CVD江湖之变，下一场光伏神话的前夜 | 甲子光年_全球新要闻

来源：甲子光年　2022-11-17 18:37:55

光伏行业，大变革与大机遇交织而行。

作者 | 涂明编辑 | 刘景丰

一家不到2岁的光伏设备企业，就已经历了行业大变革前的数次“跌宕起伏”。

(资料图片)

先是资本的180°大转弯。2021年底，成立半年多的江西汉可泛半导体技术有限公司（以下简称“汉可”）准备开启一轮天使轮融资。结果，聊了一圈，投资人的脸上写满了三个字——“没兴趣”。“不积极、没兴趣、认知浅是当时投资人对光伏设备企业的一致表现。”该公司创始人黄海宾回忆说。

但仅仅一个年关后，投资人开始“追”着黄海宾。一家眼疾手快的投资机构，接触后不到1个月就确定了投钱。“ 最近半年内同我交流过的投资机构就已接近百家 。”

然后是光伏行业电池片替代潮在悄然加速。随着Ｎ型电池片替代Ｐ型电池片，N型电池片背后的三种电池技术——TOPCon、异质结以及IBC，正在由实验室走向量产。其中最先爆发的TOPCon电池，已建产能 十个月翻了5倍 。

大变革与大机遇交织而行。这也难怪投资人今年火速跑入光伏赛道。

据索比光伏网统计，在2021年，我国光伏行业的投融资事件总共只有25起，且行为主体多为光伏龙头企业。而从2022年开年至今，已经有不少于50家如腾讯一般的“圈外”企业、投资机构开始投资光伏产业，长长的名单中，不乏阿里、比亚迪、吉利、美的等大众熟知的企业。

为了更清晰的获知光伏行业在今年发生的变化，了解投资人涌入光伏背后看中的到底是哪些机会，「甲子光年」专访了江西汉可泛半导体技术有限公司创始人、南昌大学光伏研究院教授黄海宾，就其对光伏行业发展规律的观察、个人的研究与创业经历进行了探讨。

1.180°大转弯

甲子光年： 光伏行业在今年有哪些明显的新变化？

黄海宾： “圈外人”如果今年刚开始看光伏，往往会惊讶于其发展速度，比如仅上半年，我国光伏全产品的出口总额已超1800亿人民币，同比增长113%，晶科能源、爱旭股份、上机数控等一批分属光伏产业链不同环节的中国龙头企业，均在上半年获得了超过100%的总收入增长。

但这种增长并未超出“圈内人”的预估，因为近些年光伏行业的快速突破已是常态，产业仍在正常的发展周期内运行，只是今年恰好赶上了“大年”。

从我的亲身体感上看， 今年最让我惊讶的是资本的变化 。从中国光伏诞生起，直到去年，光伏的发展多是靠圈内从业人员自发的力量以及政策来推动的，社会资本参与得并不多。但在今年， 资本对光伏的态度发生了180°大转弯，业内融资事件的数量开始空前增加 。

去年年底，我在为公司做第一轮融资谈判时，对光伏不积极、没兴趣、认知浅还是投资人的普遍特点，谈判一直进行到过年前，愿意进行交流的投资机构也只有10家左右。有一次，我告诉一家很知名的头部基金，说我做的是光伏设备制造生意，结果人家的第一反应是，你的设备能卖给谁？

很明显，这时的多数投资人甚至连对光伏商业模式的最基本认知都没建立起来，投资者的动作都很缓慢。

但转变来的很快，只过了一个年关，整个融资形势立马好转，好像一夜之间所有投资人都开始关注光伏了。年后遇到的投资者中，动作最快的是诺延资本，从开始接触到确定投钱，他们只用了不到一个月。

从投资者到访数量的变化上看，这种转变同样惊人。自从今年5月汉可公布了天使轮融资成功的消息以来， 半年内联系我进行过交流的投资机构就已经近百家了。

据时代财经不完全统计，2022年前三季度共有160家与光伏相关的企业进行了168次融资，其中有38个项目披露了具体金额，总额高达458.6亿元；
在上述融资事件中，完成天使轮、A轮融资的企业最多，高达67家，占今年进行融资的光伏企业总数量的41%；
而在2021年，光伏全行业的融资及并购事件仅有25起，轮次多集中在中后期，且以并购案件为主，总金额约为210.4亿元。

