單晶是否具有持續(xù)成本下降空間

1、單晶是否具有持續(xù)成本下降空間？2014-09-03 長江電新導(dǎo)讀： 關(guān)于轉(zhuǎn)換效率和多發(fā)電量方面，屬于技術(shù)性原因，通過企業(yè)調(diào)研等已經(jīng)得到部分印證，這里我們將就單晶與多晶主要的成本差異，以及單晶成本下降路徑進行分析，探尋未來單晶可能持續(xù)實現(xiàn)的成本下降空間。 OFweek太陽能光伏網(wǎng)訊：前期我們陸續(xù)調(diào)研了隆基股份、陽光能源、卡姆丹克等單晶硅片企業(yè)，以及青島隆盛等下游企業(yè)，逐步印證了單晶未來相比多晶更好的發(fā)展趨勢，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在更高的轉(zhuǎn)換效率與向上空間、相同W數(shù)組件更多的發(fā)電量、更快的成本下降速度等幾個方面。關(guān)于轉(zhuǎn)換效率和多發(fā)電量方面，屬于技術(shù)性原因，通過企業(yè)調(diào)研等已經(jīng)得到部分印證，這里我們將就單晶

2、與多晶主要的成本差異，以及單晶成本下降路徑進行分析，探尋未來單晶可能持續(xù)實現(xiàn)的成本下降空間。觀點摘要1、從P型單晶與多晶的生產(chǎn)工藝來看，單晶與多晶的差異主要在于硅片前的單晶拉棒與多晶鑄錠，這也是當前單晶和多晶主要的成本差異來源；2、目前國內(nèi)單晶硅棒領(lǐng)先企業(yè)非硅成本約90元/kg，多晶鑄錠領(lǐng)先企業(yè)的非硅成本約35元/kg左右，成本差異主要由單位產(chǎn)出不同造成：生長一爐單晶硅棒與多晶鑄錠時間差異不大，但目前單晶單爐投料量僅150kg左右，連續(xù)投料可以達到300kg，而多晶單爐投料已經(jīng)達到800kg，甚至更高的水平；3、單晶硅棒主要通過多種手段提高單位產(chǎn)出，以降低成本：1）提高拉速；2）應(yīng)用連續(xù)投料技

3、術(shù)，增加單爐產(chǎn)出；3）縮短非生產(chǎn)時間，如換料時間等。根據(jù)隆基股份本次募投項目計算，本次募投項目單爐產(chǎn)量達到3.63MW，相比公司銀川隆基三期的單爐2.60MW增加近40%。而多晶投料水平已經(jīng)逐步接近規(guī)模與成本的臨界值，在大型熱場、坩堝等成本取得突破下降前，單爐投料量進一步做大的區(qū)間并不算大。因此，單晶硅棒成本下降空間要大于多晶鑄錠。4、硅片環(huán)節(jié)，單晶相比多晶同樣更具下降空間，由于內(nèi)部晶格原因，單晶在引入金剛線切割、薄片化等方面具有多晶無法比擬的優(yōu)勢。5、除了生產(chǎn)工藝外，單晶未來的更大的成本下降空間源于更高的轉(zhuǎn)換效率提升空間，以高轉(zhuǎn)換效率攤薄單W成本。根據(jù)我們的測算，當轉(zhuǎn)換效率增加1%時，單晶硅

4、片單W非硅成本下降4.94%。詳細內(nèi)容（一）單晶與多晶的成本差異主要在拉棒與鑄錠環(huán)節(jié)從生產(chǎn)工藝來看，目前，單晶組件與多晶組件的生產(chǎn)差異主要體現(xiàn)在拉棒與鑄錠環(huán)節(jié)，后期的切片、電池(單晶是堿制絨，多晶為酸制絨)、組件環(huán)節(jié)差別不大。因此，單晶與多晶組件的成本差異同樣也主要在前期的拉棒與鑄錠環(huán)節(jié)。 此外，隨著近年來硅片薄片化的推進，以及金剛線切割的引進，單晶與多晶在硅片環(huán)節(jié)的生產(chǎn)成本同樣開始出現(xiàn)差異。這點我們將在后面詳細介紹。（二）單晶拉棒與多晶鑄錠成本比較：單位產(chǎn)出不同導(dǎo)致的成本差異單晶硅棒與多晶硅錠使用的原材料均為太陽能級多晶硅，兩者的生產(chǎn)工藝及差異如下：1.單晶拉棒過程單晶硅棒生產(chǎn)需經(jīng)過“籽晶熔

