100mm—210mm 硅片尺寸演变40年

　　摘要：4月17日，隆基股份宣布M6和G1硅片分别下降0.34元，M6硅片为2.92元，G1硅片为2.83。这是隆基4月内第二次降价，4月8日，隆基M6、G1单晶硅片均降价0.15元，分别为3.26元和3.17元。随着大尺寸硅片的价格下跳，也加速着业内硅片尺寸的新一轮变革！

　　光伏硅片的尺寸源自半导体硅片，在发展节奏上光伏要落后于半导体1到2代，多年来半导体硅片尺寸不断增大，光伏硅片也随之经历了从小到大的过程，那大尺寸硅片为光伏行业产业链带来了哪些变化？

　　对于上游硅片制造商来说，硅片尺寸变大可以降低硅片企业的三大成本：硅料、拉晶、切片。相同数量硅料在硅棒直径变大的情况下，可以减少拉晶次数，降低能耗，从而降低拉晶成本，同时大尺寸硅片可以减少切片次数，降低切片成本和硅片的单瓦成本。

　　对于中下游电池、组件制造商来说，硅片尺寸变大可以加快硅片到组件的生产速度，从而还会带来人力、水电等生产运营成本的降低，摊薄电池组件生产环节中的非硅成本。中环股份副总工程师张雪囡提到单个硅片尺寸增大，单块组件电池片数随之降低，硅片片数相应减少，组件有效发光面积增大，会带来转换效率以及功率的提升，单瓦成本也随之下降。

　　对于电站客户来讲，相同的电站规模下，组件尺寸越大，所需组件数量越少，从而减少对应的支架、汇流箱、电缆成本以及运输安装费用等。同时大尺寸硅片会在一定程度上提升组件的功率和品质，在降低电站成本的同时提升电站发电量。

　　如图，在摊薄成本和提升组件品质的驱动力下，1981年至今40年来，光伏硅片尺寸从100mm发展到210mm，规格翻了一番，这期间经历了什么，让我们来一探究竟。

　　一、1981—2012年：100mm—156mm

　　在1981年到2012年之间，硅片的边距为100mm和125mm，并以125mm硅片为主。之后硅片的边距由125mm大幅度提高到156mm（即M0），增幅高达54.1%，156mm硅片逐渐成为p型单晶和多晶硅片的流行选择。2014年前后125mm P型硅片基本淘汰，仅应用于一些IBC、HIT电池组件。

　　二、2012—2018年：M0—M2

　　2013年底，隆基、中环、晶龙、阳光能源、卡姆丹克五个主要厂家牵头统一了标准为156.75mm的M1（边距156.75mm，直径205mm）和M2（边距156.75mm，直径210mm）硅片，这是硅片尺寸发展史上的一大变革。2017年该尺寸标准得到SEMI标准委员会审核通过，2018年多晶硅片国标修订版本也确定了156.75mm为标准边长，并建议未来的尺寸增加以1mm的倍数来变化。

　　而提升硅片面积的主要方式有两个，即增大边距和增大对角。值得一提的是M1、M2在将边距上调至156.75mm之后，M2又进一步减小单晶硅片倒角，增大了对角，做到在不改变组件尺寸的情况下，通过提升2.2%的硅片面积，便使组件功率提升了一个档（5Wp以上），并提高了组件封装效率。同时由于M2尺寸改动较小，设备无需做大规格变动，一年便可以完成切换并投入生产。这促使M2硅片迅速占领市场，一直到2018年，业内主流的单晶硅片全部采用M2标准，市占率高达85%。

　　据统计，2017年M0、M1硅片已经完全不再生产，2019年156.75mm尺寸市场占比约61%，CPIA预计156.75mm产品2020年占比将大幅下降，2022年市场将彻底告别156.75mm尺寸硅片。

　　三、2018年至今：M2—M6

　　在对高功率组件需求日渐上涨的形势之下，部分厂商开始通过增加电池面积来达到这一目的，使得市场上出现157.0、157.3、157.5、157.75、158.0等尺寸多样化的硅片，这给产业链的组织管理带来极大的不便。

　　混战过后，市场上出现两种主流尺寸：G1方单晶（边距158.75mm）和M6（边距166mm）大硅片。2018年晶科率先推出G1硅片，而在G1硅片还未站稳脚跟，市占率仅有10%之时，2019年6月份隆基股份推出M6硅片，而这时晶科继续跟进启动163mm。这期间韩华在2019年推出M4(边距161.7mm)产品，面积比M2增加5.7%，并少量存在于市场，产品以N型双面组件为主。

　　据中国光伏行业协会统计，2019年G1硅片市场占比31.8%，预计2020年G1尺寸硅片将超过156.75mm占据市场主流，占比有望超过40%。由上图可以看出，G1方单晶本质上和M6尺寸是一样的，区别只是在于是否保留硅片的倒角，但是二者的利润分配不同。G1的超额利润主要在硅片，M6的超额利润主要在电池和组件。在组件端，G1超额利润4分钱/W，其中组件售价溢价2分钱/W，组件成本溢价2分钱/W；而M6超额利润高达13分钱/W，其中组件售价溢价8分钱/W，组件成本溢价5分钱/W。毋庸置疑，超额利润一定程度上代表着产品的先进程度，虽然M6在硅片环节净利率较低，但是在电池组件环节净利率碾压G1，更有利于产业链共同发展进步。CPIA预计2021年M6硅片占比将超过60%，成为主流。

　　在大硅片混战之时，市场上出现了不同的声音。晶科考虑到硅片与整个行业产业链的匹配性，推出163mm尺寸，适合于产业链现有的大部分产能。另外晶科将163mm硅片应用于Tiger组件，这款更高能量密度的组件将提供10％以上的功率增益。晶科全球产品管理总监周超杰认为硅片尺寸不可能大到无边无际，比起扩大版型，晶科更希望通过高能量密度的方式去降低度电成本，2020年Tiger产能将达9GW。

　　四、硅片尺寸的极致：210mm

　　2019年8月，中环推出G12（边距210mm）大硅片，相比M6硅片面积大幅提升了60.8%，将硅片尺寸推到极致，并实现了三个否定：否定现有产品、否定现有技术、否定现有自我。据中环股份数据显示，G12电池片成本较M2降低25.56%，组件成本降低16.8%。在电站建设环节比166mm节约12%的BOS成本，相应的LCOE降低4.1%。

　　然而，业内对于166和210的激烈辩论不曾停止，其中最大的“纠结点”在于伴随210硅片到来的产线改造，企业需要考虑虽然210做到了增效，但是在加上改造费用后是否还能实现降本的问题。

　　但需要知道的是，210尺寸硅片生产线完全可以向下囊括166尺寸，而166是在不改变现有组件尺寸的情况下硅片的极限尺寸，同时也是部分设备允许的尺寸上限，无法向上兼容210甚至以后更大尺寸产品。由此看来，随着硅片的大尺寸化趋势，产线的改造只是早晚问题。

　　隆基的M6，中环的G12......大尺寸硅片的战争从不曾停止，40年来硅片尺寸的变化映射的是整个行业的平价进程，随着平价时代到来，光伏行业的新起点也刚刚开始。