未来硅片环节的技术发展方向主要以“提效降本”为主。其中提效指的是提升光电转换效率，目前光伏行业仍以P型硅片为主，P型硅片掺硼元素，硼与硅分凝系数相当，分散均匀度容易控制，因此制作工艺简单且成本较低，但最高效率有天花板。而N型硅片掺磷元素，磷与硅相溶性差，拉棒时磷分布不均，工艺更加复杂。但N型硅通常少子寿命较大，电池效率可以做得更高，因此是未来提效的发展方向。
在降本环节中，硅片成本分为硅料成本和非硅成本，非硅成本指的是硅片生产中所消耗的能源、人力、辅料等与硅料无关的成本。因为硅料成本基本不受硅片企业自身的控制，而取决于市场供需情况，非硅成本才是硅片企业最能控制的成本。因此，对降本有促进作用的大尺寸和薄片化是未来硅片的发展趋势。
光伏硅片大尺寸有助于提升硅片产能、降低单位投资和拉晶能耗，从而降低电池的非硅成本。
在2017年之前，硅片尺寸的优化空间有限，组件的外形尺寸较为固定。在2017- 2018年，边距为157.25mm、157.5mm、158mm和158.75mm的尺寸接连出现。
2019年5月，隆基股份公布了166mm(M6)尺寸的硅片，其硅片面积为27412平方毫米，比当前常规产品M2(156.75mm)大12.20%。M6尺寸是现有设备所能升级到的最大尺寸，在硅片端有着较高的性价比。当前M6组件已经在第三批领跑者项目中得到了应用。
2019年8月，中环股份发布了210mm(G12)尺寸硅片，对硅片的边界再次进行了突破，该硅片面积达到了44092平方毫米，比M2大80.5%。相比于M6硅片，G12硅片的组件功率高出了100W，大幅降低了下游支架、线缆及逆变器的单瓦成本。但较大的尺寸也对硅片和电池的良率带来了一定的挑战，另外在电池的制作环节以及组件的安装环节，也均因G12的大尺寸而受到了一定的影响。
2020年6月，阿特斯、江苏润阳悦达、江苏中宇、晶澳、晶科、隆基和潞安等7家光伏企业联合发布了《关于建立光伏行业标准尺寸的联合倡议》，建议建立硅片尺寸为182mm*182mm(M10)的行业标准，并倡导行业标准组织将该尺寸纳入标准规范文件。
而随后在11月，天合光能、东方日升、阿特斯、环晟、通威、润阳、中环和上机数控等8家企业则发布了《关于推进光伏行业210mm硅片及组件尺寸标准化的联合倡议》，建议在210-220mm尺寸范围内，选择SEMI标准中确定的硅片尺寸，即将210+/-0.25mm作为唯一尺寸，同时依照该硅片尺寸修订SEMI以及光伏行业协会已有的组件尺寸标准。
根据CPIA预测，166mm尺寸市占率将在2021年达到最大，182mm和210mm二者市占率合计或将占据半壁江山，此后成为市场主流。
2020年市场上硅片尺寸种类多样，包括156.75mm、157mm、158.75mm、166mm、182mm、210mm等，且各占有一定的市场份额。
其中，158.75mm和166mm尺寸合计占比达到77.8%，158.75mm是现有电池生产线最易升级的方案，而166mm是现有电池产线可升级的最大尺寸方案，因此将是近2-3年的过渡尺寸；156.75mm尺寸(包括157mm)由2019年的主流尺寸下降为17.7%，预计在2022年左右被淘汰；2020年，182mm和210mm尺寸合计占比约4.5%，但在2021年其占比将快速扩大，或将占据半壁江山，且呈持续扩大趋势。
当前，天合光能和环晟已于2020年上半年生产出了G12硅片。下半年晶科能源、隆基股份和晶澳科技也相继产出了M10组件。
然而受到认证、运输、玻璃产能、配套设备等影响，大尺寸组件的产出无法快速提升。预计2021年硅片的市场份额会以M6尺寸为主，2022-2023年会以M10尺寸为主，到2024-2025年会以G12尺寸为主。
硅片的大尺寸化不仅为硅片设备，也为电池和组件设备带来了更新需求。
其中，在硅片的长晶环节，现存的G1和M6单晶炉需通过零部件改造，即换大的热场来适配M10。而若要生产G12硅片，则需进行设备的更新。
对于PERC电池片而言，其生产设备，如扩散炉、PECVD设备、丝网印刷设备及分选机等无法兼容210mm尺寸，因此需要进行设备的更新。对于组件环节而言，其核心设备串焊机和层压机均无法兼容210mm尺寸，也需对设备进行更新。未来随着大硅片时代的到来，光伏中下游产业链将发生大规模的设备更新及存量替换需求。
另外，薄片化有利于降低硅耗和硅片成本，硅片厚度越薄，单瓦的硅耗越低。目前硅片切片技术已完全能满足薄片化的需要，但硅片厚度还要满足下游电池片、组件制造端的需求，因为硅片厚度会对电池片的自动化、良率以及转换效率产生影响。
2020年，多晶硅片平均厚度为180μm，P型单晶硅片平均厚度在175μm左右，N型硅片平均厚度为168μm，较2019年基本持平。
目前，用于TOPCon电池的N型硅片平均厚度为175μm，用于异质结电池的硅片厚度约150μm，用于IBC电池的硅片厚度约130μm。随着硅片尺寸的增大，硅片厚度下降速度将减缓。
硅片设备市场空间测算：2021年全球单晶硅片设备总空间为203.98亿元。
根据CPIA的预计，2020年全球光伏新增装机量将达130GW，同比提升13.14%。在乐观情况下，预计2021全球光伏新增装机量为170GW，同比增长约30%。因此，假设自2021-2023年，光伏新增装机量年增长率为30%，在此基础上，我们预计2021-2023年全球硅片设备空间为214.72、257.30和362.28亿元。
硅片产能利用率：2019年全球新增装机量为114.9GW，硅片产能为185.3GW，因此产能利用率为62%。
单晶硅片渗透率：根据《中国光伏产业发展路线图(2020版)》，2020年我国单晶硅片(P型+N型)市场占比为90.2%，2021年预计单晶硅片市占率为97%，2023年为98%，因此假设2021-2023年单晶硅片渗透率为97%、97.5%和98%
G12的新增渗透率：假设从2021到2023年，每年产能缺口中有20%、30%、40%是G12硅片的扩产规模。
G12替换比例：通过CPIA得知，在2020、2021和2023年，G12的市场占比为2%、22%、42%，假设2022年为32%，通过倒推计算G12替换比例。
非G12单晶硅片单位投资成本：隆基股份在2020年4月发布了《公开发行可转换公司债券申请文件反馈意见的回复》，其中银川年产15GW的单晶硅棒、硅片项目的生产设备和工具器具的购置费用达36.35亿元，由此得出单GW的设备和工具器具费用为2.42亿元。假设自2021-2023年，投资成本每年下降5%。
G12单晶硅片单位投资成本：京运通在2020年6月发布了《2020年度非公开发行A股股票募集资金使用的可行性分析报告》，其中乌海10GW高效单晶硅棒项目的设备购置费为18.05万，由此得出单GW设备价值为1.8万元。假设自2021-2023年，投资成本每年下降5%。
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