光伏硅片的尺寸源自半導(dǎo)體硅片，在發(fā)展節(jié)奏上光伏要落后于半導(dǎo)體1到2代，多年來(lái)半導(dǎo)體硅片尺寸不斷增大，光伏硅片也隨之經(jīng)歷了從小到大的過(guò)程，那大尺寸硅片為光伏行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)了哪些變化？
對(duì)于上游硅片制造商來(lái)說(shuō)，硅片尺寸變大可以降低硅片企業(yè)的三大成本：硅料、拉晶、切片。相同數(shù)量硅料在硅棒直徑變大的情況下，可以減少拉晶次數(shù)，降低能耗，從而降低拉晶成本，同時(shí)大尺寸硅片可以減少切片次數(shù)，降低切片成本和硅片的單瓦成本。
對(duì)于中下游電池、組件制造商來(lái)說(shuō)，硅片尺寸變大可以加快硅片到組件的生產(chǎn)速度，從而還會(huì)帶來(lái)人力、水電等生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本的降低，攤薄電池組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的非硅成本。中環(huán)股份副總工程師張雪囡提到單個(gè)硅片尺寸增大，單塊組件電池片數(shù)隨之降低，硅片片數(shù)相應(yīng)減少，組件有效發(fā)光面積增大，會(huì)帶來(lái)轉(zhuǎn)換效率以及功率的提升，單瓦成本也隨之下降。
對(duì)于電站客戶來(lái)講，相同的電站規(guī)模下，組件尺寸越大，所需組件數(shù)量越少，從而減少對(duì)應(yīng)的支架、匯流箱、電纜成本以及運(yùn)輸安裝費(fèi)用等。同時(shí)大尺寸硅片會(huì)在一定程度上提升組件的功率和品質(zhì)，在降低電站成本的同時(shí)提升電站發(fā)電量。
如圖，在攤薄成本和提升組件品質(zhì)的驅(qū)動(dòng)力下，1981年至今40年來(lái)，光伏硅片尺寸從100mm發(fā)展到210mm，規(guī)格翻了一番，這期間經(jīng)歷了什么，讓我們來(lái)一探究竟。
一、1981—2012年：100mm—156mm
在1981年到2012年之間，硅片的邊距為100mm和125mm，并以125mm硅片為主。之后硅片的邊距由125mm大幅度提高到156mm（即M0），增幅高達(dá)54.1%，156mm硅片逐漸成為p型單晶和多晶硅片的流行選擇。2014年前后125mm P型硅片基本淘汰，僅應(yīng)用于一些IBC、HIT電池組件。
二、2012—2018年：M0—M2
2013年底，隆基、中環(huán)、晶龍、陽(yáng)光能源、卡姆丹克五個(gè)主要廠家牽頭統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)為156.75mm的M1（邊距156.75mm，直徑205mm）和M2（邊距156.75mm，直徑210mm）硅片，這是硅片尺寸發(fā)展史上的一大變革。2017年該尺寸標(biāo)準(zhǔn)得到SEMI標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)審核通過(guò)，2018年多晶硅片國(guó)標(biāo)修訂版本也確定了156.75mm為標(biāo)準(zhǔn)邊長(zhǎng)，并建議未來(lái)的尺寸增加以1mm的倍數(shù)來(lái)變化。
而提升硅片面積的主要方式有兩個(gè)，即增大邊距和增大對(duì)角。值得一提的是M1、M2在將邊距上調(diào)至156.75mm之后，M2又進(jìn)一步減小單晶硅片倒角，增大了對(duì)角，做到在不改變組件尺寸的情況下，通過(guò)提升2.2%的硅片面積，便使組件功率提升了一個(gè)檔（5Wp以上），并提高了組件封裝效率。同時(shí)由于M2尺寸改動(dòng)較小，設(shè)備無(wú)需做大規(guī)格變動(dòng)，一年便可以完成切換并投入生產(chǎn)。這促使M2硅片迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，一直到2018年，業(yè)內(nèi)主流的單晶硅片全部采用M2標(biāo)準(zhǔn)，市占率高達(dá)85%。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年M0、M1硅片已經(jīng)完全不再生產(chǎn)，2019年156.75mm尺寸市場(chǎng)占比約61%，CPIA預(yù)計(jì)156.75mm產(chǎn)品2020年占比將大幅下降，2022年市場(chǎng)將徹底告別156.75mm尺寸硅片。
三、2018年至今：M2—M6
