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随着金刚线细线的推进传统碳钢丝逐渐逼近极限,钨丝有望成为新材料

发布时间:2023-10-16  来源:立鼎产业研究网  点击量: 843 

金刚线为切割用耗材的一种,其主要由母线、金属镍层、金刚石颗粒三部分构成,其中母线作为承载基体,金刚石颗粒作为磨粒刀具,金属镀层作为结合剂将金刚石颗粒固结在母线上。金刚线主要应用于光伏硅片切割领域,通过金刚线和硅片之间的相互摩擦作用,实现对硅片的切割,以规格为40线的金刚线切割生产厚度为160μm的单晶硅片为例,其切割一根硅棒的时间一般为1-2小时。

金刚线属于光伏行业主要耗材之一,主要用于上游切割环节。光伏产业链从环节来看,主要包括硅料、硅片、晶硅电池片、光伏组件、光伏发电系统。其中上游为硅料的采集和硅片的生产环节,而硅片切割是硅片生产环节的主要工序,金刚线作为切割环节的主要耗材,可用于硅棒截断、硅锭开方、硅片切割,其切割性能直接影响硅片的质量及光伏组件的光电转换性能。

金刚线产业链情况


资料来源:美畅股份招股说明书

晶体硅切割技术持续迭代,金刚线已成为当前主要切割工艺。晶体硅切割技术主要经历了内圆锯切割、游离磨料砂浆切割、金刚线切割技术三个阶段,历次切割技术的迭代都带动了切割效率的提升和切割成本的降低,当前金刚线切割已成为主要工艺。

金刚线切割各方面优势明显,取代游离磨料砂浆切割成为主要切割方式。与上一代游离磨料砂浆切割对比,金刚线切割主要在降低成本、提高材料利用率、提高切割速度、更为环保四个方面具备优势,依托这四个方面的优势,近几年金刚线快速取代游离磨料砂浆切线成为光伏行业晶硅切片的主流切割工艺。

金刚线切割较上一代游离磨料砂浆切割工艺具有巨大优势


资料来源:公开资料

光伏薄片化趋势明确,推动金刚线细线化发展。在相同面积下,硅片越薄,每瓦硅料消耗越低。而薄片化对金刚线母线参数提出了更高的要求,硅片切割需要更细的金刚线、更快的切割速度、更低的轴间距、更精准的张力控制,从而减少硅料切割损耗,提高硅片良品产出率,降低硅片生产综合成本。根据中国光伏行业协会(CPIA)预测,单晶硅片厚度和金刚线母线直径均呈下降态势,预计至2030P型单晶硅片厚度可下降至140μm,单晶硅片用金刚线母线直径可下降至34μm

P型单晶硅片厚度及预测/μm


资料来源:CPIA

金刚线母线直径及预测/μm


资料来源:CPIA

随着细线的推进传统碳钢丝逐渐逼近极限,钨丝有望成为新材料。金刚线直径及微粉粒度同硅片切割质量及切削损耗量相关,较小的线径和微粉粒度有利于降低切削损耗和生产成本,符合硅片生产环节大尺寸及薄片化的发展趋势。当前,碳钢母线细线化程度已经逐渐接近物理极限,钨丝因为具备抗拉强度更高、更耐磨损、受拉力不易变形、使用寿命更长的特性,是母线基材未来发展主要方向之一。

相同规格的钨丝线最小断破力较碳钢线更高


资料来源:聚成科技招股说明书

钨丝具备良好发展前景,行业内主要企业均已开始布局。钨丝相较于碳钢线在物理性能方面更优,可以生产更细的金刚线,符合当前细线化的发展趋势。钨丝作为金刚线行业的主要发展方向之一,行业内主要企业均已开始布局,目前部分企业已经实现钨丝金刚线的小批量出货。

行业内主要公司均已开始布局钨丝


资料来源:各公司公告


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