石英晶体与大硅片有关系吗？

准确地说,玻璃是非晶体,而石英是晶体.非晶体各向同性,晶体的光学性能是有方向性的——有的方向折射率大,有的小——这就决定了晶体材料不能用来做光学材料.

你这里说到的石英应该是石英玻璃,完全具有玻璃的性能,只是除了SiO2没有别的成分,密度比别的玻璃都要小,感觉轻一些.

做眼镜用的玻璃是光学玻璃的一种,具有较高的折射率（1.523）,是硅酸盐材料,成分为：SiO2 70.6%,Na2O 11.1%,K2O 5.3%,CaO 11.9%,Sb2O3 0.6%,TiO2 0.6%,全球基本统一.

折射率大才能做到较高的矫正度数.石英玻璃的折射率只有1.455左右,通常只能做平光眼镜.

有研艾斯12英寸硅片产能

集微网消息，据大众日报报道，总投资62亿元的山东有研艾斯12英寸集成电路用大硅片产业化项目，全部达产后预计全国市场占有率达20%。

山东有研艾斯半导体材料有限公司总经理闫志瑞表示，“预计厂房在今年11月份封顶，明年6月份具备设备进场的条件，2023年第四季度投产。”

今年5月16日，有研艾斯12英寸硅片项目开工，该项目总投资62亿元，将建设12英寸硅片加工厂房、动力站、化学品输送、环保消防等辅助设施。

探访上海硅片厂：确在大批招人 但2021年将持续“缺货”

上海新升半导体 科技 有限公司 图源/IT时报

30秒快读

1、晶圆产能紧张到不可思议，下游疯狂“囤货”已经到了恐慌程度。虽然国内大尺寸硅晶圆项目纷纷上马，但是还是相对理性，简单概括就是不想做风口上猪。

秋收过后，稻田里只留下一行行稻茬；在一大片金黄色的两侧，酣眠着这样两座大厂，西边是上海特斯拉超级工厂，东边是上海新升半导体 科技 有限公司。

上海最南方的临港地区，人类文明一浪接一浪；稻田、工厂和芯片，在这里人类文明的三次浪潮奔涌在一起。

就像稻谷为人类提供粮食，硅片是半导体和芯片产业的“筑基食粮”——关键原材料，通常作为衬底加工各类器件结构和引线，从而实现集成电路、分立器件等半导体产品的制造。

图源/IT时报

今年下半年以来，晶圆代工产能奇缺，对于芯片设计制造公司来说，就像面包缺了面粉，巧妇难为无米之炊。由此带来的后果是，业界对待产能的心态普遍不稳，晶圆代工费用持续上涨并向下传导，很多芯片也都出现了缺货及价格上涨的情况。纸终究包不住火，前段时间的 汽车 芯片短缺事件就曾闹得沸沸扬扬。

快速上马项目、扩大产能，站上晶圆代工需求旺盛的风口？业界对此的答案是：NO！硅片产业投资巨大，风险和收益都有很强周期和不可控性，有分析人士指出，虽然面对下游旺盛的市场需求，但如上海新升、上海超硅等硅片厂都曾吃过产能过剩的亏，所以不会轻易扩产， 中国硅片厂不愿意做“风口上的猪”，“长期订单不一定会涨价，但短期单估计会涨”。

“前几天看到一辆面包车拉来一车人。”一位上海新升一线员工表示，从未见到公司招这么多人，这给他留下了很深的印象。

图源/IT时报

另一名新升生产线员工向《IT时报》记者证实，新升正值二期上量阶段，人手确实很紧张， 工厂所生产的300mm大硅片目前处于供不应求的状态 ，台积电、格罗方德、中芯国际、华虹宏力等都是客户，新升国内市场份额约为10%，“二期刚开，正在上量阶段，大量缺人；我们优先供应国内市场，现在300mm每月产量在十几万片，最贵的每片价格约200 300美元。”上述员工表示，相比国外竞品，新升的产品仍有价格优势，虽然设备、材料都来自国外，但胜在人工费等综合成本仍然很有竞争力。

一名负责设备的新升员工透露，“ 现在厂里设备比人还多，目前正在大批招人，以补充人手不足。 ”在招聘网站上，《IT时报》记者看到，12月上海新升释放出一大批招聘职位，涉及产品工程师、抛光设备工程师以及技术员等岗位。

图源/招聘网站

上海新升一名高层告诉《IT时报》记者：“按照原定计划，我们已在扩大产能，每月从15万片扩产到30万片，现在已扩到20万片。”也就是说，新升当下的扩产其实不是因为这段时间晶圆代工产能不足而导致的。这名高层还指出：“产能建设是需要周期的，今天的下游需求强烈，上游什么忙都帮不上，等扩建好了，下游又没有需求了。因此，需要做战略性预测。”

目前，全球硅片市场主要由海外和中国台湾厂商占据，市场集中度比较高。根据SEMI的数据，2018年，日本信越化学、日本SUMCO、中国台湾环球晶圆、德国Siltronic、韩国SKSiltron等加起来的市场份额超过90%。

图源/国元证券

为了弥补硅片（尤其是大硅片）的供应缺口，降低进口依赖程度，我国正积极迈向8英寸与12英寸大硅片制造，多项重大投资纷纷上马建设，上海新升、重庆超硅、天津中环、宁夏银等均锁定大尺寸硅晶圆项目。