这意味着，更多的新投资机会开始在光伏行业中涌现。

甲子光年： 让投资人态度发生大变化的根本原因是什么？

黄海宾： 社会资本的这种变化，其实是基于两点原因。第一是世界局势以及国内能源生态的变化，“碳达峰”“碳中和”的国内趋势以及俄乌战争带来的欧洲能源危机，极大的刺激了国内外光伏市场的需求；第二，则是中国光伏已经迈过了关键的“临界点”，正式脱离政府补贴，实现了光伏发电成本与火力发电持平，甚至低于火火电， 光电平价上网时代全面来临，这意味着行业的盈利模式已完全跑通，资本自然开始大量涌入 。

甲子光年： 资本关注最多的是光伏的哪个环节？

黄海宾： 资本最集中的主要是 上游的硅料环节 以及 中游的电池片 环节，这两个环节都属于典型的重资产投资领域，资金需求量大。

硅料端的投资增长主要由“缺硅”导致。目前，国内外光伏终端产品的需求量暴增，这导致光伏组件产能的扩张速度很快，而硅料产线受技术限制，扩产速度更慢，所以就形成了一个产能缺口，硅料价格因此持续上涨，资本也因此大量注入。

但硅料短缺引发的投资热只是短期现象，更长期的变化发生在电池片领域。

眼下， 一场Ｎ型电池片替代Ｐ型电池片的大潮正在来临，N型电池片背后的三种电池技术——TOPCon、异质结以及IBC，正在由实验室走向量产 ，电池片生产环节将因此发生质变，新的投资机会因此产生。

令我惊讶的是新技术的投产速度。最先爆发的新技术是TOPCon电池，眼下，以晶科为代表的电池厂商纷纷开始增加TOPCon的产线产能，目前全行业已投产的产能为49.4GW，在建产能达60.5GW，规划中产能达206GW，而在今年初，全行业已建的TOPCon产能还只有大概8.7GW。

十个月翻了5倍，发展速度十分惊人 。

快速扩产是好事。光伏技术如果一直锁在实验室，全行业的生产规模停留在10GW以内，那这一技术的降本与量产化过程一定会非常缓慢，因为市场并没有足够的利益去驱动它快速进步迭代。反之，如果全国光伏厂商的扩产计划都达到了10GW以上，那从上游的原料供应商、设备供应商，到下游的需求方，都会有足够的动力和力量来一同适应、完善新的技术。

这里要普及一些认知：
光伏产业链自上而下大致分为硅料、硅片、电池片、组件以及电站五个环节。其中，让硅片具备发电能力的加工环节，就是电池片制造。
一直以来，电池片加工所采用的硅片类型，都是以“P”型硅片为主，故名“P型电池”。由这种材料所制造的电池，制造工艺简单、生产成本低廉，但发电效率低。眼下，一种发电效率更高的新型电池技术——N型电池，正在逐渐走向成熟，电池片环节的生产因此将发生质变，投资机会也由此产生。
N型电池的主要种类包括三种，即TOPCon、IBC以及异质结。在行业看来，未来的光伏市场主流，大概率会从这三种技术中产生。其中，TOPCon前期生产壁垒最低，因此在当下率先扩产。

甲子光年： 你好像一直认为异质结电池较其他电池技术而言更有优势，且认定它会成为主流，为什么？

黄海宾： 光伏行业对电池结构与技术的需求简洁明确，第一就是要高性能，发电效率高；第二就是易生产，适合大规模量产，这样才能商用，成本也才能降低。而异质结技术在这两个方面恰恰潜力巨大。

了解光伏技术的性能优势，首先要从最基本的物理结构出发，遵循第一性原则。异质结电池的构造是全对称结构，简洁异常，发电性能却高到不可思议。对光伏产品来说，最基本的发电性能就是电压乘电流。TOPCon的电压低，但电流高，异质结则是反过来，高电压低电流，二者在短期内各有千秋，所以市场在当下还在摇摆。

但电压高低由电池的物理结构决定，这是电池的“天赋”，改变的空间不大，而电流大小则可以通过技术的进一步完善来改进，这意味着，从物理原理上讲，异质结的性能潜力要大于TOPCon。

