氮化镓成“十四五规划”重点项目，16家芯片原厂曝光

从2018年开始，多款基于氮化镓技术开发的快充充电器相继量产，氮化镓也正式开启了在消费类电源领域商用。

近日，氮化镓半导体材料被正式写入“十四五规划”中，这就意味着氮化镓产业将在未来的发展中获得国家层面的大力扶持，前景十分值得期待。

氮化镓（gallium nitride，GaN）属于第三代半导体材料，其运行速度比传统硅（Si）技术加快了二十倍，并且能够实现高出三倍的功率，用于尖端快速充电器产品时，可以实现远远超过现有产品的性能，在尺寸相同的情况下，输出功率提高了三倍。

氮化镓新技术应用领域广阔，覆盖5G通信、人工智能、自动驾驶、数据中心、快充等等，这其中快充市场发展最为迅猛，成为先进技术普惠大众的一个标杆应用，可谓是人人都能享受到新技术从实验室走向市场的便利；而快充出货量、需求量庞大，也反哺了氮化镓技术的不断迭代。快充与氮化镓，堪称天生一对。

凭借优秀的性能，两年来氮化镓技术在快充电源方面的发展一路突飞猛进，普及速度十分快，获得越来越来越多品牌客户和消费者的认可。而作为氮化镓快充的核心器件，GaN功率芯片也一直都是大家关注的焦点。

充电头网通过长期跟踪调研了解到，近两年时间里，业内GaN功率芯片供应商也从起初的一两家迅速增长至十余家。今天这篇文章就是带大家详细的了解一下当前快充领域的氮化镓功率芯片领域的主要玩家。

众多厂商入局氮化镓功率器件

面对日益增长的快充市场，全球范围内已有纳微、PI、英诺赛科、英飞凌、意法半导体、Texas Instruments、GaNsystems、艾科微、聚能创芯、东科半导体、氮矽 科技 、镓未来、量芯微、Transphorm、能华、芯冠 科技 等16家氮化镓功率芯片供应商。

值得一提的是，英诺赛科苏州第三代半导体基地在去年9月举行设备搬入仪式。这意味着英诺赛科苏州第三代半导体基地开始由厂房建设阶段进入量产准备阶段，标志着全球最大氮化镓工厂正式建设完成，同时也预示中国功率半导体步入一个崭新时代。

充电头网通过整理了解到，目前市面上合封氮化镓芯片可分为以下四种类型：

控制器+驱动器+GaN：这种方式以老牌电源芯片品牌PI为代表，其基于InSOP-24D封装，推出了十余款合封主控、氮化镓功率器件、同步整流控制器等的高集成氮化镓芯片，PowiGaN芯片获众多品牌青睐，成为了合封氮化镓快充芯片领域的领导者。

此外在本土供应商中，东科半导体率先推出两款合封氮化镓功率器件的主控芯片DKG045Q和DKG065Q， 对应的最大输出功率分别为45W和65W。这两款芯片在节约系统成本，加速产品上市方面均有着巨大的优势，并有望在2021年量产。

驱动器+GaN：这种合封的氮化镓功率芯片以纳微半导体为主要代表，其为业界首家推出内置驱动氮化镓功率芯片的厂商，凭借精简的外围设计，获得广大工程师及电源厂商青睐，在2020年底，达成芯片出货量突破1300万颗的好成绩。

驱动器+2*GaN：合封两颗氮化镓功率器件以及驱动器的双管半桥产品，其集成度较传统的氮化镓功率器件更高。这类产品应用于ACF架构，以及LLC架构的氮化镓快充产品中，可以实现更加精简的外围设计。目前纳微半导体、英飞凌、意法半导体等厂商在这类合封氮化镓芯片方面均有布局。

驱动器+保护+GaN：纳微半导体近期推出了新一代氮化镓功率芯片NV6128，集成GaN FET、驱动器和逻辑保护器件。将保护电路也加入氮化镓器件中，通过整合开关管和逻辑电路，可得到更低的寄生参数以及更短的响应时间。该芯片可以实现数字输入，功率输出高性能，电源工程师可基于此设计出更快更小更高速的电源。

氮化镓芯片品牌盘点

以下排名不分先后，仅按照品牌首字母排序，方便读者查阅。

ARK艾科微

艾科微电子专注于高功率密度整体方案开发, 并以解决高功率密度电源系统带来的痛点与瓶颈为使命, 核心团队具备超过 20 年专业经验于功率半导体产业, 我们透过不断的创新及前瞻的系统架构并深入结合功率器件及高效能封装, 来实现高品质、高效能与纯净的电源系统，以满足市场对未来的需求。

艾科微在AC/DC 快充方案上不仅推出原副边芯片, 另有自主的开发MOSFET功率器件。伴随各种应用上电子产品针对高功率密度之强烈需求，我们承诺持续投资、创新、研发并一同与我们的合作伙伴引领市场、开创未来。

Cohenius聚能创芯

青岛聚能创芯微电子有限公司成立于2018年7月，公司坐落于青岛国际创新园区，主要从事第三代半导体硅基氮化镓（GaN）的研发、设计、生产和销售，专注于为业界提供高性能、低成本的GaN功率器件产品和技术解决方案。

聚能创芯掌握业界领先的GaN功率器件与应用设计技术，致力于整合业界优势资源，打造GaN器件开发与应用生态系统，为PD快充、智能家电、云计算、5G通讯等提供国产化核心元器件支持。

