核心要点
1）电镀铜的优势：电池转换效率的提升和节约银浆成本。
2）电镀铜设备：电镀铜设备可兼容异质结、Topcon，只要用铜电镀一定有图形转移技术，一定会买曝光机、油墨印刷机等。只要用铜电镀，就绕不开芯碁微装的曝光机，只有曝光机能做图形影像。
3）电镀铜设备布局厂商：曝光机主要是芯碁微装，现在隆基和通威在用芯碁微装的曝光机。曝光机的设备价值占电镀铜设备的50-60%，是电镀铜设备中价值量占比最大的环节，每GW价值量估计在3000-5000万，可能达5500万。电镀机包括东威、捷得宝等。
光伏异质结铜电镀行业情况
电镀铜的优势主要是性能提升和成本节约：
1） 铜电镀取代银浆就是把格栅的线路做的更细，现在线宽线距基本可以做到 10𝜇𝑚以内， 原来丝网印刷基本是 20𝜇𝑚。线宽线距尺寸越小，越能提高电池的转换效率，大概能提 升 20%以上是一个目标。2）可以节约银浆，银浆成本比较高。印刷银浆的厚度基本要达到 90𝜇𝑚以上。异质结电镀铜的主要工序：前面的两道工艺制绒和 PVD 溅射，是没有变的。增加的工艺是用曝光机替代丝网印刷机和烤箱。具体分为图形化和金属化两个环节：1）图形化：先使用PVD设备做一层铜的种子层，然后使用油墨印刷机（掩膜一体机）的湿膜法制作掩膜。在经过掩膜一体机的印刷、烘干、曝光处理后，在感光胶或光刻胶上的图形可以通过显影的方法显现出来，即图形化工艺。2）金属化：首先完成铜的沉积（电镀铜），然后使用不同的抗氧化方法进行处理（电镀锌或使用抗氧化剂制作保护层）。最后去掉之前的掩膜、铜种子层，露出原本的ITO。然后做表面处理，比如文字、标签或者组装玻璃，这是一整道工序，即完成铜电镀的所有过程。注：铜电镀的打底层是铜，前面制绒后的PVD溅射已经打底，可以加厚，每个客户对铜的客户不同，有的15𝜇𝑚，有的 25𝜇𝑚。低端的是镀铜锡，高端的镀铜或铜银合金。
电镀铜的技术壁垒：
1）环保：因为光伏产能很大，有些物质比较难处理，比如干膜或者油墨都是有机污染物，环评上比较难处理。水电镀的硫酸铜，本身还不是太难处理，但后面如果要镀银，就需要氰化银浆，氰化物是国家管控的剧毒；如果镀锡里面有氨氮，都是很难处理的环评问题，现在一线城市环保查的都很严。根据海源复材的调研，针对环保问题，铜栅线工艺设计了中水回用系统，排放可达国家一级标准，实现含铜化学品的循环使用，仅需新增中水系统固定资产投入成本，及中水系统运行成本。2）产能：光伏产能很大，按标准的最大尺寸，最后制作一个太阳能电池板需要72块正方形板拼接完成，1GWh的片子一般约等于8000-10000片。用迈为的丝网印刷，一台机器基本就可以做8000-10000片，这在水平电镀上是很难完成的。水平电镀导致效率降低、投资额加大。我们做的最好的也就2500-3000个片子，1GWh就按3台来说，一台预算1000万，三台就要3000万，而一台丝网印刷机不可能3000万。这就是效率产能上的差异。3）铜栅线脱栅/氧化：原来制绒后溅射，再丝网印刷，把银浆用网板铺上，然后把银浆刮掉，之后再进烤箱加固使其结合力更好，这是物理型的制作工艺，是没有问题的。但是铜电镀会出现结合力问题，整个格栅可能某个区域会脱栅。因为制绒之后需要磁控溅射，需要走很多化学流程，走曝光机要进蓝光区域，无声时间很长，有温差问题。此外，出来之后需要显影，显影液需要在磁控溅射那一层铜上过一遍，显影液不干净会残留有机物，这个有机物没法用常规方法处理，因为溅射上的铜最后只有1μm，如果把中间的介质层咬断，最后镀层镀不上也就无法导电。这层铜很容易被氧化，走到水平电镀制程的时候可能某个区域就氧化了，镀的格栅结合就不好，可能在高负荷工作的时候炸开。这个事情隆基也探讨过，说脱落也没事，因为最终电池组装后还要压合一层玻璃，就算拖网也不会完全掉落。根据海源复材调研，针对铜氧化问题，可通过镀锡覆盖铜增加焊接性并防止氧化，或通过不同的组件工艺防止氧化。由于铜栅线更细，附着面积更小，在同样应力条件下，铜栅线的附着力不够，相较于银栅线更容易脱落。针对铜脱栅，可通过工艺改进及技术开发，配合前段电池工艺解决脱栅问题。