狂奔的设备，进击的异质结

一 设备是异质结行业降本增效的关键

作为一名机械行业的研究员，被问的最多的问题是：对于光伏电池行业，工艺和设备孰轻孰重?我以为，对于像异质结这类的新技术而言，应为工艺引领，设备助推产业化。没有工艺端的摸索，新技术就不会被提出;没有设备端的发展，新技术就难以落地。异质结作为一种已经存在超过30年的技术，近几年来设备的持续降本是其开始广受关注的核心原因。

异质结设备主要分为四类：制绒设备、非晶硅沉积设备、TCO设备和丝网印刷设备，早期进口异质结设备单GW投资额超15亿元。2018年以来随着进口设备的产能提升和核心设备的国产化，2020年异质结设备单GW投资额降至4-4.5亿元。站在当前时点进行展望，异质结设备的国产玩家越来越多，设备的腔体越做越大，预计2021年单GW投资额有望降至3.5亿元以下;同时随着IINP、RPD、光注入设备的推广，异质结量产转换效率亦有望持续提升。

二 PECVD：异质结降本的关键

目前非晶硅沉积设备的主流方案是静态链式PECVD。当前静态路线和动态路线之争已有结论，各家基本采用静态PECVD方案，其他方案如HWCVD、管式PECVD、团簇式PECVD等均处于设备优化阶段。

衡量PECVD设备竞争力的核心参数是镀膜均匀性、开机率和设备产能。其中前两个指标很容易理解，镀膜均匀性直接决定了PECVD应用的门槛，开机率上目前国产设备与进口设备仍存在较大差距。市场理解存在误区的主要是设备产能，理论上讲设备产能越大，单GW需要的设备台数越低，从而单GW投资额更低。但其实，衡量设备产能的核心指标不是生产节拍，即XX片/h，而是单个腔体的大小，即载板容纳硅片的数量。这是因为设备的生产节拍由两个部分构成，即单个腔体容纳硅片的数量*腔体的数量，大腔体和多腔体均能提高生产节拍，但是多腔体易于复制，而腔体做大受驻波效应、对数奇点效应、电极边缘效应更体现设备能力。目前国内各家PECVD企业中，钧石在PECVD大腔体上的布局处于领先态势，其主流设备载板容量为12片*12片，并已推出13片*13片;其余企业分别为应材：9片*11片为主;理想：7片*8片，两层方案;迈为：8片*8片;捷佳：10片*10片。

从成本构成来看，非晶硅沉积设备占异质结设备总投资额的半壁江山。近年来，随着国产设备的不断努力，PECVD的单腔产能持续增加，单GW投资额相较于进口方案降低了一半以上。可以说，PECVD的国产化是异质结技术得以推广的前提。但从竞争格局来看，PECVD是兵家必争之地，参与的设备企业数量较多，预计随着国产化进程的推进以及大腔体方案的持续推出，PECVD降本潜力将持续挖掘，这也是我认为2021年异质结设备单GW投资额降至3.5亿元以下的重要原因。

三 RPD：异质结提效的关键

效率将成为异质结制造企业竞争的关键指标，TCO设备重要性逐步提升。TCO设备的两种路径中，RPD的转换效率较PVD高0.6%以上(工艺原理决定)，这一转换效率差将导致HJT制造企业竞争力的巨大差距。如果说PECVD是异质结设备竞争的门票，那么TCO设备有望成为HJT设备竞争的关键。

RPD此前为何未大范围推广?早在90年代日本三洋建全球第一条GW级HJT产线时，便选择了PRD设备进行TCO镀膜，但此时RPD具备两个问题：一是成本过高;二是实际量产时转换效率差距并不明显。但目前这两个问题均已解决。

从设备降本来看，RPD因为工艺方式是升华，因此只能自下往上镀膜，从而导致RPD镀膜需要采用2台主设备+1台翻片机。而进口RPD设备节拍率只有2500片/H，对比同时期的PVD5000片/H以上的产能，因此早期1台PVD可以顶4台RPD。但是随着捷佳伟创实现RPD国产化后并将设备产能提升至5500片/H，同时采用PAR一体机方式将2台RPD整合为1台，RPD设备成本大幅降低。从材料成本来看，ITO和IWO的靶材已实现国产化，其中IWO靶材基本可以实现与ITO靶材的平价。

市场对RPD的质疑源自晋能的转换效率对比，但这恰好是RPD转换效率优势最好的证明。根据晋能2020年测试的PRD与PVD转换效率差，PRD较PVD仅具备0.08%的转换效率优势，优势并不明显。但是，晋能对比的两台设备分别是2016年款精曜的RPD和2019年款新格拉斯的PVD，而捷佳伟创在RPD国产化的进程中做了三点重要改进：一是采取了工艺腔加热的方式，能够在原有设备基础上提高0.25%的效率增益;二是通过托盘的改进可以带来0.35%的效率增益;三是可以选择增加氢或水气工艺气，预计也可以带来效率增益。

四 2021年HJT扩产有望超20GW

在过去一段时间，我们系统地调研了整个异质结供应链，其中不仅有上市龙头，更有一大批优质非上市公司引人注目，如专注异质结自动化和丝网印刷的深圳创一，率先实现靶材国产化的长沙壹纳等。正因为一批批异质结人的前赴后继，我们才能看到行业的各项指标不断刷新，产业关注度持续增加，新的玩家陆续涌入，根据我们测算，2021年HJT的扩产有望超过20GW，2022年或将达到30-50GW。是历史造就英雄?还是英雄成就历史?设备的重要性对于异质结而言，或许是英雄与时代的共舞。

文章作者：王可