大硅片生死战

　　近日，天合光能210组件线上发布，吸引了140万人的围观，盛况空前。210mm（G12）超级大硅片自中环发布发布以来，热度不减。中环内蒙古五期项目已投产，2019年12月产出首批12英寸单晶硅棒，目前2020年G12大部分产能已锁定。

　　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。

　　大尺寸硅片有助于提高组件效率、降低成本已成为行业共识。156.75mm(M2)量价齐跌，继续示弱。2019年上半年还吵得火热的158.75mm，下半年骤然降温。158.75mm出局了？其实很多企业已经完成158.75mm改造，已经成为标配产线。

　　似乎比起158.75mm，行业更钟爱166mm与210mm，他们炙手可热。当然，也有企业独创其他尺寸。

　　166mm拥趸者不在少数，除隆基外，爱旭、润阳、潞安、平煤等都有产线兼容166mm尺寸。另据隆基介绍，其166组件已经已经获得数吉瓦的订单，166组件市场前景值得期待。

　　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。

　　目前行业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。

资料来源：中环股份

　　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，但是对于国内百吉瓦的老旧产线来说，166mm是个不错的选择。有人认为，166mm是个过渡尺寸，随着半导体技术的发展，向更大硅片发展，是趋势，也是必然。

　　有人说，硅片尺寸之争是“生死之争”，不无道理。

　　精细的166mm算法

　　166mm是一个精心计算的结果。166mm已达部分设备允许的极限，短时间内硅片尺寸标准难再提高。

　　相比改造158.75mm，166mm改造费用不菲。某些报告显示，156.75电池组件产线改造成166产线需要2000多万/GW(是的，虽然说旧产线兼容166，但也会有一笔改造费用)，如果166组件比156.75组件卖贵5分钱/W，这意味着卖半年的溢价就可以收回改造费用，之后的溢价就是纯增加的利润了，投入产出比非常高。

　　增大硅片尺寸的限制在于现有设备的兼容性。中信建投在其报告中分析，他们通过梳理拉棒切片、电池、组件三个环节用到的主要生产设备，发现现有主流设备可以兼容166mm硅片，但这一规格已基本达到现有设备允许的尺寸上限，继续增大硅片尺寸则需重新购置部分设备，使得增大尺寸带来的成本下降被新购设备带来的成本上升所抵消。

　　因而短时间内硅片尺寸标准难以再提高，166mm将在相当长的一段时间内成为标准上限。当然，这是现有生产体系最大作用的发挥。

来源：隆基股份

　　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。中环股份还进行拉晶设备优化，增大温度梯度，拉晶速率提高。同时，为保证低能耗，他们引入新材料热场，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，电阻率一致等优势与特点。

　　需要指出的是，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组件产能。

　　绕不开的度电成本

　　哪种尺寸更优秀，最后要归于哪种尺寸更有助于降低光伏度电成本。

图表来源：隆基股份

　　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%。

来源：中环股份

　　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。

　　三种尺寸组件比较与二极管保护的电池片数量(来源：阿特斯)

表格来源：东方日升

　　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。

　　“210mm普及不会太快，现在是166mm尺寸发展的最佳时机，”有人断言。在这场事关生死的战争中，面对变化莫测的市场，背后影舞着无形推手，谁又能敢轻下结论。

　　两个阵营，论战势头皆劲。

　　166mm还是210mm？孰优孰劣，孰好孰坏？啧，对资本市场，对电站投资商，他们讲故事的本领真棒。

　　还有没有其他尺寸？会不会“半路杀出个程咬金”呢？