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金剛石線行業(yè)發(fā)展概況
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2022-10-14

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)，金剛石線可以與物件間形成相對(duì)的磨削運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)切割的目的。目前金剛石線主要應(yīng)用于晶體硅、藍(lán)寶石和磁性材料等硬脆材料的切割。

金剛石線規(guī)模應(yīng)用于藍(lán)寶石切割始于2007年，應(yīng)用于晶體硅片的切割始于2010年。金剛石線在晶體硅切割中應(yīng)用的環(huán)節(jié)包括硅開方、硅截?cái)嗪凸枨衅渲性陂_方和截?cái)喹h(huán)節(jié)，為保證切割速度和切割效率，使用的金剛石線線徑較粗，一般在250μm及以上；在切片環(huán)節(jié)，由于廠家對(duì)原材料利用率、單位切割成本的要求更高，使用的金剛石線線徑較細(xì)，2022年度主流產(chǎn)品規(guī)格已迭代至35-40μm。金剛石線用于藍(lán)寶石切割的線徑規(guī)格一般為100-250μm。

目前，我國(guó)金剛石線行業(yè)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了兩方面的替代：一是在技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)游離式砂漿切割技術(shù)的替代；二是在市場(chǎng)方面實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品的替代。

（1）金剛石線切割技術(shù)對(duì)游離式砂漿切割技術(shù)的替代

從實(shí)際應(yīng)用看，在金剛石線切割技術(shù)出現(xiàn)之前，硅片切割技術(shù)經(jīng)歷了內(nèi)圓鋸切割、游離式砂漿切割的升級(jí)路線。游離式砂漿切割在工業(yè)切割領(lǐng)域表現(xiàn)穩(wěn)定，在光伏及半導(dǎo)體行業(yè)硅片切割領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但游離式砂漿切割存在加工效率較低、不利于加工更硬的材料且存在環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。

金剛石線切割工藝相較上一代游離式砂漿切割工藝具有巨大優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在：①提高切割速度，大幅提升切片效率；②大幅降低線耗成本；③摒棄游離磨料砂漿切割所使用的昂貴且不環(huán)保的碳化硅等砂漿材料。因此，金剛石線切割快速取代游離式砂漿切割，成為光伏行業(yè)晶硅切片的主流切割工藝。

（2）金剛石線切割對(duì)國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品的替代

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(guó)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，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”）等，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(zhǎng)期處于壟斷地位。

金剛石線雖然較游離式砂漿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，早期金剛石線在國(guó)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、三超新材等為代表的國(guó)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(guó)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(guó)產(chǎn)化并規(guī)模生產(chǎn)后，產(chǎn)品價(jià)格迅速降低，經(jīng)過近些年來的持續(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，截至報(bào)告期末，硅切片用金剛石線價(jià)格進(jìn)一步下降至約0.04元/米。

國(guó)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，同時(shí)在技術(shù)上已完全可以滿足客戶的生產(chǎn)需求，隨著國(guó)內(nèi)廠商的產(chǎn)能逐步擴(kuò)大，國(guó)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。