背靠上市公司赛微电子（300456）与知名投资基金支持，聚能创芯建立了业界领先的管理和技术团队。在产品研发与量产过程中，始终坚持高品质与高可靠性的要求。在得到合作伙伴广泛认同的同时，逐步成为第三代半导体领域的国际知名企业。

在消费类电源领域，聚能创芯面向快充应用国产化GaN材料和器件技术解决方案，并基于现有的氮化镓功率器件推出全新65W、100W、120W氮化镓快充参考设计。

Corenergy能华

江苏能华微电子 科技 发展有限公司是由留美归国博士于2010年创建。团队汇集了众多海内外的专业人才，是一家专业设计、研发、生产、制造和销售高性能氮化镓外延、晶圆、器件及模块的高 科技 公司。

氮化镓（GaN）是新一代复合半导体的代表，江苏能华已建立了GaN功率器件生产线。项目计划总投资50个亿，分期投资。预计第一期投资超10个亿。公司于2017年搬入张家港国家再制造产业园，新厂房占地3万平方，拥有万级、千级以及百级的无尘车间，并配备有先进的生产设备以及专业的技术人员。

DANXI氮矽 科技

成都氮矽 科技 有限公司是一家专注于第三代半导体氮化镓功率器件与IC研发的 科技 型公司，专注于氮化镓功率器件及其驱动芯片的设计研发、销售及方案提供，公司两位创始人均拥有超过5年的氮化镓领域相关研发经验。

氮矽 科技 于2020年3月发布国内首款氮化镓超高速驱动器DX1001，同年4月推出国内多款量产级别的650V氮化镓功率芯片DX6515/6510/6508，搭配该公司的驱动芯片，进军PD快充行业。

值得一提的是，氮矽 科技 还推出了业内最小尺寸、最强散热能力的650V/160mΩ氮化镓晶体管，引领氮化镓产业革命。基于现有的氮化镓功率器件，氮矽 科技 推出4套国产GaN快充参考设计，丰富快充电源工程师的产品选型需求。

DONGKE东科

安徽省东科半导体有限公司于2009年成立，总部位于安徽省马鞍山市，主要从事开关电源芯片、同步整流芯片、BUCK电路电源芯片等产品研发、生产和销售；并成立深圳及无锡全资子公司和印度公司，负责全球市场销售及技术支持。

东科半导体在北京、青岛、无锡、深圳多地成立研发中心，多名海归博士主持研发 探索 ，在安徽马鞍山拥有2万平方米的封装车间和品质实验室，拥有DIP-8/SOP-8/SM-7/SM-10/TO-220等多种产品封装能力；在东科半导体总部成立的马鞍山集成电路国家实验室，具备对芯片进行开封、失效分析、中测、划片、高低温测试等多种分析能力，为公司产品品质和供货提供可靠保障。

针对快充领域的应用，东科半导体推出了业界首颗合封氮化镓功率器件的电源芯片，成为了国产氮化镓快充发展史上的里程碑。

GaN system氮化镓系统公司

GaN Systems于2008年成立于加拿大首都渥太华，创始人是前北电的资深功率半导体专家。公司专注于增强型氮化镓功率器件的开发，提供高性能、高可靠性的增强型硅基GaN HEMT功率器件。

GaN Systems拥有专利的GaN芯片设计，GaNPx 芯片级封装技术和市场上最全的650V和 100V产品系列，涵盖了从小功率消费电子到几十kW以上工业级电源应用。

GaN Systems采用无晶圆厂模式，与世界级代工厂和供应链合作。产品自2014年开始量产以来，在全球范围服务超过2000家客户。在中日韩和北美及欧洲设有销售分公司和应用支持。据了解，目前GaN Systems的氮化镓功率芯片已经进入飞利浦快充供应链。

GaNext镓未来

珠海镓未来 科技 有限公司成立于2020年10月，公司致力于第三代半导体GaN-on-Si器件技术创新和领先。通过高起点、强队伍等，实现GaN技术的国产化，推动GaN器件的技术的*，并且通过电源系统的创新设计，实现能源的绿色、高效利用。

公司创始团队由3位资深GaN-on-Si技术/产业专家构成，以深港微电子学院于洪宇教授和美国知名氮化镓公司研发VP领衔，前华为GaN产业共同创始人加盟，构建了完整的技术、制造、市场的铁三角，厚积薄发。通过成熟领先的产品，推动GaN技术国产化，依托中国巨大电源应用市场和国家第三代半导体产业政策的支持，向氮化镓产业顶峰进军，助力国家第三代半导体产业目标的突破。

GaNPower量芯微

苏州量芯微半导体有限公司是加拿大GaNPower International Inc.在中国注册成立的公司。GaNPower于2015年在加拿大成立，总部位于加拿大温哥华市。GaNPower是全球氮化镓功率器件行业的知名公司，目前产品主要为涵盖不同电流等级及封装形式的增强型氮化镓功率器件及氮化镓基电力电子先进应用解决方案。

苏州量芯微半导体公于2019年荣获苏州工业园区第十三届金鸡湖 科技 领军人才称号；《氮化镓功率器件及相关产业化应用》被列为政府重点扶持项目。公司的氮化镓功率器件产品荣获行业权威大奖：2020年ASPENCORE中国IC设计成就奖之年度功率器件奖。公司目前拥有40项美国和中国的专利及申请。

