Information dynamics of industry
8月3日,隆基綠能的一則業績快報提振了整個光伏板塊。不僅隆基自身最終大漲超6%,通威股份、陽光電源、TCL中環等行業巨頭也是漲聲一片。這給了苦苦煎熬的“追光者們”一針強心劑,市場又開始期待起來。
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8月3日,國家發展改革委、財政部、國家能源局聯合發布《關于做好可再生能源綠色電力證書全覆蓋工作促進可再生能源電力消費的通知》(發改能源〔2023〕1044號)。根據文件,通知指出:
1、唯一憑證!
綠證是我國可再生能源電量環境屬性的唯一證明,是認定可再生能源電力生產、消費的唯一憑證。
2、全覆蓋核發
對全國風電(含分散式風電和海上風電)、太陽能發電(含分布式光伏發電和光熱發電)、常規水電、生物質發電、地熱能發電、海洋能發電等已建檔立卡的可再生能源發電項目所生產的全部電量核發綠證,實現綠證核發全覆蓋。
對分散式風電、分布式光伏發電項目的上網電量,核發可交易綠證。
對生物質發電、地熱能發電、海洋能發電等可再生能源發電項目的上網電量,核發可交易綠證。
對存量常規水電項目,暫不核發可交易綠證,相應的綠證隨電量直接無償劃轉。對2023年1月1日(含)以后新投產的完全市場化常規水電項目,核發可交易綠證。
3、不可重復交易
綠證依托中國綠色電力證書交易平臺,以及北京電力交易中心、廣州電力交易中心開展交易。現階段可交易綠證僅可交易一次。
8月3日,隆基綠能的一則業績快報提振了整個光伏板塊。不僅隆基自身最終大漲超6%,通威股份、陽光電源、TCL中環等行業巨頭也是漲聲一片。這給了苦苦煎熬的“追光者們”一針強心劑,市場又開始期待起來。
但光伏行業真的苦盡甘來了嗎?過去困擾市場的那些悲觀因素是否已經改善了呢?本文將就此問題進行分析。
長期看好不改短期悲觀
事實上,光伏行業業績高增并非個例。據統計,截至7月27日,已有23家光伏產業鏈上市公司披露了半年度業績預告,其中21家業績預喜,更有14家光伏企業預計凈利潤實現翻倍。但從結果來看,市場反響平平。
以天合光能為例,7月25日晚間天合光能發布半年度業績預告,預計上半年實現凈利潤為33.28億元-37.52億元,同比增加162.14%至195.61%。若以預測高值判斷,今年上半年天合光能利潤已超去年全年,說表現亮眼絕不為過。
然而這個業績卻未能得到市場先生認可,在業績預期披露后的兩個交易日天合光能股價均高開低走。值得一提的是,與隆基一樣,天合光能股價經過漫長調整后同樣是腰斬有余。
筆者曾看到有市場觀點認為,光伏行業成了A股“狗不理”。當時有心反駁,但回頭想想又發現好像這么說也沒大錯。機構減倉、外資撤離,漲的時候少見,跌的時候沖鋒在前甚至淪為其他板塊的“輸血包”,這就是光伏板塊的現狀。
有時候不得不承認,市場對光伏真的喪失了信心。那么,問題出在哪呢?筆者自己簡單概括就是,長期看好不改短期悲觀。
一方面,對于光伏行業長期前景光明的說法,市場是普遍認可的。眾所周知,雙碳目標的實現和國家能源結構轉型離不開光伏產業的發展,過去國家和地方在政策上也是多有扶持,再加上電力需求的持續增長,發展光伏無疑是大勢所趨。
另一方面,產能過剩和價格戰的壓力使得市場短期預期過度悲觀。回過頭來看,2021-2022年是光伏行業快速成長的兩年,供需錯配導致硅料價格持續上漲至近十年新高,A股重現昔日“擁硅為王”的盛況。
