金刚线已经成为2017年【nián】中国光【guāng】伏产业年度关键【jiàn】词之一了【le】。不管单晶【jīng】还是【shì】多晶，仿佛不用金刚线就要被淘汰。在金刚线改造中，出现了两种技术方案，以隆基为代表的专用机路线和以协鑫为代表的改造机路线。
据了解【jiě】，铸【zhù】锭、切片【piàn】约占组件成本的21.6%，而【ér】传统的【de】砂浆切割约造成【chéng】45%的【de】硅料浪费，因此【cǐ】，发展【zhǎn】新型切片【piàn】技术【shù】、降低切片成【chéng】本是实【shí】现光伏电力平【píng】价上网的重要环节之一，也【yě】是在价格下降的必【bì】然趋【qū】势中寻求新的利润空间所在。
早在【zài】2009年前后，金刚线切割硅片的研究率先在日本取【qǔ】得应用，近年来，随【suí】着工艺、使用【yòng】效率的【de】提升以及各方【fāng】面成本的综合助推下，金刚线切割【gē】的【de】优势首先在【zài】单晶领【lǐng】域爆发【fā】；而金刚线切割技术在多晶【jīng】领域的运用，一【yī】直受限于电池绒面制【zhì】作的【de】困难【nán】，未能得到【dào】大范围【wéi】推广，直到今年，随【suí】着干法/湿法黑【hēi】硅【guī】技【jì】术的逐渐成【chéng】熟稳定以及新型添【tiān】加剂的突破，金刚线【xiàn】切割多晶的量【liàng】产推【tuī】广【guǎng】开始呈现【xiàn】井喷式发展。
据悉，保利协【xié】鑫截止到11月份已【yǐ】经有90%产能采用【yòng】金刚线切割,预计12月【yuè】份全部替换为金刚线切【qiē】割，而英利集团年底也将【jiāng】全部采用金刚【gāng】线切割。业内人【rén】士【shì】预【yù】测，明年上【shàng】半【bàn】年，行业将全【quán】部切换为金刚【gāng】线切割【gē】。
金刚【gāng】线【xiàn】切割【gē】和【hé】砂浆切割的【de】基本区别在于，金【jīn】刚线【xiàn】切割是切削加【jiā】工，即将金刚石采用粘接和电镀【dù】的方式固定在直拉钢线【xiàn】上进行高速往返切削，而砂浆切割是“滚动-嵌入”切割【gē】，靠悬浮液的悬浮碳化硅【guī】通过线网的带动，进行【háng】磨削切割【gē】。
图一砂浆切割示意图
图二金刚线切割示意图
与传统的砂【shā】浆切割【gē】技术相比，金刚线切割具【jù】有切割效率高、材料损耗【hào】少、环【huán】境污【wū】染【rǎn】小、产品质量高等【děng】优势。
同时【shí】，每一次新技术【shù】的推【tuī】广必然伴随着【zhe】相关设【shè】备的【de】研发和进步，金刚线切割在2014年起开始进【jìn】入发展的【de】黄金期，国【guó】外的砂浆切割设备生产商从2013年开【kāi】始纷【fēn】纷推出【chū】砂浆金刚线两用机、金刚线专机【jī】设备，同时国内【nèi】的设备生产商也从【cóng】未停【tíng】止【zhǐ】砂浆切片机的金刚线切割改造【zào】和【hé】金【jīn】刚线专【zhuān】机【jī】设备的研究【jiū】。
砂浆机改造——投资成本仅为设备价值的十分之一
据【jù】了解【jiě】，目前国内共有8000多台砂【shā】浆切【qiē】片机，一旦将来全面转为【wéi】金刚【gāng】线切【qiē】割【gē】，这么多重资【zī】产将面临报废【fèi】的风险【xiǎn】。因此，国【guó】内主流切片企【qǐ】业纷纷开始研究【jiū】砂浆机改造工程。