5、煉-引晶-放肩-等徑生長”等過程，拉棒過程中對于晶體生長晶序要求較高，因此對于人工控制要求較高。2.多晶鑄錠過程多晶鑄錠主要包括“裝爐-加熱熔化硅材料-生長-退火處理-停爐冷卻”等過程，多晶鑄錠爐為方爐，在硅料生長過程中對于生產(chǎn)控制要求相對較低。單晶提拉生長的過程對于設(shè)備、人員生產(chǎn)控制要求較高，提拉的過程限制了單晶爐爐體做大的速度與范圍，逐層生長的原理則一定程度限制了拉棒速度與大直徑硅棒的生產(chǎn)難度。從單晶生產(chǎn)爐與多晶鑄錠爐的發(fā)展過程來看，多晶鑄錠爐一次投料量從早期的200kg逐步增加到800-1000kg，而單晶生長爐一次投料量雖然同樣在不斷增加，但目前依然主要集中在120-150kg的投料規(guī)

6、模，最高也僅達到300kg的投料量，與多晶投料規(guī)模差距較大。由于單晶拉棒與多晶鑄錠一爐的生產(chǎn)時間差異不大（基本均為一個月9-11爐），這就使得投料量較大的多晶鑄錠在單位kg的電費、折舊、坩堝、人工等方面，具有明顯的攤薄效應(yīng)，成本也就更低，這點也是目前多晶鑄錠具備成本優(yōu)勢的主要原因。我們根據(jù)單晶爐生產(chǎn)工藝參數(shù)與多晶爐生產(chǎn)工藝參數(shù)簡單估算，單晶硅棒每kg的非硅生產(chǎn)成本在75-100元左右，多晶鑄錠每kg的非硅生產(chǎn)成本在25-35元左右。當然，通過設(shè)備的參數(shù)理論上的成本測算低于實際生產(chǎn)過程中的成本水平，據(jù)我們了解，目前國內(nèi)單晶硅棒領(lǐng)先企業(yè)非硅成本約90元/kg，多晶鑄錠領(lǐng)先企業(yè)的非硅成本約35元/k

7、g左右。（三）切片環(huán)節(jié)非硅成本拆分切片方面，我們這里考慮砂漿切割，根據(jù)梅耶博格DS271切片機的生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)，以及我們調(diào)研數(shù)據(jù)進行簡單估算，目前硅片切割成本在1.56-1.90元/片左右，其中砂漿占比30%左右、鋼線占比17%左右、電費占比約15%。（四）單晶硅片未來能否取得成本優(yōu)勢，或者逐步縮小與多晶的成本差？從成本下降的角度來看，單晶未來相比多晶更大的下降空間同樣體現(xiàn)在拉棒和切片環(huán)節(jié)。1.單晶拉棒：提高單位產(chǎn)出首先，拉棒方面，前面提到，單爐產(chǎn)出較低是單晶相比多晶成本差距的主要來源，未來單晶縮小與多晶成本的主要方式也是通過提高單爐產(chǎn)出：1）提高拉速；2）應(yīng)用連續(xù)投料技術(shù)，增加單爐產(chǎn)出；3）縮

8、短非生產(chǎn)時間，如換料時間等。根據(jù)隆基股份本次募投項目計算，募投項目單爐產(chǎn)量已經(jīng)達到3.63MW，相比公司銀川隆基三期的單爐2.60MW增加近40%，這也必將帶動成本大幅下降。多晶方面，目前行業(yè)龍頭企業(yè)單爐投料量已經(jīng)達到800kg的水平，已經(jīng)逐步接近規(guī)模與成本的臨界值，在大型熱場、坩堝等成本取得突破下降前，單爐投料量進一步做大的區(qū)間并不算大。因此，我們認為未來單晶拉棒環(huán)節(jié)的成本下降空間要明顯大于多晶鑄錠的下降空間。2.單晶切片：引入金剛線從硅片環(huán)節(jié)來看，單晶相比多晶明顯的優(yōu)勢在于金剛線的引入方面。目前金剛線已經(jīng)逐步應(yīng)用于單晶硅片切割，多晶切割由于晶體結(jié)構(gòu)的問題，金剛線僅在切方環(huán)節(jié)可以實現(xiàn)商業(yè)化運

