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抓住技術路線迭代機遇,開拓光伏硅片切割服務市場,布局半導體和藍寶石、磁性材料切割業務——
高測股份:在行業變軌中崛起
行業內技術路線轉換是企業“彎道超車”的最佳機遇,而是否能敏銳感知和把握機遇,則考驗著一家企業的戰略眼光與定力。
轉變總是在不經意間發生。2015年,當光伏硅片切割的主流技術由砂漿切割悄然轉向金剛線切割時,固步自封的企業開始被拋棄,留給行業新秀嶄露頭角的新機遇。
這是青島高測科技股份有限公司(簡稱“高測股份”)的機遇。彼時,高測股份已在金剛線切割技術領域默默布局數年,借助這次行業技術變軌,高測股份正式從輪胎切割行業“跨界”進入光伏硅片行業,實現了跨越式成長的第一步。

高測股份青島高新區總部。
“精密加工行業的特點之一就是技術迭代快,只有超前的技術研判和布局才能保證企業穩定、高速的成長。”高測股份董事會秘書王目亞說,預判集成電路產業未來的巨量發展空間,高測股份從2017年開始布局半導體硅片切割等新技術。
現在,半導體硅片切片技術路線也正處于迭代途中。高測股份,正在靜待下一次變軌。
把握技術迭代機遇
從輪胎切割到光伏硅片切割、半導體硅片切割,高測股份面對的不僅僅是切割物料的變更,更是背后核心技術路線的快速迭代。
精密加工行業的技術迭代往往來勢兇猛。從高硬脆材料切割技術的發展歷程來看,其切割方法歷經內圓鋸切割、砂漿切割、金剛線切割的多次技術升級。
相較砂漿切割技術,金剛線切片機的切片速度大幅提升,材料損耗不斷降低。以切割硅材料為例,相同線徑下金剛線切割比砂漿切割單位硅料的硅片產出增加20%左右,而線網運轉速度更是直接從580-900米/分鐘迅速提升至目前的2400米/分鐘。金剛線母線直徑已由2016年的80微米降至2021年的38-42微米。

硅棒截斷與開方工序自動化上下料。
技術的加速迭代像過濾的網篩一樣,將來不及“轉身”的企業迅速淘汰。“甚至是行業龍頭企業,當年一些固守砂漿切割技術的企業已經被遠遠甩開。”王目亞說。
金剛線切割技術的迭代讓“初出茅廬”的高測股份迎來爆發。2015年開始,在金剛線切割技術替代砂漿切割的轉折期,借助技術路線轉移時機,高測股份完成了對國外企業的“彎道超車”。
高測股份的市場表現或許是這場變軌最生動的一個切面。2015年,高測股份營收約6500萬元,而從2016年開始迎來市場爆發,營收達到1.47億元,同比增長126%。2017年,營收大增至4.25億元,同比增長189%。截至今年前三季度,高測股份營收已突破9.7億元。
2016年以前,瑞士梅耶博格、日本小松NTC等國際設備廠商在國內光伏切割設備行業占主導地位。在這之后,國內廠家的市場份額逐年提升,目前已占據行業主導地位,進一步擴展了光伏產業鏈的國產化空間。
2020年下半年以來上演的“芯片荒”像一束強光打在集成電路產業身上。事實上,作為芯片載體的半導體硅片也正在經歷新的變化。與光伏硅片相比,半導體硅片對產品質量及一致性要求極高,制備難度遠大于前者,砂漿切割技術作為成熟、穩定的技術方案仍在被廣泛應用。
目前國內半導體硅片的生產設備主要進口自日本NTC、TOYO,歐洲HCT、M&B等廠商。但是,如同光伏硅片切割所經歷的技術路線迭代,半導體硅片切割目前也面臨著從砂漿工藝向金鋼線切割工藝的轉折。
目前,高測股份已完成8英寸半導體硅片金剛線切片機研發樣機的生產驗證,并正式對外出售。“隨著生產工藝的提升,未來12寸硅片的切割也將轉向金鋼線技術路線,國產替代將迎來新機遇。”王目亞說。
核心技術的超前布局
對核心技術的超前儲備和布局是高測股份抓住每一次機遇的關鍵。高測股份從2011年開始研發光伏硅片切割技術,而對半導體硅片切割技術的研發則始于2017年。正是基于對行業發展趨勢的預判,高測股份踏準了行業變軌的關鍵步點。
以微米級別的極細金剛線將高硬度的硅棒材料切成均勻且接近紙張輕薄的“薄片”,是金剛線切片機的技術難點所在。高測股份的金鋼線切片機于2016年上市,其間研發歷經四年多時間。
金剛線切片機運轉時,細密排布的金剛線網線速度在4-5秒時間內瞬間加速至約2400米/分鐘(144公里/小時),持續運行30秒后又會在4-5秒時間內減速至靜止狀態,然后反方向加速,如此循環往復高速切割,一根常規182毫米*182毫米的硅棒切片過程通常耗時需90-95分鐘左右。
切片過程中,金剛線切片機300多個部件精密配合,收放線輪、小導輪、主輥同步精準運轉,伺服系統的同步、金剛線的張力波動等技術指標需要高度穩定。“一分一毫的差距都會導致金剛線斷線、硅片破碎,因此對設備的精準度和穩定性要求極高。”王目亞說,切片機控制系統的響應頻率已達到幾十毫秒(0.01s)級別的精度。
持續、高強度的研發投入是高測股份突破核心技術的關鍵。從2012年開始,高測股份的研發投入基本保持在10%以上,其中2013年至2015年的研發投入分別高達19%、14%、17%。已建立形成包括3項核心支撐技術及包括高精度切割線管理、低張力高效上砂、機器視覺圖像識別、金剛石微粉鍍覆等技術在內的16項核心應用技術。
從切割設備、切割耗材到切割工藝,高測股份已形成硅片切割的系統化解決方案,高硬脆材料切割設備和切割耗材銷售收入均居行業前三,已覆蓋全球光伏硅片產能前十名客戶。

