金剛石線指金剛石切割線的簡(jiǎn)稱,是把金剛石的微小顆粒固結(jié)在切割鋼線上,制成的金剛石切割線,用于切割玻璃、陶瓷、硅、寶石等硬脆材料。
金剛石線是通過一定的方法,將金剛石微粉顆粒以一定的分布密度均勻地固結(jié)在高強(qiáng)度鋼線基體上制成的。通過金剛石線切割機(jī),金剛石線與物件間進(jìn)行高速磨削運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)切割的目的。金剛石線主要用于晶體硅、藍(lán)寶石、精密陶瓷等硬脆材料的切割。
金剛石線主要應(yīng)用領(lǐng)域
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金剛石線超過90%以上系使用于光伏行業(yè)的晶硅片切割,國內(nèi)光伏行業(yè)晶硅切片使用的金剛石線主要經(jīng)歷了以下發(fā)展階段:
1)日本廠商占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢(shì),產(chǎn)品處于壟斷地位
金剛石線的制造和應(yīng)用起源于日本,在2014年之前,全球范圍內(nèi)具有國際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的金剛石線供應(yīng)商主要集中于日本,曾有超過10家以上的日本企業(yè)先后涉足電鍍金剛石線行業(yè),如日本旭金剛石工業(yè)株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱“旭金剛石”)、日本中村超硬株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱“中村超硬”)、日本愛德株式會(huì)社、日本聯(lián)合材料株式會(huì)社等,其中以旭金剛石和中村超硬為主,上述日本企業(yè)占據(jù)了金剛石線市場(chǎng)的大部分市場(chǎng)份額。由于日本企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)先,且產(chǎn)能較為集中,因而日本在金剛石線行業(yè)長期處于壟斷地位,中國光伏企業(yè)的金剛石線采購需求也主要由日本企業(yè)滿足。
2)國內(nèi)廠商趕超,逐漸搶占日本廠商市場(chǎng)份額,完成進(jìn)口替代
金剛石線雖然較砂漿游離磨料切割方式具有巨大優(yōu)勢(shì),但由于日本廠商的金剛石線產(chǎn)品價(jià)格較高,且產(chǎn)能相對(duì)有限,金剛石線在國內(nèi)光伏行業(yè)仍未取得大規(guī)模應(yīng)用,在此背景下,以岱勒新材、東尼電子、三超新材和美暢新材為代表的國內(nèi)金剛石線企業(yè)或技術(shù)團(tuán)隊(duì)自2010年前后開始,陸續(xù)投入鉆研相關(guān)技術(shù)。經(jīng)過持續(xù)的人員與資金的研發(fā)投入,國內(nèi)廠商在2014-2015年相繼實(shí)現(xiàn)80μm以下用于精密切割的電鍍金剛石線領(lǐng)域的技術(shù)突破,打破了日本廠商的技術(shù)壟斷。2015年,金剛石線實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化并規(guī)模生產(chǎn)后,產(chǎn)品價(jià)格迅速降低,由2012年約1元/米的單價(jià)下降至約0.2元/米,經(jīng)過近幾年來的持續(xù)工藝優(yōu)化和規(guī)模擴(kuò)張,金剛石線價(jià)格仍在繼續(xù)下降,截至2019年12月,金剛石線價(jià)格進(jìn)一步下降至約0.06元/米,國內(nèi)廠商憑借價(jià)格優(yōu)勢(shì)迅速搶占日本廠商的市場(chǎng)份額,其中以美暢新材為代表的國產(chǎn)廠商在技術(shù)上已完全可以滿足客戶的生產(chǎn)需求,隨著國內(nèi)廠商的產(chǎn)能逐步擴(kuò)大,國內(nèi)廠商在技術(shù)及產(chǎn)能上基本完成了金剛石線的進(jìn)口替代。
3)金剛石線工藝的滲透率快速提升,金剛石線需求爆發(fā)式增長
金剛石線切割工藝大幅提高單位硅料的出片率及硅片切割效率,有效降低了硅片制作過程中的非硅成本。金剛石線國產(chǎn)化后,由于其價(jià)格優(yōu)勢(shì),以隆基股份為代表的單晶企業(yè)2015年開始大規(guī)模使用金剛石線工藝,由于金剛石線切割工藝能夠大幅降低硅片制作過程中的非硅成本,因而在單晶切割領(lǐng)域快速滲透,使得金剛石線市場(chǎng)需求在2016-2017年快速增長。
4)金剛石線市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇,金剛石線價(jià)格快速下降,市場(chǎng)產(chǎn)能逐步淘汰
