金刚线切割设备现状与趋势 唐修涛 2017-4-16 上海 目录 1. 从硅原料到硅片工艺流程 2. 金刚线切割介绍 3. 金刚线切割设备 截断机 开方机 切片机 4. 青岛高测产品介绍 从硅原料到硅片的工艺流程 结构介绍 技术参数 电气原理介绍 太阳能级硅原料 单晶硅棒 多晶硅锭 单晶硅片 多晶硅片 直拉 铸锭 截断、开方、磨抛、切片 开方、截断、磨抛、切片 备注：从硅原料直接到硅片， 1366 Technology 金刚线切割介绍 切割原理： 高速 旋转并往复回转的绕丝筒带动金刚石线做往复运动 . 通过 自动控制工作台向金刚石线控制台方向不断地进给，或是控制金刚石线控制台向工作台方向不断进给，从而使金刚石线与被切割物件间产生磨削而形成切割 。 金刚线切割设备 -截断机 带锯截断机 内圆锯截断机 金刚线截断机 金刚线切割设备 -截断机 高测截断 机 内圆锯 常规 带锯截断机 差异 /备注 比内 圆锯 比带锯 刀具直径 /厚度 (mm) 0.42 0.6 0.6 切割刀缝宽度 (mm) 0.45 1.1 1.2 0.65 0.75 切割棒料规格 (mm) F205×4500 F205×4500 F205×4500 8寸 棒料重量长度比 (kg/mm) 0.07347 0.07347 0.07347 切割单刀 刀缝 材料损失 (kg) 0.0330615 0.080817 0.088164 0.0477 0.0551 切割崩边 (mm) 0 0 0 切割面垂直度 /切斜度 (mm) 0.2 0.3 1 0.1 0.8 单刀 斜切 材料损失 (kg) 0.014694 0.022041 0.07347 0.00735 0.0588 单 晶硅价格 (元 /kg) 220 220 220 单刀材料损失金额 (元 ) 8.88987 20.20425 27.47778 11.31438 18.5879 假定切割刀数 /年 (万刀 口 ) 10 10 10 年切割材料损失金额 (万元 ) 88.8987 202.0425 274.7778 113.14 185.88 硅棒截断切割 材料损失 差异比较 硅棒截断切割，每 10万刀口，高测 股份截断机 为使用带锯客户 节省 185万元！ 硅棒截断切割，每 10万刀口，高测 股份截断 机为使用内圆锯客户 节省 113万元！ 金刚线切割设备 -截断机 硅棒 截断棒长损失影响出片数 比较 硅棒截断切割，每 10万刀，高测 股份截断机为 使用带锯客户 节省 314万元！ 硅棒截断切割，每 10万刀，高测 股份截断机为 使用内圆锯客户 节省 152万元！ 高测金刚线截断机 内圆锯 常规 带锯截断机 差异 /备注 内圆锯 比带锯 刀具直径 /厚度 (mm) 0.42 0.6 0.6 切割刀缝宽度 (mm) 0.45 1.1 1.2 0.65 0.75 切割棒料规格 (mm) F205×4500 F205×4500 F205×4500 切割崩边 (mm) 0 0 0 切割面垂直度 /切斜度 (mm) 0.2 0.3 1 0.1 0.8 单刀 棒料长度 损失 合计 (mm) 0.65 1.4 2.2 0.75 1.55 单刀损失片数（片，槽距按0.32mm计算） 2.03125 4.375 6.875 2.34375 4.84375 8寸单 晶硅 片 价格 (元 /片 ) 6.5 6.5 6.5 单刀损失金额 (元 ) 13.203125 28.4375 44.68755 15.234 31.484 假定切割刀数 /年 (万刀 ) 10 10 10 年切割 片数 损失金额 (万元 ) 132.03 284.375 446.8755 152.234 314.84 金刚线切割设备 -截断机 硅棒切割 刀具成本 差异比较 高测金刚线截断机 内圆锯 常规 带锯截断机 差异 内圆锯 带锯 刀具寿命 :单刀线耗 (m)/总切割数 (刀 ) 3.5 200 200 刀具价格 (元 /米 )/(元 /根 ) 0.3 8000 400 切削液（自来水，元 /刀） 0.03 0 0 切割导轮（元 /刀） 0.19 0 0 过度轮 （元 /刀） 0.2 0 0 单刀刀具切割成本 (元 ) 1.47 4 2 假定切割刀数 /年 (万刀 ) 10 10 10 年切割刀具费用 (万元 ) 14.7 40 20 25 5 开机率按照 90% 硅棒切割刀具成本，每 10万刀，高测 股份截断 机切割成本并不高！ 金刚线切割设备 -截断机 高测金刚线截断机 内圆锯 常规 带锯截断机 差异 内圆锯 比带锯 单刀切割时间 (min) 13 8 5 每次切割准备时间 (min) 7 1 2 每根棒料 截断 切割刀数 (刀 ) 7 7 7 每根棒料完成 7刀口 切割的总时间(min) 20 63 49 每天工作时间 (h) 22 22 22 日产量 /台 (根 ) 66 21 27 45 39 每年工作 (天 ) 300 300 300 年产量 /台 (根 ) 19800 6300 8100 13500 11700 硅棒切割 效率 差异比较 每年高测 股份截断机为 使用带锯客户 多切割 11700根！ 每年高测 股份截断机断 机为使用内圆锯客户 多切割 13500根！ 