据悉，量芯微半导体已经推出650V氮化镓功率器件，适用于45W-300W快充。

Innoscience英诺赛科

英诺赛科 科技 有限公司成立于2015年12月，国家级高新技术企业，致力于研发和生产8英寸硅基氮化镓功率器件与射频器件；英诺赛科是全球最大的氮化镓功率器件IDM 企业之一， 拥有氮化镓领域经验最丰富的团队、先进的8英寸机台设备、加上系统的研发品控分析能力，造就英诺赛科氮化镓产品一流品质和性能的市场竞争优势。

自从2017年建立全球首条8英寸增强型硅基氮化镓功率器件量产线以来， 目前英诺赛科已经发布和销售多款650V以下的氮化镓功率器件，产品的各项性能指标均达到国际先进水平，能广泛应用于多个新兴领域， 如快充、5G 通信、人工智能、自动驾驶、数据中心等等。

目前，英诺赛科已经建成了全球最大的氮化镓工厂，在USB PD氮化镓快充市场，英诺赛科650V高压氮化镓功率器件已经在努比亚、魅族、MOMAX、ROCK等众多知名品牌产品中得到应用，并在近期推出第二代InnoGaN产品，性能较上一代有显著提升。

此外，英诺赛科还推出了多款低压GaN功率器件，适用于同步整流、DC-DC电压转换以及激光雷达等领域。在全球市场中，英诺赛科是少有具备氮化镓高压、低压全品类产品线的IDM芯片原厂。

infineon英飞凌

英飞凌 科技 股份公司是全球领先的半导体 科技 公司，我们让人们的生活更加便利、安全和环保。英飞凌的微电子产品和解决方案将带您通往美好的未来。2020财年（截止9月30日），公司的销售额达85亿欧元，在全球范围内拥有约46,700名员工。2020年4月，英飞凌正式完成了对赛普拉斯半导体公司的收购，成功跻身全球十大半导体制造商之一。

英飞凌电源与传感系统事业部提供应用广泛的电源、连接、射频（RF）及传感技术，让充电设备、电动工具、照明系统在变得更小、更轻便的同时，还能提升能效。新一代的硅基/宽禁带半导体解决方案（碳化硅/氮化镓）将为5G、大数据及可再生能源应用，带来前所未有的突出性能和可靠性。

高精度XENSIV 传感器解决方案为物联网设备赋予了人类的感官功能，让这些设备能够感知周遭的环境，并做出“本能”反应。音频放大器产品扩充了电源与传感系统事业部的产品线，让智能音箱及其它音频应用设备能够提供卓越的音质体验。

Navitas纳微

纳微半导体是全球领先氮化镓功率IC公司，成立于2014年，总部位于爱尔兰，拥有一支强大且不断壮大的功率半导体行业专家团队，在材料、器件、应用、系统、设计和市场营销方面，拥有行业领先的丰富经验，公司创始者拥有320多项专利。

GaNFast功率IC将GaN功率（FET）与驱动，控制和保护集成在一起，可为移动、消费电子、企业、电动交通和新能源市场提供更快的充电，更高的功率密度和更强大的节能效果。纳微在GaN器件、芯片设计、封装、应用和系统的所有方面已发布和正在申请的专利超过120项，已完成生产并成功交付了超过1300万颗GaNFast氮化镓功率IC，产品质量和出货量全球领先。

近期，纳微半导体也推出了最新一代氮化镓功率芯片NV6128，内置驱动和保护功能，适用于大功率快充产品。凭借优异的产品性能，纳微半导体已经成为小米、OPPO、联想、戴尔、LG等众多知名品牌的氮化镓芯片供应商，基于GaNFast芯片开发的产品多达百余款。

PI

Power Integrations 是一家专注于高压电源管理及控制领域的高性能电子元器件及电源方案的供应商，总部位于美国硅谷。

PI所推出的集成电路和二极管为包括移动设备、家电、智能电表、LED灯以及工业应用的众多电子产品设计出小巧紧凑的高能效AC-DC电源。SCALE 门极驱动器可提高大功率应用的效率、可靠性和成本效益，其应用领域包括工业电机、太阳能和风能系统、电动 汽车 和高压直流输电等。

自1998年问世以来，Power Integrations的EcoSmart 节能技术已节省了数十亿美元的能耗，避免了数以百万吨的碳排放。由于产品对环境保护的作用，Power Integrations的股票已被归入到由Cleantech Group LLC及Clean Edge赞助的环保技术股票指数下。

充电头网拆解了解到，PI的氮化镓芯片已被小米、OPPO、ANKER、绿联、belkin等多个品牌的快充产品采用。此外，PI还推出了全新的MinE-CAP IC，用于快充充电器时，体积可缩小40％。

ST意法半导体

意法半导体（STMicroelectronicsST）是全球领先的半导体公司，提供与日常生活息息相关的智能的、高能效的产品及解决方案。意法半导体的产品无处不在，致力于与客户共同努力实现智能驾驶、智能工厂、智慧城市和智能家居，以及下一代移动和物联网产品。享受 科技 、享受生活，意法半导体主张 科技 引领智能生活（life.augmented）的理念。意法半导体2018年净收入96.6亿美元，在全球拥有10万余客户。

