德國進(jìn)口Leybold全系列THERMOVAC TM 101

談及近些年倍受追捧的行業(yè)，光伏絕對(duì)算一個(gè)。在中國“30·60”雙碳目標(biāo)的全力推進(jìn)下，光伏行業(yè)正處于高速發(fā)展期。中國國家發(fā)改委能源所發(fā)布的《中國2050年光伏發(fā)展展望》預(yù)計(jì)，到2050年，光伏將成為大電力來源，約占當(dāng)年全國用電量的40%左右。與此同時(shí)，一個(gè)遠(yuǎn)離公眾視野的細(xì)分市場(chǎng)也將迎來自己的高光時(shí)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(yè)研究的熱點(diǎn)，也是關(guān)系到光伏產(chǎn)業(yè)降本增效的“臨門一腳”。湖南宇晶機(jī)器股份有限公司（宇晶）正是這一領(lǐng)域的深耕者。在攜手西門子以科技賦能下，這家企業(yè)的主打產(chǎn)品——多線切割機(jī)的在過去一年實(shí)現(xiàn)了幾何級(jí)增長(zhǎng)，成為讓行業(yè)為之側(cè)目的超級(jí)黑馬。

　　沖破技術(shù)藩籬

　　市值超25億元，累計(jì)擁有國家173項(xiàng)，深耕精密數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域20余年，從湖南益陽走向全國和國際市場(chǎng)，這就是宇晶，一家與5G產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)息息相關(guān)的科技型企業(yè)。公司產(chǎn)品主要用于太陽能光伏硅片、手機(jī)觸摸屏及后蓋、藍(lán)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(fā)電量連續(xù)多年增幅保持在20%以上，市場(chǎng)對(duì)于硅片的需求量激增。而另一方面，由于光伏發(fā)電效率受硅片的切割工藝影響，該領(lǐng)域的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，落后產(chǎn)能將面臨淘汰。

　　明者因時(shí)而變。2019年，宇晶便啟動(dòng)技術(shù)升級(jí)戰(zhàn)略，與西門子共同著手光伏硅片切割樣機(jī)開發(fā)，以期加快技術(shù)研發(fā)和沉淀，提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，滿足不斷升級(jí)的行業(yè)需求。

　　“機(jī)遇永遠(yuǎn)屬于有準(zhǔn)備的人。我們希望構(gòu)建明晰的技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，通過多線切割機(jī)的快速迭代為中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型和新能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)做出貢獻(xiàn)。西門子在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的實(shí)力毋庸置疑，是幫助我們沖破技術(shù)藩籬，把握發(fā)展紅利的理想伙伴?！?/p>

　　楊佳葳

　　湖南宇晶機(jī)器股份有限公司總經(jīng)理

　　黑馬的誕生

　　硅片是光伏行業(yè)的主要生產(chǎn)材料，在過去兩年多的時(shí)間里，西門子與宇晶共同致力于開發(fā)硅片多線切割機(jī)控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)。針對(duì)多線切割機(jī)“快、準(zhǔn)、穩(wěn)”的應(yīng)用特點(diǎn)，西門子為宇晶度身定制了既匹配市場(chǎng)主流技術(shù)需求又兼容未來發(fā)展趨勢(shì)的整體解決方案。

　　多線切割機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)以西門子運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)SIMOTION D為基礎(chǔ)，通過SINAMICS S120高性能伺服驅(qū)動(dòng)器與SIMOTICS 1PH8和SIMOTICS 1FK2高性能伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的速度控制、定位控制、同步控制與張力控制等。同時(shí)系統(tǒng)還具備斷電不斷線功能，能夠有效避免由斷電引發(fā)的生產(chǎn)中斷，減少損失。

緊湊、可靈活擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)且響應(yīng)性高的SIMOTION D+ SINAMICS S120

　　SIMOTICS S-1FK2 獲得“2019年IF產(chǎn)品設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)”。

　　一體化的解決方案，少不了PROFINET總線系統(tǒng)的通訊連接，不但能夠靈活、可靠地采集驅(qū)動(dòng)器、控制器、人機(jī)交互界面（HMI）和分布式IO外設(shè)的數(shù)據(jù)，也為后續(xù)的數(shù)字化升級(jí)提供了便利。

　　宇晶與西門子在各自優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域的結(jié)合，最終達(dá)到“1+1＞2”的效果，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能、技術(shù)、銷量的多贏。

