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他用18年把“单晶硅”做成全球最大生意

 两个人的星星 2018-09-28

李振国用18年的时间将隆基股份一手打造成全球最大的单晶硅光伏产品制造商,并将为1.49亿公里之外的阳光转化成能源而奋斗着。隆基股份的掌舵人李振国崇尚技术,致力于找到并提供人类终极能源的解决方案。


隆基股份旗下的南郊切片工厂的屋顶上,铺满了自家生产的单晶太阳能电池组件,并以高达19%的光电转换效率实现利用办公用电的清洁化。这对专注于单晶科技的李振国是最好的馈赠。

专注单晶硅

1990年,李振国毕业于兰州大学物理系半导体材料专业,随后的第一份工作也是生产单晶,即在国营741厂拉制单晶硅棒。此后,他在西安骊晶电子技术有限公司等从事了十年的单晶硅相关的工作

2000年,李振国创办西安新盟电子科技有限公司——隆基股份的前身。18年后,隆基股份不仅从零起步成为全球最大的单晶硅光伏产品制造商,更完成从技术企业转型为能源企业的变革。

目前,隆基股份以两大模板,三大业务,覆盖光伏产业中下游。公司业务在差异化细分市场的思路下,着手于单晶硅片、单晶电池、单晶组件、大型地面电站和分布式光伏电站的四大板块。其中,单晶硅片是其最为核心的业务。

“单晶硅片比多晶硅片的价格要高,源自其工艺更复杂但是其晶格排列整齐,在其他成本相同的情况下,单晶产品的转换效率要高于多晶产品。”彼时,在多数企业选择多晶技术线路的时候,李振国坚定地相信,单晶路线更具前景。

李振国喜欢着眼于宏观,在他看来,单晶较于多晶有较高的初期投入和运营成本,但单晶硅无论从经济效益还是社会效益都有巨大的投资回报。

“那时候,我们主要投入技术研发、快速扩张产能。”2011年1月,银川隆基一期项目3,000吨硅棒建成;6月,隆基股份研发中心成立;同年12月,无锡隆基第一期项目60MW单晶硅片建成;2012年4月,隆基在上海证券交易所主板上市,发行价格为21元/股,发行市盈率(摊薄)则为24 .71倍。

“之前(2014年左右)我们的单晶硅约75%的出口量在国外,25%的销售量是国内。”李振国清楚地意识到,如果要让更多人意识到单晶产品的优势,隆基股份就应该向产业链下游电池、组件、电站延伸。随后,公司开始扩大在宁夏的拉晶产能,即在宁夏的银川和中宁建立两大硅棒生产基地,将生产成本降到最低从而建立成本优势;而单晶硅棒的切片工作主要放在了西安和无锡两个地方,完成辐射400公里内的江苏、浙江,覆盖60%以上的中国太阳能企业,有利于单晶产品的推广与销售。

光伏+储能,让地球焕发新生

掌舵这座单晶帝国的李振国,十分儒雅且低调,脸上总是挂着谦逊的微笑,但说到技术,便格外挺直了身子,滔滔不绝。

在他看来,光伏行业的发展,核心竞争力在于领先的技术实力。如何确保提高切割速度,不断让硅片更薄的情况下,隐裂率降到最低,保证产品具有持续的可靠性,是一件考验技术,更考验细节管理和创新的系统工程。

崇尚技术的李振国,自创办隆基之日起就着重于打造技术壁垒。截至2017年底,公司研发人员超过450人,累计获得各类已授权专利260项,2012年至2017年累计研发投入为24.64亿元,其中2017年研发投入为11.08亿元,占当期营业收入比例的6.77%。这也使得隆基股份在2017年成为光伏行业全球研发投入最多的公司。在全球光伏行业中排名第一。

另一个敏锐表现在海外市场的布局。自2016年起,隆基股份先后在马来西亚砂拉越州古晋建立全资子公司和印度安德拉邦投资建厂,这也让隆基股份从火电生产光伏转型为清洁能源生产清洁能源,其在国内云南省的重要产能布局,也是着眼于当地充沛的水电资源。这也是隆基股份作为清洁能源企业,从自身生产开始,践行低碳环保理念,做清洁能源的搬运工和放大器。

