1 硅片的技术迭代：大尺寸化+薄片化

2011年-2018年硅片尺寸一直保持156mm及156.75mm两种尺寸，为获得更高组件功率以降低单位成本，2018年以来硅片尺寸迭代速度加快，逐渐呈现大尺寸化特点。大尺寸化的硅片将大幅度提高电池片和组件制造环节的生产效率，基于光伏大硅片平台上叠瓦组件技术，优势发挥更加明显。目前市场上主流硅片以182及210尺寸为主。
硅片薄片化降本优势显著，同时伴随着电池片技术的迭代及发展，薄片化趋势或加速。2021 年第四季度以来，市场上 210 硅片厚度基本为 170μm、182 硅片厚度基本为 165μm；到 2022 年，大尺寸硅片厚度大部分为 160μm，甚至部分领先企业开始尝试使用 155/150μm 甚至更薄 的硅片切割。P 型电池的硅片薄片化存在一定的临界点，硅片过薄可能会影响电池片发电，160 μm 以下是否可持续薄片化仍有待验证；但是 N 型电池尤其是异质结电池技术，出于降本需要， 薄片化的需求更为迫切。根据中环股份的测算，硅片每减薄 10μm，则原材料成本可对应下降约 2.5%。
2 金刚线发展方向：高品质、低成本以及细线化

为配合硅片大尺寸化以及薄片化的发展趋势，金刚线要求向着高品质、低成本以及细线化的方向优化。1）在品质控制方面，要求金刚线具备高密度、高耐磨以及高圆度的特性。高品质的金刚线能实现更快速切割的同时减少断线率。金刚线生产企业可通过调整参数，包括金刚线直径、出刃率、出刃高度等，以实现高品质的金刚线生产。2）在成本控制方面，金刚线产能逐渐增加，金刚线价格也将随之降低。金刚线企业可通过加强技术发等方式不断降低成本，保持市场竞争力。3）在细线化方面，细线化已然成为金刚线切割技术发展的大趋势。切割母线及金刚线直径与硅片切割质量及切削损耗量相关。较小的母线、金刚线母线直径有利于降低切削损耗和生产成本等，同时提升硅片切割表面稳定性等。本文也将重点就金刚线细线化的发展趋势以及近期市场关注的钨丝母线替代碳钢的话题展开研究分析。
3 金刚线的细线化不可逆

整体看，金刚线切割硅片的单位耗量遵循以下三个普遍规律：1）线耗量与硅片横截面积成正比，即同样线径的金刚线，切割大尺寸硅片对应线耗会更多；2）线耗量与金刚线线径成反比，即切割同样尺寸大小的硅片，金刚线线径越细，由于金刚线张力减弱，则对应线耗会增加；3）线耗量与硅片厚度成反比，即使用相同线径的金刚线切割同样大小的硅片，硅片越薄，则对应线耗也会有所增加。

1、关于硅片切割的金刚线线耗：我们根据以上规律以及美畅股份提供的金刚线（碳钢）切割数据，假设同样切割182尺寸的硅片，金刚线线径每减少1μm，则对应线耗增加0.3米/片；
硅片每减薄5μm，则对应线耗增加0.3米/片（由于各家的金刚线产品以及切割工艺存在一定的差异，以上测算数据仅为代表性数据，基本趋势相同）。
2、关于单根硅棒的出片数：假设切割的硅棒长度为650mm，金刚线切割硅片的成品率为93%；此外，关于磨料损耗和刀缝损失，整体的硅耗是金刚线线径的1.5倍。由此我们推算出在不同的硅片厚度及线径情况下，单根硅棒可出片量约为2628~3061片：
随着金刚线细线化，单根硅棒对应的金刚线消耗虽然有所增加，但同时多切片带来增益也同时提升。因此，作为硅片企业，在综合评估金刚线细线化以及硅片薄片化时，需要权衡金刚线成本增加以及多切片带来的经济效益。出于简化考虑，我们以线径40μm切割170μm厚度的硅片为基准情形，假设182硅片统一市场价6.7元/片。由此，我们推算单根硅片多切片带来的经济效益最多为2897.7元：

3、关于单根硅棒多切片带来的价值提升：

4、关于单根硅棒多切片带来的成本增加：

假设金刚线（碳钢）对应的成本约为38元/公里（其中碳钢母线对应8元/公里，其他成本约为30元/公里），同样，以线径40μm切割170μm厚度的硅片为基准情形。由此，我们推算单根硅棒由于多切片带来的成本增加最多为398.2元：

5、金刚线细线化下的综合效益：

综上，我们得出关于金刚线切割的综合效益=多切片带来的价值提升-多切片带来的金刚线成本增加，在假设范围区间，最高可达到2499.5元。
根据上述测算，我们认为：1）在金刚线细线化技术允许的前提下，由于细线化带来的综合效益更高，硅片企业愿意使用更细的金刚线切割。同时，由于变化趋势相同，倘若未来硅料随着产能释放，价格有所回调，细线化的趋势也同样是不可逆的。2）薄片化意义：薄片化不仅能为电池片企业降低硅的材料成本，同时对于硅片企业而言，多切片也能为公司带来额外的经济效益，甚至提升公司在硅片行业的市占率。

原标题：金刚线缘何走向细线化？