公开资料显示，作为国内**300mm大硅片项目的承担主体，上海新升于2015年7月破土动工，2017年实现了挡片、陪片、测试片等产品的销售。根据最初规划，该项目计划投资建设月产60万片300mm硅片的生产线，分别为***期15万片/月、第二期15万片/月、第三期30万片/月。

图源/IT时报

除了上海新升，上海还有另一座大硅片制造厂——上海超硅半导体，其成立于2008年，2010年正式运营，与重庆超硅半导体、成都超硅半导体为超硅（AST）旗下企业，三家企业均致力于研发生产集成电路用大硅片。2016年4月，重庆超硅大硅片项目一期投入试生产，10月正式建成并举行产品下线仪式，达产后实现8英寸硅片年产600万片、12英寸硅片年产60万片的产能。

上海超硅项目包括AST综合研究院、300mm全自动智能化生产线、450mm中试生产线、先进装备研发中心、人工晶体研发中心等，2018年上海超硅300mm全自动智能化生产线项目开工建设。根据规划，项目建成后将形成年产360万片300mm抛光片和外延片，以及12万片450mm抛片生产能力。

《IT时报》记者从有关部门获悉，上海超硅已于今年9月28日正式投产，300mm抛光片月产能约5万片，月产能投产约2万片，每片均价100美元以上。

12月10日，环球晶圆宣布同意以37.5亿欧元收购德国硅片制造商SiltronicAG，此次收购合并完成后，环球晶圆有望成为全球***的硅片制造商。

环球晶圆 图源/网络

硅片行业具备典型的周期属性，随下游半导体周期波动，且价格变化略滞后于市场规模变化。给产业打击***的一次来自2008年金融危机，全球性危机爆发之前市场对300mm晶圆需求极度乐观，Shin-Etsu、SUMCO等大厂纷纷做出了激进的扩产计划，结果受经济危机冲击，随着硅片库存的高企以及智能手机销售量锐减，全球半导体市场急剧下滑，产能提升滞缓。

国元证券一份研报指出，目前行业正处在新一轮硅片景气周期。2019年5G手机的发售，单位面积的硅片价格上涨到0.94美元，而伴随新能源 汽车 等新兴应用市场的快速发展， 未来受供需关系影响，硅片价格将持续上涨保持高位 。

图源/国元证券

电子创新网CEO张国斌表示，日本信越、SUMCO、上海新升等硅片厂商都吃过产能过剩的亏，所以不敢轻易扩产，不过下游市场的需求旺盛对这些公司仍然是利好，“ 一般都是长期单，不一定涨，但是短期单估计会涨 ”。

04

产能已排到明年***季

“ 目前晶圆产能已紧张到不可思议的地步，客户对产能的需求已达恐慌程度 ，预估明年下半年到2022年下半年，逻辑、DRAM市场都会缺货到无法想象的地步。”11月30日，芯片代工厂力积电董事长黄崇仁的一席话点出了晶圆产能紧张的现状。

图源/Pixab***

对此，芯谋研究首席分析师顾文军也透露，目前8英寸和12英寸的成熟工艺都还很紧张，不仅仅在制造层面，封装测试也都很紧张 ，现在排单都到了明年***季度了 。

从终端产品上来看，集邦咨询分析师乔安表示：“目前最为紧缺的是电源管理IC及面板驱动IC。”从需求端来看，8英寸晶圆的下游需求主要来自于电源管理芯片（PMIC）、CMOS图像传感芯片、指纹识别芯片、显示驱动IC以及功率器件等产品，这些产品广泛应用于智能手机、平板电脑、电视、PC、电动 汽车 等领域。

另据中芯国际今年Q3财报，55/65nm、40/45nm的成熟工艺依然是公司盈利主要来源，14/28nm的收入仅占中芯国际的14.6%。成熟工艺产能紧缺，联电等企业产品供不应求。以联电股价为例，自2020年初起涨幅已超过200%。中芯国际在其三季报中也表示：“成熟应用平台需求一如既往强劲，来自于电源管理、射频信号处理、指纹识别以及图像信号处理相关收入增长显著。”

图源/中芯国际2020年Q3财报

05

芯片或“难产”或涨价

相较于拥有制造能力的IDM（垂直整合制造）模式芯片厂和Foundry模式芯片代工厂，芯片设计公司将面临拿不到晶圆厂产能的挑战，无疑是对新入局芯片行业资本的当头一棒。“最直接的影响就是很多设计的芯片不能量产，导致投资收益下降，也会间接导致芯片涨价，系统产品成本上升、毛利下降，影响以后的研发和创新。”张国斌说。

12月21日，一则关于ST（意法半导体公司）的涨价函在朋友圈广泛传播：“受新冠疫情影响，ST原材料供应不足，同时面临着成本上升和咄咄逼人的商业条款。鉴于此，ST决定自2021年1月1日起，提高所有产品线价格。”此外，瑞萨、NXP等半导体厂商也都接连发布涨价函。

ST（意法半导体公司）涨价函 图源/网络

据媒体报道，封装大厂日月光也带头领涨半导体封装报价，明年1月起调涨，涨幅区间在3~5%。此外，张国斌认为，中美贸易摩擦、疫情带来的动荡，使得下游厂商们掀起一股 “囤货”情绪，他预计产能紧张的大环境可能要到明年下半年才能缓解。