作为全球硅片产能最大【dà】的【de】企业，保利协鑫在金刚【gāng】线切多【duō】晶【jīng】硅片【piàn】、砂【shā】浆切片机改造等领域处于行业领【lǐng】先位置【zhì】。据保利协鑫副【fù】总裁吕锦标【biāo】介【jiè】绍，协【xié】鑫旗下【xià】MB271机台和B5机【jī】台共有1200多台，其中B5机台200多台，MB271机台于【yú】今年八月底已全部改【gǎi】造完成，B5机台预【yù】计年底可全部改完。
此前【qián】，保利【lì】协鑫切片事【shì】业部副总裁刘建平在参【cān】加“金刚【gāng】线【xiàn】硅片切【qiē】割【gē】及【jí】电池【chí】全产【chǎn】业链技术【shù】研讨【tǎo】会”时，详细介绍了协【xié】鑫切片事业部【bù】在【zài】金刚线切片上的探索。他【tā】表示，协鑫MB271改造项目从2013年立案启动至2016年，历【lì】时三年，共经历【lì】四轮改造，最终改造成功，并在多次【cì】优化改进和可靠性测【cè】试后【hòu】，于今年春节前后启【qǐ】动大【dà】规模改造。
刘建平介【jiè】绍【shào】到，导轮轴【zhóu】间距和切割线【xiàn】速度是金【jīn】刚线切割的两项【xiàng】重【chóng】要数据，轴间距越大，切割【gē】质【zhì】量越差，而线速度越大【dà】则切割力越强。所以改造的主【zhǔ】要方【fāng】向是降低轴间距和增加线速度，另外还有改【gǎi】变切割机头【tóu】结【jié】构及受力方式，改【gǎi】变进给驱动方式；优化控制系统【tǒng】程序；减【jiǎn】小导轮直径【jìng】及长【zhǎng】度【dù】，轻量化，高强【qiáng】度【dù】化；优化张力【lì】系统；更改冷却【què】液循环系统，优化喷嘴结构增加导流供【gòng】能等【děng】。
在【zài】成功改造MB271机台后，刘建平又开始对基本已被【bèi】“判死刑【xíng】”的B5机台发起新一轮改【gǎi】造【zào】，并【bìng】于近日一举【jǔ】成功，目前已完成十多台B5机【jī】台的改造。
刘【liú】建平表【biǎo】示【shì】，改造一台砂浆机的【de】成【chéng】本约为20万，仅为专【zhuān】机投资成本的十分【fèn】之一，切片成【chéng】本与专机相当，而改造机的装载量更大，在切片【piàn】良率【lǜ】和硅【guī】片TTV值（指总厚度变化，即【jí】硅片表【biǎo】面特【tè】定【dìng】测量点的最大值和最小值之差）方【fāng】面甚至【zhì】略占优势【shì】，而且原地改造只需【xū】要停机一周。
“改造完之后【hòu】，硅片的产能大【dà】大超【chāo】过了铸锭产能，目【mù】前协鑫砂浆切割和金【jīn】刚线切割都有富余产能，接【jiē】一些其【qí】他【tā】厂家的代工。”吕【lǚ】锦标表示，“不过明年协鑫多【duō】晶铸【zhù】锭将【jiāng】由G7改为G8，届时铸锭【dìng】产【chǎn】能将由现在的21GW扩到26GW。”
金刚线切片专机——面向未来的切片平台
在砂浆【jiāng】机【jī】如火如荼地探索改造之路时，切割专机设备【bèi】厂家也【yě】在【zài】战战兢兢地寻求突破和出【chū】路。“金【jīn】刚线切【qiē】片机未来的发【fā】展方向应【yīng】该【gāi】是更高的线速度，更小的轴【zhóu】间距，更细的金刚线和更【gèng】短的加工时【shí】间。”青岛高测科技股份有限公【gōng】司产【chǎn】品经【jīng】理胡德焱表【biǎo】示。