　　在產(chǎn)能方面，即使受疫情影響，宇晶的多線切割機(jī)年產(chǎn)能仍從2020年的30余臺(tái)快速提升至2021年的近200臺(tái)。面對(duì)宇晶的旺盛需求，西門子團(tuán)隊(duì)與多方密切溝通和協(xié)調(diào)，全力保障產(chǎn)品如期交付。2022年，接近20%的生產(chǎn)目標(biāo)已排上日程。從0到20的飛躍，宇晶僅用了兩年。

　　在技術(shù)方面，宇晶多線切割機(jī)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)均高于行業(yè)平均水平。一方面，其先進(jìn)的加工設(shè)備和加工工藝實(shí)現(xiàn)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(shù)優(yōu)勢(shì)也幫助宇晶提升了設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性，大大降低了整機(jī)箱振動(dòng)率，從而進(jìn)一步提升了設(shè)備的切割良率。目前，宇晶多線切割機(jī)的切割良率可達(dá)97%以上，單刀出片數(shù)超過3700片。橫向?qū)Ρ葋砜?，僅一刀就高出業(yè)內(nèi)平均水平200多片。

宇晶多線切割機(jī)切割良率和單刀出片數(shù)橫向?qū)Ρ葓D（數(shù)據(jù)來自宇晶）

　　穩(wěn)定的產(chǎn)能與出色的技術(shù)表現(xiàn)也引來了市場(chǎng)的熱情反饋。宇晶2022年第一季度財(cái)報(bào)顯示，歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)同比增加827.17%，這正得益于多線切割機(jī)銷量的爆發(fā)式增長(zhǎng)。宇晶也由此不斷擴(kuò)大，成功躋身中國切片機(jī)市場(chǎng)前五大供應(yīng)商，成為其所在領(lǐng)域當(dāng)仁不讓的黑馬。

　　成本與未來

　　長(zhǎng)期以來，成本過高是限制光伏行業(yè)發(fā)展的難題，光伏硅片切割過程中硅材料損失高達(dá)50%左右，浪費(fèi)嚴(yán)重。如今，創(chuàng)新切割工藝的應(yīng)用可有效提高光伏行業(yè)所追求的光電轉(zhuǎn)化率，也使制約光伏發(fā)展的成本難題有望得到緩解。西門子兼顧速度與精度的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)使宇晶有效規(guī)避了切割過程中斷線、停機(jī)、粗糙度過大等工藝難點(diǎn)，大大降低了切割過程中的材料損耗，從而使光伏成本相對(duì)更加可控，進(jìn)一步降低度電成本，“平價(jià)上（電）網(wǎng)”成為可能。

　　通過將西門子運(yùn)動(dòng)控制解決方案與自身技術(shù)相結(jié)合，宇晶的光伏硅片多線切割機(jī)現(xiàn)已成為行業(yè)“爆款”。未來，其切割的硅片厚度有望薄至90微米（頭發(fā)絲的直徑一般為60-90微米），實(shí)力演繹“薄如蟬翼”。

　　“細(xì)如發(fā)絲”“薄如蟬翼”的硅片

　　“隨著中國光伏行業(yè)逐步由規(guī)模擴(kuò)張轉(zhuǎn)為高質(zhì)量發(fā)展，市場(chǎng)勢(shì)必對(duì)其核心元件的切割工藝提出更嚴(yán)苛的要求，進(jìn)而推動(dòng)多線切割機(jī)的更新迭代和技術(shù)升級(jí)。西門子和宇晶自合作以來，雙方團(tuán)隊(duì)通過持之以恒的投入、長(zhǎng)時(shí)間的產(chǎn)品開發(fā)與運(yùn)行測(cè)試，一次又一次的設(shè)備*升級(jí)，才取得了今天的成績(jī)。在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的大時(shí)代，我們唯有保持對(duì)技術(shù)的不斷探索，才能在發(fā)展中游刃有余。”

　　吳之立

　　西門子（中國）有限公司

　　運(yùn)動(dòng)控制事業(yè)部 GMC行業(yè)業(yè)務(wù)總監(jiān)

　　隨著西門子與宇晶進(jìn)一步推進(jìn)與深化雙方在技術(shù)創(chuàng)新方面的合作，西門子運(yùn)動(dòng)控制解決方案的應(yīng)用也逐步從宇晶的光伏硅片多線切割機(jī)拓展到藍(lán)寶石、陶瓷片和碳化硅多線切割機(jī)產(chǎn)品系列。

　　關(guān)于未來，西門子也與宇晶勾畫了更加宏大的藍(lán)圖，雙方已就數(shù)字化切片工廠展開探討，計(jì)劃攜手邁向 “工業(yè)4.0”時(shí)代。

　　他們，已蓄勢(shì)待發(fā)。

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