作者／IT时报记者 李玉洋

编辑／挨踢妹

排版／冯诚杰

图片／IT时报 国元证券 Pixab*** 网络

来源／《IT时报》公众号vittimes

光伏产业两军对垒硝烟再起 八企业联手高举210大旗

光伏产业“182阵营”和“210阵营”间的尺寸之争进入两军对垒阶段。

11月27日，包括天合光能（688599.SH）、通威股份（600438.SH）、东方日升（300118.SZ）、中环股份（002129.SZ）、上机数控（603185.SH）在内的8家光伏企业共同发起《关于推进光伏行业210mm硅片及组件尺寸标准化的联合倡议》（下称210联合倡议）。

210联合倡议称，为推进光伏行业标准化，在210-220mm尺寸范围内应选择210+/-0.25mm作为**尺寸，同倡议依照该尺寸修订国际半导体产业协会以及光伏行业协会已有的组件尺寸标准。

参与倡议的企业认为，通过硅片210尺寸的标准化，产业链可以实现***的规模化效应、降低成本，推动实现光伏发电全面平价上网。

“全面平价上网，指的是光伏电站传输给电网时，价格与火电、水电价格持平。今年是我国光伏发电平价从示范趋向市场化的关键阶段。谁能在这个关键时段整合更多产业链资源，谁就能在光伏发电平价上网后更据有市场主动权。”业内人士称。

这一倡议被业内视为针对此前“182阵营”发布的有关应建立尺寸为182mm的硅片标准，并纳入行业标准规范的倡议的回击。

业内人士指出，企业采用硅片尺寸的不统一，造成了产业链配套环节制造成本上升。不同规格尺寸的硅片，对应的适配辅材不同，对行业上下游协同造成阻碍。

值得一提的是，两家早前参与“182阵营”倡议的企业身影，出现在此次“210阵营”倡议当中，或意味着阵营内部出现松动，亦反映出当下两大阵营间角力的紧张局势。

两军鏖战

除天合光能、通威股份、东方日升、中环股份和上机数控外，11月27日参与联合倡议的企业还包括阿特斯阳光电力集团、环晟光伏（江苏）有限公司和润阳光伏 科技 有限公司。

从产业链环节来看，这8家企业涉及了硅料、硅片、电池、组件等产业链环节。

参与倡议的企业认为，当前产业链上下游企业均看到210尺寸发展的巨大空间和机遇。通过硅片210尺寸，以及硅片、组件尺寸等的标准化，产业链可以实现***的规模化效应，强有力的帮助上下游企业提高生产效率，优化供给，快速推进行业技术创新，降低产业链制造、光伏系统初始投资和光伏发电度电成本，实现全面平价。

“210阵营”的这一倡议也被业内视为针对“182阵营”的回击。

今年6月24日，隆基股份（601012.SH）、晶科能源（JKS.NYSE）、晶澳 科技 （002459.SZ）、阿特斯阳光电力集团、江苏润阳悦达光伏 科技 有限公司、江苏中宇光伏 科技 有限公司和潞安太阳能 科技 有限责任公司，7家光伏企业发布《关于建立光伏行业标准尺寸的联合倡议》。（下称182倡议）

182倡议称，“促进行业高效、规范发展，我们共同倡导建立几何尺寸为182mm*182mm的硅片标准，并在行业标准组织中将这一尺寸纳入标准规范文件，减少资源浪费，促进光伏产业的 健康 发展。”

隆基股份等7家企业彼时表示，“在此，我们共同倡议并呼吁广大同仁与我们一道，将以本倡议中的硅片尺寸（182mm）作为研发下一代硅片、电池、组件产品的标准尺寸，以推动整个行业建立基于统一标准的供应链体系，实现装备制造体系和客户应用体系的标准化，推动整个行业的良性发展。”

这份有关建立182mm硅片标准的倡议被业内视为“182阵营”成立的宣告书。

值得一提的是，参与182倡议的阿特斯阳光电力集团和润阳光伏 科技 有限公司的身影也出现在了此次210倡议的名单中。或意味着当下两大阵营之中联盟并不稳固，阵营内部出现松动，亦反映出当下两大阵营间角力的紧张局势。

“这反映出部分企业对于硅片尺寸之争的态度，一些参与182尺寸宣言的企业实际上也并不排斥210尺寸。”业内人士指出。

需要说明的是，在182倡议发布后不久，包括天合光能、中环股份、上机数控、东方日升、晶澳 科技 等在内的39家企业曾于7月9日宣布成立“600W+光伏开放创新生态联盟”。

彼时，部分市场媒体将其解读为“210阵营”的站队表态。

但从名单来看，“182阵营”的持旗手之一晶澳 科技 却出现其中。业内人士指出，“600W+联盟成立时的宗旨更多是为了推动大功率组件标准化，和硅片尺寸标准之争并没有直接的关系。”

谁主沉浮？

硅片的大尺寸发展方向成为行业共识，但产业链各环节厂商下一步应接受的具体尺寸标准却陷入了182mm和210mm的论战之中。

基于上述原因，大硅片成为行业确定性的发展趋势，理论上210mm尺寸的硅片更大、降本增效的的优势更明显。

但值得说明的是，伴随硅片尺寸的变化，产业链上下游设备为达到兼容也要进行相应调整。而182mm和210mm这两大标准对上下游设备的兼容度要求差异显著。

“210mm尺寸硅片与存量设备已经无法兼容，不兼容的存量设备需要重新采购。但目前，也有越来越多的组件供应商在布局新产线时将210mm尺寸的兼容性问题纳入了规划范畴。”上海地区分析师指出。

