光伏硅片尺寸之争谁主沉浮

1、硅片制备和分类

硅材料根据晶胞的排列方式不同，分为单晶硅和多晶硅。多晶硅生产是直接把硅料倒入坩埚中融化后，再铸锭冷却而成。单晶硅生产一般是采用直拉单晶的方法或区熔外延的方法制成单晶棒。多晶硅锭和单晶硅棒经过切割、清洗后形成硅片（图一）。

来源：公开资料 硅片用途分类（图一）

硅片又分为半导体硅片和光伏硅片。光伏硅片可以是单晶硅也可以是多晶硅，半导体硅片只能是单晶硅。二者最大的区别是硅的含量纯度不同。

来源：公开资料 半导体硅片和光伏硅片（图二）

光伏硅片的纯度为4N-6N（99.99%-99.9999%）区间，而半导体硅片纯度在9N（99.9999999%）-11N（99.999999999%）区间。形状和尺寸外观上，光伏硅片是正方形，半导体硅片是圆型，且半导体硅片的表面更加平整、光洁（图二、表一）。

来源：公开资料，中方信富深圳研究中心整理 光伏和半导体硅片区别（表一）

2、单晶硅片概况

单晶硅转换效率一般在18.5%~25%左右，多晶硅片转换效率在17.3%左右，对应的单晶电池比多晶电池具备更高的光转换效率（表二）。

来源CPIA 单晶电池平均转换效率要高于多晶（表二）

无论是全球还是我国，单晶硅片所占总硅片市场的份额呈现逐年增加态势（图三）。2019年，我国单晶硅片出货量正式超过多晶硅片，单晶硅片（不含铸锭单晶）市占率：多晶硅片市占率=65：32.5。

来源：CPIA 单晶硅片占硅片的比重（图三）

单晶硅片产能高度集中在几家龙头企业中，19年隆基股份产能市占率为36.2%，中环股份市占率为28.4%，两家合计约65%的市占率。预计2020年隆基市占率为42%，中环市占率为25%，合计市占率67%（图四）。

从内往外17、18、19和20E年国内单晶硅企业市占率变化来源：各公司公开数据中方信富深圳研究中心测算

3、大硅片降本增效优势明显

采用大尺寸硅片可以给下游组件、电站装机带来明显的降本增效作用。硅片面积变大，有效地摊薄硅片、电池、组件等生产环节的非硅成本，也减少组件和系统端的配件耗材使用量，如减少玻璃、背板、接线盒、电缆、汇流箱等辅材的耗量（图五）。

来源：Solarwit 不同尺寸硅片对应的组件、建电成本下降情况（图五）

采用边长156.75mm（M2）硅片封装的M2组件，其制造成本为124.6分/W，对应的电站装机成本为81.1分/W。采用边长166mm(M6)硅片封装的M6组件，其制造成本为118.9分/W，电站装机成本为75.3分/W。采用大硅片封装的M6组件相比于M2组件的成本下降了5.7分/W，电站装机成本下降了5.8分/W（表三）。

来源：公开数据 不同尺寸硅片封装的组件功率情况（表三）

大硅片还可以明显提升电池片和组件的功率。采用156.75mm（M2）硅片的电池，其正面效率为22.15%，对应60片型组件的功率为325W。采用166mm（M6）硅片的电池，其正面效率为22.5%，对应60片组件功率为370W。M6电池相较于M2电池效率提升0.35%，60片组件功率提升45W。（表三）

4、硅片大尺寸化趋势

在光伏平价并网的压力下，各厂商都在积极采用大尺寸硅片产品来降本增效，硅片大尺寸化演进成为行业发展的趋势。

来源：公开 硅片尺寸变化趋势（图六）

相比于中环的210mm硅片，隆基的166硅片充分照顾了之前已有的老产能。在原先已有的硅片、电池、组件等老产线通过简单改造就可以生产M6产品，166MM产品短期得以快速量产。2020年底隆基的电池、组件大部分产能都将切换成166mm尺寸（图七）。

来源CPIA 不同尺寸光伏硅片市场占比（图七）

目前光伏硅片市场主要型号为156.75mm(M2)、158.75mm(G1)和166mm(M6)硅片。

5、600W 联盟VSM10联盟

正如2014年的单晶硅与多晶硅的技术之争，目前光伏行业亦存在着硅片尺寸的技术路线之争。

2020年6月，隆基、晶科、晶澳等7家企业共同倡导建立几何尺寸为182mm*182mm（M10）的硅片标准（M10），随后并将M10纳入标准尺寸规范文件，业内将这七家企业称为M10联盟。

2020年7月，由中环股份和天合光能主导的600W 光伏开放创新生态联盟（600W 联盟）宣告成立，600W 是指发电功率在600瓦特以上的光伏组件，该联盟目前有39家企业组成。

表面上，600W 联盟旨在推动600W以上的大功率组件发展，但实际中必须用210mm硅片进行封装。而M10联盟旨在推动硅片尺寸标准化，实际中必须用182mm的硅片封装。从双方阵营名单来看，势均力敌，'剑拔弩张'颇具火药味。

