太陽能電池設備業特性

太陽能電池雖與光電顯示及半導體產業有類似的技術背景，但由於屬於再生能源產業 的一員，也是國家能源供應的一環，對國家經濟之長遠發展具重大影響，其產品應用範圍 廣泛，市場成長空間大，已成為各先進工業國家競逐的目標。由於太陽能電池屬能源供應 的來源，故系統的穩定，壽命與保養遠比半導體產品更為嚴苛，尤其電池模組與光電系統 驗證時間長，甚至需要以十年以上時間確認新技術的可行性，故極須不同的環境資源與政 策配合，方能扶植此新興產業的成長。完整的太陽電池系統結合了半導體，材料，機電，

化學以及奈米技術等各領域，上下游所需技術層面極廣，技術障礙頗高，而從成本競爭考 量，產能規劃極大化已不可避免，但因新技術發展多具不連續性，新進業者仍可因技術優 勢在市場存活，與光電顯示及半導體業惟大者才能生存之特性不同。

太陽能電池產業鏈中，最上游的原料為矽，由矽長晶成晶棒再切割成矽晶圓，作為太 陽能電池之主要原料，再加以組裝成模組，最後建置成太陽能電池系統，另有電力調節器 負責直/交流電之轉換。目前太陽能電池產業鏈在資本支出影響下，愈上游廠商家數愈少；

在成本結構的部分，目前從上游的矽原料一直到模組大約佔總成本 66%，而安裝費及支架、

配電盤、電錶等零組件也約佔 22%，電源轉換器約 12%比重；在價格的部分，因為自 2004 下半年開始太陽能電池需求大量增加，在上游廠商無法即時擴充產能下，原料出現嚴重短 缺現象，使產業鏈中各環節之售價有提升趨勢，毛利率亦隨之上升，其中以最上游矽原料 廠之毛利率成長最多。

2.1.1 太陽能電池製程簡介

矽晶圓太陽電池產品之製程可分成上游晶圓(Wafer)段製程、中游電池(Cell)段製程及下 游模組(Module)段製程，上游晶圓段製程又區分為單晶矽晶圓製程及多晶矽晶圓製程。單 晶矽晶圓的製造，是將純化過的矽砂在拉晶機中熔融，再抽拉成晶棒；多晶矽晶圓的製造，

是將純化過的矽砂在方向性長晶爐的坩鍋中熔融，再冷卻鑄造成晶塊。晶棒與晶塊也稱為

晶碇(Ingot)，晶碇經過切方及切片成為晶片(Wafer)，晶片經過 Cell 段製程後製成電池 (Cell)，再經焊串、封裝等製程成為模組(Module)，提供給下游系統廠商安裝應用。

首先就 Turnkey System 廠商而言，國外經過多年的發展，已造就數家可提供 Turnkey System 的廠商，較為知名的包括上游晶圓段製程的 Global PV Specialists（美）、GT Solar Incorparated（美）、NPC（日）、石井表記（日），中游電池段製程的 Centrotherm（德）、

Roth&Rau（德）、OTB Solar（荷）、SCHMID（德），及下游模組段製程的 Global PV Specialists

（美）、GT Solar Incorparated（美）、Spire Solar Inc.（美）、SCHMID（德）、Mondragon

（西）。在上游晶圓段製程的 Turnkey System 裡，歐美廠商通常包含晶碇的生產設備，日 本廠商則不含此設備（晶碇是由別的專業廠商供應）。

國內因起步較晚，目前並沒有可提供 Turnkey System 的廠商，但是有均豪、志聖及廣 運等廠商具意願朝此方向發展，並已積極整合中，相信很快的國內將會有可提供 Turnkey System 的廠商出現。

2.1.2 太陽能電池產業鏈

在太陽能電池產業中，上游矽原料及矽晶圓多掌握於美國手中，但因美國政府補助政 策推動較晚，使美國在太陽能電池之發展較緩慢，市佔率只有 9%，因此目前美國之原料常 成為各國主要的供應來源。在太陽能電池產業領域，日本居於領導地位，市佔率達 46%，

其次為德國 28%，近幾年大陸也積極發展太陽能產業，無錫尚德是中國最大的太陽能電池 廠商，擴產速度相當快，2005 年投產產能已達 82MW，全球排名第九大，台灣亦有 4.15%

之市佔率。整體而言，目前全球的太陽能電池產業多掌握於日本、德國及美國，另上游原 料主要掌握於國際大廠，矽原料之前五大廠達 82%市佔率，矽晶圓之前五大廠也掌控了 89%

市佔率。依太陽能電池產業鏈各階段，區分出各階段的主要廠商與所佔成本之比重如下圖。

圖 3 太陽能電池產業鏈與主要廠商

資料來源: IEK，CSBF, Daiwa,Morgan Stanley(2006)

2.1.3 台灣太陽能電池設備業概況

台灣設備廠基礎不錯，尤其是自動化處理設備，然而半導體及 LCD 眾多製程設備卻一 直無法切入。工業局提出 2007 年太陽能電池產業設備自製率為 50%，2008 年為 80%目標。

政府相關單位 2006 年初還對國內太陽能電池設備開發似乎還沒有堅決作為，所以對業界輔 導難收實效。台灣半導體設備本土化一路走來篳路藍縷，可以說自 1980 年代就開始，而 LCD 設備本土化也推動數年，但由工業局公佈 2005 年台灣 LCD 整體設備(含 Array、Cell、

Module、Inspection 及 Automation)自給率僅達 21.96%，又 2005 年台灣的半導體整體設備 自給率還不到 15%。以設備年產值來看，半導體設備為 330 億美元，TFT-LCD 設備為 90 億美元，而目前太陽電池製造設備頂多是 20 億美元，或許因此政府相關單位和某些國內設 備廠並不給予太多重視。針對半導體及 LCD 設備發展前車之鑑，現在面對太陽能電池產業 設備發展更當有所作為。

2.1.4 太陽能電池設備業特性

整合太陽能電池設備業之概況，可以歸納出太陽能電池設備業具有以下之產業特性：

1. 整合機械、電子、材料與光電等不同領域

2. 客製化程度高、與顧客互動頻繁、高知識隱性

3. 重視產品與服務的整合、強調研發與創新

4. 部分價值活動委外，產業聚落與網絡建構是關鍵