同时，异质结的结构简洁到极致，这意味着它的生产工序能大大简化，只有4道，而TOPCon电池的工序则高达12道，这意味着，异质结电池的良品率和生产性价比都会更高。

不仅如此，从环境适应性上讲，异质结对温度变化的承受能力也更强，随着温度升高，异质结电池发电性能的衰减幅度更小。这意味着，在现实的户外场景中，异质结要比TOPCon更加“抗造”。

异质结电池是以N型硅片为中心的上下对称结构，TOPCon则为非对称

2.冲破国外20年专利封锁

甲子光年： 异质结技术早在上世纪八十年代就已诞生，既然它的优势如此明显，那为何直至今日也未能成为光伏行业的主流呢？

黄海宾： 我用一个类比来解释。在光伏电池中，最重要的构成叫作“PN结”，它由P型半导体材料与N型半导体材料共同组成——这是光伏电池的发电单元，功能类似于汽车的发动机，有了它，电池才能工作。

而在不同的电池技术中，“PN结”的构成成分是不同的，根据这种成分差异，电池可分为两类——一种叫“同质结”，即电池的“P型”与“N型”材料由同一种物质构成，过去主流的铝背场电池，当下主流的PERC电池，包括目前正在扩产的TOPCon电池，都属于“同质结”的范畴，技术体系相近，就像汽车中的燃油发动机，虽然车型不同，有轿车、跑车、货车的区别，但本质上都是烧油的。

异质结则不同，它的“PN结”由两种不同成分组成，所以叫“异质”。它可以理解为汽车中的发电机，与燃油发动机有质的区别。

基于这种差异，一直以来，晶体硅光伏行业的研究者分成两个阵营，一个阵营研究的是“同质结”系列技术，一类阵营研究的是异质结技术，二者泾渭分明。

而异质结技术之所以发展的比同质结更慢，一个核心原因就是，在过去漫长的时间里，异质结技术始终处在它的开发者——日本三洋公司的专利封锁之下。从1989年三洋公司取得异质结技术的相关专利，到2010年部分专利到期，中国对异质结光伏技术的应用研究几乎为零。

当异质结还陷在日本的技术封锁中时，“同质结”技术的早期代表——铝背场电池，已经成为中国光伏市场的绝对主流。到2010年前后，光伏产业已围绕“同质结”技术，形成了完整的产业生态，而此时国内的异质结技术研究才刚刚起步。

制造业有一个特点，产业链环环相扣，相关的技术生态一旦确定，想替代它，往往要付出巨大的迭代成本——这意味着，即使后来异质结技术走向开放，国内愿意研究并推广它的人也寥寥无几。

今年6月，中国光伏行业协会发布了《中国光伏产业从业人员白皮书（2021-2022年版）》，《白皮书》显示，截至2021年，我国光伏行业的从业总人数已高达246万人。而据我所知，我国目前从事异质结相关工作的光伏人，总数还不足2万。

诞生早，但是入场晚，而且业内人才稀缺，获得的资本支持也十分有限，与“同质结”系列技术相比，异质结技术就像一个颇有天赋但出身贫寒的孩子，未来可期，但需要时间来成长。

甲子光年： 目前，异质结电池在中国发展到什么水平？

黄海宾： 异质结在当下的发展十分迅速，目前业内已有包括华晟、东方日升、爱康等企业将未来发展重点定位为异质结技术，可以看出，异质结的价值正在被更多人看见。

目前，全国异质结电池已有和在建产能约20GW，而一年前，这一数字还不足10GW。在2022年，异质结电池也迎来了新的扩产潮，据统计，今年国内规划和新增建设的异质结电池产能已高达180多GW。

由于异质结电池的产线与现有的PERC、TOPCon电池产线完全不同，需要重新制造，所以对设备制造商而言，这是一个巨大的新市场机会；同样，目前重注异质结产线的光伏企业中，绝大部分都是初创公司，这对资本而言也是绝佳的投资机会。

