幾何級增長！西門子科技成就光伏領域超級黑馬
http://www.debgrams.com 2022-05-10 08:56 來源：西門子工業業務領域
談及近些年倍受追捧的行業，光伏絕對算一個。在中國“30·60”雙碳目標的全力推進下，光伏行業正處于高速發展期。中國國家發改委能源所發布的《中國2050年光伏發展展望》預計，到2050年，光伏將成為中國第一大電力來源，約占當年全國用電量的40%左右。與此同時，一個遠離公眾視野的細分市場也將迎來自己的高光時刻。
硅片是光伏電池材料的核心元件，其切割工藝歷來是行業研究的熱點，也是關系到光伏產業降本增效的“臨門一腳”。湖南宇晶機器股份有限公司（宇晶）正是這一領域的深耕者。在攜手西門子以科技賦能下，這家企業的主打產品——多線切割機的市場占有率在過去一年實現了幾何級增長，成為讓行業為之側目的超級黑馬。
沖破技術藩籬
市值超25億元，累計擁有國家專利173項，深耕精密數控機床領域20余年，從湖南益陽走向全國和國際市場，這就是宇晶，一家與5G產業、新能源產業及半導體產業息息相關的科技型企業。公司產品主要用于太陽能光伏硅片、手機觸摸屏及后蓋、藍寶石、碳化硅及陶瓷等硬脆材料的精密加工。
如今，在新能源政策的大力扶持下，中國光伏發電量連續多年增幅保持在20%以上，市場對于硅片的需求量激增。而另一方面，由于光伏發電效率受硅片的切割工藝影響，該領域的技術競爭日趨激烈，落后產能將面臨淘汰。
明者因時而變。2019年，宇晶便啟動技術升級戰略，與西門子共同著手光伏硅片切割樣機開發，以期加快技術研發和沉淀，提高自身的市場競爭力，滿足不斷升級的行業需求。
“機遇永遠屬于有準備的人。我們希望構建明晰的技術發展規劃，通過多線切割機的快速迭代為中國制造業轉型和新能源產業升級做出貢獻。西門子在運動控制領域的實力毋庸置疑，是幫助我們沖破技術藩籬，把握發展紅利的理想伙伴。”
楊佳葳
湖南宇晶機器股份有限公司總經理
黑馬的誕生
硅片是光伏行業的主要生產材料，在過去兩年多的時間里，西門子與宇晶共同致力于開發硅片多線切割機控制系統相關技術。針對多線切割機“快、準、穩”的應用特點，西門子為宇晶度身定制了既匹配市場主流技術需求又兼容未來發展趨勢的整體解決方案。
多線切割機運動控制系統以西門子高端運動控制系統SIMOTION D為基礎，通過SINAMICS S120高性能伺服驅動器與SIMOTICS 1PH8和SIMOTICS 1FK2高性能伺服電機，實現穩定可靠的速度控制、定位控制、同步控制與張力控制等。同時系統還具備斷電不斷線功能，能夠有效避免由斷電引發的生產中斷，減少損失。
緊湊、可靈活擴展、經濟且響應性高的SIMOTION D+ SINAMICS S120
SIMOTICS S-1FK2 獲得“2019年IF產品設計金獎”。
一體化的解決方案，少不了PROFINET總線系統的通訊連接，不但能夠靈活、可靠地采集驅動器、控制器、人機交互界面（HMI）和分布式IO外設的數據，也為后續的數字化升級提供了便利。
宇晶與西門子在各自優勢領域的結合，最終達到“1+1＞2”的效果，實現了產能、技術、銷量的多贏。
在產能方面，即使受疫情影響，宇晶的多線切割機年產能仍從2020年的30余臺快速提升至2021年的近200臺。面對宇晶的旺盛需求，西門子團隊與多方密切溝通和協調，全力保障產品如期交付。2022年，接近20%市場份額的生產目標已排上日程。從0到20的飛躍，宇晶僅用了兩年。
在技術方面，宇晶多線切割機的關鍵數據均高于行業平均水平。一方面，其先進的加工設備和加工工藝實現了更高的制造精度。另一方面，西門子整體解決方案的綜合技術優勢也幫助宇晶提升了設備穩定性和可靠性，大大降低了整機箱振動率，從而進一步提升了設備的切割良率。目前，宇晶多線切割機的切割良率可達97%以上，單刀出片數超過3700片。橫向對比來看，僅一刀就高出業內平均水平200多片。
宇晶多線切割機切割良率和單刀出片數橫向對比圖（數據來自宇晶官網）
穩定的產能與出色的技術表現也引來了市場的熱情反饋。宇晶2022年第一季度財報顯示，歸屬于上市公司股東的凈利潤同比增加827.17%，這正得益于多線切割機銷量的爆發式增長。宇晶也由此不斷擴大市場占有率，成功躋身中國切片機市場前五大供應商，成為其所在領域當仁不讓的黑馬。
成本與未來
長期以來，成本過高是限制光伏行業發展的難題，光伏硅片切割過程中硅材料損失高達50%左右，浪費嚴重。如今，創新切割工藝的應用可有效提高光伏行業所追求的光電轉化率，也使制約光伏發展的成本難題有望得到緩解。西門子兼顧速度與精度的運動控制系統使宇晶有效規避了切割過程中斷線、停機、粗糙度過大等工藝難點，大大降低了切割過程中的材料損耗，從而使光伏成本相對更加可控，進一步降低度電成本，“平價上（電）網”成為可能。
通過將西門子運動控制解決方案與自身專利技術相結合，宇晶的光伏硅片多線切割機現已成為行業“爆款”。未來，其切割的硅片厚度有望薄至90微米（頭發絲的直徑一般為60-90微米），實力演繹“薄如蟬翼”。
“細如發絲”“薄如蟬翼”的硅片
“隨著中國光伏行業逐步由規模擴張轉為高質量發展，市場勢必對其核心元件的切割工藝提出更嚴苛的要求，進而推動多線切割機的更新迭代和技術升級。西門子和宇晶自合作以來，雙方團隊通過持之以恒的投入、長時間的產品開發與運行測試，一次又一次的設備完善升級，才取得了今天的成績。在產業轉型的大時代，我們唯有保持對技術的不斷探索，才能在發展中游刃有余。”
吳之立
西門子（中國）有限公司
運動控制事業部 GMC行業業務總監
隨著西門子與宇晶進一步推進與深化雙方在技術創新方面的合作，西門子運動控制解決方案的應用也逐步從宇晶的光伏硅片多線切割機拓展到藍寶石、陶瓷片和碳化硅多線切割機產品系列。
關于未來，西門子也與宇晶勾畫了更加宏大的藍圖，雙方已就數字化切片工廠展開探討，計劃攜手邁向 “工業4.0”時代。
他們，已蓄勢待發。
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