据申港证券研究所研报，硅片尺寸发生变化，下游电池片与组件环节均需做成配合调整。目前182mm和210mm的主要发展方向对上下游兼容度差异显著，182mm对目前组件产业链中存量设备的兼容度强于210mm。

研报显示，基于当前产业链的存量设备，在硅片拉棒环节，只有210mm需要更换设备；而在电池片环节，182mm和210mm均需要更换设备。

具体来看，在硅片拉棒环节，当前主流单晶炉热屏内径在270mm左右，此前156.75mm尺寸硅片产线升级至182mm尺寸产线无需更换设备，而210mm尺寸硅片的直径为295mm，无法兼容，必须重新采购。在电池片环节，虽然均需要更换设备，但182mm的升级成本更低。

而在组件环节，集装箱运输尺寸决定了极限，182mm的适应性更强。

“国内集装箱规格高度为2.39米，组件运输一般采用立式包装放置，这意味着两层182mm尺寸组件堆放空间仍有富裕，但是210mm尺寸组件放不下，182mm对空间的利用更有力。”业内人士解释称。

事实上，市场对于210mm尺寸的顾忌在于制造成本的投入、产能爬坡等方面。

据介绍，虽然210mm在成本和转换效率上具有优势，但无论是硅片环节自身，还是下游所需电池片、组件，产线都需要重新投建，增加了固定成本，且建设时间所需较长。

光伏行业研究机构PV InfoLink认为，光伏市场庞大旧产能的淘汰需要时间酝酿及进行，从2020年到未来2至3年间，市场很可能是呈现2至3种主流尺寸并行的形式。

“整体而言，尺寸的迭代仍是循序渐进，但为了让持续扩张的新产能、新产品寿命得以延续得更长，中长期尺寸的发展及产线的兼容能力仍是各厂家密切讨论的议题。”PV InfoLink指出。

这也意味着，硝烟中的两大阵营的对垒仍将继续，战局走向仍然扑朔迷离。

半导体产业链之单晶硅片行业深度研究

（温馨提示：文末有下载方式）

近期，硅片尺寸之争再起，硅片龙头隆基股份推出 M6 大硅片产品，并同时发布大硅片组件 Hi-MO4，清楚 表明了力推 M6 的意愿。那么 历史 上硅片尺寸经历过怎样的变化过程?隆基为何要力推 M6?与另一尺寸路线 158.75 方单晶相比，M6 有何优势，二者谁将胜出?M6 之后，是否会有更大尺寸的硅片产品推出?本报告试图 解答这些问题。

光伏硅片尺寸源自半导体，经历了从 125 到 156，从 M0 到 M2 这一不断增大的过程。 光伏硅片尺寸标准源 自半导体硅片，在摊薄成本和提高品质这两大需求的推动下，半导体硅片尺寸不断增大，光伏硅片也随之经历 了从小到大的过程。近年来，光伏硅片尺寸经历了 3 次较大的变革:1)1981 至 2012之间，硅片边距由 100 和 125 大幅度增大为156，成本大幅摊薄;2)2013 至 2017年，硅片规格从 M0(边距 156，直径 200)变革为 M1 (边距 156.75，直径 205)与 M2(边距 156.75，直径 210)，组件尺寸不变，硅片尺寸增大，从而摊薄成本;3) 目前正在进行中的变革是硅片规格从 M2 变革为 158.75 方单晶或者M6大硅片，这次变革增厚了产业链各环节 利润空间，并将硅片尺寸推至当前设备允许的极限。

增大硅片尺寸的驱动力是提高溢价、摊薄成本、拓展利润空间，在这些方面上 M6 比 158.75 方单晶更有优 势。 在电站建设中，使用大硅片高功率组件可以减少支架、汇流箱、电缆等成本，从而摊薄单瓦系统成本，为 组件带来溢价;在组件售价端，158.75 方单晶可溢价 2 分钱，M6 可溢价 8 分钱。在制造成本端，大硅片本身可 以摊薄硅片、电池、组件生产环节的非硅成本，从而直接增厚各环节利润;在硅片、电池、组件总成本方面: 158.75 方单晶可降低 2 分钱，M6 可降低 5 分钱。因而，总的来看，158.75 方单晶的超额利润为 4 分钱，M6 超 额利润为 13 分钱，M6 的空间更大。在目前的价格水平下，158.75 方单晶所获超额利润基本留在了硅片环节， 而 M6 大部分超额利润流向了组件环节。推广 M6 硅片的原动力在于增厚产业链各环节利润。在定价方面，我 们认为 M6 定价紧跟 M2 即可始终保持竞争优势，使得各环节的摊薄成本内化为本环节的利润，从而使各环节 毛利率均有提高。

M6已达部分设备允许尺寸的极限，短时间内硅片尺寸标准难以再提高。 增大硅片尺寸的限制在于现有设 备的兼容性。通过梳理拉棒切片、电池、组件三个环节用到的主要生产设备，我们发现现有主流设备可以兼容M6硅片，但这一规格已基本达到现有设备允许的尺寸上限，继续增大硅片尺寸则需重新购置部分设备，使得增 大尺寸带来的成本下降被新购设备带来的成本上升所抵消。因而短时间内硅片尺寸标准难以再提高，M6 将在相 当长的一段时间内成为标准上限。