高測股份光伏硅片切片機裝配車間。
在國內大硅片產能缺口明顯、晶圓廠陸續投建和下游需求確定的前提下,國內企業密集投建大硅片項目。半導體硅片切割設備及相關耗材的市場需求也將迎來重要窗口發展期。
基于公司自主核心技術,高測股份在半導體行業硅片切片環節陸續實現了基于金剛線技術的切割設備和切割耗材的研發及應用突破,率先完成了半導體金剛線截斷機、6 英寸半導體金剛線切片機、半導體金剛線的批量銷售。“目前我們也是國內首家形成8英寸半導體硅片金剛線切片機銷售的企業,仍然走在行業前列。”王目亞說。
更廣闊的市場空間
伴隨上下游產業鏈的發展,高測股份也在不斷探索新的發展空間,不斷拓展產業邊界。
今年3月,高測股份在四川省樂山市投資建設了“光伏大硅片研發中心及智能制造示范基地項目”,啟動了公司在光伏大硅片切割加工方面的產業化布局,目前已具備182、210各類大尺寸硅片研發和規模化生產能力,為行業提供優質高效的大硅片薄片化解決方案。
9月,高測股份“建湖10GW光伏大硅片項目”正式開工建設,預計2022年下半年建成投產,達產后總產能預計10GW。
“以前是把設備和金剛線賣給客戶,現在還可以直接為他們提供硅片加工服務,這是從賣產品延伸到賣服務的拓展。”王目亞說,目前高測股份在建、待建切片代工項目產能已達到 35GW。
除了半導體硅片領域的布局,高測股份還將目光投向了藍寶石材料、磁性材料等更多高硬脆材料加工領域的產業化應用,將藍寶石、半導體及磁材等作為創新業務產品線。
藍寶石最初應用于窗口片,包括飛機光電窗口、紅外探測、安防等領域。隨著 LED 照明興起,藍寶石作為 LED 襯底片的需求量大幅增加。近年來,消費電子領域應用亦逐步擴大,主要包括智能手機攝像頭保護蓋、智能手表表鏡等。未來藍寶石還可能作為屏幕應用到手機、平板電腦等電子產品上。
在磁性材料領域,我國是磁性材料生產大國,磁性材料是工業和信息化發展的基礎性材料,其硬度高、性脆、忌溫度驟變,機械加工存在一定難度。隨著磁性材料應用的發展,生產企業對加工精度、加工技術的要求也越來越高,傳統的砂漿切割已無法滿足高精度高效率切割的要求。目前,國內磁性材料切割已少 量應用金剛線,但尚處于由砂漿切割向金剛線切割的轉型階段。
截至今年6月30日,高測股份創新業務設備類產品共實現收入2213萬元,創新業務耗材共實現收入2334萬元,創新業務設備類產品在手訂單金額約2524萬元。
面臨更廣闊的市場空間,高測股份信心滿滿。(青島日報/觀海新聞記者 王偉)

青島日報2021年12月17日11版
責任編輯:岳文燕
