2015-12-06 05:22:00
我對臺灣高科技企業自外於紅色供應鏈,或單打獨鬥或做日本代工廠的發展前景,向來不甚樂觀,在前文《經濟的最後支柱》中曾預言2020年前工具機業將大幅萎縮、2025年前聯發科將無足輕重、2025年後連臺積電都會跌下神壇。其實臺積電自2009年起就曾試圖開發新業務,藉著入股茂迪、引進美國Stion的CIGS(Copper Indium Gallium Selenide,銅銦鎵硒)薄膜太陽能電池技術,向子公司臺積太陽能投資了數百億臺幣,但是今年八月仍然黯然認賠關廠。聯電投資光伏業更早更積極,甚至願意垂直整合,到大陸建光伏電廠,但是同樣在這兩年面臨了市占流失、虧損嚴重的結果,2014年十二月被迫將專攻矽晶光伏的聯景脫手給茂迪,做CIGS的聯相還在不死不活地撐著,但是前景不容樂觀。既然臺灣頂尖的企業,已經無力在拓展新業務上與大陸競爭,那麽未來十年的整體經濟展望,除了節節敗退之外,衹怕沒有其他更好的預言。
光伏是一項新的能源工業,它興起的背景是20年前開始從學術界傳播到歐美政商菁英的對全球暖化問題的認知。既然燃煤發電是引起二氧化碳排放的最大來源之一,提高零碳能源如核能、水電、風能和太陽能的應用就成了有遠見的政治家和企業家的共識。太陽能發電技術分光伏(直接轉化光能爲電能)和光熱(光能先轉爲熱能,再推動蒸汽輪機)兩種,其中光伏是主流。最早全力投入現代光伏研發的是Schroeder治下的德國,同期的美國在互聯網泡沫推動之下也有好幾家公司創業。
光伏電池的材料分傳統的晶矽和新一代的薄膜半導體兩種:其中前者又分爲單晶矽和多晶矽兩類。單晶矽就是一般矽晶片的材料,不但極爲昂貴、生產過程又耗能嚴重并製造污染,所以雖然效率最高(最新的商用模塊能量轉換率達到20.0%),全壽命性費比卻沒有優勢;多晶矽的成本低,目前的商用能量轉換率能達到16.5%,占全球光伏市場的大半。薄膜半導體理論上量產成本比多晶矽還低,但是屬於較新較不成熟的技術,所以競爭力還未完全發揮;可用的材料有很多種,當前性能領先的是前面提到的CIGS和美國第一大光伏公司First Solar所押寶的CdTe(Cadmium Telluride,碲化鎘),最新的商用能量轉換率分別是16.0%和15.0%。碲化鎘所用的鎘毒性很高,部署之後會吸收濕氣而性能遞減,效率又低,原本不是很好的光伏材料,但是因爲歷史上First Solar投下重資解決了工程和市場推銷的問題,目前是美國光伏業的主力。長期來看,碲化鎘與單晶矽一樣都沒有成爲主流技術的底子,未來十年應該是CIGS逐步成熟,并與多晶矽爭奪市占額分的過程。
歷史上,在十年前左右,歐美就認爲單晶矽、多晶矽和非晶矽(最早的薄膜技術,現在已明顯落伍)過於昂貴,在新一代薄膜半導體發展之後,會很快被淘汰,所以對製程技術的轉移毫無限制,以便在生產綫儀器和晶矽原料上大賺特賺,衹對CIGS和CdTe做了嚴密的封鎖。臺灣和大陸都引進了多條年產40MW的生產綫,但是先是臺灣(如日月光和茂迪),隨後大陸的廠商以歐美認爲不可能的速度,將多晶矽的生產成本壓低到不可能的水平,以致嚴重壓縮了歐美薄膜光伏廠的生存空間。First Solar資本雄厚,又有先發優勢,還可以持續獲利。做CIGS的廠商雖然解決了主要的科學和工程上的問題,一時卻還無力壓低量產化的成本,在中國的多晶矽和First Solar的CdTe夾擊下,根本沒有市場競爭力,不斷失血之後,德國和美國政府都認爲本世代的CIGS技術不再有受保護的必要,於2011年開始容許中國企業購并這些快要倒閉的企業(對臺灣的戒心小些,所以開放更早些,臺積電和聯電都在2009年前就引進技術),其中以水電起家的漢能集團最爲積極,一口氣買下德國的Solibro以及美國的Miasole和Global Solar;中建材則買下了德國Avancis的光伏部門。但是這是因爲這些CIGS生產綫都有成本高、不易擴產的毛病,全球最大也最先進的CIGS廠商Manz仍然由德國人牢牢掌握。2015年三月,歐盟啓動“CIGS Sharc25”計劃,準備由Manz主導,開發能量轉換率達到25%的下一代CIGS光伏電池,與此同時還在討論另一個“X-GWP”計劃,希望能解決產量和成本的問題。
在未來十年,CIGS應該能在成本和效率兩方面都超越多晶矽,成爲下一代光伏的主流。目前中國依靠購并德美的廠商,節省了5-8年左右的研發時間,距離世界尖端技術衹有半步之遙。而且CIGS原材料中以Indium最爲稀有,美國還特別因此而開始研發CZTS(Copper Zinc Tin Sulfide,銅鋅錫硫)作爲替代,可是全球第一Indium大戶就是中國,產量占世界40%。所以衹要能好好整合,群策群力,和Manz頗有一拼。今年稍早,漢能集團因現金流透支而出現財務問題後,中共國務院因而有很大的動力來幫忙解決。2015年十二月5日傳出消息(參見http://www.guancha.cn/economy/2015_12_05_343674.shtml),“某央企”準備投資漢華集團的CIGS和若干水電資產,這對未來幾年的中國光伏企業發展,應該是一大利多。