑫集团、通威集团等; 台湾地区的扩产企业则主要包括新日光、茂迪股份、昱晶能源等,美国的扩产主要包括 SolarCity、 SolarWorld 等, 2016 年全球单晶硅电池产能提升至 25.4GW。整体来说,单晶硅片、电池、组件端产能都在增加, 2016 年会逐步释放。单晶硅组件方面, 2015 年国内单晶硅组件快速扩张,出货约 2.54GW,占比由前一年的 5%提升至 17%; 随着 2016 年乐叶光伏、天合光能、阿特斯集团、协鑫集团等增加国内单晶硅出货, 2016 年全年国内主要光伏企业将实现单晶硅组件出货 5GW。 2016 年底,单晶硅组件市场占有率已增长至 27%。

    ②多晶硅市场继续增长

    多晶硅产量方面, 2015 年,全球多晶硅产量持续上升,总产量达到 34 万吨,同比增长 12.6%,我国多晶硅产量约为 16.5 万吨,同比增长 25%, 位居全球首位。 2015 年世界上接近 50%的多晶硅由中国生产。目前,多晶硅企业绝大多数处于满产状态,即使如此,年进口量仍超过 10 万吨。2016 年,我国多晶硅产量约为 19.4 万吨,同比增长 17.6%,年进口量约 13. 6万吨。多晶硅片专业化公司主要以保利协鑫为主,英利能源、天合光能等继续领跑。未来,随着光伏产品价格持续下跌,规模较小或缺乏竞争力的企业将逐步退出市场,市场份额会进一步向优势企业集中。

2011-2016 年我国多晶硅产量、增长率及全球多晶硅产量

数据来源:公开资料整理

    ③金刚石线市场容量测算

2011-2016 年我国光伏硅片的产量、增长率及全球光伏硅片产量

数据来源:公开资料整理

    2016 年, 在电池组件方面,随着光伏行业的整体好转以及由于组件价格下降使得光伏发电成本不断逼近平价上网,全球组件产量继续呈现增长势头,全年达到 72GW,我国光伏组件产量(含海外工厂)达到53GW, 产业集中度有进一步提升趋势。 下游行业的发展,使得太阳能光伏硅片数量增加,金刚石线的需求量增大,树脂金刚石线未来市场空间增加。

 
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