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【深度】“苦逼”的光伏行业与反摩尔定律

2021-07-01  cbx1h   |  转藏
   
从今年一季度市场冲高回落,到4、5月份的反弹修复来看,白酒和医美板块一骑绝尘,以亮瞎所有人的姿势走在反弹征程的最前列。而光伏板块,至今仍卡在半山腰上动弹不得。资本市场的反应,一定程度上解释了相对于A股市场那些“赚钱”的行业,光伏名副其实是一个非常“苦逼”的行业。
今天,我们就来聊聊光伏行业为什么“苦逼”,以及光伏行业自身存在的“反摩尔定律”基因。这篇文章可能不会对短期操作有很大帮助,但我尝试让读者更好地去理解光伏行业,以及企业如何才能够在如此“苦逼”的行业中取得成就。

一、光伏发电逻辑与IT届三大定律

首先,简单理解一下光伏行业的基本逻辑。
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。当光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,当电子吸收的能量足够大,它们就能够克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。
但此时光电子是无序的,如何让光电子成为电流?这时我们需要在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,做成N型半导体;如果我们在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,就可以形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,进而形成电流。
这一现象,被称为“半导体P-N结的单向导电特性”,最早由半导体之父肖克利发现,自此开启了人类文明的半导体时代。
具体在晶硅发电体系中,多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后,制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等,就形成P-N结。然后采用丝网印刷,将精配好的银浆印在硅片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂一层防反射涂层,电池片就至此制成。一般在组件四周包铝框,正面覆盖玻璃,反面安装电极,电池片排列组合成光伏电池组件,就组成了大的电路板。有了光伏电池组件和其他辅助设备,就可以组成发电系统。发电系统成本中,电池组件所占成本为40%左右,是整个发电系统中最为核心的降本环节。
由此我们看到,光伏发电的本质是基于半导体特性的科技制造行业。众所周知,IT行业有三大定律,从1947年肖克利发明晶体管开始,这三大定律至今统治着IT行业。
1、摩尔定律:由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出。其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。
2、 反摩尔定律:由Google的前CEO埃里克.施密特提出:如果你反过来看摩尔定律,一个IT公司如果今天和18个月前卖掉同样多的、同样的产品,它的营业额就要降一半。
3、安迪-比尔定律 (Andy and Bill’s Law):在“Win-Tel”时代,它描述了硬件产商和软件产商之间的关系。即微软的操作系统以及应用软件所需要的速度,把英特尔每十八个月翻一番的技术进步速度给“拿走了”,由此造就了PC时代看似“永续”的繁荣。由于本条定律与光伏行业的联系并不大,读者大致可以忽略。
但不同于芯片、处理器等半导体产品,光伏发电产品的产业链更加冗长和复杂,因此不可能完全遵循IT届的定律。(这也决定了光伏既有科技行业的内卷,也有制造行业的苦逼。。。)
首先,在硅料环节,从原理来看,可以直接了当的说,硅料环节并不遵循摩尔定律的降价过程。回顾硅料价格变化的历史,我们可以看到在光伏组件安装集中爆发的时候,多晶硅价格会有较强的反弹。相反,一旦市场需求处于下降趋势,现货价格将低于合同价格。2008年,多晶硅的价格一度超过400美元/公斤,涨幅在200美元/公斤左右,而2013年跌至15美元/公斤。因此,硅料价格由市场供需决定。
而在应用端,1985年,光伏组件价格约为7美元/瓦,考虑购买力换算约20美元/瓦(比较模糊的换算),相比如今约0.27美元的价格,简单计算后约合每6.5年,组件成本降低五成,平均每年下降7.7%。可以看到,复杂的产业链让降本的速度并不快。实际上,其降本速度得益于具有“跳跃意义”的技术迭代,如多晶对薄膜,单晶对多晶等。
事实上对比摩尔定律,光伏行业有一个专有的Swanson’ Law(斯旺森定律)。由SunPower公司的创始人Richard Swanson提出,其内容是光伏组件累计装船量每增加一倍,产品价格下降20%。
事实上,我们说光伏行业的本质是降本增效,从一定程度上,是因为它同样遵循着半导体定律。而相对于竞争激烈的IT行业,“斯旺森定律”的速度,对于很多在技术上不思进取的企业来说,更像是慢性死亡。
在这里,我们必须指出的是,光伏行业虽然在一定程度上遵循着IT定律,但它与半导体工业存在本质的区别。光伏与半导体,只是共享了“P-N结的单向导电特性”。不然,英特尔、台积电等企业早就应该成为世界上最伟大的光伏公司。

二、光伏企业逃离“反摩尔定律”:三条腿走路

如果说“摩尔定律”揭示了信息技术进步的速度,那么“反摩尔定律”就揭示了这一技术在商业化过程中竞争的惨烈。
“摩尔定律”使得各个公司现在的研发必须针对多年后的市场。“反摩尔定律”则逼着所有硬件设备公司必须赶上摩尔定律规定的更新速度。同时不可能像石油工业那般追求量变,必须不断寻找革命性的发明创造。
这个定律告诉我们,纯做硬件的公司因为“反摩尔定律”的影响而生计艰难,甚至更容易遭受灭顶之灾。(如惠普公司,巴菲特从不投这类硬件厂商)
摩尔定律揭示了IT行业的苦,这一“苦逼”基因同样被光伏行业所继承。上述定律反映到光伏行业,对应的就是光伏发电效率的提升与光伏组件的产销。而不同于IT产业催生了许多服务业需求,如IBM可以通过IT服务的转型逐渐逃离反摩尔定律。在当下的光伏行业,从发电效率到终端组件,中间暂时没有催生相关服务业的需求。(也许以后有)
光伏企业必须针对多年后的市场进行技术研发,在技术上体现为不断地降低成本以及刷新产品的转换效率。同时,前瞻性地、大规模地使用新技术新产线,扩充新产能,生产不断降本增效的组件产品。在摩尔定律的影响下,从光伏发电效率的提升到相应的组件量产,“时间差”将成为甩开同行的利刃之一。这也是为什么在光伏市场走向平价时代之际,龙头企业纷纷选择一体化的原因。
因为光伏平价时代的来临,将加速光伏行业的“摩尔定律”与“反摩尔定律”。所有企业都在思考一件事情,那就是:

如何逃离“反摩尔定律”?

