隨著金剛線細線的推進傳統碳鋼絲逐漸逼近極限,鎢絲有望成為新材料
金剛線為切割用耗材的一種,其主要由母線、金屬鎳層、金剛石顆粒三部分構成,其中母線作為承載基體,金剛石顆粒作為磨粒刀具,金屬鍍層作為結合劑將金剛石顆粒固結在母線上。金剛線主要應用于光伏硅片切割領域,通過金剛線和硅片之間的相互摩擦作用,實現對硅片的切割,以規格為40線的金剛線切割生產厚度為160μm的單晶硅片為例,其切割一根硅棒的時間一般為1-2小時。
金剛線屬于光伏行業主要耗材之一,主要用于上游切割環節。光伏產業鏈從環節來看,主要包括硅料、硅片、晶硅電池片、光伏組件、光伏發電系統。其中上游為硅料的采集和硅片的生產環節,而硅片切割是硅片生產環節的主要工序,金剛線作為切割環節的主要耗材,可用于硅棒截斷、硅錠開方、硅片切割,其切割性能直接影響硅片的質量及光伏組件的光電轉換性能。
金剛線產業鏈情況
資料來源:美暢股份招股說明書
晶體硅切割技術持續迭代,金剛線已成為當前主要切割工藝。晶體硅切割技術主要經歷了內圓鋸切割、游離磨料砂漿切割、金剛線切割技術三個階段,歷次切割技術的迭代都帶動了切割效率的提升和切割成本的降低,當前金剛線切割已成為主要工藝。
金剛線切割各方面優勢明顯,取代游離磨料砂漿切割成為主要切割方式。與上一代游離磨料砂漿切割對比,金剛線切割主要在降低成本、提高材料利用率、提高切割速度、更為環保四個方面具備優勢,依托這四個方面的優勢,近幾年金剛線快速取代游離磨料砂漿切線成為光伏行業晶硅切片的主流切割工藝。
金剛線切割較上一代游離磨料砂漿切割工藝具有巨大優勢
資料來源:公開資料
光伏薄片化趨勢明確,推動金剛線細線化發展。在相同面積下,硅片越薄,每瓦硅料消耗越低。而薄片化對金剛線母線參數提出了更高的要求,硅片切割需要更細的金剛線、更快的切割速度、更低的軸間距、更精準的張力控制,從而減少硅料切割損耗,提高硅片良品產出率,降低硅片生產綜合成本。根據中國光伏行業協會(CPIA)預測,單晶硅片厚度和金剛線母線直徑均呈下降態勢,預計至2030年P型單晶硅片厚度可下降至140μm,單晶硅片用金剛線母線直徑可下降至34μm。
P型單晶硅片厚度及預測/μm
資料來源:CPIA
金剛線母線直徑及預測/μm
資料來源:CPIA
隨著細線的推進傳統碳鋼絲逐漸逼近極限,鎢絲有望成為新材料。金剛線直徑及微粉粒度同硅片切割質量及切削損耗量相關,較小的線徑和微粉粒度有利于降低切削損耗和生產成本,符合硅片生產環節大尺寸及薄片化的發展趨勢。當前,碳鋼母線細線化程度已經逐漸接近物理極限,鎢絲因為具備抗拉強度更高、更耐磨損、受拉力不易變形、使用壽命更長的特性,是母線基材未來發展主要方向之一。
相同規格的鎢絲線最小斷破力較碳鋼線更高
資料來源:聚成科技招股說明書
鎢絲具備良好發展前景,行業內主要企業均已開始布局。鎢絲相較于碳鋼線在物理性能方面更優,可以生產更細的金剛線,符合當前細線化的發展趨勢。鎢絲作為金剛線行業的主要發展方向之一,行業內主要企業均已開始布局,目前部分企業已經實現鎢絲金剛線的小批量出貨。
行業內主要公司均已開始布局鎢絲
資料來源:各公司公告
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