两阵营成员实力PK

600W 联盟和M12联盟主要上市成员。

来源：公开资料，中方信富研究中心整理 (表五)

600W 联盟囊获的厂商涵盖了光伏产业链各个环节，其成员有硅料、硅片、电池片、组件、设备、终端系统、辅材等厂商。成员中有硅料龙头通威股份，单晶硅片全球第二的中环股份，电池、组件均第六天合光能，电池片龙头爱旭股份。

M10联盟虽然暂时只有七位成员，但实力非常强劲，有全球硅片第一的隆基股份，全球组件第五的晶科能源、全球光伏铁人三项之称的阿特斯，其组件位列全球第一梯队，两家未上市的中宇光伏和潞安太阳能。

晶澳科技和润阳科技在两阵营中都是有重叠。

600W 联盟的成员虽然多，但是像设备、耗材、终端系统这些厂商其现有的产能就能满足M12产品的要求，而硅料龙头通威股份一直都与隆基股份有着良好的合作关系，所以这些加不加入M12联盟实际上是不影响的，但加入600W 联盟阵营则意味着后期可能会能卖出更多的产品。

真正涉及到核心利益的是中环、爱旭、天合光能、东方日升这些涉及到硅片、电池片、组件等环节都有着与M12成员直接竞争关系，且被对方实力碾压着。如，硅片第一的隆基对阵第二的中环，组件第五的晶科能源对阵第六的天合光能。

综合名单来看，600W 联盟的企业虽多，但真正涉及到核心竞争力的成员相对没有M12成员实力强劲。600W 联盟推出210硅片，直接绕过中间过渡尺寸，更像是想通过背水一战，完成弯道超车职位之味。

6、M10与G12硅片谁主沉浮

未来市场到底采用哪种规格的大硅片最合适，最终关键是产品能否体现在光伏系统端的单瓦度电成本下降上。

焦点一:降本增效能力

降本:我们引用河北能源工程设计公司的光伏系统实验数据为例。在同一地点，同一电站规模的条件下，不同尺寸硅片对应的组件，其各自建电成本降低情况。

来源：河北能源工程设计 （表六）

基于三种不同尺寸硅片对应三种组件参数及三个纬度地区条件，得出不同地区三种组件的低压侧建设成本差异(如图八)

来源：河北能源工程设计 （图八）

降本：总体来看，210型545Wp组件与166Wp型445Wp组件相比，低压侧建设成本下降幅度在0.1-0.17元/W之间；210型545Wp与182型535Wp组件相比，降幅在3-7分/W之间。采用尺寸210硅片的组件在不同纬度条件下的建电成本都是最低值，明显好于166硅片和182硅片的组件。

来源：公开资料 （表七）

增效:在相近的组件功率下，所需要的G12电池片数少于M10电池片数。采用M10组件，需要72片组件达到量产功率535Wp；采用G12组件，只需要55片组件，就达到量产功率545Wp，比M10组件72片的功率还高。

210M硅片对行业的降本增效能力强于182硅片，在最重要的降本增效这环节G12胜出。

焦点二:产线兼容能力

一般电池片、组件和系统端厂商在产品设计时都留有一定的冗余空间。现有的M6产线是从通过之前的M2产线改造而来，现在M10联盟再继续把M6产线升级成M10产线，技术上是可行的。老产线上的大部分设备改改，还能满足M10系列产品的生产，但也达到生产尺寸的上线了。

若把M6升级为硅片尺寸更大的G12几乎是不可能的，G12系列产品只能全新更换新设备、新产线，其改造的成本想想就知道比M10产线大得多的多。

从产线兼容能力看，这局M10赢。

焦点三:短期产能释放能力

210硅片产能释放除了受限于全新产线的投放难度外，还受制于产品良率低影响。

据集微网，中环股份210硅片规模化产品良率超95%。晶澳，182硅棒拉晶良率和158差不多，切片良率比158低一个点。整体来说188硅片良品率和166硅片差不多，基本在98.5%以上。

来源：公开资料 表八

虽然中环股份的210硅片在2019年就已经出世了，但受其产能释放速度较慢。预计2021天合光能、东方日升等210组件商量产合计50GW。

隆基股份的188硅片虽然在2020年四季度才开始生产，但其产能释放速度很快就跟上来了。预计2021一季度，隆基全球总产能将达到13.5GW。而晶澳、晶科、隆基2021年三家182组件产能合计达到54GW（表八、图九）。

来源CPIA 预计未来M10和G12市占率变化情况（图九）

在短期产能快速释放上，这局还是M10硅片胜出。

焦点四:装箱运输

国际物流仓储集装箱标准常用40HC高柜，内尺寸长12020mm*宽2350mm*高2690mm，门高2.58米。图，210硅片550W（55片）与182硅片540W（72片）组件的集装箱装箱数是一样的。当210硅片600W组件（60片）时，宽度无法并排两列，只能通过将组件在集装箱中的摆放方式由横放调整为竖放，这无疑降低了集装箱的空间利用率，变相增加了运输成本（表十）。