9、行，硅片切割方面仍處于試驗階段，能否實現(xiàn)商業(yè)化運行仍存在不確定性。相比于砂漿切割，金剛線切割具有切速快、線徑小、切割過程無需砂漿等特點，從目前的成本來看，主流單晶硅片企業(yè)的金剛線切割成本已經(jīng)基本達到與砂漿切割相同的水平，但金剛線切割明顯具有更大的成本下降空間：1）砂漿切割方面，經(jīng)過行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，砂漿切割技術(shù)已相對成熟，工藝改進范圍不大，而砂漿切割中成本占比較大的砂漿、鋼線等輔材價格已經(jīng)逼近成本區(qū)間，向下空間不大；2)金剛線切割方面，目前尚處于推廣的初級階段，生產(chǎn)工藝完善、規(guī)?；染鶎雍笃诔杀镜南陆担?）另一方面，根據(jù)調(diào)研情況，目前金剛線價格約0.18元/米，未來企業(yè)規(guī)劃下降至0.1元/米

10、以下，成本下降空間較大。因此，金剛線切割的引入使得單晶硅片切割單片切割成本具有30%以上的成本下降空間，砂漿切片則已接近極限水平，單晶硅片未來切割成本優(yōu)勢明顯。3. 單晶切片：推進薄片化除金剛線切割外，單晶相對多晶另一優(yōu)勢為可以推進薄片化。隨著電池技術(shù)的進步，硅片厚度已經(jīng)逐步從此前超過200m的水平逐步下降至190、180m的水平，單晶硅片實驗室切割水平硅片厚度已經(jīng)可以達到140m，甚至更低的水平。我們認為，伴隨電池技術(shù)進步，硅片薄片化是未來必然的發(fā)展趨勢，通過薄片化可以降低硅片硅耗，提高硅片產(chǎn)量，進而降低硅片切割的硅成本、單位折舊和電費等成本。而對于多晶，由于其自身內(nèi)部晶格的影響，硅片薄片化

11、后碎片率將明顯增加，這也就制約了多晶薄片化的推進過程，從這點來看，單晶未來同樣具有更高的成本下降空間。我們根據(jù)硅片切割成本與參數(shù)，簡單估算薄片化對硅成本、單位折舊、單位電費等成本的影響。首先，硅成本方面，薄片化可以降低單片硅片的耗硅量，進而降低硅片成本。經(jīng)過我們的測算，當硅片厚度由180m下降至160m，硅片硅成本將下降0.144元/片。 折舊方面，由于推進薄片化將提高硅片產(chǎn)量，因此可以降低單位折舊成本，根據(jù)測算，當硅片厚度由180m下降至160m，可降低折舊成本0.012元/片。電費方面，根據(jù)測算，硅片厚度由180m下降至160m，可降低電費成本0.015元/片。綜合來看，薄片化對于硅片成本的影響明顯，當硅片厚度由180m下降至160m，可節(jié)約成本0.17元/片，折合0.037元/W。4.硅片-電池-組件：提高轉(zhuǎn)換效率降低單W成本除了以上幾點直接的成本降低手段外，單晶未來的另一條成本下降路線是提高轉(zhuǎn)換效率，降低組件的單W成本。對于156*156*200的單晶硅片（電池片），當單晶轉(zhuǎn)換效率增加0.5%，單晶電池片功率增加0.12W。我們假設(shè)目前單晶電池轉(zhuǎn)換效率為19.24%，對應(yīng)電池片功率4.6W，非硅成本3.25元/片，折合0.71元/W。假設(shè)效率提高后非硅成本不變，