目前，ST意法半导体推出了一款GaN半桥器件，内置驱动器和两颗氮化镓，并基于该芯片推出了一套推出65W氮化镓快充参考设计。

Texas Instruments德州仪器

德州仪器 （Texas Instruments）是全球领先的半导体公司，致力于设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式处理芯片。数十年来，TI一直在不断取得进展，推出的80000多种产品可帮助约100000名客户高效地管理电源、准确地感应和传输数据并在其设计中提供核心控制或处理，从而打入工业、 汽车 、个人电子产品、通信设备和企业系统等市场。

2020年11月10日，德州仪器推出了650V和600V两款氮化镓功率器件，进一步丰富拓展了其高压电源管理产品线。与现有解决方案相比，新的GaN FET系列采用快速切换的2.2 MHz集成栅极驱动器，可帮助工程师提供两倍的功率密度和高达99％的效率，并将电源磁性器件的尺寸减少59％。

Transphorm

Transphorm公司致力于设计、制造和销售用于高压电源转换应用的高性能、高可靠性的氮化镓（GaN）半导体功率器件。Transphorm持有数量极为庞大的知识产权组合，在全球已获准和等待审批的专利超过1000多项 ，是业界率先生产经JEDEC和AEC-Q101认证的GaN FET的IDM企业之一。

得益于垂直整合的业务模式，Transphorm公司能够在产品和技术开发的每一个阶段进行创新——包括设计、制造、器件和应用支持。充电头网拆解了解到，此前ROMOSS推出的一款65W氮化镓充电器内置的正式Transphorm公司的GaN器件。

XINGUAN芯冠 科技

大连芯冠 科技 有限公司是全球领先的第三代半导体氮化镓外延及器件制造商，致力于硅基氮化镓外延与功率器件的研发、设计、生产和推广，拥有先进的外延材料与功率器件生产线，提供650V全规格的功率器件产品，电源功率的应用覆盖几十瓦到几千瓦范围。广泛应用于消费类电子（快充、大功率适配器等）、工业电子与 汽车 电子等领域。

芯冠氮化镓功率器件的特点是兼容标准MOS驱动，应用设计简单；抗击穿电压高达1500V以上，使用安心。

充电头网总结

从三年前GaN技术开始在消费类电源领域商用，到如今市售GaN快充已经多达数百款，市场发展速度可谓是突飞猛进。这一方面是借助各大手机、笔电厂商陆续入局的产生的品牌影效应，另一方面也离不开氮化镓快充生态的日趋完善。

就充电头网本次不完全统计，已经布局快充市场的氮化镓芯片供应商已经多达16家，方案多达数百款；并且涵盖了多样化的封装方式，完全可以满足当前快充电源市场对核心器件的选型需求。

相信随着国家十四五规划对氮化镓产业的大力扶持，入局氮化镓功率芯片的厂商数量将越来越多。不仅产品类型将会的得到进一步完善，更重要的是当氮化镓产业呈现规模化发展后，电源厂商开发氮化镓快充的成本将会得到优化；而氮化镓功率芯片也将成为越来越多高性能快充电源产品的首选。

（温馨提示：文末有下载方式）

近期，硅片尺寸之争再起，硅片龙头隆基股份推出 M6 大硅片产品，并同时发布大硅片组件 Hi-MO4，清楚 表明了力推 M6 的意愿。那么 历史 上硅片尺寸经历过怎样的变化过程?隆基为何要力推 M6?与另一尺寸路线 158.75 方单晶相比，M6 有何优势，二者谁将胜出?M6 之后，是否会有更大尺寸的硅片产品推出?本报告试图 解答这些问题。

光伏硅片尺寸源自半导体，经历了从 125 到 156，从 M0 到 M2 这一不断增大的过程。 光伏硅片尺寸标准源 自半导体硅片，在摊薄成本和提高品质这两大需求的推动下，半导体硅片尺寸不断增大，光伏硅片也随之经历 了从小到大的过程。近年来，光伏硅片尺寸经历了 3 次较大的变革:1)1981 至 2012之间，硅片边距由 100 和 125 大幅度增大为156，成本大幅摊薄2)2013 至 2017年，硅片规格从 M0(边距 156，直径 200)变革为 M1 (边距 156.75，直径 205)与 M2(边距 156.75，直径 210)，组件尺寸不变，硅片尺寸增大，从而摊薄成本3) 目前正在进行中的变革是硅片规格从 M2 变革为 158.75 方单晶或者M6大硅片，这次变革增厚了产业链各环节 利润空间，并将硅片尺寸推至当前设备允许的极限。

增大硅片尺寸的驱动力是提高溢价、摊薄成本、拓展利润空间，在这些方面上 M6 比 158.75 方单晶更有优 势。 在电站建设中，使用大硅片高功率组件可以减少支架、汇流箱、电缆等成本，从而摊薄单瓦系统成本，为 组件带来溢价在组件售价端，158.75 方单晶可溢价 2 分钱，M6 可溢价 8 分钱。在制造成本端，大硅片本身可 以摊薄硅片、电池、组件生产环节的非硅成本，从而直接增厚各环节利润在硅片、电池、组件总成本方面: 158.75 方单晶可降低 2 分钱，M6 可降低 5 分钱。因而，总的来看，158.75 方单晶的超额利润为 4 分钱，M6 超 额利润为 13 分钱，M6 的空间更大。在目前的价格水平下，158.75 方单晶所获超额利润基本留在了硅片环节， 而 M6 大部分超额利润流向了组件环节。推广 M6 硅片的原动力在于增厚产业链各环节利润。在定价方面，我 们认为 M6 定价紧跟 M2 即可始终保持竞争优势，使得各环节的摊薄成本内化为本环节的利润，从而使各环节 毛利率均有提高。