截至今年8月，中国异质结电池新建产能统计表（部分）

甲子光年： 未来，异质结电池如果想进一步扩张产能、提升市占率，它会面临哪些困难？

黄海宾：主要是成本问题 。目前，在PERC、TOPCon以及异质结三种主流电池技术中，生产成本最高的就是异质结。

甲子光年： 能否做一下具体的成本对比？

黄海宾： 电池片的成本受上游硅片价格影响较大，而今年硅片价格的波动幅度巨大且十分频繁，因此很难给出具备参考性的数字。

如果一定要对比，我们可以看看今年6月的市场价格。据统计，今年6月份的异质结电池单瓦成本大概为1.15元，比TOPCon要贵3%，比PERC要贵8%。这种价格差在以单瓦为单位计算时并不明显，而一旦以GW为单位计算，不同技术的生产成本差将扩大到千万元以上。

从降低成本的角度看，目前异质结电池在初期投产阶段，最大的成本支出项就是生产设备成本。 业内的普遍看法是，只要异质结电池的初始设备投资能降下去，异质结电池就能够迅速起量。

一般而言，生产一块异质结电池，通常需要经历清洗制绒、非晶硅薄膜沉积、TCO薄膜制备以及栅线电极制备四步，每一步都对应着一款生产设备。而建设单GW产能的异质结产线，需要花费3.5~4.5亿元。

具体到每一步的成本占比，第一道工序约占10%，第二道工序占50%，第三道工序占25%，第四道工序占15%——从设备成本占比的角度来讲，降低非晶硅薄膜沉积所需的成本将是重中之重。

甲子光年： 这四个生产环节中，目前看哪个环节的降本潜力最大？

黄海宾： 在四大生产环节中，清洗制绒和栅线电极制备两个环节已经非常成熟，降本空间有限；TCO膜制备则类似于手机屏幕镀膜，技术国产化程度高，降本空间同样不大。 唯有非晶硅薄膜沉积这道工序，目前业内出现了新的技术路径 。

这里需要解释一下什么是非晶硅薄膜沉积，这个词听上去学术，其实很好理解。

我们前边提到，光伏发电的核心就是“PN结”，其地位大致相当于汽车的发动机。而非晶硅薄膜沉积技术，正是通过“镀膜”技术，将“非晶硅膜”与原有的晶硅拼接在一起，从而形成“异质”的“PN结”。所以， 非晶硅薄膜沉积环节，就相当于汽车发动机的制造环节，不论是从生产成本上看还是从实际功能上看，这一环节都是核心中的核心。

过去几年，在国内，PECVD （等离子增强化学气相沉积设备）是这一生产环节唯一可成熟供给的设备类型，每GW产能售价在2亿元左右。而目前，汉可研发的热丝CVD设备（催化化学气相沉积设备），有望在设备生产能力不变甚至更优的前提下，将每GW设备的成本降到1亿元以下——这意味着，如果大面积推动热丝CVD应用，异质结电池产线的建设成本将降低25%。

甲子光年： 同样是做非晶硅镀膜，为什么热丝CVD的设备成本能比PECVD低一半以上？

黄海宾： 还是用一个类比来解释。在燃油车时代，发动机的机械结构是非常复杂的，技术门槛和制造成本都很高，降本空间也有限。PECVD设备就像生产燃油发动机一样，你看它的全称，“等离子增强”化学气相沉积技术，听上去技术要求就很高，是要在高频震荡的电磁场中才能完成的技术，需要多种性能极高的材料与部件，所以成本高昂。

而热丝CVD不同，顾名思义，它的工作原理就是将特殊的金属丝进行加热，然后催化气体反应，工作原理更简洁。它更像生产电机的设备，技术原理与燃油发动机完全不同，直接跳过了燃油机的技术壁垒与难点，从根上实现降本。

所以针对异质结电池的量产，可以做这样的总结：目前，初始投资中，设备成本高是限制异质结电池大规模量产的关键因素，其中，非晶硅薄膜沉积环节所需要的设备投资额最高，占比50%以上，而热丝CVD技术是目前唯一能使该环节设备成本降低50%以上的技术。

