太阳能硅片多线切割设备的发展

长 ，连硅锭开方机也变得非常紧张。由于开方机使用的钢丝直径较粗 ，
一
般２ ５ ０微米到 ３ ０ ０微米 ，较切片常用的直径 １ ２ ０微米的钢丝不容易发 生断丝 。另外 ，开方完成后 ，一般还要对硅锭打磨 。因此对切割 的精度
பைடு நூலகம்
要求 比硅片大大降低。
国内厂家 中上海 日进首先抓住 了这个机遇 ，目前 已经在 国内市场有 了不错的销售业绩。 另一家大连连城的开方机也于 ２ ０ ０ ９年取得重大突破。 ２ ０ １ ０年更多 国内企业有望在线开方设备制造取得突破 。
备供应商在中国市场产能中差不多是三分天下 ， Ｎ Ｔ Ｃ的份额稍微高一点 。
在上世纪 ８ ０年代 以前 ， 人们在切割超硬材料的时候一般采用涂有金刚石
粉 的内圆切割机进行切割。然而 随着半导体行业 的飞速发展 ，人们对 已 有 的生产效率难以满足 ，同时 由于 内圆切割的材料损失非常大 ， 在半导 体行业成本 的摩尔定律作用下 ，人们对于降低切 割成本 、提高效率 的要 求越来越高。多线切割技术因此而逐步发展起来。 多线切割 由于其更 高效 、更小切割损失以及更高精度的优势 ， 对 于 切割贵重 、超硬材料有着 巨大 的优势 ，近十年来 已取代传统的内圆切割
的金钢线切割技术 引入到硅片切割领域来 。
切割机 ，取得了长足 的进步 。但是该公 司还没有开发 出适应太 阳能硅片
切割的多线切割机。
虽然国内很多厂家在多线切割机的开发上投入 了很大的人力 、 物力 ，
但是实际进展却并不如人意。 在２ ０ ０ ８年 Ｐ Ｖ行业爆发式增长之际，不仅多线切割机交货期大大延
造研发也难有进展 。
湖南宇晶在 ２ ０ ０ ６ 年左右开始研制多线切割机 ， 主要针对水晶切割市
场。经过几年的实验和改进后 ，目前在 国内也已经销售出了几 十台多线
２ ０ ０ ３年随着太 阳能光伏行业的爆发式增长 ，国内民营企业 的硅片切 割业务迅速发展起来。大量引进 了瑞士和 日本产的先进 的数控多线切 割 设备 。国内设备制造企业也看到 了这个巨大的商机 ，纷纷投入资金 和人 力物力进行技术研发。但大多数都是仍 以仿制为主。 ２ ０ ０ ９年开始有一些厂家开始尝试将在其他行业 比如蓝宝石切割使用
引 言
硅片是半导体和光伏领域 的主要生产材料 。硅片多线切割技术是 目 前世界上 比较先进的硅 片加工技术 ，它不同于传统 的刀锯片 、砂轮片等
切割方式 ，也不 同于先进的激光切割和 内圆切割，它 的原理是通过一根
厂 家的设备生产能力 远远 不能满足 中国硅片加 — ｒ ： 企业的购买需求 ，在 ２ ０ ０ ８年市场火热的设备交货期最少半年 以上 ， 有的甚至一年以上。于是 很多相关的设备制造企业纷纷介入 ，比如 日 本 的高鸟 、安永专 门推出了
生产性试验数据来改进设备。
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多线切割技术的发展历史
在上世纪 ８ ０ 年代以前 ， 人们在切割超硬材料 的时候一般采用涂有金
刚石粉 的内圆切割机进行切割 。然而随着半导体行业 的飞速发展 ，人们
对 已有 的生产效率难以满足 ，同时由于 内圆切割的材料损失非常大 ， 在 半导体行业成本的摩尔定律作用下 ，人们对于降低切割成本 、提高效率 的要求越来越高 。多线切割技术 因此而逐步发展起来 。 在２ ０ ０ ３ 年 以前 ， 多线切割主要满足于半导体行业的需求 ， 切割技术 主要 掌握在欧 、美 、日、台等 国家和地 区，国内半导体业务以封装业务 为 主，上游 的晶圆切割技术远远落后于发达国家 和地 区，相关的设备制
一
引进 日 本技术 ， 早在 ２ ０ ０ ６ 年就推 出了第一 台多线切割样机 ， 样机类似 Ｎ Ｔ Ｃ Ｍ ＷＭ ４ ４ ２ Ｄ 。 样机在 １ ３ 进内部切割试验结果 良 好， 切除 的硅片质量完 全合格 。但是在客户实际试用的时候 ，还是遇到了很多的问题 ，比如成 品率低 、断线率高 、 设备 的控制精度 比国外进 口 设备要差。 国内陆陆续续推出多线切割样机的厂家还有上海汉虹、电子集团 ４ ５ 所 、兰州瑞德 、无锡开源 、大连连城 、 北京京联发 、湖南宇晶等。 从样机来看 ，技术原理和设计主要都是借鉴了 日 本 Ｎ Ｔ Ｃ Ｍ ＷＭ ４ ４ ２ Ｄ 机型的很多理念 ， 样机基本都属于小型机 。 北京京联发尝试开发类似 Ｈ Ｃ Ｔ Ｂ ５ 机型的样机 ， 但是在市场上没有看到试用的设备 。国内目前开发 出的 多线切割机样机都面临着类似的问题 ，成品率低 、断线率高、控制精度 差等 。加上硅料价格高 昂，客户尝试新机器的成本非常高 ，每次 的损失 可能动则几万元到几十万元 ，这也限制 了设备制造企业很难 获得更多 的
太阳能硅片多线切割设备的发展
史 伟
英利能源 （中国 ）有限公 司 河北
保定
０ ７ １ ０ ５ １
【 摘 要 】本文介绍 了多线切割技术的发展 历史，分析 了硅 片线切割设备 的现状 ，阐述了硅 片线切割设备 国内发展情况。 【 关 键 词 】太 阳 能 硅 片 切 割 发展 中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｇ４ ８ 文献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ： １ ０ ０ ９ — ４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ６ — ８ ５ 一 Ｏ ｌ
针对太阳能硅片切割的机型。 国内最早从事太 阳能多线切割机开发的要数上海 １ ３进了。上海 日进
高速运动 的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对 硅棒进行摩擦 ， 从 而将 硅棒等硬脆材料一次同时切割为数千片薄片的一种切割加工方 法。在整 个过程 中，钢线通过十几个导线轮的引导 ，在主线辊上形成一张线 网， 而待加工工件通过工作 台的下 降实现工件的进给。硅片多线切割技术 与 其他技术相 比 有： 效率高 ，产能高 ，精度高等优点。
二、硅片线切割设备的现状
目前全球的多线切割设备主要为瑞 士的 Ｈ Ｃ Ｔ 、 Ｍ ｅ ｙ ｅ ｒ Ｂ ｕ ｒ ｇ ｅ ｒ （ ￣耶博格） 和１ ３ 本的 Ｎ Ｔ Ｃ所统治 。瑞士 的 Ｈ Ｃ Ｔ 、梅耶博格最早在上世纪 ８ Ｏ年代就 推出了线切割机 ，主要为半导体行业所用。
在国内光伏行业切片领域 ，到 ２ ０ ０ ９年底国际上影响力最大 的三家设