但隨著頭部硅料企業擴產產能大規模落地,硅料從供給不足變成產能過剩,硅料價格迎來血腥暴跌,連帶著產業鏈價格整體走低。此后,市場一邊預期降價可以促進下游裝機需求爆發,一邊又顧慮市場能否消化這么多產能。事實上,歐洲那邊就一直有高庫存的說法,能否消納還需持續觀察。
從結果來看,光伏行業就成了矛盾體,投資者是“既看好又不看好”,導致最后大部分人就都在觀望,等待一個明確信號出現。
圖片
真正的苦盡甘來或仍需等待
隆基的超預期業績能成功凝聚市場信心嗎?筆者以為很難,因為過去市場擔憂的那些悲觀因素并未出現明顯改善。
過去兩年,不論是傳統光伏企業,還是跨界而來的新玩家,滿腦子就一個想法:擴產+搞錢。結果擴產是擴產了,產能過剩這座大山卻逐漸出現在了大眾視野中,產業鏈價格也遭遇斷崖式下滑。
8月2日,工信部公布最新消息,根據光伏行業規范公告企業信息和行業協會測算,今年上半年全國多晶硅、硅片、電池、組件產量再創新高,同比增長均超過65%,可以說增長速度相當恐怖了。
雖然下游裝機需求依然旺盛很大程度上對沖了產業鏈價格下跌的影響,但這也堅定了巨頭們逆勢擴張的決心。據不完全統計,今年以來包括阿特斯在內的光伏組件前五大巨頭披露擴產計劃總投資額已超過2000億元,四大光伏生產環節合計計劃擴張產能約1000GW,擴產態勢明顯。
說白了,擺在新老玩家面前的沒有什么和氣生財的選項,因為誰都不想成為被落下的那個,誰都想“剩者為王”,最后逆勢擴張成為常態。
市場擔憂產能過剩?抱歉,按目前規劃產能來看,如果國內外光伏裝機沒有超預期爆發,行業產能過剩還將持續甚至愈演愈烈。結果或如此前在上海光伏展會期間隆基綠能創始人李振國預測的那樣,今后兩三年會有超過一半的企業被淘汰出局。
圖片
一般來說,如果是在技術迭代頻繁的行業初期,制造業是有技術路線風險的。因為重資產疊加技術迭代,意味著資產很可能沉沒。在此階段,技術領先是護城河,押對了技術路線遠比盲目擴產有用。但到了行業成熟期,技術不再是關鍵因素,規模帶來的成本降低才是更深的護城河,尤其對于同質化競爭的制造業而言,現在的光伏行業正是如此。
對于當前的光伏產業鏈來說,雖然電池技術還存在變數,但硅料已經基本固化,硅片的創新空間也不大,所以從整個行業來看,成本競爭和現金流管理才是關鍵。這也意味著,雖然現在行業產能過剩的壓力不小,但某種意義上卻是頭部企業的優勢期。
展望后市,光伏行業真正的苦盡甘來或仍需等待。
至淪為其他板塊的“輸血包”,這就是光伏板塊的現狀。
有時候不得不承認,市場對光伏真的喪失了信心。
但隨著頭部硅料企業擴產產能大規模落地,硅料從供給不足變成產能過剩,硅料價格迎來血腥暴跌,連帶著產業鏈價格整體走低。此后,市場一邊預期降價可以促進下游裝機需求爆發,一邊又顧慮市場能否消化這么多產能。
從結果來看,光伏行業就成了矛盾體,投資者是“既看好又不看好”,導致最后大部分人就都在觀望,等待一個明確信號出現。
真正的苦盡甘來或仍需等待
隆基的超預期業績能成功凝聚市場信心嗎?筆者以為很難,因為過去市場擔憂的那些悲觀因素并未出現明顯改善。
過去兩年,不論是傳統光伏企業,還是跨界而來的新玩家,滿腦子就一個想法:擴產+搞錢。結果擴產是擴產了,產能過剩這座大山卻逐漸出現在了大眾視野中,產業鏈價格也遭遇斷崖式下滑。
8月2日,工信部公布最新消息,根據光伏行業規范公告企業信息和行業協會測算,今年上半年全國多晶硅、硅片、電池、組件產量再創新高,同比增長均超過65%,可以說增長速度相當恐怖了。
市場擔憂產能過剩?抱歉,按目前規劃產能來看,如果國內外光伏裝機沒有超預期爆發,行業產能過剩還將持續甚至愈演愈烈。結果或如此前在上海光伏展會期間隆基綠能創始人李振國預測的那樣,今后兩三年會有超過一半的企業被淘汰出局。