在一些光照资源丰富的地区如中东和南美,已经出现大量的上网电价低于2美分/kwh的项目,在这些地区,光伏已经成为了最便宜的电力能源。隆基股份也已在西安、银川、中宁、泰州、衢州、合肥、保山、丽江、楚雄、滁州、马来西亚、印度等地布局了产能,且产能增长迅速,可为全球客户提供高品质单晶产品和服务。

今年“5.31”光伏新政的出台加快了光伏“平价上网”的到来,也引起光伏市场大幅波动。但是不论出现多少新情况,李振国始终坚信,光伏+储能将成为人类的终极能源解决方案,他对隆基股份的产业布局充满信心。

“中国光伏产业的生产成本已经在近十年内下降了90%,光伏的规模已从2004年不足1GW发展到2017年超过100GW。”李振国相信,“光伏+储能”的模式将成为人类最便宜的能源,更是未来光伏市场中新一轮博弈的重点。他的算法是,光伏发电的成本和储能成本均呈下降趋势。比如,单晶硅片的价格更从13美元降到了44.5美分,组件价格也从4美元/W降到30美分/W;再比如现在储能的成本大概是10年前的1/3等等。

面对种种不可预知的未来,他以“可靠、增值、愉悦”的企业文化勉励自己和团队,在他看来,每个人都有自己的价值,真正的成功不是赢在起跑线,而是赢在转折点;企业亦当如此,要有筚路蓝缕、砥砺前行的精神,也要重视提高科学决策的能力和前瞻性思维。

“2004年以前是隆基股份的生死期,2006年则是公司的发展期、实现价值的时期,2009年以后就是我们的责任期。”李振国感慨道,公司现已拥有18000多名员工,这也代表他们有2倍或3倍的家庭。“作为管理者,我有责任为企业的发展负责,更有责任为我的员工负责。”

同时,他也笑道,“马云的传承计划也给了我新的思考,未来是年轻人的,我也应该有意识去培养下一代接班人了。”

附1、隆基技术到底有多强,看完后会让竞争对手绝望!

大家都知道隆基现在是毋庸置疑的单晶硅片龙头老大,可又有多少人知道,隆基为了赢得今日单晶龙头的位置,经历过怎样艰难而又具有远见的抉择!为了生存下来,在技术上做出多少努力,为光伏行业的发展,做出了多大贡献!


一、隆基的抉择


在光伏行业,单晶硅的历史比多晶铸锭更悠久,在半导体时代单晶甚至是一度占据主导地位。但事情却在2004年-2005年间发生了巨变。


  2005年,德国可再生能源法的通过,引发了光伏产业的发展热潮,巨大的需求让光伏大多转向了尽管品质稍差,但扩张更快、门槛更低的多晶路线。这一时期,大量投资进入光伏产业,基本都选择了多晶方向。


  此时,隆基股份创始人李振国已经干了十多年的单晶,他自己的公司已经注册成立了四五年(隆基股份的前身,注册资本50万元),但规模很小。而当时,光伏行业典型代表企业无锡尚德,已经成为巨头型企业,并在当年年底成功在纽交所上市。


  单晶还是多晶?在当时的市场环境下,在技术路线的选择上,隆基也并非没有摇摆过。


  2006年,公司进行了长达半年的研究讨论,对薄膜、单晶、多晶、物理硅、聚光等技术路线进行了深入研究,最终得出的结论是,单晶技术路线才是未来度电成本能够降到最低的技术路线。这一结论最终坚定了隆基的路线选择。


  在当时,由于单晶技术的成本远远高于多晶技术,绝大多数的企业都选择了后者,隆基选定的方向几乎可以说是“逆流而行”。但如今看来,这其实是非常明智和超前的选择,10年种下的种子一步步的生下根、发了芽。


  从此以后,隆基坚定的选择了在单晶这条路线深耕,专注到近乎偏执,偏执到“一条道走到黑”:


  2006年12月,隆基成立宁夏公司,致力于单晶硅棒的研发和制造,是公司重要的研发和制造基地;


  2007年9月,宁夏隆基一期1000吨单晶硅棒项目建成;


  2009年11月,西安隆基一期350MW吨单晶硅片项目建成;


  2011年1月,银川隆基一期项目建成,投产单晶硅棒产能达到3000吨。12月,无锡隆基一期项目建成,单晶硅片产能达到600MW;


  2012年10月,西安隆基完成扩产,硅片产能突破1GW。2012年12月,宁夏隆基二期项目建成,单晶硅棒产能达到8000吨。


  2013年10月,隆基公司硅片年度出货量突破1GW。在这一年,隆基的单晶硅片出货量站上了全球第一的位置。用了7年的坚持和专注,隆基一路狂奔,最终成长成为了当之无愧的单晶之王。


2018年,隆基的产能将超过25GW。


单晶从2015年的低谷,到现在单晶硅片的供不应求,给多晶造成巨大的压力,都离不开隆基的身影,那么隆基是怎么做到呢?