在對(duì)高功率組件需求日漸上漲的形勢(shì)之下，部分廠商開始通過(guò)增加電池面積來(lái)達(dá)到這一目的，使得市場(chǎng)上出現(xiàn)157.0、157.3、157.5、157.75、158.0等尺寸多樣化的硅片，這給產(chǎn)業(yè)鏈的組織管理帶來(lái)極大的不便。
混戰(zhàn)過(guò)后，市場(chǎng)上出現(xiàn)兩種主流尺寸：G1方單晶（邊距158.75mm）和M6（邊距166mm）大硅片。2018年晶科率先推出G1硅片，而在G1硅片還未站穩(wěn)腳跟，市占率僅有10%之時(shí)，2019年6月份隆基股份推出M6硅片，而這時(shí)晶科繼續(xù)跟進(jìn)啟動(dòng)163mm。這期間韓華在2019年推出M4(邊距161.7mm)產(chǎn)品，面積比M2增加5.7%，并少量存在于市場(chǎng)，產(chǎn)品以N型雙面組件為主。
據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2019年G1硅片市場(chǎng)占比31.8%，預(yù)計(jì)2020年G1尺寸硅片將超過(guò)156.75mm占據(jù)市場(chǎng)主流，占比有望超過(guò)40%。由上圖可以看出，G1方單晶本質(zhì)上和M6尺寸是一樣的，區(qū)別只是在于是否保留硅片的倒角，但是二者的利潤(rùn)分配不同。G1的超額利潤(rùn)主要在硅片，M6的超額利潤(rùn)主要在電池和組件。在組件端，G1超額利潤(rùn)4分錢/W，其中組件售價(jià)溢價(jià)2分錢/W，組件成本溢價(jià)2分錢/W；而M6超額利潤(rùn)高達(dá)13分錢/W，其中組件售價(jià)溢價(jià)8分錢/W，組件成本溢價(jià)5分錢/W。毋庸置疑，超額利潤(rùn)一定程度上代表著產(chǎn)品的先進(jìn)程度，雖然M6在硅片環(huán)節(jié)凈利率較低，但是在電池組件環(huán)節(jié)凈利率碾壓G1，更有利于產(chǎn)業(yè)鏈共同發(fā)展進(jìn)步。CPIA預(yù)計(jì)2021年M6硅片占比將超過(guò)60%，成為主流。
在大硅片混戰(zhàn)之時(shí)，市場(chǎng)上出現(xiàn)了不同的聲音。晶科考慮到硅片與整個(gè)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的匹配性，推出163mm尺寸，適合于產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)有的大部分產(chǎn)能。另外晶科將163mm硅片應(yīng)用于Tiger組件，這款更高能量密度的組件將提供10％以上的功率增益。晶科全球產(chǎn)品管理總監(jiān)周超杰認(rèn)為硅片尺寸不可能大到無(wú)邊無(wú)際，比起擴(kuò)大版型，晶科更希望通過(guò)高能量密度的方式去降低度電成本，2020年Tiger產(chǎn)能將達(dá)9GW。
四、硅片尺寸的極致：210mm
2019年8月，中環(huán)推出G12（邊距210mm）大硅片，相比M6硅片面積大幅提升了60.8%，將硅片尺寸推到極致，并實(shí)現(xiàn)了三個(gè)否定：否定現(xiàn)有產(chǎn)品、否定現(xiàn)有技術(shù)、否定現(xiàn)有自我。據(jù)中環(huán)股份數(shù)據(jù)顯示，G12電池片成本較M2降低25.56%，組件成本降低16.8%。在電站建設(shè)環(huán)節(jié)比166mm節(jié)約12%的BOS成本，相應(yīng)的LCOE降低4.1%。
然而，業(yè)內(nèi)對(duì)于166和210的激烈辯論不曾停止，其中最大的“糾結(jié)點(diǎn)”在于伴隨210硅片到來(lái)的產(chǎn)線改造，企業(yè)需要考慮雖然210做到了增效，但是在加上改造費(fèi)用后是否還能實(shí)現(xiàn)降本的問(wèn)題。
但需要知道的是，210尺寸硅片生產(chǎn)線完全可以向下囊括166尺寸，而166是在不改變現(xiàn)有組件尺寸的情況下硅片的極限尺寸，同時(shí)也是部分設(shè)備允許的尺寸上限，無(wú)法向上兼容210甚至以后更大尺寸產(chǎn)品。由此看來(lái)，隨著硅片的大尺寸化趨勢(shì)，產(chǎn)線的改造只是早晚問(wèn)題。
隆基的M6，中環(huán)的G12......大尺寸硅片的戰(zhàn)爭(zhēng)從不曾停止，40年來(lái)硅片尺寸的變化映射的是整個(gè)行業(yè)的平價(jià)進(jìn)程，隨著平價(jià)時(shí)代到來(lái)，光伏行業(yè)的新起點(diǎn)也剛剛開始。
文章來(lái)源：北極星太陽(yáng)能光伏網(wǎng)