一般來說,如果是在技術迭代頻繁的行業初期,制造業是有技術路線風險的。但到了行業成熟期,技術不再是關鍵因素,規模帶來的成本降低才是更深的護城河,尤其對于同質化競爭的制造業而言,現在的光伏行業正是如此。
對于當前的光伏產業鏈來說,雖然電池技術還存在變數,但硅料已經基本固化,硅片的創新空間也不大,所以從整個行業來看,成本競爭和現金流管理才是關鍵。
展望后市,光伏行業真正的苦盡甘來或仍需等待。
Harcourt Industrial Inc.(美國密歇根州麥迪遜高地)的 BlackBoard 是一種經廣泛研發而得來的輕質、高性能碳纖維模具材料,旨在解決航空航天復合材料制造中傳統Invar模具的痛點。它具有一系列優勢,可提高效率、降低成本并改善整體制造性能。
據該公司稱,BlackBoard 可實現精密公差、直接對零件的模具制造,大大縮短了交付周期,從數周或數月縮短至數天。它的特性允許創建精確的模具,確保固化過程中的公差和尺寸穩定性。
BlackBoard 的突出特點之一是重量輕。BlackBoard 重量僅為 0.05 磅/英寸3,比Invar輕約 80%,比鋼材輕 75%,比鋁材輕 50%。重量的減輕簡化了操作、運輸和安裝,提高了整體效率和可操作性。
此外,BlackBoard 的易加工性和清潔加工工藝使其成為制造商的便捷選擇。它可以輕松鉆孔、攻絲和加工,從而實現更大的設計靈活性和更快的生產周期。據報道,制造商可以探索錯綜復雜的模具幾何形狀,而不受Invar硬度和有限的可加工性的限制。
BlackBoard 的成本效益(與Invar相比,以更低的成本提供類似或更好的性能)和可重復使用性(可進行多次加工)進一步增強了其優勢。高熱穩定性可確保在整個固化過程中保持穩定的尺寸性能。其超低的熱膨脹系數(CTE)可最大限度地降低復合材料部件變形或翹曲的風險,從而生產出高質量的部件并提高性能。
金剛石對于半導體行業來說是一種很有前景的材料,但將其切成薄片具有挑戰性。在最近的一項研究中,千葉大學的一個研究小組開發了一種新型激光技術,可以沿最佳晶體平面切割鉆石。這些發現將有助于使該材料在電動汽車的高效電力轉換和高速通信技術方面具有成本效益,也讓金剛石半導體又走近了一大步。
盡管它們具有對半導體行業有吸引力的特性,但由于缺乏有效地將它們切成薄晶圓的技術,其應用受到限制。因此,晶圓必須一張一張地合成,這使得制造成本對于大多數行業來說都過高。
千葉大學工程研究生院 Hirofumi Hidai 教授領導的日本研究小組找到了解決這個問題的方法。基于激光的切片技術用于沿著最佳晶面干凈地切片鉆石,生產光滑的晶圓。他們的研究由千葉大學科學與工程研究生院的碩士生 Kosuke Sakamoto 和前博士生德永大二郎共同撰寫,或者現任東京工業大學助理教授。
為了防止不良裂紋在晶格上傳播,研究人員開發了一種加工技術,將短激光脈沖聚焦到材料內狹窄的錐形體積上。
“集中激光照射將鉆石轉化為非晶碳,其密度低于鉆石。因此,激光脈沖修飾的區域密度會降低,裂紋也會形成。” Hidai 教授說道。
“集中激光照射將鉆石轉化為非晶碳,其密度低于鉆石。因此,激光脈沖修飾的區域密度會降低,裂紋也會形成。” Hidai 教授說道。
通過將這些激光脈沖以方形網格圖案照射到透明樣品上,研究人員在材料內部創建了一個由容易出現裂紋的小區域組成的網格。如果網格中修改區域之間的空間和每個區域使用的激光脈沖數量是最佳的,則所有修改區域通過優先沿{100}平面傳播的小裂紋相互連接。因此,只需將鋒利的鎢針推到樣品側面,即可輕松將具有 {100} 表面的光滑晶圓與塊體的其余部分分離。