4）电镀设备：本身片子的精度很高，线宽线距控制在10𝜇𝑚，但是电镀导电就要有夹边距， 现在做的夹边距是 3mm，实际上只留了 1.5mm 以内。这个就有点亏，因为相当于加了一个成 型的制程，成本也有增长。技术上来说，电镀铜还是有一定难度的，比 PCB 要高端。电镀铜设备：设备可以兼容 Topcon 和异质结。只要用铜电镀一定有图形转移技术，一定会 买曝光机、油墨印刷机等。只要用铜电镀，就绕不开芯碁微装的曝光机，只有曝光机能做图 形影像，7-8 秒就能做一整版，速度很快。注：曝光机就是LDI，在半导体领域叫光刻机，但是比半导体领域的精度低，是微米级而不是纳米级。异质结的银浆降本除电镀铜外，还包括银包铜、多主栅、激光转印技术：1）银包铜技术：银包铜和电镀铜各有各的优势，但其实原理是一样的，都需要曝光、显影、图形化等环节。如果是采用银包铜，可能镀20微米的银，5微米的铜，是在一条产线上完成的，先镀铜，之后清洗一遍，直接进入到下一道镀银的工序。设备是通用的。理论上异质结如果要发展，电镀的技术是必须的。2）激光转印技术：做的比较好的是帝尔激光。2021年6月，帝尔激光宣布已完成激光转印量产化技术储备，与下游龙头企业紧密推进产业化进程，如隆基。迈为也有相应设备，2021年4月，迈为公布已经研发完成一种特殊的转移印刷设备，有望节省银浆40-50%。从产品上来看，迈为的设备没有帝尔的设备精度高。激光转印技术可能会有突破。两种技术所应用的环节一样，只是改变了供应方式，不用铜电镀。铜电镀是在所有层面上嫁接一层格栅，激光技术是在原有的基材上直接在表面做出一层格栅网，没有结合力的说法。（注：激光转印技术采用激光图形化扫描，将浆料从柔性透光材料转移至电池表面形成栅线。激光转印可以实现253）多主栅（MBB）技术：多主栅技术是在增加主栅数目的同时减小主栅和细栅宽度，可以实现尽量在不牺牲电池转换效率、增加组件可靠性的同时，降低银浆用量。以M2硅片为例，使用MBB技术可以将银浆耗量从4BB时的50mg降低至200mg/片以下；若使用0BB技术，银浆用量进一步降低至120mg/片。Q：通威、隆基、爱旭和海源复材这些主流电池厂在电镀铜方面的研究进度？A：不知道海源复材购买捷得宝设备的运营状况，是否出货，但他找捷得宝买的PVD后的全套设备，曝光机、显影机包括电镀机。捷得宝做曝光机问题应该不大，但是我对他的水平电镀有点看法。水平电镀制程比较难攻克，10或者15年前安美特攻克了这个技术。他在PCB领域开发出了水平电镀。但是水平电镀有一个弊端，就是买我的设备必须要买我的电化学药水。他用了三价铁离子药水而不是常规硫酸铜系列的药水，因为水平电镀用朝下的那面去电镀的话，槽液里会产生氢气。气体会产生气泡，气泡在槽液里面，上面是阴极的太阳能板，很难把气泡赶出来，那样就会有很多空洞。所以他做曝光显影我认为是可以的，但是他做电镀，没有好的电化学经验会让他很痛苦。国内而言，在PCB领域，和电镀铜原理一样，很多人要研发安美特的水平电镀线，但是10年以来都没人研发成功。东威也在开发，但是也没有百分百的把握。在捷得宝这件事上用水平电镀，确实能提升效率，可以达到每小时6000-7000片的产能，因为相比起垂直电镀，水平电镀的通过性更好，不像通威的垂直电镀是单边夹带着产品走，而水平电镀不是，是直接放在平面，速度可以更高，电流密度更高，但是带来的问题是质量问题。就是刚刚我讲的电镀过程中产生氢气，气泡无法排出导致表面有空洞的现象。看到时候捷得宝测试的时候能不能去看一下。如果他们能做好，东威可以吸取他们的经验，但不反驳他们的技术。但是如果他们做得不好，就说明还是没有走出我考虑的技术路线。Q：东威科技在哪些环节中做得比较好或者已经开始供货？A：公司做了两种，第一种公司做了一个实验厂，是供给迈为的，迈为是想把所有的制程都做完之后，只是拿到试验场上稍微镀下线路，看看工艺情况。公司只供了一款设备，这个实验厂是比较简单的，就只有几个挂具，几个PP板、几个焊接的槽子而已。迈为只是把它当成电镀实验室，一个实验工具而已，不算是正式产线。