当异质结电池的初期生产线建成后，耗材将成为异质结电池生产的主要支出项。其中，硅片成本约占电池总成本的52%，用于制造电池电极的低温银浆则约占电池总成本的25%，是耗材中成本最高的两部分。
因而，如何减少硅片消耗以及银浆用量成为异质结厂商目前技术改良的重点。针对降低硅片用量，目前的主要技术方向是大尺寸硅片和硅片薄化，针对减少银浆耗量，目前的主要技术方向是银包铜和无主栅技术。(华经产业研究院)

3.CVD江湖，上演一场生死较量

甲子光年： 热丝CVD的设备性能如何？更低的成本会不会让它的生产能力大打折扣？

黄海宾： 低成本是设备工作原理不同产生的技术红利，并不会降低其生产能力。

在设备性能上，PECVD设备会对半导体材料产生等离子损伤，而热丝CVD则不会，同时，热丝CVD的良品率、镀膜速度都要优于PECVD。这种优势会在高产能需求场景中被进一步放大。

此外，热丝CVD设备成本低的另一原因，是其对设备材料与构件的要求都要更低，因此成本更低。同时，热丝CVD能做到双面镀膜，速度更快，而PECVD只能做到单面，这意味着，实现相同产能所需的热丝CVD设备数量要更低。

单台设备成本更低，一条产线所需的设备数量更少，总体成本自然下降。

甲子光年： 既然热丝CVD设备从成本、性能上看，都要优于PECVD，而降低电池生产所需的设备成本又是如此重要，那为何此前市场对热丝CVD并不关注？

黄海宾： 以前热丝CVD不是热点，并非是市场客户端不关注，是因为市场上没有成熟可供给的热丝CVD产品。因为以前只有日本爱发科公司（ULVAC）一家可供应该产品。但其后来退出了光伏市场，导致市场形成了几年的真空期，直到汉可将这一技术研发出来，它才能够重返市场。

热丝CVD之所以此前并未在光伏领域得到大规模应用，主要是因为它的诞生时间更晚，比PECVD晚了十几年。1979年时，热丝CVD刚刚面世，CVD设备的主要应用场景还是半导体镀膜。

这个阶段的半导体生产，对镀膜的需求量并不大，而那时PECVD已经发展成熟，成为市场的主流技术，虽然热丝CVD的性能比PECVD高出了一点，并不足够驱动市场进行技术替换。

这种情况直到日本爱发科公司率先将热丝CVD技术应用于光伏领域才得到改善，由于光伏对镀膜产能的需求量更大，热丝CVD的技术优势开始被逐渐放大。彼时，异质结电池技术的发明者，日本三洋公司看中了热丝CVD突出的生产性能，于是全面换装，与爱发科公司签订了专供协议，同时要求爱发科不得将热丝CVD设备销售给其他公司。

这一专供协议一直持续到2015年，而我国的异质结技术研究是从2010年左右开始的。这就导致了一个问题， 即在2010年到2015年这5年时间里，异质结技术的研究者们都知道热丝CVD设备好，但没有一家单位可以买到热丝CVD设备的量产机型 。这给PECVD再次先手占据异质结电池市场提供了一个非常好的机遇期。

再往后则是如前所述，爱发科公司退出中国光伏市场，直到汉可再次推出热丝CVD装备产品。

甲子光年： 在未来，异质结电池在设备领域的企业格局会是怎样的？

黄海宾： 热丝CVD与PECVD两种技术路径会有很强的竞争关系。目前PECVD的主要参与企业是苏州迈为、钧石集团以及理想能源，而热丝CVD只有我们一家公司在做，捷佳伟创也在开发热丝CVD技术。

按照光伏行业的普遍特征，其每一种设备，最后都会留存下两到三家头部供应商，老大一般会占据50%的市场份额，老二、老三各占20%左右。今年，中国CVD设备的市场规模大约为200亿元人民币，而从全球来看，与CVD相关的市场规模已达670亿元人民币。

所以在未来，汉可希望能扩大热丝CVD技术所占的市场份额，使之向头部供应商的出货量看齐。但在这个过程中，建立客户对热丝CVD设备的认知是主要难点。

甲子光年： 汉可在未来会如何面对竞争？

黄海宾： 我们期待更多的友商和团队加入到热丝CVD的研发和制造中来。目前，热丝CVD设备在光伏领域的生态还尚未形成，需要更多的优秀团队参与进来，共同发力。

关键词：薄膜沉积投资机构生产成本

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