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太阳能光伏行业对封装材料需求前景光明

    台湾台积电(TSMC)的日本法人——台积电日本于2010年7月1日在东京都内举行了记者说明会,介绍了对半导体市场的长期展望。台积电日本代表董事社长小野寺诚表示,2012年以后“预计年平均增长率为4.2%,将继续保持平稳增长”。该公司认为,虽然业界将半导体的新市场寄望于新兴市场国家,但新兴市场国家的平均售价较低,因此无法成为恢复到以前两位数增长势头的原动力。

    台积电预测,2010年半导体市场相对于上年的增长率将为30%。该公司表示,虽然2011年将继续保持增长,但相对于上年的增长率仅为7%。2012年以后的增长趋势将放缓。台积电提到了以下四个理由。(1)半导体需求有望出现扩大的用途是价格竞争激烈的消费类产品用途;(2)有望成为新市场的新兴市场国家,其电子产品的平均售价较低;(3)半导体部件成本(BOM)在电子产品中所占的比例超过20%,已经达到极限,无望出现增加;(4)遵循摩尔(Moore)法则的微细化步伐今后将会放缓。

    另外,包括代工在内的半导体厂商今后将在技术和成本两个方面面临较大的课题。该公司在技术方面提到了以下两个课题:(a)即便推进技术更新换代,也难以缩小晶体管的栅长;(b)每推进一代技术换代,泄漏电流就会增大,半导体芯片单位面积的功耗会持续增加。在成本方面,存在着(c)研发成本的增大和(d)半导体工厂建设成本的增大这两个课题。关于(c)课题,台积电预计在22/20nm工艺中,工艺开发成本和设计开发成本将分别达到130nm工艺的7倍和14倍。在(d)的课题中,采用450mm晶圆的半导体工厂建设费用,将达到150mm晶圆的工厂的25倍。

    由于上述课题,预计自己拥有最尖端工厂的半导体厂商数量将趋于减少。因此,像台积电这样“存留下来的少数半导体厂商需要完成的任务将越来越多”(小野寺)。为了应对这种情况,台积电今后将把研发工作的强化和生产规模的扩大作为长期目标加以推进。在研发方面,2010年将把投资额和员工增至2006年的2倍和3倍。在生产规模方面,目前已将两个300mm工厂(“Fab12”和“Fab14”)的产能分别提高至10万张/月以上,新的300mm工厂“Fab15”将在2010年夏季开工建设。Fab15“将以在2011年启动为目标而迅速着手建设”(小野寺)。

    今后,台积电计划“进一步加深与客户之间的紧密合作”(小野寺)。具体做法是从开发初期阶段开始就进行合作,以便致力于在晶体管水平上按照不同用途优化LSI性能与功耗之间的平衡。从利润率的观点来看,“判断哪一代技术何时确立将变得更为重要”(小野寺)。

    行业人士指出,随着太阳能光伏行业引领光明的未来,蓬勃发展的将是封装材料市场。尽管金融市场仍存在普遍困扰,但太阳能光伏(PV)部门只经历了2009年下半年需求的暂时下滑,而其发展前景已十分可期。

    美国首诺公司于2010年7月5日指出,在未来几年内全球光伏市场年增速将达25%,而化工巨头杜邦公司2010年目标是其光伏业务的销售额增长50%,这是因为欧洲、北美和亚洲的太阳能市场得以强劲增长。

    随着太阳能行业的增长,对封装材料的需求也在增加,封装材料是应用于防止对敏感电子设备造成损害而使用的保护屏障。据全球咨询机构Frost&Sullivan公司的研究分析,全球封装材料市场的年价值约为20亿美元(16亿欧元),主要应用在建筑、汽车和太阳能行业。虽然太阳能行业是最小的使用部门,但它在较长远时期内或许具有光明的前景。2009年光伏封装材料部门价值约3.54亿美元。Frost&Sullivan公司对全球光伏封装剂需求增长的预测见图1。

    封装剂在光伏模块中是不可替代的,并且太阳能市场发展非常之快。为了迎接新一轮增长浪潮,封装材料制造商正在努力提高效率和产品的耐用性。尽管曾遭遇经济衰退,但许多主要厂商仍都在2010年公布了重大投资,美国有机硅生产商道康宁公司与德国设备供应商REISROBOTICS公司签署了战略伙伴关系,REISROBOTICS公司将有助于提高太阳能板产量,并宣布为其比利时太阳能研发中心扩能将投资约1300万美元。

    另外,日本可乐丽公司增加了在德国法兰克福的生产线,以应对对封装剂增长的需求,使其能力提高了1万吨/年至3.9万吨/年,而首诺公司通过以2.4亿欧元(3.02亿美元)收购乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)封装材料生产埃蒂梅克斯太阳能(ETIMEXSolar)公司也使其现有的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)能力进行了扩增。

    在通常情况下,太阳能模块包括几个层次:背板、电子元件、封装材料和玻璃板。在温度高达150?C(302?F)下进行层压以密封该部件。采用各种不同的技术,这些电池的光电转换效率地不同,对它们会造成正面或负面影响。

    共聚物EVA是制造封装材料最常用的材料,据Frost&Sullivan公司统计,2009年占市场份额约82%。热塑性聚合物PVB是它的主要竞争对手,它占市场份额仅15%,但正在迅速增加。

    聚乙烯醇缩丁醛(PVB)基模块往往具有更高的性能,并且可存放在仓库内较长时间而不影响其性能(可长达4年,而EVA仅为6个月)。但是,它们至今只占在相对较小的市场份额,这是由于成本较高和生产时间较长。

    据Frost&Sullivan公司分析,63家主要的封装剂供应商中有超过60%已在中国扎根。然而,传统上最大的市场仍在欧洲。封装技术在中国的渴望是巨大的,但欧洲仍是全球光伏封装剂销售的重要地区,这是一个大的基地,并且将会继续增长
    2009年,光伏EVA和PVB的市场价值分别为2.882亿美元和5630万美元。更昂贵的选择,如离聚体和有机硅,仍是利好市场,不过,2009年只占约2%,即营业收入约为960万美。价格仍是一个大的问题。一个很大的压力来自于模块制造商要求供应商降低模块的成本。目前,有机硅成本为9-10美元/平方米,而EVA要便宜得多,为3-4元/平方米。

    已有越来越多的厂商在亚洲市场建厂投资,以取得廉价的生产成本和占领迅速增长的市场。

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