金刚线切割设备 -开方机 金刚线开方机 砂浆开方机 金刚线切割设备 -开方机 参数、指标 单根金刚线开方 16根金刚线开方 16根砂浆开方 切割速度（ mm/min) 25.00 1.00 2.50 单机产能（ Kg/天） 1153.00 1627.30 841.60 冷却液 自来水 自来水 砂浆 设备折旧 (元 /Kg) 0.30 0.41 0.78 人工（元 /Kg) 0.32 0.66 1.28 水电费（元 /Kg) 0.38 0.57 1.26 辅材（元 /Kg) 0.62 0.84 1.24 原料损耗（元 /kg) 0.74 0.74 0.74 成本合计（元 /Kg) 2.35 3.22 5.31 单根金刚线开方特点： 结构简单 、成本低 、占地面积小 单根切割，便于自动化生产线搭建 自动化程度高，晶棒自动进出切割室 不需粘胶、节省人工 自动检测晶线，避免人为失误 退刀不需剪线网，节省耗材 金刚线切割设备 -截断机、开方机 节能安全环保 自动化程度高 切割成本低 切割能耗低 切割区域全防护 断线检测，停机 切割液循环集中处理 切割效率高 工作强度低 人力资源节省 切割全过程自动控制 刀损小 垂直度好 几乎无崩边 单刀切割成本低 单台设备趋势 金刚线切割设备 -截断机、开方机 整体布局趋势：自动化 生产布局 单 晶 棒 开 方 机搬 运 机 器 人机 器 人 控 制 柜A G V 运 输未 加 工 工 件A G V 路 径 安 全 围 栏已 加 工 工 件开方机区域 机器人 AGV小车 MES系统 远程维护 金刚线切割设备 -截断机、开方机 所用金刚线的 趋势： 细线化 工字轮（线辊）趋于统一 产品规格 成品线径 （ um） 基线线径 （ um) 破断拉力 （ N） 金刚石粒径 （ um) 0.35电镀金刚线 350± 20 250 160 40-50 0.37电镀金刚线 370± 20 270 190 40-50 0.40电镀金刚线 400± 20 300 230 40-50 0.42电镀金刚线 450± 20 350 250 40-50 金刚线切割设备 -切片机 图片：光伏变迁见证者 金刚线切割设备 -切片机 图片：光伏变迁见证者 金刚线切割设备 -切片机 数据： GCL 国内外 切片机现状 切片机国产化进程加快 0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%2012 2013 2014 2015 2016 2017 20181% 2% 5% 20% 50% 80% 95% 国产机 进口机 新机销售量占比 国内外 切片机现状 从 应用上 来看，线 耗 上、加工质量等， 国产机的使用状况都不低于进口机型。 受制 于国内机械加工水平，国产设备在稳定性方面与进口设备略有 差异，但是价格方面有明显优势，在一定程度上抵消这种 差异 。 0.50.550.60.650.70.750.80.850.90.9511 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99106113120127134141148155162169176183190197204211218225232239246253260267274281288295302309316323330337344日本机型 1 日本机型 1-2 GC630高测 GC630设备上市时与进口设备同期良率 数据对比 切片机 发展面临的问题 切片机正在 向两个 方向发展 ：高线速、小 轴距。 制约 着两个方向发展的是高转速、大载荷的轴承箱设计制造技术。 目前 来看国外设备受益于整体加工能力、以及轴承制造应用技术， 在 轴承 箱的设计制造上要略优于国产设备 ，国产设备在持续追赶和减小差距。 两种轴承箱设计理念的优缺点 设计理念 高速性能 承载力 代表厂家 角接触轴承 好 差 高测、连城、 NTC 圆柱滚子轴承 差 好 MB、 上机 切片机 的发展方向 钢线会越来越细 在目前的市场环境下 降本增效 是光伏行业的发展的主题。 但是在整个产业链上，切割环节整个加工过程伴随着大量的硅料去除的浪费。因此切割环节的降本空间是整个链条中最大的。降低钢线线 径、减少 刀缝损失是降本的源泉。 50607080901001101201302012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020金刚线基线直径m切片金刚线变化趋势 切片机 的发展方向 投资回报率要求越来越高 从 这两年的切片机发展来看，近期乃至未来 3到 5年内切片机的发展会非常迅速，参数不断提高、新技术不断引入会使切片机的更新换代速度不断加快。 从 设备使用者 层面，希望 设备能够使用更长的时间，在设备很快的面临淘汰的形势下，一定是希望尽快的收回设备成本 。对 投资回报率的指标要求更高 。 从 设备制造者层面 ，希望 尽可能的压缩制造成本，以便使设备拥有更优的价格 。在 设备的设计时就需要考虑到设备后续面临的升级改造需求。 产品迭代加速 竞争进一步加剧 金刚线切割设备业界 现状 &建议 1. 建议以光伏协会为交流平台， 建立 金刚线切割设备的产品 标准、行业标准 技术 指标的建立 设备 选型、招投标的依据 设备 验收 2. 推进设备的专利保护、保护创新及知识产权 3. 推进设备的创新、提高 自动化 水平、降低劳动强度 4. 推进设备的维护 、保养 : 从传统设备使用的 转变、 加强设备维护 意识 青岛高测公司介绍 创新 能力强，充满激情的公司 单晶多刀截断机 单棒开方机 切片机 2016年装备中国企业年会产品创新 奖 专注 于硬脆材料切割方案 设备 金刚线 切割工艺 青岛高 测光伏设备 产品分布图 青岛高 测光伏设备 客户分布图 THANKS 唐修涛 150 5322 7391 tangxtgaoce 青岛高测科技股份有限公司 E5-008