?金剛石切片能夠以低成本生產高質量的晶圓,對于制造金剛石半導體器件是必不可少的。因此,這項研究使我們更接近實現金剛石半導體在社會中的各種應用,例如提高電動汽車和火車的功率轉換率。
金剛石晶圓初創公司,挑戰碳化硅
法國初創公司 Diamfab 正在尋求以雙重商業模式利用其金剛石外延晶片來應對碳化硅器件。
根據這種新方法,該公司將直接并通過面向應用的戰略合作伙伴關系和聯盟銷售其技術。該戰略旨在實現一個可擴展的模型,結合了內部能力和擴展的合作伙伴生態系統,以設計和構建二極管、晶體管、電容器、量子傳感器和高能探測器。
第一個目標市場是電動汽車電容器,金剛石半導體相對于現有電容器技術和碳化硅的優勢可以減小尺寸并提高車輛整個生命周期的性能。
“我們已經申請了全金剛石電容器的專利,并正在與該領域的領先企業合作,”Diamfab 首席執行官 Gauthier Chicot 說道。“在其他參數中,我們已經實現了我們的目標:超過 1000A/cm2 的高電流密度和大于 7.7MV/cm 的擊穿電場。這些是未來設備性能的關鍵參數,并且已經優于 SiC 等現有材料為電力電子設備提供的參數。此外,我們有一個明確的路線圖,到 2025 年實現 4 英寸晶圓,作為大規模生產的關鍵推動因素。”
Diamfab 于 2019 年推出,是法國國家科學研究中心 (CNRS) 的功勞。它開發了利用微波產生的等離子體在受控溫度和壓力條件下合成和摻雜金剛石外延層的IP。這會將甲烷分子裂解成碳,然后碳在鉆石種子的表面上重新排列。同時,添加精確且受控數量的硼或氮以生長金剛石摻雜層并形成準備用于器件制造的高附加值晶圓。
“過去兩年,我們與研發團隊合作,在加工高附加值金剛石晶片方面取得了重大進展。我們基于雙重業務模式的以應用為導向的方法現在使我們能夠與更廣泛的工業合作伙伴合作,開發和銷售高附加值金剛石晶片和我們獲得專利的金剛石設備制造工藝,同時也直接向最終用戶銷售具有超輕模型,”Chicot 說道。
與硅相比,金剛石的電流密度高出5000倍,電壓高出30倍,可以在高溫和輻射的惡劣環境下工作。在汽車應用中,Diamfab 晶圓可以制造重量減輕 80%、結構更緊湊的電源轉換器。在電網應用中,與硅相比,晶圓還可以更輕松地處理更高的電壓,并將能量損失減少 10 倍。
數,并且已經優于 SiC 等現有材料為電力電子設備提供的參數。此外,我們有一個明確的路線圖,到 2025 年實現 4 英寸晶圓,作為大規模生產的關鍵推動因素。”
Diamfab 于 2019 年推出,是法國國家科學研究中心 (CNRS) 的功勞。它開發了利用微波產生的等離子體在受控溫度和壓力條件下合成和摻雜金剛石外延層的IP。這會將甲烷分子裂解成碳,然后碳在鉆石種子的表面上重新排列。同時,添加精確且受控數量的硼或氮以生長金剛石摻雜層并形成準備用于器件制造的高附加值晶圓。
“過去兩年,我們與研發團隊合作,在加工高附加值金剛石晶片方面取得了重大進展。我們基于雙重業務模式的以應用為導向的方法現在使我們能夠與更廣泛的工業合作伙伴合作,開發和銷售高附加值金剛石晶片和我們獲得專利的金剛石設備制造工藝,同時也直接向最終用戶銷售具有超輕模型,”Chicot 說道。
與硅相比,金剛石的電流密度高出5000倍,電壓高出30倍,可以在高溫和輻射的惡劣環境下工作。在汽車應用中,Diamfab 晶圓可以制造重量減輕 80%、結構更緊湊的電源轉換器。在電網應用中,與硅相比,晶圓還可以更輕松地處理更高的電壓,并將能量損失減少 10 倍。
