金剛石線是將金剛石微粉顆粒以一定的分布密度均勻地固結(jié)在母線（一般為高碳鋼絲）上制成的，通過金剛石線與被切割物體間進(jìn)行高速磨削運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)切割目的。金剛石線一般有兩種制造方式，即用電鍍和樹脂的方式把金剛石顆粒固定在絲線上所形成的切割線，嚴(yán)格來說叫金剛石切割線，簡稱金剛石線。金剛石線具有了金剛石微型的鋸齒，增加了鋼線的切割能力，可以大大加快切割速度及切割能力。

       一、金剛石線主要用于光伏行業(yè)

       目前主流的工藝是電鍍金剛石線，是在金屬線上鍍上一層金剛石微粉，用來切割光伏晶硅、水晶、磁性材料、藍(lán)寶石等硬脆材料近年來，金剛石線切割技術(shù)在切割行業(yè)中起重要作用，其應(yīng)用范圍也是極其廣泛，主要應(yīng)用于當(dāng)下炙手可熱的光伏領(lǐng)域，比如用于硅片制造環(huán)節(jié)，用于硅棒截?cái)?、硅片切方、切片。硅片切割金剛石線需求量占總需求的比例超過90%。

       二、金剛石線的優(yōu)勢

       金剛石線最早主要用在藍(lán)寶石領(lǐng)域，在2015年開始應(yīng)用在光伏領(lǐng)域，之前光伏采用砂漿切割。當(dāng)國人把砂漿切割技術(shù)開發(fā)到極致的時(shí)候，已無“降本”空間，金剛石線這種工藝走進(jìn)光伏人視野。

       金剛石線具有哪些優(yōu)勢？

       1、可實(shí)現(xiàn)高速切割，相比于傳統(tǒng)的砂漿切割方式而言，速度提高2-3倍，耗時(shí)大量減少；

       2、傳統(tǒng)的砂漿切割環(huán)境惡劣，不夠環(huán)保，且大量的砂漿需要回收處理，耗用了大量的人力和財(cái)力成本，而金剛石線的工藝卻無須砂漿，只需要水或是水基冷卻清潔液就可以，所以金剛石線切割具有環(huán)保生產(chǎn)和制造的優(yōu)勢；

       3、硅料損耗較傳統(tǒng)切割小，整體線耗成本低；

       4、金剛石線線徑可調(diào)節(jié)，不同材質(zhì)用不同線徑，大大減少了耗材與切割精確度；

       5、節(jié)省空間，金剛石線切割機(jī)占地空間面積小，可節(jié)省大量的空間。

       三、金剛石線面臨的技術(shù)革新和挑戰(zhàn)

       對(duì)于光伏行業(yè)來說，降本增效是永恒話題，尤其是在近兩年硅料價(jià)格大漲吞噬下游利潤，如何降低切割損耗、降低硅片成本是硅片企業(yè)迫切要解決的。

       1、 硅片薄片化必然的結(jié)果就是金剛石線細(xì)線化

       硅片薄片化是近兩年硅片行業(yè)降低單片成本努力的方向。伴隨著硅片薄片化的是金剛石線的細(xì)線化。

       細(xì)化線的優(yōu)點(diǎn)

       （1）金剛石線細(xì)化可以減少切割對(duì)硅的損耗。切片過程中，硅片碎片率降低從而提高硅片良品率。硅料價(jià)格的高位推動(dòng)金剛石線直徑降低，減少硅耗這是最直接有效的好處。

       （2）金剛石線細(xì)化后能夠切更薄的硅片。就像用斧頭切菜和用菜刀切菜一個(gè)道理。這兩個(gè)原因都有助于將同樣長度的硅棒切成更多數(shù)量的硅片。

       （3）金剛石線細(xì)化后母線材料用量會(huì)大幅減少。由于線的直徑變小，截面積變小，母線質(zhì)量也就變小，可見材料上有節(jié)約。

       細(xì)化線的缺點(diǎn)

       （1）線越細(xì)，母線拉制和鍍鎳、抹金剛石粉等加工難度更大，需要付出更大成本；

       （2）線越細(xì)，拉力越小，切割的速度和效率會(huì)有所降低，需要付出時(shí)間成本；

       （3）線越細(xì)，直徑越小，同樣長度附著的金剛石粉數(shù)量也更少，切同樣的硅片需要消耗更長的金剛石線；

       （4）線越細(xì)，同等材料下，越容易斷，而切片過程是多根線一起作業(yè)，斷線后布線耗時(shí)長。

       2、母線面臨替換可能金剛石線本身也面臨鎢絲的挑戰(zhàn)。

       雖然相對(duì)于鎢絲線，鋼絲線的成本低，但是問題是破斷力不及鎢絲線，現(xiàn)在的38-42微米已經(jīng)接近鋼絲線的極限。鎢絲替代成為新方向。

       從使用壽命的角度對(duì)鋼絲和鎢絲金剛石線進(jìn)行比較，鎢絲金剛石線的使用次數(shù)是鋼絲的10-20倍。但是缺點(diǎn)在于：一是鎢的價(jià)格高于鋼絲價(jià)格，同等長度的鎢絲價(jià)格是鋼絲價(jià)格的數(shù)倍；二是鎢絲的繞線長度最多100km，而鋼絲能夠達(dá)到300km，因此運(yùn)輸和使用中的成本也高于鋼絲；三是目前的鎢絲母線的成材率較鋼絲低，因而增加了鎢絲線的成本。

       所以，金剛石線細(xì)線化和母線替代都有弊有利，需要權(quán)衡取舍。

       從歷史發(fā)展來看，金剛石線門檻相對(duì)較低，也造成了一段時(shí)間內(nèi)金剛石線競爭較為激烈。當(dāng)下時(shí)點(diǎn)，我們認(rèn)為金剛石線的技術(shù)與生產(chǎn)正在全面提升。細(xì)線化加速發(fā)展，同時(shí)在傳統(tǒng)高碳鋼絲細(xì)線化出現(xiàn)瓶頸下，母線材料面臨替換的可能。加上硅片持續(xù)的大尺寸與薄片化趨勢，金剛石線技術(shù)壁壘有望加強(qiáng)。生產(chǎn)制造上，頭部企業(yè)加大一機(jī)多線改造力度，大幅提升生產(chǎn)效率。
       四、金剛石線的年需求展望

       金剛石線在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中的盈利能力居于前列，2021年利潤率水平僅次于硅料，平均毛利率達(dá)到35%左右，向上延展到母線或者更上游的企業(yè)能達(dá)到50%以上。

       細(xì)線化、薄片化與大尺寸有望帶動(dòng)切片環(huán)節(jié)線耗提升。下游需求方面，平價(jià)上網(wǎng)與碳中和時(shí)代背景下，光伏需求增加，疊加硅片擴(kuò)產(chǎn)加速，使得金剛石線需求有望超越行業(yè)增長。

       隨著行業(yè)格局趨于穩(wěn)定，金剛石線價(jià)格逐漸企穩(wěn)，細(xì)線化或帶來一定提價(jià)可能。據(jù)測算，2021年每GW的金剛石線消耗34萬公里，而2022年每GW消耗的金剛石線達(dá)到50萬公里。

       預(yù)計(jì)到2025年，光伏領(lǐng)域金剛石線市場空間可達(dá)150億以上，2021-2025年復(fù)合增速40%以上。