M6已达部分设备允许尺寸的极限，短时间内硅片尺寸标准难以再提高。 增大硅片尺寸的限制在于现有设 备的兼容性。通过梳理拉棒切片、电池、组件三个环节用到的主要生产设备，我们发现现有主流设备可以兼容M6硅片，但这一规格已基本达到现有设备允许的尺寸上限，继续增大硅片尺寸则需重新购置部分设备，使得增 大尺寸带来的成本下降被新购设备带来的成本上升所抵消。因而短时间内硅片尺寸标准难以再提高，M6 将在相 当长的一段时间内成为标准上限。

硅片形状分类:方形和准方形

从形状来看，硅片可以分为方形硅片和准方形硅片两大类。方型硅片并非完全正方，而是在四角处也有小 倒角存在，倒角长度 B一般为 2 mm 左右。准方形硅片四角处为圆倒角，尺寸一般比方型硅片的倒角大很多， 在外观上比较明显。

硅片的关键尺寸:边距

对方形硅片来说，因为倒角长度变化不大，所以描述其尺寸的关键在于边距 A。 对准方形硅片来说，由于其制作过程为圆棒切方然后切片，倒角为自然形成，因而其关键尺寸是边距 A 与直径 D。

尺寸标准:源自半导体硅片

光伏硅片与半导体硅片技术本身极为相似，半导体产业规模化发展早于光伏，因而早期光伏硅片尺寸标准 主要源自半导体硅片行业。

半导体硅片尺寸经历了从小到大的过程。60 年代出现了 0.75 英寸的单晶硅片1965 年左右开始出现少量 的 1.5 英寸硅片1975 年左右出现 4 英寸硅片1980 年左右出现 6 寸片1990 年左右出现 8 寸片2000 年左 右出现 12 寸片预计 2020 年左右 18 寸片将开始投入使用。

半导体硅片尺寸不断增大的根本驱动力有两条:1)摊薄成本2)提高品质。硅片尺寸越大，在制成的每 块晶圆上就能切出更多芯片，从而明显摊薄了单位成本。同时随着尺寸的增大，边缘片占比将减少，更多芯片 来自于非边缘区，从而产品质量得到提高。

近年来光伏硅片尺寸经历了3 次变革

光伏硅片尺寸标准的权威是 SEMI(国际半导体产业协会)。跟踪其标准发布 历史 ，可以发现近年来光伏硅片尺寸经历了 3 次主要的变革:

1) 由 100 和 125 大幅度增大为 156此阶段为 1981 至 2012 之间。以 2000 年修改版后的标准 SEMI M6-1000 为例，类原片有 100/125/150 三个尺寸，对应的边距均值分别为 100/125/150 mm，直径分别为 125/150/175 mm，即严格按照半导体硅片尺寸来给定。2012 年，原 SEMI M6 标准被废止，新的 SEMI PV22 标准开始生效，边距 156 被加入到最新标准中

2) 由 156(M0)小幅调整至 156.75(M2)在标准方面，通过修订，新增的 M2 标准尺寸被纳入 SEMI 标 准范围内，获得了业界的认可

3)由 156.75(M2)小幅调整至 158.75 或者大幅增大为 166。此次变革尚在进行中。

第一次尺寸变革:125 到 156

2012 年前，光伏硅片尺寸更多地沿用半导体 6 寸片的规格，但由于电池生产设备的进步和产出量提升的需求，125 mm 硅片逐步被市场淘汰了，产品大多集中到156 mm 上。

从面积上来看，从 125 mm 硅片过渡到 156 mm，使硅片面积增大 50%以上，大大提高了单个组件产品功率，提高了资源开发与利用效率。

相比边距，当时直径的规格较多。边距 125 对应直径 164 mm 为主流，边距 156 对应直径 200 为主流(M0)。

第二次尺寸变革:M0 到 M1 再到 M2

第二次尺寸变革主要是指从 M0(边距 156 mm，直径 200 mm)变革为 M1(边距 156.75 mm，直径 205 mm) 与 M2(边距 156.75 mm，直径 210 mm)。这一变革在组件尺寸不变的情况下增大了硅片面积，从而提高了组件 封装效率。硅片面积的提升主要来自两个方面:1)边距增大使硅片面积增大，主要得益于设备精度不断提高， 可以增大硅片边距、减小组件排版时电池间的冗余留白2)圆角尺寸减小使硅片面积增大，主要得益于拉棒成 本的不断降低，可使用更大直径的硅棒以减小圆角尺寸。

这一变革由中国硅片企业推动，并在 2017 年得到 SEMI 审核通过，成为行业统一的尺寸。2013 年底，隆基、 中环、晶龙、阳光能源、卡姆丹克 5 家企业联合发布 M1 与 M2 硅片标准，在不改变组件尺寸的前提下，M2 通 过提升硅片面积使组件功率提升一档，因而迅速成为行业主流尺寸。