【第一条腿】像英特尔公司一样,在技术上不断满足和超越“摩尔定律”的更新速度,用新产品打败同行,赚取超额利润,再将利润以超越同行的水平投入到下一代技术中,形成循环往复的护城河。
反映到光伏行业,由于“摩尔定律”的速度被放缓了将近4倍,所以具有“跳跃意义”的技术迭代将更有作用。光伏历史上的两次跳跃间断点,对应三次技术迭代:晶体硅替代薄膜和单晶硅片替代多晶硅片,以及在这一过程中单晶电池对多晶电池的替代。
回顾历史,三次技术迭代均在三次危机中催生。
2008年的金融危机孕育了冷氢化制备硅料工艺,启动晶体硅替代薄膜的时代。2011年的欧债危机,孕育了金刚线和快速直拉单晶工艺,开启单晶硅片对多晶硅片的替代。2018年的行业危机则刺激PERC电池大规模替代多晶电池。
2021年初的疫情,除了催生出硅料地狱式的上涨,将会带来哪种技术迭代呢?其实从光伏的技术演进路线来看,下一步,一定是异质结技术对单质结技术的替代。在此之前,行业竞争的核心仍旧是电池技术,是技术迭代的主战场。因为晶体硅时代,自上而下,必须经过这一步。
由于异质结电池的硅片基底是N型单晶硅片,P型单晶制备工艺可以转化为N型工艺,所以当P型单晶硅片全面替代P型多晶硅片的时候,将宣告N型结构替代P型结构的开始。
从今年的SNEC展会来看,N型对P型的替代已经全面开启。在这里不得不说一句,PERC电池只是单晶硅片替代多晶硅片的在电池领域的延续,并非真正的创新。类似的升级还有半片、叠层、双玻、大尺寸等等,它们只是加速了单晶硅片替代多晶硅片的过程,却难以建立其自身竞争的壁垒。(与其买入这些次要逻辑,不如重仓主流逻辑单晶替代多晶。)
【第二条腿】在掌握技术的同时,掌握设备,然后融资扩产。根据反摩尔定律,如果一家企业的硬件更新速度能够远超同行,那么它将利于不败之地。
这件事其实很难,但它提醒了目前的一体化企业,设备自主权一定要在自己手里。这里面的逻辑还有一点,就是当技术创新证明新一轮周期开始的时候,融资扩产是推动行业快速发展和“成就新王”的必要条件。
不得不提的是,隆基的成功就在于此。2013-2014年,当全行业的玩家都陷入多晶产能过剩的泥潭难以自拔时,隆基毅然决定大规模融资扩产单晶硅片,同一时间股价翻了四倍。跨越式的技术和巨额资金保证隆基的扩产速度一骑绝尘,做到了让“已有参与者不能做,围观者不敢做”的地步。隆基以一己之力将单晶市占率提高到近90%,成功实现单晶替代多晶。接下来,隆基同时扩产了投入产出效率更高的组件,进一步加大经营杠杆,将组件做到世界第一,将单晶替代多晶的颠覆性发挥到极限。而在这一过程中,隆基孵化出的连城数控、美畅股份等公司,则助力它实现了设备上的绝对优势,能够快速实现在新技术迭代的过程中融资扩产,且不被复制。(当然,为了加速历史进程,隆基选择无偿分享PERC技术)
同样,当新电池技术出现的时候,当N型替代P型的大势中,这一原理同样适用。反复强调,电池技术的革命,就是行业新的增长点。目前来看,忽略掉各家企业的吹牛水分,技术、量产速度和规模缺一不可。
【第三条腿】像IBM和华为公司一样,找到企业的第二、第三增长点,增加产业链的附加值和应用空间。
在市场规模达到天花板的情况下,如果一个产品的市占率达到50%,那么你就不可能指望它的营业额再翻倍。龙头企业必须不断地研发新的产品,创造新的需求。在内卷中获胜的一个有效的办法,就是逃离内卷,去开拓新世界。比如IBM避开了与微软的竞争,将业务从硬件转移到IT服务;比如华为与思科平分天下后,将市场拓展到智能手机等。
目前来看,BIPV和氢能,将是打开光伏行业天花板的两把钥匙。简单理解就是开拓新的应用场景和产品,逻辑非常简单,但难度极高。这其中,存在一个创新者的窘境。比如微软在浏览器和搜索引擎领域的溃败,英特尔与移动互联网时代失之交臂,以及思科被华为超越等。能够突破这一困境的公司,一定是世界级的企业。当然,从光伏对传统能源的替代来看,行业本身的天花板还远远没有到达。
综上,光伏行业其实是一个非常“苦逼”的行业,但任何一个“苦逼”的行业,必将成就一番伟大的事业。在光伏行业中,一个颠覆性的新技术方向,一个优秀的团队,再加上一系列踏准节奏的融资扩产,这三个要素组合能够爆发出颠覆性的力量,实现行业能级跃迁,实现企业指数级增长。
如今,新的N型趋势已然来临,谁将站在浪潮之巅,我们拭目以待。
来源:博迪新能科技

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