硅片形状分类:方形和准方形

从形状来看，硅片可以分为方形硅片和准方形硅片两大类。方型硅片并非完全正方，而是在四角处也有小 倒角存在，倒角长度 B一般为 2 mm 左右。准方形硅片四角处为圆倒角，尺寸一般比方型硅片的倒角大很多， 在外观上比较明显。

硅片的关键尺寸:边距

对方形硅片来说，因为倒角长度变化不大，所以描述其尺寸的关键在于边距 A。 对准方形硅片来说，由于其制作过程为圆棒切方然后切片，倒角为自然形成，因而其关键尺寸是边距 A 与直径 D。

尺寸标准:源自半导体硅片

光伏硅片与半导体硅片技术本身极为相似，半导体产业规模化发展早于光伏，因而早期光伏硅片尺寸标准 主要源自半导体硅片行业。

半导体硅片尺寸经历了从小到大的过程。60 年代出现了 0.75 英寸的单晶硅片;1965 年左右开始出现少量 的 1.5 英寸硅片;1975 年左右出现 4 英寸硅片;1980 年左右出现 6 寸片;1990 年左右出现 8 寸片;2000 年左 右出现 12 寸片;预计 2020 年左右 18 寸片将开始投入使用。

半导体硅片尺寸不断增大的根本驱动力有两条:1)摊薄成本;2)提高品质。硅片尺寸越大，在制成的每 块晶圆上就能切出更多芯片，从而明显摊薄了单位成本。同时随着尺寸的增大，边缘片占比将减少，更多芯片 来自于非边缘区，从而产品质量得到提高。

近年来光伏硅片尺寸经历了3 次变革

光伏硅片尺寸标准的权威是 SEMI(国际半导体产业协会)。跟踪其标准发布 历史 ，可以发现近年来光伏硅片尺寸经历了 3 次主要的变革:

1) 由 100 和 125 大幅度增大为 156;此阶段为 1981 至 2012 之间。以 2000 年修改版后的标准 SEMI M6-1000 为例，类原片有 100/125/150 三个尺寸，对应的边距均值分别为 100/125/150 mm，直径分别为 125/150/175 mm，即严格按照半导体硅片尺寸来给定。2012 年，原 SEMI M6 标准被废止，新的 SEMI PV22 标准开始生效，边距 156 被加入到最新标准中;

2) 由 156(M0)小幅调整至 156.75(M2);在标准方面，通过修订，新增的 M2 标准尺寸被纳入 SEMI 标 准范围内，获得了业界的认可;

3)由 156.75(M2)小幅调整至 158.75 或者大幅增大为 166。此次变革尚在进行中。

***次尺寸变革:125 到 156

2012 年前，光伏硅片尺寸更多地沿用半导体 6 寸片的规格，但由于电池生产设备的进步和产出量提升的需求，125 mm 硅片逐步被市场淘汰了，产品大多集中到156 mm 上。

从面积上来看，从 125 mm 硅片过渡到 156 mm，使硅片面积增大 50%以上，大大提高了单个组件产品功率，提高了资源开发与利用效率。

相比边距，当时直径的规格较多。边距 125 对应直径 164 mm 为主流，边距 156 对应直径 200 为主流(M0)。

第二次尺寸变革:M0 到 M1 再到 M2

第二次尺寸变革主要是指从 M0(边距 156 mm，直径 200 mm)变革为 M1(边距 156.75 mm，直径 205 mm) 与 M2(边距 156.75 mm，直径 210 mm)。这一变革在组件尺寸不变的情况下增大了硅片面积，从而提高了组件 封装效率。硅片面积的提升主要来自两个方面:1)边距增大使硅片面积增大，主要得益于设备精度不断提高， 可以增大硅片边距、减小组件排版时电池间的冗余留白;2)圆角尺寸减小使硅片面积增大，主要得益于拉棒成 本的不断降低，可使用更大直径的硅棒以减小圆角尺寸。

这一变革由中国硅片企业推动，并在 2017 年得到 SEMI 审核通过，成为行业统一的尺寸。2013 年底，隆基、 中环、晶龙、阳光能源、卡姆丹克 5 家企业联合发布 M1 与 M2 硅片标准，在不改变组件尺寸的前提下，M2 通 过提升硅片面积使组件功率提升一档，因而迅速成为行业主流尺寸。

设备无需更改，1 年时间完成切换。此次尺寸改动较小，设备无需做大更改即可生产 M2 硅片，因而切换时 间较短。以隆基为例，在其 2015 年出货产品中，M1 硅片占比 80%，M2 占比仅为 20%;2016 年 M2 占比已达 98%;2017 年已完全不再生产 M0 与 M1 硅片。

第三次尺寸变革:从 M2 到 M6

M2 尺寸标准并未持续很长时间。由于市场对高功率组件的需求高涨，而已建成的电池产线通过提高效率来 提升功率相对较难，相比之下通过增大电池面积来满足更高的组件功率需求成为了部分厂商的应对之策，使得 硅片尺寸出现了 157.0、157.3、157.5、157.75、158.0 等多样化规格，给产业链的组织管理带来极大的不便。

在此情况下，业内再次考虑尺寸标准化问题，并出现了两种标准化方案:1)158.75 全方片。这一方案在不 改变现有主流组件尺寸的情况下将硅片边距增加到极限 158.75 mm，同时使用方形硅片，以减小倒角处的留白， 从而使得硅片面积增加 3%，对应 60 型组件功率提升约 10W;2)166 大硅片(M6)。这一方案是当前主流生产 设备所允许的极限尺寸，统一到这一尺寸后业内企业难以再通过微调尺寸来提升功率，从而使得此方案的持久 性潜力更大。与 M2 硅片相比，其面积增益为 12%，对应 60 型组件功率提升约 40W。