设备无需更改，1 年时间完成切换。此次尺寸改动较小，设备无需做大更改即可生产 M2 硅片，因而切换时 间较短。以隆基为例，在其 2015 年出货产品中，M1 硅片占比 80%，M2 占比仅为 20%2016 年 M2 占比已达 98%2017 年已完全不再生产 M0 与 M1 硅片。

第三次尺寸变革:从 M2 到 M6

M2 尺寸标准并未持续很长时间。由于市场对高功率组件的需求高涨，而已建成的电池产线通过提高效率来 提升功率相对较难，相比之下通过增大电池面积来满足更高的组件功率需求成为了部分厂商的应对之策，使得 硅片尺寸出现了 157.0、157.3、157.5、157.75、158.0 等多样化规格，给产业链的组织管理带来极大的不便。

在此情况下，业内再次考虑尺寸标准化问题，并出现了两种标准化方案:1)158.75 全方片。这一方案在不 改变现有主流组件尺寸的情况下将硅片边距增加到极限 158.75 mm，同时使用方形硅片，以减小倒角处的留白， 从而使得硅片面积增加 3%，对应 60 型组件功率提升约 10W2)166 大硅片(M6)。这一方案是当前主流生产 设备所允许的极限尺寸，统一到这一尺寸后业内企业难以再通过微调尺寸来提升功率，从而使得此方案的持久 性潜力更大。与 M2 硅片相比，其面积增益为 12%，对应 60 型组件功率提升约 40W。

使用大硅片的驱动力有以下两点:

1)在电站建设中，使用大硅片高功率组件可以减少支架、汇流箱、电缆等成本，从而摊薄单瓦系统成本， 为组件带来溢价

2)在制造端，大硅片本身可以摊薄硅片、电池、组件生产环节的非硅成本，从而直接增厚各环节利润

组件售价:158.75 可溢价 2 分钱，M6 可溢价 8 分钱

电站的系统成本由组件成本和非组件成本构成，其中非组件成本可以分为两大类:1)与组件个数相关的成 本，主要包括支架、汇流箱、电缆、桩基和支架安装成本等2)与组件个数无关的成本，主要包括逆变器和变 压器等电气设备、并网接入成本、管理费用等，这部分一般与电站容量相关。在电站容量一定的情况下，组件 个数取决于单个组件功率，因而组件个数相关成本也可叫组件功率相关成本。

对于尺寸、重量相近的光伏组件，在其设计允许范围内，支架、汇流箱、电缆等设备与材料的选型可不做 更改。因而对于单个组串，使用 M2、158.75 全方片和 M6 三种组件的成本相同，由此平摊至单瓦则其组件个数 相关的成本被摊薄，158.75 全方片比 M2 便宜 2 分钱，M6 比 M2 便宜 8 分钱。因此在组件售价端，158.75 全方 片的组件最多可比 M2 的组件溢价 2 分钱，M6 的组件最多可比 M2 的组件溢价 8 分钱。在前期推广阶段，组件 厂可能将此部分溢价让利给下游电站，以推动下游客户偏好转向 M6 硅片。

组件成本:158.75 可摊薄 2 分钱，M6 可摊薄 5 分钱

在总成本方面，158.75 方单晶比 M2 低 2 分钱，M6 比 M2 低 5 分钱。这一成本降低是制造端产业链推广 M6 源动力，也是推广 M6 为产业链增厚的利润空间。拆分到各环节来看: 1)硅片单瓦成本方面，158.75 方单晶硅片比 M2 硅片低 0.1 分钱，M6 硅片比 M2 硅片低 1.6 分钱2)电池成本方面，158.75 方单晶比 M2 低 0.3 分钱，M6 比 M2 低 0.9 分钱3)组件成本方面，158.75 方单晶比 M2 低 1.5 分钱，M6 比 M2 低 2.3 分钱。

硅片成本测算

硅片成本可拆分为硅成本、非硅成本、三费。其中:

1)硅成本与方棒面积成正比，即 M6 比 M2 贵 12%(0.122 元/片)，158.75 比 M2 贵 3%(0.031 元/片)

2)非硅成本中，在拉棒成本方面，圆棒直径变粗使得拉棒速度降低幅度小于圆棒面积增大幅度，最终 M6 比 M2 便宜 6.7%(2.38 元/kg)158.75 方单晶切方剩余率较低，最终使其比 M2 贵 1.5%(0.53 元/kg)。切片成 本大致与方棒面积成正比，最终使得 M6 非硅成本比 M2 贵 7.2%(0.066 元/片)，158.75 比 M2 贵 3.8%(0.036 元/片)

3)三费均以0.40元/片计。

综合来看，在单片成本方面，M6 比 M2 贵 8.1%(0.188 元/片)，158.75 比 M2 贵2.9%(0.066 元/片)平摊到单瓦成本，M6 比M2便宜 0.016 元/W，158.75 与 M2 基本持平。

非硅成本由拉棒成本和切片成本两部分组成。在单位重量拉棒成本方面，直径越大则单位重量长晶速度越快，因而M6 比 M2 便宜方单晶切方剩余率低，因而 158.75 方单晶比 M2 贵。

