金刚线硅片切割设备的趋势

1) 高线速、高产能支持单GW投资减少

根据断裂力学理论和硅材料的性质, 当金刚石磨粒的最大切削深度大于硅材料的临界切削深度时, 将发生从塑性切削到脆性断裂切削的转变. 所以, 在金刚石线负载的允许范围内, 在多线切割过程中适当提高钢丝速度有利于去除延展性域中的硅材料, and the quality of the silicon wafer surface will be improved. 下表显示了不同生产线速度下的切割比较. 随着线速度的提高, 缩短处理时间, 提高单机日产能.

桌子 1 不同线速切割的比较

关键要点

Silicon wafer cutting equipment is developing toward higher line speed and higher productivity to reduce per-GW investment.
Diamond wire saw equipment trends include thinner wires, faster cutting and smarter tension control, tracking the PV industry’s cost-down roadmap.

对于硅片切割设备制造商, 同时考虑降低成本, 有必要进一步提高设备的整体稳定性, 特别是张力控制的稳定性, 主轴轴承箱的稳定性和设备的强度. 现在, 市场上主流的切片线速度为1800~2100米/分钟. 因为 2017, 切片机线速度的提高已经开始分化. 由 2019, 一些金刚石线切片机厂家受制于技术路线选择和自身的研发能力. 极限保持在1800m/min, 以及少数具有强 R 的制造商&D能力持续将线速度提高到2400m/min, 提高技术壁垒. 随着切割设备和金刚石线技术的改进, 线速也将进一步提高. 预计未来发展趋势如下

桌子 2. 切片线速度发展趋势

切割线速度的提高, 结合金刚石线切割能力的增强, 缩短每把刀的切割时间，提高每台设备的日生产能力. 在 2016, 近 40 每GW的生产能力需要切片机, 但目前, 随着生产线速度和装载能力的提高, 只 16 每GW产能的切片机; 用于提高单片机功率, 在不久的将来, 每GW切片机的投资将减少. 所以, 固定资产投资, 以及后来的水电费, 维护成本, 对于计划新增产能并计划增加产能的企业来说，劳动力成本将降低.

2)切割设备的小型化支持减少单个GW车间的占地面积

切片机需要实现更高的稳定性和较高的线速. 除了专注于主轴电机的研究, 主辊的润滑和冷却, 主辊切割室的精度, 以及切削冷却和润滑系统, 还需要优化设备的整体结构. 金刚石线的收线和放线路径需要进一步缩短，以减少张力波动. 而切割设备的性能将在未来得到改善, 整体结构将更加紧凑和小型化. 单个设备占地面积的减少也大大减少了新工厂单个GW工厂的占地面积, 因此可以在一定程度上降低工厂的投资成本.

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Equipment trends in this space follow one driver: getting more good wafers per ingot out of the wafer cutting process.

常见问题

What are the development trends of silicon wafer cutting equipment?

Higher wire line speed, thinner diamond wire, larger loading capacity and smarter tension control — all aimed at lower investment and operating cost per gigawatt of wafer output.

Why does line speed matter in wafer cutting equipment?

Higher line speed raises cutting efficiency and surface quality, increasing throughput per machine and reducing equipment investment per unit of capacity.