“我們通過獨特的控制來合成和摻雜金剛石外延層;因此,金剛石摻雜層的堆疊被生長以形成高附加值的晶圓,為設備制造做好準備。”Driche 說。
而在制造金剛石器件所需的所有工業過程中,外延層的生長是最關鍵的過程之一,因為大部分電氣性能取決于這些有源層的質量。但與現有半導體材料相比,金剛石具有三個關鍵優勢:熱管理、成本/效率優化和二氧化碳減排。
在所有傳統電源轉換器中,冷卻系統是一個笨重且體積龐大的部件。與大多數半導體不同,金剛石的電阻率隨著溫度的升高而降低。但Driche 表示,雖然必須付出相當大的努力來冷卻暴露在高工作溫度下的 Si 或 SiC 器件,但可以簡單地讓金剛石在工作過程中找到穩定的狀態。
據了解,金剛石半導體的應用范圍覆蓋了從電動汽車到具有 20 年長壽命電池的物聯網,再到醫療保健中使用硬化電子元件或探測器的核和空間應用,甚至用于自動駕駛汽車的超精密量子傳感器。
電動汽車是 Diamfab 的優先發展領域,該公司最近申請了電動汽車用全金剛石電容器的專利。當被問及細節時,Driche 表示,當一家工業電容器制造商表示正在尋找一種無源元件解決方案來保護二極管和晶體管等基于 SiC 和 GaN 的有源元件作為有源器件時,全金剛石電容器的想法就出現了。所承受的電壓峰值高于其承受能力 (>1,500 V)。
鑒于社會日益電氣化,金剛石的前景一片光明,但該技術要成為工業現實,仍需克服許多障礙。
合成技術的進步使得生產具有可預測特性和一致性能的工程金剛石成為可能。第一批人造鉆石于 20 世紀 50 年代采用高壓和高溫生產。20 世紀 80 年代,采用化學氣相沉積 (CVD) 技術生產晶圓級鉆石。
Chicot 表示:“近年來 CVD 合成技術取得的技術進步大大加速了該技術的發展,金剛石的時代從未如此接近。” “最近展示的高達 4 英寸的大型晶圓,以及許多研發中心和工業合作伙伴對開發二極管、晶體管和電容器日益增長的興趣都證明了這一點。”
將晶圓直徑從 0.5 英寸擴大到 4 英寸可以讓 Diamfab 獲得汽車市場所需的競爭力。
至于其他障礙,該初創公司認為,減少位錯可以提高零部件的制造產量。Diamfab 還在探索多種途徑來實現垂直組件架構,以提高電流密度。
更多金剛石半導體的參與者
早前,總部位于東京的 Orbray Co Ltd(生產精密寶石零件、直流無芯電機、光纖元件和醫療設備)和位于日本愛知縣南山的汽車半導體研究公司 MIRISE Technologies Corp(一家由DENSO 和豐田于 2020 年 4 月成立的合資企業 )已開始在垂直金剛石動力設備方面進行合作。
在該項目的三年期間,Orbray 和 MIRISE 旨在利用各自在金剛石基板和功率器件方面的技術、資源和專業知識,開發未來在各種電動汽車中部署垂直金剛石功率器件所需的技術。
在研究合作中,Orbray將負責開發p型導電金剛石基板,而MIRISE將負責開發高壓操作器件結構,以驗證垂直金剛石功率器件的可行性。項目結束時,兩家公司計劃討論下一階段的合作,例如進一步的研發。
今年年初,一則新聞宣布,日本佐賀大學教授 Kazuki Yosda 和日本精密零件制造商 Orbray 開發了一種由金剛石制成的功率半導體,其工作功率為每平方厘米 875 兆瓦。
據稱,這款新型半導體是世界上輸出功率值最高的半導體。近年來,使用金剛石的功率控制半導體的開發取得了進展,被稱為終極功率半導體。