电池成本测算

置成本、非硅成本、三费。其中: 1)硅片购置成本与硅片定价策略有关，这里以 2019-6-20 价格为例，M2/158.75 方单晶/M6 三种硅片含税价格分别为 3.07/3.47/3.47元/片，摊薄到单瓦后，M6 与 M2 相近，158.75 比 M2 贵 0.049 元/W2)非硅成本方面，M6 比 M2 降 0.009 元/W，158.75 比 M2 便宜 0.002 元/W3)三费均假设为 0.10 元/W。

综合来看，电池环节的附加成本变化不大。

具体来看，在非硅成本中，银浆、铝浆、TMA 等的用量与电池面积相关，最终单瓦成本不变折旧、人工 等与容量产能相关的成本会被摊薄。

组件成本测算

组件成本可拆分为电池购置成本、非硅成本、三费。其中:

1)电池购置成本与电池定价策略有关，目前 M2/158.75 方单晶两种电池含税价格为 1.20/1.24 元/W，M6 电池尚无公开报价，考虑到目前 M6 与 M2 硅片单瓦定价相同，且电池成本变化不大，因而假设定价与 M2 相同

2)非硅成本方面，M6 比 M2 便宜 0.024 元/W，158.75 比 M2 便宜 0.015 元/W

3)三费均假设为 0.20 元/W。

综合来看，电池环节的附加成本降低幅度大于电池环节，但依然变化不大。

具体来看，在非硅成本中，EVA、背板、光伏玻璃等主要组成部分随本来就以面积计价，但 M6 与 158.75 产品提高了面积利用率，成本会有小幅摊薄同时产线的产能节拍不变，但容量产能增加。从而接线盒、折旧、 人工等成本会被摊薄。

各环节利润分配:158.75 超额利润在硅片，M6 超额利润在电池和组件

158.75 超额利润 4 分钱，M6 超额利润 13 分钱，M6 利润空间比 158.75 方单晶大约高 4 个百分点。在组件 售价端，158.75 可溢价 2 分钱，M6 可溢价 8 分钱在成本端，158.75 可降低 2 分钱，M6 可降低 5 分钱，因而 158.75 超额利润为 4 分钱，M6 超额利润为 13 分钱。在所有环节均自产的情况下，158.75 可提高净利率 1.7 个 百分点，M6 可提高净利率 5.2 个百分点。

在利润分配方面，在目前的价格水平下，158.75 方单晶所获超额利润基本留在了硅片环节。M6 电池和组件 尚无公开报价，按照假设电池售价 1.20 元/W、组件售价 2.28 元/W 来计算，超额利润在硅片/电池/组件环节的 分配大致为 0.02/0.01/0.10 元/W，大部分超额利润流向了组件环节。

推广 M6 硅片的原动力在于增厚产业链各环节利润。由于目前硅片尺寸的另一选择是158.75，所以推广 M6 需要在产业链各环节利润空间上同时大于 M2 和 158.75 方单晶。

静态情景:M6 组件定价与 M2 相同，让利下游电站，推动渗透率提升

最直接的推广方式是将 M6 组件价格设定为与 M2 相同，从而将电站端的系统成本摊薄让利给下游电站， 快速提升下游电站对 M6 组件的认可度。

目前 M2 组件价格为 2.20 元/W，若 M6 组件价格同样定为 2.20 元/W，则相应的 M6 电池价格需要下调为 1.20 元/W，与 M2 电池价格相同，以保证组件环节 M6 净利率大于 M2硅片价格可以维持 3.47 元/片不变，此 时电池净利率可保持在 18.3%，依旧高于 M2 电池的净利率 17.8%。在此情境下，M6 各环节净利率均超过 M2， 有利于 M6 推广。

与 158.75 方单晶相比，此时 M6 各环节超额利润为 5 分钱，而 158.75 方单晶超额利润为 4 分钱，M6 更有 优势。具体到各环节来看，M6 硅片环节净利率稍低，但电池和组件环节净利率高，更有利于全产业链共同发展。

动态情景:M6 定价紧跟 M2 即可始终保持竞争优势

在组件价格方面，M6 与 M2 定价保持一致，即可使 M6 组件保持在下游电站选型中的竞争优势。

在电池价格方面，M6 与 M2 定价保持一致，则可使组件环节的成本摊薄沉淀为组件环节的利润，使得对下 游组件厂来说生产 M6 组件时的毛利率始终高于 M2，因而 M6 组件更有吸引力。

在硅片价格方面，保持 M6 与 M2 单位面积的价格相同，则可使电池环节的成本摊薄沉淀为电池环节的利润，使得对电池厂来说生产M6 电池时的毛利率始终高于 M2，因而 M6 电池更有吸引力。

对硅片环节来说，保持 M6 与 M2 单位面积的价格相同则 M6 净利率比 M2 高 4 个点，硅片环节亦有推广动 力。这也为后续继续降价让利给电池、组件、电站留出了更多空间。

增大硅片尺寸的限制在于现有设备的兼容性。通过梳理拉棒切片、电池、组件三个环节用到的主要生产设 备，我们发现现有主流设备可以兼容 M6 硅片，但这一规格已基本达到现有设备允许的尺寸上限，继续增大硅 片尺寸则需重新购置部分设备，使得增大尺寸带来的成本下降被新购设备带来的成本上升所抵消。

