隨著多晶硅原材料瓶頸解決及國(guó)內(nèi)多晶硅企業(yè)規(guī)模效應(yīng)的顯現(xiàn)，光伏發(fā)電最核心原材料多晶硅價(jià)格出現(xiàn)了較大幅度下降，多晶硅生產(chǎn)成本控制成為各企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。從90年代開始，大尺寸硅晶片的加工是采用線切割加工技術(shù)生產(chǎn)的，其應(yīng)用最廣泛的線切割技術(shù)就是碳化硅砂漿線切割。隨著技術(shù)的進(jìn)步，金剛石切割線技術(shù)也逐步應(yīng)用到硅晶片切割生產(chǎn)中。金剛石線切割技術(shù)有著提高切割出片率、降低硅片損耗、降低污水排放等優(yōu)勢(shì)，可以大幅降低硅片生產(chǎn)商的成本，目前金剛石切割線技術(shù)正在硅片生產(chǎn)行業(yè)中逐步取代老式的碳化硅砂漿線切割技術(shù)。

一、金剛石線切割技術(shù)簡(jiǎn)介

金剛石切割線技術(shù)目前主要分為兩大類型，分別為樹脂金剛石線和電鍍金剛石線兩種。電鍍金剛石線和樹脂金剛石線的主要差別為金剛石顆粒的固定方式和鍍層的差異，樹脂金剛石線采用樹脂作為包裹材料，電鍍金剛石線采用金屬鍍層（一般為鎳和鎳鈷合金）作為結(jié)合劑，兩者在生產(chǎn)成本、耐用性等方面各有優(yōu)劣勢(shì)。

金剛石切割線示意圖

金剛石切割線技術(shù)作為新的切割技術(shù)，有著提高切割出片率、降低硅片損耗、降低污水排放等優(yōu)勢(shì)，可以大幅降低硅片生產(chǎn)商的成本，目前金剛石切割線技術(shù)正在硅片生產(chǎn)行業(yè)中逐步取代老式的砂漿切割技術(shù)。

兩種線切割技術(shù)對(duì)比示意圖

二、金剛石線切割設(shè)備發(fā)展?fàn)顩r

目前，國(guó)內(nèi)硅片多線切割設(shè)備仍然是國(guó)外品牌占據(jù)統(tǒng)治地位。經(jīng)過十幾年的不斷創(chuàng)新改進(jìn)，國(guó)外新一代多線切割機(jī)顯示出更加優(yōu)越的特點(diǎn)：

1、使用的切割線更細(xì)，硅片更薄，大大減少硅原料消耗。硅片厚度從原來的330μm減薄到180-220μm。并且還有繼續(xù)發(fā)展的空間，有可能在段時(shí)間內(nèi)將硅片厚度從180μm減薄到150μm，制造成本進(jìn)一步降低25%。

2、將線速度提高到1000m/min以上；進(jìn)給速度提高到1-5mm/min；生產(chǎn)效率提高了2-3倍。

3、配置了更為精密的數(shù)控系統(tǒng)，具備先進(jìn)合理的工藝控制和切割線張力控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

由于國(guó)外設(shè)備制造商在金剛石線切割設(shè)備核心技術(shù)上具有一定的壟斷地位，制約了我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國(guó)家對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)給予了有力的政策支持，并提出要強(qiáng)化科技創(chuàng)新，提升產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

近年來，由于國(guó)家的重視，將極大規(guī)模集成電路制造裝備與成套工藝專項(xiàng)課題列入國(guó)家重大科技專項(xiàng)，另外，國(guó)內(nèi)有關(guān)設(shè)備制造企業(yè)也看到了這個(gè)巨大的商機(jī)，大力投入人力物力開展艱苦的研制開發(fā)，先以仿制為主，逐漸轉(zhuǎn)向自主創(chuàng)新，研制出有自身知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能多線切割機(jī)。當(dāng)前已有多家設(shè)備企業(yè)能夠自主研發(fā)生產(chǎn)金剛石線切割設(shè)備，如：無錫開源太陽能設(shè)備科技公司、江蘇華盛天龍光電設(shè)備公司、上海日進(jìn)機(jī)床公司、大連連城數(shù)控機(jī)器公司等等。

小結(jié)：金剛石線切割發(fā)展趨勢(shì)

硅晶片切割工藝應(yīng)用發(fā)展預(yù)估走勢(shì)圖

金剛石切割線主要用于光伏產(chǎn)業(yè)硅晶片的切割，光伏產(chǎn)業(yè)的行業(yè)規(guī)模直接決定金剛石切割線行業(yè)的市場(chǎng)潛在規(guī)模。中國(guó)2014年新增太陽能發(fā)電裝機(jī)容量12GW，2015年總裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到35GW左右，并且預(yù)計(jì)未來幾年年均新增裝機(jī)量依然不會(huì)低于10GW。根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)保守估計(jì)，每瓦太陽能光伏硅片切割需要耗用金剛石線約 0.5 米，以此測(cè)算，2016 年度全球太陽能光伏行業(yè)金剛石線的年需求量將可能達(dá)到500億米，其中國(guó)內(nèi)太陽能光伏行業(yè)用金剛石線的年需求量就可能達(dá)到150億米，市場(chǎng)空間巨大。

（粉體圈 作者:敬之）