使用大硅片的驱动力有以下两点:

1)在电站建设中，使用大硅片高功率组件可以减少支架、汇流箱、电缆等成本，从而摊薄单瓦系统成本， 为组件带来溢价;

2)在制造端，大硅片本身可以摊薄硅片、电池、组件生产环节的非硅成本，从而直接增厚各环节利润;

组件售价:158.75 可溢价 2 分钱，M6 可溢价 8 分钱

电站的系统成本由组件成本和非组件成本构成，其中非组件成本可以分为两大类:1)与组件个数相关的成 本，主要包括支架、汇流箱、电缆、桩基和支架安装成本等;2)与组件个数无关的成本，主要包括逆变器和变 压器等电气设备、并网接入成本、管理费用等，这部分一般与电站容量相关。在电站容量一定的情况下，组件 个数取决于单个组件功率，因而组件个数相关成本也可叫组件功率相关成本。

对于尺寸、重量相近的光伏组件，在其设计允许范围内，支架、汇流箱、电缆等设备与材料的选型可不做 更改。因而对于单个组串，使用 M2、158.75 全方片和 M6 三种组件的成本相同，由此平摊至单瓦则其组件个数 相关的成本被摊薄，158.75 全方片比 M2 便宜 2 分钱，M6 比 M2 便宜 8 分钱。因此在组件售价端，158.75 全方 片的组件最多可比 M2 的组件溢价 2 分钱，M6 的组件最多可比 M2 的组件溢价 8 分钱。在前期推广阶段，组件 厂可能将此部分溢价让利给下游电站，以推动下游客户偏好转向 M6 硅片。

组件成本:158.75 可摊薄 2 分钱，M6 可摊薄 5 分钱

在总成本方面，158.75 方单晶比 M2 低 2 分钱，M6 比 M2 低 5 分钱。这一成本降低是制造端产业链推广 M6 源动力，也是推广 M6 为产业链增厚的利润空间。拆分到各环节来看: 1)硅片单瓦成本方面，158.75 方单晶硅片比 M2 硅片低 0.1 分钱，M6 硅片比 M2 硅片低 1.6 分钱; 2)电池成本方面，158.75 方单晶比 M2 低 0.3 分钱，M6 比 M2 低 0.9 分钱; 3)组件成本方面，158.75 方单晶比 M2 低 1.5 分钱，M6 比 M2 低 2.3 分钱。

硅片成本测算

硅片成本可拆分为硅成本、非硅成本、三费。其中:

1)硅成本与方棒面积成正比，即 M6 比 M2 贵 12%(0.122 元/片)，158.75 比 M2 贵 3%(0.031 元/片);

2)非硅成本中，在拉棒成本方面，圆棒直径变粗使得拉棒速度降低幅度小于圆棒面积增大幅度，最终 M6 比 M2 便宜 6.7%(2.38 元/kg);158.75 方单晶切方剩余率较低，最终使其比 M2 贵 1.5%(0.53 元/kg)。切片成 本大致与方棒面积成正比，最终使得 M6 非硅成本比 M2 贵 7.2%(0.066 元/片)，158.75 比 M2 贵 3.8%(0.036 元/片);

3)三费均以0.40元/片计。

综合来看，在单片成本方面，M6 比 M2 贵 8.1%(0.188 元/片)，158.75 比 M2 贵2.9%(0.066 元/片);平摊到单瓦成本，M6 比M2便宜 0.016 元/W，158.75 与 M2 基本持平。

非硅成本由拉棒成本和切片成本两部分组成。在单位重量拉棒成本方面，直径越大则单位重量长晶速度越快，因而M6 比 M2 便宜;方单晶切方剩余率低，因而 158.75 方单晶比 M2 贵。

电池成本测算

置成本、非硅成本、三费。其中: 1)硅片购置成本与硅片定价策略有关，这里以 2019-6-20 价格为例，M2/158.75 方单晶/M6 三种硅片含税价格分别为 3.07/3.47/3.47元/片，摊薄到单瓦后，M6 与 M2 相近，158.75 比 M2 贵 0.049 元/W; 2)非硅成本方面，M6 比 M2 降 0.009 元/W，158.75 比 M2 便宜 0.002 元/W; 3)三费均假设为 0.10 元/W。

综合来看，电池环节的附加成本变化不大。

具体来看，在非硅成本中，银浆、铝浆、TMA 等的用量与电池面积相关，最终单瓦成本不变;折旧、人工 等与容量产能相关的成本会被摊薄。

组件成本测算

组件成本可拆分为电池购置成本、非硅成本、三费。其中:

1)电池购置成本与电池定价策略有关，目前 M2/158.75 方单晶两种电池含税价格为 1.20/1.24 元/W，M6 电池尚无公开报价，考虑到目前 M6 与 M2 硅片单瓦定价相同，且电池成本变化不大，因而假设定价与 M2 相同;

2)非硅成本方面，M6 比 M2 便宜 0.024 元/W，158.75 比 M2 便宜 0.015 元/W;

3)三费均假设为 0.20 元/W。

综合来看，电池环节的附加成本降低幅度大于电池环节，但依然变化不大。

具体来看，在非硅成本中，EVA、背板、光伏玻璃等主要组成部分随本来就以面积计价，但 M6 与 158.75 产品提高了面积利用率，成本会有小幅摊薄;同时产线的产能节拍不变，但容量产能增加。从而接线盒、折旧、 人工等成本会被摊薄。

