電氣設(shè)備行業(yè)研究周報(bào)：硅片大尺寸 光伏低成本

:隨著光伏平價(jià)時(shí)代的到來(lái)，降低成本顯得尤為重要。光伏系統(tǒng)的成本構(gòu)成主要有光伏組件、逆變器、土地、支架和線纜、融資成本、并網(wǎng)成本、人工成本等因素構(gòu)成。單塊組件功率提高是降低成本最有效的手段之一，而硅片的尺寸加大是較容易實(shí)現(xiàn)大跨度提升組件功率的途徑。

光伏硅片源自于半導(dǎo)體硅片，發(fā)展節(jié)奏上光伏要落后于半導(dǎo)體1到2代， 縱觀半導(dǎo)體硅片的發(fā)展進(jìn)程，尺寸不斷增大。硅片尺寸的增加可以降低半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)成本以及提高芯片的品質(zhì)。硅片越大，一個(gè)硅片上生產(chǎn)的芯片越多，其成本越低。面積越大，邊緣片占比將減少，缺陷存在的可能性降低， 產(chǎn)品的品質(zhì)得到提高。

近年的光伏硅片的尺寸變化可以分為三個(gè)階段。1981-2012年(由100和125到156(M0))、2013-2017年(由 156(M0)到 156.75(M1、M2))， 2018年至今(由 156.75(M2)到158.75 或者 166(M6)、210(M12))。硅片的尺寸加大是較容易實(shí)現(xiàn)大跨度提升組件功率的途徑，對(duì)于中、下游制造企業(yè)以及電站客戶來(lái)講，能夠攤薄成本。

1.硅片大尺寸，光伏低成本

1.1. 探究系統(tǒng)成本構(gòu)成，著手單塊組件功率

整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是不斷降低度電成本的過(guò)程，隨著平價(jià)時(shí)代的到來(lái)，降低成本顯得尤為重要。光伏系統(tǒng)的成本構(gòu)成主要有光伏組件、逆變器、土地、支架和線纜、融資成本、 并網(wǎng)成本、人工成本等因素構(gòu)成。其中光伏組件、逆變器、土地、支架和線纜占比分別約為 45%、20%、10%、10%。單塊組件功率提高是降低成本最有效的手段之一，而硅片的尺寸加大是較容易實(shí)現(xiàn)大跨度提升組件功率的途徑。

1.2. 源自半導(dǎo)體技術(shù)，探析發(fā)展趨勢(shì)

光伏硅片源自于半導(dǎo)體硅片，發(fā)展節(jié)奏上光伏要落后于半導(dǎo)體1到2代，縱觀半導(dǎo)體硅片的發(fā)展進(jìn)程，尺寸不斷增大。60 年代出現(xiàn)了0.75英寸直徑的單晶硅片，到隨后發(fā)展的直徑2英寸(50mm)、4 英寸(100mm)、5 英寸(125mm)，6 英寸(150mm)、8 英寸(200mm)、 12 英寸(300mm)硅片。2011 年全球五大半導(dǎo)體廠商共同成立 450mm 聯(lián)盟(G4500C)， 用于推動(dòng)18 英寸硅片發(fā)展。硅片尺寸的增加可以降低半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)成本以及提高芯片的品質(zhì)。硅片越大，一個(gè)硅片上生產(chǎn)的芯片越多，其成本越低。面積越大，邊緣片占比將減少，缺陷存在的可能性降低，產(chǎn)品的品質(zhì)得到提高。

1.3. 硅片由小到大，歷經(jīng)三次變革

近年的光伏硅片的尺寸變化可以分為三個(gè)階段。1981-2012 年(由 100 和 125 到 156(M0))、 2013-2017 年(由 156(M0)到 156.75(M1、M2))，2018 年至今(由 156.75(M2)到 158.75 或者 166(M6)、210(M12))。第一次變革期間，開始較多沿用半導(dǎo)體的晶圓尺寸 6 英寸規(guī)格，對(duì)應(yīng)到硅片邊長(zhǎng)尺寸就是所謂的 5 寸片(125mm)。但是隨著行業(yè)的發(fā)展， 125mm 硅片逐漸被156mm 的產(chǎn)品替代，大大提高了單個(gè)組件產(chǎn)品功率。第二次變革主要從 M0 變革為 M1 與 M2。在2013年底，隆基、中環(huán)、晶龍、陽(yáng)光能源、卡姆丹克 5 家企 業(yè)聯(lián)合發(fā)布了M1與M2硅片標(biāo)準(zhǔn)，該尺寸標(biāo)準(zhǔn)修正在2017年得到SEMI標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的審核通過(guò)。這一變革在組件不變的情況下增加了硅片的面積，提升了功率，相較于 M0，M1 和 M2分別增加1.63%和 2.25%。

第三次就是在2018年至今，因市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，諸多企業(yè)再次把目光投向硅片，希望通過(guò)擴(kuò)大硅片尺寸提升組件功率以獲得產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)此有兩種發(fā)展方向，一種是維持組件尺寸不變提高邊距，比如G1(邊距 158.75mm)，另一種就是增大組件尺寸，比如M6(邊距 166mm，直徑 223mm)，M12(邊距 210mm，直徑 295mm)。