拉棒与切片环节:单晶炉等关键设备裕度大，部分设备接近尺寸上限

在拉棒与切片环节，生产工艺主要分为拉棒、切方、切片三步，分别用到了单晶炉、截断机与开方机、切 片机等 4 种设备。总的来看，对于 M6 硅片来说，单晶炉与开方机尺寸尚有较大余量，截断机已接近部分厂家 设备尺寸的上限。

单晶炉:热屏尺寸尚有较大余量。当前主流单晶厂家热屏内径均留有较大余量。M2 硅片外径为 210 mm， 对应的圆棒直径为 214 mm 左右M6 硅片外径为 223 mm，对应的圆棒直径为 228 mm。当前主流单晶炉热屏内 径在 270 mm 左右，拉制直径 228 mm 硅棒完全可行，且无须重大改造。

截断机:M6 尺寸在目前设备加工规格范围内，但已接近设备加工规格上限。切断机用于将硅棒切成小段， 其加工规格较难调整。以连城数控官网提供的多线切断机主要参数来看，其适用的单晶硅棒直径为 155-230 mm。 而 M6 硅片对应的圆棒直径是 228 mm，在该设备加工规格范围内，已接近设备加工规格上限。

开方机:加工尺寸裕度较大。开方机用于将圆棒切成方棒。以高测股份单棒四线开方机为例，其切割棒料 直径为 200-300 mm，开方尺寸为 157-210 mm。M6 硅片对应的方棒直径为 223 mm，开方尺寸为 166 mm，现有 设备裕度较大。

电池环节:扩散炉内径最关键，目前可满足要求

目前主流 PERC 电池的生产工艺分为清洗制绒、扩散、刻蚀、镀膜、激光刻划、印刷栅线、烧结等工序，涉 及的关键设备有扩散炉、PECVD、激光刻槽机、丝网印刷机、烧结炉等。其中扩散炉、PECVD、烧结炉等管式加 热或真空设备尺寸难以调整，因而是硅片加大尺寸的瓶颈环节。若硅片尺寸超出现有设备极限，则只能购置新 设备，成本较高。目前常见的管式设备内径最小 290 mm。

扩散炉:圆棒直径需小于扩散炉炉管直径。在扩散工序中，一般使用石英舟承载硅片，然后将石英舟放置 于扩散炉炉管中。在扩散炉中，硅片轴线方向一般与扩散炉轴线方向平行，因而硅片尺寸需在扩散炉炉管截面 之内，即硅棒的圆棒直径需小于扩散炉炉管直径，且需要留有一定的 *** 作空间。将硅片边距由 156.75 mm 提高 到 166 mm 的同时，硅片外径将由 210 mm 增大到 223 mm，对于内径 290 mm 的扩散炉来说尚可行。在石英舟 方面，其尺寸经过合理设计一般可以满足M6 硅片进出炉体的要求。

PECVD:硅片边距需小于 PECVD 炉管内径。PECVD 与扩散炉的情况有以下两点不同:1)在 PECVD 中，使 用石墨舟装载硅片2)硅片轴线与 PECVD 炉管轴线垂直放置，因而只需硅片边距小于 PECVD 炉管内径即可。 为了提高 PECVD 产能，炉管内径一般较大，以叠放更多硅片。将硅片边距由 156.75 mm 提高到 166 mm 对于内 径 450 mm 的 PECVD 来说无障碍。

丝网印刷机:M6 硅片可兼容。丝网印刷机的传输系统、旋转平台、刮刀头、视觉系统均与硅片尺寸相关。

以科隆威为例，其官网挂出的唯一一款全自动视觉印刷机PV-SP910D 可兼容 M6 硅片。

组件环节:排版串焊与层压设备均近极限

组件环节主要分为排版串焊、叠层、层压、装框、装接线盒、固化清洗、测试包装等工序，主要需要用到 排版机、串焊机、层压机等设备。

排版串焊:可兼容，问题不大。排版串焊机的关键尺寸是组件长和宽，若组件尺寸在设备允许范围内，则 只需更改设置即可适用于大硅片组件若超出设备允许的最大组件尺寸，则很难通过小技改来兼容。以金辰的 高速电池串自动敷设机为例，其适用玻璃组件范围为长 1580-2200 mm、宽 800-1100 mm。预计使用 M6 硅片的 72 型组件长 2120 mm、宽 1052 mm，在排版串焊设备允许范围内。

层压:层压机尺寸已达极限。层压机的层压面积较大，一般一次可以处理多个组件。以金辰 JCCY2336-T 层 压机为例，其层压面积为 2300 mm×3600 mm。在使用 M2 硅片时，该层压机一次可处理 4 块 60 型组件，或 3 块 72 型组件。在使用 M6 硅片时，该层压机同样可以一次处理 4 块 60 型组件或 3 块 72 型组件。对于 60 型组 件来说，处理 M2 硅片组件时，该层压机长度方向的余量为 240 mm，较为宽裕但处理M6 硅片组件时，由于 单片电池尺寸增大 9.25 mm，60 型组件长度将加长 92.5mm，层压机长度方向的余量仅剩 55 mm，较为紧张。

辅材尺寸易调整。组件辅材主要包括光伏玻璃、EVA、背板、接线盒等。其中光伏玻璃、EVA、背板目前幅 宽可生产 166 及更大尺寸材料，仅需调整切割尺寸即可。接线盒不涉及尺寸问题，仅需考虑组件功率提高后接 线盒内部线缆材料可能需要使用更高等级材料。

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