第二种是给通威的太阳井公司，在昆山的弗莱吉电镀产业园。弗莱吉找公司买了一台垂直连续的设备，但是能感觉到他们做的不是高端产品，他们做的还是陶瓷，只不过是高端陶瓷。他们是低端的而不是高端的，一小时产出六七百片，也属于试验线。当时研发的时候也没有考虑碎片率的问题，毕竟基材是多晶硅陶瓷，还是比较脆的。A：制绒完之后，PVD溅射表面，之后要曝光显影出图形。格栅是方格型，因此把要电镀的线路露出来，把不用的用油墨或者干膜覆盖住，最后再清洗掉。公司的设备就是做这个工序的。A：我就听说过捷得宝。海源复材、爱旭都用的是捷得宝的设备。我还比较了解的是迈为旗下的一个公司，叫启威星。他投资启威星就是为了做丝网设备。公司和他们的董事长很熟，他们在这方面有比较好的技术。他们可能比较想上这个项目，但是他们同样缺乏电化学工程师。A：主要涉及曝光显影环节。他们主要做的是PCB领域的曝光机，他们的业务总监想推广在高端PCB领域的曝光机，他们不做电镀，只做曝光LDI这部分。现在隆基和通威在用芯碁微装的曝光机。隆基的电镀设备是找的东威。曝光环节国内能突破的不多，核心零部件主要是进口的。能做电镀铜曝光的公司我认为都是比较强的，因为能做这个的话，也能做低端半导体了。Q：东威和芯碁微装的曝光机是竞争关系还是配套关系？A：配套的，芯碁微装的曝光机是我们的前端，芯碁微装的组合机、曝光机东威做不了，两家公司都是设备供应商，更多的是合作关系。东威除了能做电镀设备，还能做显影机，这个和芯碁微装是竞争关系，但这块价值量不高。Q：芯碁微装LDI设备在电镀铜设备中的成本占比如何？或者说曝光显影方面单GW的价值量？A：可以占到50%-60%。曝光显影是PVD溅射、曝光显影、水平电镀等环节中价值最高的一个设备，大概占了所有设备价值的60%。曝光机每GW价值应该是3000-5000万以上，我的预算是5500万。在测试的状态下，我大概看到60%的客户基本都在考虑芯碁微装的设备。Q：用传统的丝网印刷的方法的话，1GW可能要四个亿？用铜电镀的方法会便宜？A：不算前面工序的话，后面电镀铜的工序设备总成本是两个亿，而原来丝网印刷的总成本是四个亿。Q：现在电镀工艺又分成链式或挂镀。这两个工艺的比较？A：挂镀是比较传统的，说白了就是在一个制具上把片子一块一块的上上去，这个主要是龙门设备，很难实现自动化。挂镀现在环境污染方面的要求也是比较高的。A：如果这次隆基能找我们买，我觉得会有很大突破，快到量产的阶段了。Q：爱旭推出了ABC电池，是无银生产的，用到电镀铜技术吗？A：是激光转移技术，爱旭是最早使用激光转移测试的公司。A：目前异质结可以做单面电镀，但双面电镀有点困难。单面电镀导铜面有一个面即可，单面有阳极、循环量极即可。双面电镀导铜面有两面，双面电镀产品的上下面或左右面都要有阳极和整流机的输入和输出。A：这个和单双面没关系，PVD溅射完后，要经过曝光、显影、一系列的化学药水，甚至印刷机要油墨，会把PVD溅射的铜面污染，但我们不能大幅度的清洗这层溅射层，否则可能会把溅射层咬掉，导致后面铜电镀某区域电镀不上，因此这一块被污染后很难处理掉，镀格栅时，万一哪个区域没有清理干净，有可能会有结合力不好的问题，会有脱栅的情况。Q：电镀铜电解液废水、环保方面要多做哪些处理？会带来哪些多余的成本？A：三、四线城市电镀工业园的废水处理是17元/吨/天，一、二线城市如深圳、上海周边电镀工业园废水处理费用高达50-60元/吨/天，1台设备1天的用水量是150吨，1GW要3万元。A：只能看电镀工业园，国家批复的状况。废液处理成本高，还有一个原因是废液场的老板想多赚钱。Q：能否预测一下什么时候会有大规模或中试线的电镀铜数据出来以及电镀铜量产的时间点？A：如果高端多晶硅基材的高端太阳能电池板能搭配的好，应该就是个量产点，我认为可能要等一等，看今年年底东威能不能签下来隆基。隆基不是不找我们买设备，而是他们前道的结合力问题（铜栅线容易脱栅）没有解决，担心有风险，所以才没上这个设备。今年年底可能会有突破，个人感觉隆基挺着急的，和东威也谈了好几次了。具体量产落地的时间点说不准。