各环节利润分配:158.75 超额利润在硅片，M6 超额利润在电池和组件

158.75 超额利润 4 分钱，M6 超额利润 13 分钱，M6 利润空间比 158.75 方单晶大约高 4 个百分点。在组件 售价端，158.75 可溢价 2 分钱，M6 可溢价 8 分钱;在成本端，158.75 可降低 2 分钱，M6 可降低 5 分钱，因而 158.75 超额利润为 4 分钱，M6 超额利润为 13 分钱。在所有环节均自产的情况下，158.75 可提高净利率 1.7 个 百分点，M6 可提高净利率 5.2 个百分点。

在利润分配方面，在目前的价格水平下，158.75 方单晶所获超额利润基本留在了硅片环节。M6 电池和组件 尚无公开报价，按照假设电池售价 1.20 元/W、组件售价 2.28 元/W 来计算，超额利润在硅片/电池/组件环节的 分配大致为 0.02/0.01/0.10 元/W，大部分超额利润流向了组件环节。

推广 M6 硅片的原动力在于增厚产业链各环节利润。由于目前硅片尺寸的另一选择是158.75，所以推广 M6 需要在产业链各环节利润空间上同时大于 M2 和 158.75 方单晶。

静态情景:M6 组件定价与 M2 相同，让利下游电站，推动渗透率提升

最直接的推广方式是将 M6 组件价格设定为与 M2 相同，从而将电站端的系统成本摊薄让利给下游电站， 快速提升下游电站对 M6 组件的认可度。

目前 M2 组件价格为 2.20 元/W，若 M6 组件价格同样定为 2.20 元/W，则相应的 M6 电池价格需要下调为 1.20 元/W，与 M2 电池价格相同，以保证组件环节 M6 净利率大于 M2;硅片价格可以维持 3.47 元/片不变，此 时电池净利率可保持在 18.3%，依旧高于 M2 电池的净利率 17.8%。在此情境下，M6 各环节净利率均超过 M2， 有利于 M6 推广。

与 158.75 方单晶相比，此时 M6 各环节超额利润为 5 分钱，而 158.75 方单晶超额利润为 4 分钱，M6 更有 优势。具体到各环节来看，M6 硅片环节净利率稍低，但电池和组件环节净利率高，更有利于全产业链共同发展。

动态情景:M6 定价紧跟 M2 即可始终保持竞争优势

在组件价格方面，M6 与 M2 定价保持一致，即可使 M6 组件保持在下游电站选型中的竞争优势。

在电池价格方面，M6 与 M2 定价保持一致，则可使组件环节的成本摊薄沉淀为组件环节的利润，使得对下 游组件厂来说生产 M6 组件时的毛利率始终高于 M2，因而 M6 组件更有吸引力。

在硅片价格方面，保持 M6 与 M2 单位面积的价格相同，则可使电池环节的成本摊薄沉淀为电池环节的利润，使得对电池厂来说生产M6 电池时的毛利率始终高于 M2，因而 M6 电池更有吸引力。

对硅片环节来说，保持 M6 与 M2 单位面积的价格相同则 M6 净利率比 M2 高 4 个点，硅片环节亦有推广动 力。这也为后续继续降价让利给电池、组件、电站留出了更多空间。

增大硅片尺寸的限制在于现有设备的兼容性。通过梳理拉棒切片、电池、组件三个环节用到的主要生产设 备，我们发现现有主流设备可以兼容 M6 硅片，但这一规格已基本达到现有设备允许的尺寸上限，继续增大硅 片尺寸则需重新购置部分设备，使得增大尺寸带来的成本下降被新购设备带来的成本上升所抵消。

拉棒与切片环节:单晶炉等关键设备裕度大，部分设备接近尺寸上限

在拉棒与切片环节，生产工艺主要分为拉棒、切方、切片三步，分别用到了单晶炉、截断机与开方机、切 片机等 4 种设备。总的来看，对于 M6 硅片来说，单晶炉与开方机尺寸尚有较大余量，截断机已接近部分厂家 设备尺寸的上限。

单晶炉:热屏尺寸尚有较大余量。当前主流单晶厂家热屏内径均留有较大余量。M2 硅片外径为 210 mm， 对应的圆棒直径为 214 mm 左右;M6 硅片外径为 223 mm，对应的圆棒直径为 228 mm。当前主流单晶炉热屏内 径在 270 mm 左右，拉制直径 228 mm 硅棒完全可行，且无须重大改造。

截断机:M6 尺寸在目前设备加工规格范围内，但已接近设备加工规格上限。切断机用于将硅棒切成小段， 其加工规格较难调整。以连城数控官网提供的多线切断机主要参数来看，其适用的单晶硅棒直径为 155-230 mm。 而 M6 硅片对应的圆棒直径是 228 mm，在该设备加工规格范围内，已接近设备加工规格上限。

开方机:加工尺寸裕度较大。开方机用于将圆棒切成方棒。以高测股份单棒四线开方机为例，其切割棒料 直径为 200-300 mm，开方尺寸为 157-210 mm。M6 硅片对应的方棒直径为 223 mm，开方尺寸为 166 mm，现有 设备裕度较大。