2018年5月,國家發(fā)改委、財(cái)政部、國家能源局當(dāng)天聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于2018年光伏發(fā)電有關(guān)事項(xiàng)的通知》(簡(jiǎn)稱“光伏531新政”),對(duì)光伏補(bǔ)貼規(guī)模進(jìn)行了調(diào)整,導(dǎo)致光伏裝機(jī)量較預(yù)期大幅下降;于此同時(shí),金剛石線行業(yè)經(jīng)歷了前期的高景氣度發(fā)展,各廠商紛紛擴(kuò)張的產(chǎn)能也在2018年逐步投產(chǎn),使得金剛石線市場(chǎng)出現(xiàn)供過于求的競(jìng)爭(zhēng)局面,金剛石線價(jià)格快速下降。2019年,金剛石線市場(chǎng)價(jià)格較“光伏531新政”出臺(tái)前下降幅度超過60%,這也使得行業(yè)內(nèi)的多家廠商出現(xiàn)虧損情形,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇導(dǎo)致的金剛石線價(jià)格大幅下降,預(yù)計(jì)也將會(huì)使得市場(chǎng)落后產(chǎn)能逐步被淘汰。
從晶體硅切割技術(shù)的發(fā)展歷程來看,硅片切割方法經(jīng)歷了內(nèi)圓鋸切割、游離磨料砂漿切割、金剛石線切割的技術(shù)升級(jí)路線,其中每一步改進(jìn)都帶來了原材料利用率、切割效率的提升和硅片單位切割成本的降低。目前,主要的單、多晶硅片生產(chǎn)廠商已全面采用金剛石線切割工藝。實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中,金剛石線的性能指標(biāo)主要可表現(xiàn)為以下三個(gè)方面:切割能力、切割質(zhì)量、斷線率。
金剛石線的性能指標(biāo)
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金剛石線行業(yè)的上游主要為鋼線、金剛石微粉等制造業(yè),下游主要是藍(lán)寶石加工、硅片切割行業(yè)
金剛石線產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)
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從全球范圍來看,早期日本廠商憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì),基本壟斷了金剛石線市場(chǎng)。但由于產(chǎn)品價(jià)格較高且產(chǎn)能有限,金剛石線未能在光伏行業(yè)得到全面推廣及應(yīng)用。該時(shí)期代表性企業(yè)有旭金剛石工業(yè)株式會(huì)社、中村超硬株式會(huì)社、瑞德株式會(huì)社、聯(lián)合材料株式會(huì)社等10余家廠商。
全球金剛石線企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局
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自2014年-2015年國產(chǎn)化以來,國內(nèi)廠商電鍍金剛石線技術(shù)逐漸成熟,以美暢股份、高測(cè)股份、三超新材、岱勒新材等為代表的企業(yè)產(chǎn)銷規(guī)模不斷提高,產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格持續(xù)降低,對(duì)日本廠商形成了較大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。2018年“光伏531新政”推出后,金剛石線價(jià)格大幅下降,國外高成本產(chǎn)能基本退出中國市場(chǎng)。目前全球電鍍金剛石線產(chǎn)能主要集中在我國,行業(yè)集中度較高,主要企業(yè)包括美暢股份、原軾新材、高測(cè)股份、三超新材、岱勒新材、江蘇聚成等。
國內(nèi)金剛石線企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)
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我國金剛石線行業(yè)起步至今得到了快速發(fā)展,在過去幾年光伏行業(yè)的快速發(fā)展以及晶硅片切割方式轉(zhuǎn)換的行業(yè)背景下,金剛石線制造行業(yè)市場(chǎng)規(guī)??焖贁U(kuò)大。
2016-2022年中國金剛石線市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)
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