二、领先的拉晶技术


隆基的拉晶技术,也是遥遥领先。大装料、高拉速、多次拉晶等新工艺及配套的装备改良技术,以及一些新材料及自动控制系统的引入大大降低了隆基的拉晶成本。叠加这些技术,有助于隆基拉棒直追多晶铸锭的成本。以下为这些技术简介:


 大装料。从投料量来看,多晶铸锭炉一次投料量从早期的200kg逐步增加到800-1500kg,而拉晶单炉投料量目前只增加到200-300kg,与多晶投料规模存在差距,造成多晶铸锭环节相对于单晶长晶环节成本较低,这是目前多晶硅片成本相对较低的主因。因此,设计采用更大尺寸的热场增加投料量,有助于缩小单多晶之间的成本差异。RCZ技术(多次装料拉晶技术)已从研发阶段进入大规模推广应用阶段;CCZ技术(连续拉晶技术)已经从研发阶段向小试阶段过渡。这两项技术的推广应用,将缩小单多晶生长环节在装料量方面的差距。


高拉速。CZ法拉晶降低成本的有效手段之一是提高长晶速度,增加硅棒单位时间产出。目前,单晶拉速已从几年前的0.6mm/min提高到1.2mm/min以上,先进企业甚至实现了更高拉速。由于改善了晶体热历史,高拉速还能带来品质上的好处。


 多次拉晶。多次拉晶工艺是在传统的一炉拉一根晶棒工艺基础上,拉完第一根后,通过二次加料工艺向坩埚内重新装料,进而拉制第二、第三甚至更多根晶棒的过程。这种工艺减少了停、拆炉时间,从而降低了分摊到每公斤晶棒的拉晶时间和坩埚成本,能源利用率也提高。


新材料的使用。拉晶使用的非硅原辅材占整个成本的30%左右,因此,提高非硅原辅材的使用寿命是降低拉晶成本的又一个重要手段。比如,使用碳碳复合材料可有效提高热场使用炉数,采用新型热场保温材料可有效降低电保成本,而坩埚涂层技术的应用则能够大幅延长坩埚使用寿命,更好地适应多次拉晶。


自动化与智能化。采用自动化、智能化手段控制单晶炉以减少长晶过程人为干预,提高成晶率正在成为未来技术发展趋势。逐步实现的车间“无人化”操作将很大程度上改变单晶生产模式,提高有效产能并大幅减少用工数量,提高晶体生长过程的一致性。


低衰减单晶。通过单晶硅片品质提升和电池端工艺优化,单晶已基本解决了初始衰减问题,并愿意向全行业公开该项技术。



三、率先推广金刚线切片技术,并主导金刚线供应商良性竞争


为了降低切片成本,隆基率先将金刚线切片技术全面量产,大大降低了切片成本,给竞争对手造成了巨大的压力;为了不受日本中村等进口金刚线供应商掣肘,隆基一直在培养国内金刚线供应商,并让他们进行良性竞争,不断细化金刚线直径,不断降低切片成本。据说国内有一家金刚线供应商其50微米金刚线已经实验成功。


可以说,隆基最早在行业推动金刚线切片技术应用,培育了国内供应链企业,支持了全行业金刚线切割技术的推广,此一项技术的推广,每年可为光伏行业节约成本120亿元。


金刚线切片的优势简介:


大切速。传统的砂浆钢线切割是通过高速运动的钢线带动掺在切割液中的碳化硅游离颗粒磨刻硅棒,切割形成硅片,通常切速仅有0.4mm/min。金刚线切割是在钢线表面利用电镀或树脂层固定金刚石颗粒,切割过程中金刚石运动速度与钢线速度一致,其切割能力相比传统的游离切割有大幅提升,因而可采用1.0mm/min甚至1.2mm/min以上的大切速,切割效率可大幅度提升2-3倍以上。以8吋硅棒为例,传统砂浆切割一刀需要10小时左右,而金刚线切割只需4小时,先进企业甚至可做到3小时以下,带来设备折旧和人工成本的大幅度下降。