近年来金刚线切片机发展【zhǎn】的速度很【hěn】快，专【zhuān】机【jī】从2013年1080m/min左右的【de】线速度，到目前普遍使用的1500m/min线速度，以及部【bù】分厂家正【zhèng】在【zài】推出【chū】1800m/min线【xiàn】速度，线速度【dù】指标几乎每9-21年会提高一个【gè】台阶。“提高切【qiē】割【gē】线速度，能够【gòu】降低切割时间和工【gōng】艺线耗，降低整【zhěng】体成【chéng】本【běn】。”胡【hú】德焱表示，“当然提【tí】高线速度【dù】带来的收【shōu】益肯定是有一个临界点【diǎn】的【de】，但这个临界点在哪里，目前【qián】还没【méi】有探【tàn】索到，眼前的目【mù】标仍然是把线速【sù】度提的更高。”
同样各厂家【jiā】也在不断【duàn】寻求更合理的轴间【jiān】距【jù】配置，但是降低轴【zhóu】间距的方【fāng】向基【jī】本是一【yī】致的。降低轴间距能【néng】够提高线网运转的稳定【dìng】性，改善【shàn】硅片TTV等指【zhǐ】标【biāo】。不过降低轴间距和提高线速度实际上是【shì】相互【hù】制约的，关键问题【tí】在【zài】于如何保证轴承箱的使用【yòng】寿【shòu】命。
据了解，金【jīn】刚线的线【xiàn】径由2010年【nián】的【de】120μm到目前部分单晶厂商使【shǐ】用的60μm，槽距下降60μm，每【měi】公斤【jīn】硅棒切出的硅片约【yuē】增【zēng】加15片，而每【měi】公斤【jīn】多【duō】出1片【piàn】，成【chéng】本下【xià】降【jiàng】约0.05¥/pcs。金刚线细线化已然是现在的【de】发展趋势，根据钢线【xiàn】端的预测，预计2018年下半年可以批量供应50μm电镀金【jīn】刚线。随着细线化的进程，终端用【yòng】户也会对【duì】切片机提出更高的要【yào】求，更细的线【xiàn】要【yào】求设备【bèi】精度更高，张力稳定性更高以及更高的线速度。
此外，从【cóng】单【dān】晶【jīng】方面来看，加工时间和【hé】单片线耗都在逐年下降，这不【bú】仅是【shì】得益于【yú】工艺的进步和金刚线的技术【shù】发展，更有赖于【yú】切割【gē】设备的优化和进步。
据【jù】胡德焱透露，目前青【qīng】岛高测新推出的GC-700金刚线晶【jīng】硅切片【piàn】机【jī】已经【jīng】上市，并【bìng】在11月份成功【gōng】中标隆基楚雄切【qiē】片扩产项【xiàng】目。据悉，目前隆【lóng】基基本都是购买的国产专机设备，少量几台进口设【shè】备用于【yú】研究【jiū】，“一开始做金刚线切割【gē】时，使用【yòng】了【le】大概半年时【shí】间的改造机，后来【lái】专【zhuān】机性能提【tí】升很快，就【jiù】全部换成【chéng】专机设备了。”隆基【jī】内部员工【gōng】介绍到，“从单晶路线来【lái】看，虽【suī】然购买专机资金投入较高，但【dàn】很快能收回成本。”
胡德焱表示，GC-700硬【yìng】件配置更【gèng】高【gāo】，系统【tǒng】控制【zhì】精【jīng】度更好，目前定义的线速度为1800m/min，使用的钢【gāng】线为70um，而【ér】其配置【zhì】的电机足以满足未来【lái】将线速提升至【zhì】2500m/min，装载【zǎi】量提升至800mm，满【mǎn】载加工140um硅片的【de】功率需【xū】求【qiú】，也支持【chí】使用50um金刚线【xiàn】切割，可以说这是一款面向未来的【de】机型，满足未来工艺发展和设备升级【jí】的需求。
综合来【lái】看，目前改造机具有较大的性价比优势，而专机在稳【wěn】定性、效率和【hé】细线化等性能方面【miàn】更有优势。不过改造机和专机【jī】的【de】生【shēng】命周期取决于细【xì】线化的能力，两者究【jiū】竟谁能更【gèng】胜一【yī】筹【chóu】，还是拭【shì】目以待吧。
来源：光伏們