該功率半導體的輸出功率預計為2090兆瓦,在所有半導體中僅次于氮化鎵產品,并且是世界上現有金剛石半導體中輸出功率值最大的。與下一代功率半導體氮化鎵和碳化硅相比,金剛石半導體具有更優越的性能,包括耐高壓和功率損耗,預計可降低至硅產品的1/50,000。
到 2050 年,金剛石功率半導體(也非常耐熱和耐輻射)預計將成為人造航天器的重要組成部分。
不同,金剛石的電阻率隨著溫度的升高而降低。但Driche 表示,雖然必須付出相當大的努力來冷卻暴露在高工作溫度下的 Si 或 SiC 器件,但可以簡單地讓金剛石在工作過程中找到穩定的狀態。
據了解,金剛石半導體的應用范圍覆蓋了從電動汽車到具有 20 年長壽命電池的物聯網,再到醫療保健中使用硬化電子元件或探測器的核和空間應用,甚至用于自動駕駛汽車的超精密量子傳感器。
合成技術的進步使得生產具有可預測特性和一致性能的工程金剛石成為可能。第一批人造鉆石于 20 世紀 50 年代采用高壓和高溫生產。20 世紀 80 年代,采用化學氣相沉積 (CVD) 技術生產晶圓級鉆石。
更多金剛石半導體的參與者
早前,總部位于東京的 Orbray Co Ltd(生產精密寶石零件、直流無芯電機、光纖元件和醫療設備)和位于日本愛知縣南山的汽車半導體研究公司 MIRISE Technologies Corp(一家由DENSO 和豐田于 2020 年 4 月成立的合資企業 )已開始在垂直金剛石動力設備方面進行合作。
在該項目的三年期間,Orbray 和 MIRISE 旨在利用各自在金剛石基板和功率器件方面的技術、資源和專業知識,開發未來在各種電動汽車中部署垂直金剛石功率器件所需的技術。
在研究合作中,Orbray將負責開發p型導電金剛石基板,而MIRISE將負責開發高壓操作器件結構,以驗證垂直金剛石功率器件的可行性。項目結束時,兩家公司計劃討論下一階段的合作,例如進一步的研發。
今年年初,一則新聞宣布,日本佐賀大學教授 Kazuki Yosda 和日本精密零件制造商 Orbray 開發了一種由金剛石制成的功率半導體,其工作功率為每平方厘米 875 兆瓦。
據稱,這款新型半導體是世界上輸出功率值最高的半導體。近年來,使用金剛石的功率控制半導體的開發取得了進展,被稱為終極功率半導體。
該功率半導體的輸出功率預計為2090兆瓦,在所有半導體中僅次于氮化鎵產品,并且是世界上現有金剛石半導體中輸出功率值最大的。與下一代功率半導體氮化鎵和碳化硅相比,金剛石半導體具有更優越的性能,包括耐高壓和功率損耗,預計可降低至硅產品的1/50,000。
到 2050 年,金剛石功率半導體(也非常耐熱和耐輻射)預計將成為人造航天器的重要組成部分。
展會時間:2023-9-7 ~ 9-9
展會地點:中國-深圳- 深圳福田會展中心
主辦單位:深圳市電池行業協會燃料電池分會、先進氫能與燃料電池聯盟、先進儲能聯盟
展會簡介:深圳國際氫能暨燃料電池技術展覽會(IHFC)是中國首屈一指的氫能及燃料電池技術展覽會。全面整合行業資源,把握縱橫全產業鏈,跨領域發展大商機,幫助參展企業配對專業買家。
經過現場調研表明,深圳國際氫能暨燃料電池技術展覽會(IHFC)此場展會在采購商心中具有一定的地位,多位采購商表示,公司每年的采購清單大多數在這個展會現場尋找完成,同時也愿意將該場展會推薦給自己的朋友及客戶。
郵箱:hycydt123@163.com
地址:山西省陽泉市礦區桃北西街2號
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