降线耗。相对于传统砂浆钢线切割技术耗材价格已逼近成本线,当前,金刚线耗材成本占切片环节的非硅成本超过50%,主要在于金刚线量产初期的价格虚高和技术应用初期的工艺用线量偏多。随着金刚线制作技术的普及和行业竞争,价格预计会以每年20%的速度下降。与此同时,金刚线切片技术的发展,单片硅片耗线量也在成倍下降,由原先的3米/片已经降到现在的1.5米/片,预计未来会下降到0.8米/片以下。


金刚线切割细线化。传统的砂浆钢线切割过程中,游离态的碳化硅颗粒在磨刻硅棒的同时也在磨刻钢线,造成钢线极大磨损,因而细线化非常困难。金刚线切割由于金刚石颗粒固结在钢线表面,切割过程中金刚石运动速度与钢线一致,金刚石颗粒不会对钢线造成伤害,其切割能力也相比传统游离切割有大幅提升,这给细线化提供了可能。数据测算显示,金刚线径每下降10um,单片硅成本下降约0.15元、产能提升约4%,可见降成本空间巨大。近年来,金刚线基本以每年10-20um的速度在细线化。


金刚线切割薄片化。薄片化可大幅提高每公斤单晶出片率、提升切片产能,价值贡献巨大,可为不远将来单多晶硅片成本逆转提供有力支撑。而且硅片越薄柔性越好,可降低太阳能硅片对安装环境的要求,不仅适用于分布式及地面电站,还可安装在复杂物体表面,如无人机翼上,扩大单晶组件的应用范围。单晶所具备的薄片化切割优势正在逐步转化为产业需求。


四、与先进设备供应商建立战略合作伙伴关系


隆基与大连连城建立了互利的长期战略合作伙伴关系,我们先来看看大连连城的简介:


大连连城数控机器股份有限公司成立于2007年,一直致力于光伏和半导体行业多线切割设备的技术研发、生产及制造。公司被授予“国家高新技术企业”、“辽宁省大连连城晶硅材料工程技术研究中心”、“辽宁省大连市光伏与半导体硅材料切割设备工程实验室”等多项称号。


公司现拥有厂房30000多平方米,员工500余人,并拥有一支来自数控机床制造业的工程师队伍,具有设计开发精密机械制造和自动控制系统的能力,使公司产品的张力控制技术、收放线电机和主电机的同步技术均居于国际领先水平。


2008年,公司研制出我国第一代具备自主知识产权的多线切方机,国内市场占有率达40%,产品获得“第五届中国半导体创新产品和技术”等荣誉;2010年,推出用于截取单多晶硅棒的多线切断机;2011年,研制出高产能的QP20100型切片机;2013年,在国内首次推出金刚砂线切片机;2014年,研制出全自动磨床。至此,公司完成了光伏行业多线切割机全系列设备的开发,在全国范围内树立起连城机器技术过硬、服务迅速的良好品牌形象。同时,公司积极实施战略结构调整,由光伏行业向半导体行业进一步延伸,并在2013年初,收购了美国500强公司斯必克(SPX)旗下的凯克斯(KAYEX)单晶炉事业部,努力实现Kayex单晶炉的国产化,降低国内光伏及半导体厂商的生产成本,极大地提升了单晶片的质量,从而提高了国内光伏及半导体企业的国际竞争力。


隆基需要高端设备,经过努力找到大连连城这么一家优秀设备企业,双方形成战略合作关系,连城为隆基提供了很多关键生产设备,例如高效率的单晶炉、切片机、切方机、自动磨床等,即便铸锭炉,大连连城也是可以生产的。


与大连连城建立战略合作伙伴关系,是隆基的英明决策。或许隆基觉得单晶炉、开方机、切片机厂家太不给力了,为了降低隆基单晶的拉晶、切片成本,通过与连城的战略合作,隆基获得了大量性价比最高的先进设备,帮助隆基不断降低硅片成本,支持了隆基在单晶硅片领域的迅速崛起。


大连连城总经理黎志欣博士

(曾担任过京运通总裁)

法律顾问  广东四为律师事务所彭鑫

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