电池环节:扩散炉内径最关键，目前可满足要求

目前主流 PERC 电池的生产工艺分为清洗制绒、扩散、刻蚀、镀膜、激光刻划、印刷栅线、烧结等工序，涉 及的关键设备有扩散炉、PECVD、激光刻槽机、丝网印刷机、烧结炉等。其中扩散炉、PECVD、烧结炉等管式加 热或真空设备尺寸难以调整，因而是硅片加大尺寸的瓶颈环节。若硅片尺寸超出现有设备极限，则只能购置新 设备，成本较高。目前常见的管式设备内径最小 290 mm。

扩散炉:圆棒直径需小于扩散炉炉管直径。在扩散工序中，一般使用石英舟承载硅片，然后将石英舟放置 于扩散炉炉管中。在扩散炉中，硅片轴线方向一般与扩散炉轴线方向平行，因而硅片尺寸需在扩散炉炉管截面 之内，即硅棒的圆棒直径需小于扩散炉炉管直径，且需要留有一定的操作空间。将硅片边距由 156.75 mm 提高 到 166 mm 的同时，硅片外径将由 210 mm 增大到 223 mm，对于内径 290 mm 的扩散炉来说尚可行。在石英舟 方面，其尺寸经过合理设计一般可以满足M6 硅片进出炉体的要求。

PECVD:硅片边距需小于 PECVD 炉管内径。PECVD 与扩散炉的情况有以下两点不同:1)在 PECVD 中，使 用石墨舟装载硅片;2)硅片轴线与 PECVD 炉管轴线垂直放置，因而只需硅片边距小于 PECVD 炉管内径即可。 为了提高 PECVD 产能，炉管内径一般较大，以叠放更多硅片。将硅片边距由 156.75 mm 提高到 166 mm 对于内 径 450 mm 的 PECVD 来说无障碍。

丝网印刷机:M6 硅片可兼容。丝网印刷机的传输系统、旋转平台、刮刀头、视觉系统均与硅片尺寸相关。

以科隆威为例，其官网挂出的**一款全自动视觉印刷机PV-SP910D 可兼容 M6 硅片。

组件环节:排版串焊与层压设备均近极限

组件环节主要分为排版串焊、叠层、层压、装框、装接线盒、固化清洗、测试包装等工序，主要需要用到 排版机、串焊机、层压机等设备。

排版串焊:可兼容，问题不大。排版串焊机的关键尺寸是组件长和宽，若组件尺寸在设备允许范围内，则 只需更改设置即可适用于大硅片组件;若超出设备允许的***组件尺寸，则很难通过小技改来兼容。以金辰的 高速电池串自动敷设机为例，其适用玻璃组件范围为长 1580-2200 mm、宽 800-1100 mm。预计使用 M6 硅片的 72 型组件长 2120 mm、宽 1052 mm，在排版串焊设备允许范围内。

层压:层压机尺寸已达极限。层压机的层压面积较大，一般一次可以处理多个组件。以金辰 JCCY2336-T 层 压机为例，其层压面积为 2300 mm×3600 mm。在使用 M2 硅片时，该层压机一次可处理 4 块 60 型组件，或 3 块 72 型组件。在使用 M6 硅片时，该层压机同样可以一次处理 4 块 60 型组件或 3 块 72 型组件。对于 60 型组 件来说，处理 M2 硅片组件时，该层压机长度方向的余量为 240 mm，较为宽裕;但处理M6 硅片组件时，由于 单片电池尺寸增大 9.25 mm，60 型组件长度将加长 92.5mm，层压机长度方向的余量仅剩 55 mm，较为紧张。

辅材尺寸易调整。组件辅材主要包括光伏玻璃、EVA、背板、接线盒等。其中光伏玻璃、EVA、背板目前幅 宽可生产 166 及更大尺寸材料，仅需调整切割尺寸即可。接线盒不涉及尺寸问题，仅需考虑组件功率提高后接 线盒内部线缆材料可能需要使用更高等级材料。

……

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为什么要把硅片做大？

芯片的成本与面积有直接关系。在同一片硅片上,能刻出的芯片越多,芯片的价格就越低。因为硅片难免有制造时产生的缺陷(比如杂质等)。一个芯片面积越大,撞上缺陷的概率就越高,而占整个硅片的比例就越高。一片硅片上做一百个芯片,出一个次品就是1%。如果只做十个,出一个次品就是10%。有一个极端的例子就是大型CCD,专业摄像机或者数字照相机用的CCD是23.7x15.6mm的,光受光面积就达370平方毫米,快赶上过去的高档RISC处理器的面积了。所以光一个CCD的价格就上万。因为成品率很低。天文望远镜或者军用侦察设备上用的更大尺寸CCD(比如4、8寸甚至12寸CCD)完全就是天价了。光找整片接近零缺陷的硅片恐怕就是个浩瀚的工程。 而且芯片的速度也受面积的影响。面积越大,布线的跨度就越大,提高频率带来的干扰和讯号就越大。因为各层布线之间都是用二氧化硅绝缘的,相当于一个电容结构。布线跨度越大,布线之间的容量越大。工作频率之越高,信号长距离传输的积分效应等副作用就越严重。基本上想过GHz就必须使用.18以下的线宽工艺。 芯片的尺寸还影响功耗。同样的掩膜和同样的工作频率,线宽越小,电压就就可以越小。而功耗与电压的平方成正比。想追求低功耗就得老老实实地缩小线宽。 世界半导体工业都快杀红了眼了,要是有捷径大家还不一窝风地扎进去。

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