戈登·摩尔的基本信息

我从大学毕业后就就职于一家半导体生产企业，岗位是工程师。在这家单位我一直工作了将近8年时间。在第8年的时候我换了一份工作，背井离乡去了另一个城市，新单位所属的行业是光伏行业，也就是太阳能发电。一年后，因为个人的原因，我重新回到了家乡，又一次投入到了集成电路行业。

作为一个在半导体行业和光伏行业都曾有过涉猎的人，我乐于比较两个行业之间的优劣势，也希冀以这两大高新技术行业为缩影，折射出中国高新技术产业整体的发展现状。

严格上来说光伏技术可以算得上是半导体学科的一个分支，所以如果你是从半导体行业转到光伏行业，适应的时间比从其他行业转过来的要短的多的多。但是光伏行业又独立于半导体行业之外，因为它首先是新能源行业的一个分支，无论从最终的产品外形，用途还是其服务的终端领域都与半导体行业有着天壤之别。人们谈起光伏行业，更愿意强调的是太阳能发电是一种清洁可靠的新型发电方式，而不会有多少人在意其实太阳能发电的原理只是运用到了半导体物理中最基础的光电转换理论。在我看来，这更像是科学家在研究半导体物理时，突发奇想地，或者是不经意间地，想出来的点子。因此其技术复杂度还远不能与半导体行业相媲美。当然术业有专攻，近些年光伏行业也在不断挑战更高的技术壁垒，研究的方向也涉及到从上游晶硅到下游组件生产乃至最终的发电成套。所以单纯地讨论光伏行业和半导体行业孰优孰劣并没有太大意义。

单从发展前景来看，光伏行业可以算得上是现在为数不多的几个“朝阳产业”之一。当今世界，能源紧缺是所有国家共同面临的严峻问题，光伏行业可谓是顺应形势而生，太阳能“取之不竭，用之不尽”，可谓是大自然赐予人类最好的馈赠之一，没有理由不好好利用，况且光伏产品符合人们对于新能源的几大要求：低碳环保，可持续发展等，因此它能取得广泛的关注也在情理之中，在过去的20年间，光伏行业得到了突飞猛进的发展，这其中以中国大陆的光伏行业发展最为引人注目。

事物都有两面性，在光伏行业发展过程中，也出现了很多违背规律的现象和全球性的不平衡，主 要表现在：

1，人们在谈及太阳能发电时，往往夸大了最终的光伏产品组件的清洁无污染性，但有意无意地却都选择性忽视了以下事实：在整个产品生产链中，从上游的多晶硅生产到中游的电池片，都是一个高污染高能耗的生产过程，由于工艺的不成熟和法律法规的不完善，违规排放污染源的现象屡见不鲜。和半导体产业相比，虽然光伏行业生产使用到的气体、酸、碱等化学品种类要少一些，但是其对于污染源排放前的处理还很不规范。这一切都使得这个头顶着“清洁能源”光环的行业显得严重名不符实。明知污染严重，然而中国各地的光伏产业园仍然“忽如一夜春风来，千树万树梨花开”，最高峰时全国单生产电池片的厂家就有1000多家。究其原因，众所周知就是背后的经济利益在推动。因为在光伏行业曾经的巅峰时期，由于欧洲国家政府对光伏发电的大力支持，使得中国国内生产商的订单源源不断，厂商的利润率高的令人咋舌。高利润带来了高税收收入，因此各地政府在招商引资时也几乎完全忽视了背后的污染，这也埋下了一定的隐患。2011年晶科新能源的污染事件终于让人们开始警醒，也让普通民众开始关注这个行业背后存在的污染真相。

2，各地一拥而上的过度投资显然已经违背了经济发展规律。客观上来看，各地的投入和支持使得中国涌现了一大批在世界上都位列前茅的大型光伏企业如英利、赛维、尚德、天合光能等等，这也使得中国在光伏领域取得了在其他行业少有的世界领先的行业地位。但是大部分的投资显得功利性太强，目的性单一，缺乏高瞻远瞩的目光。由于不像半导体那样动辄十几二十亿的投资，投资一条小型的光伏电池片生产线往往只要上千万，但其收益率以及资金回收周期远优于半导体行业，极好的迎合了资本逐利的本性，这就导致很多资金从其他领域纷纷涌入，甚至连很多江浙一带原本是从事传统行业的私营业主也打破脑袋想要进入。但是这些人都忽视了一个问题：光伏市场的面还不够广，在国内市场没有充分打开的前提下，只有过度依赖欧美市场，这样带来的后果就是，所有中国企业都在分食同一块大蛋糕，由于选择面越来越广，欧美国家有了更多的底气与中国企业谈判，定价的话语权完全掌握在别人手里，而中国的企业能做的只是内耗。当然这还不是最严重的问题，更严重的是，由于对欧洲市场的严重依赖，所以当欧洲出现了百年一遇的金融危机时，我们的企业似乎完全没有了招架能力。2011年年中开始，德国西班牙意大利等一些欧洲国家就纷纷宣布将不再对光伏上网提供补贴，这也使得欧洲的订单锐减，美国却在这时候落井下石地提出了针对中国光伏企业的“反倾销反补贴”的所谓“双反”诉讼（另据了解近期欧洲国家也仿效美国提出了双反诉讼），反观国内市场却迟迟未能打开，这一切都使得整个光伏行业彻底陷入了有史以来最深的谷底。在这样的背景下，之前过度投入所导致的产能过剩效应很快显现，一些本来就是投机大于投资的小企业，因为没有技术上的优势，很快就面临了没有订单的困境，光浙江就有三分之二的小企业早早倒闭。大企业的日子同样不好过，在景气时期盲目的产能扩充竞赛，终于到了秋后算账的时候了。据悉目前排名靠前的几大光伏巨头的资本负债率最少的也在50%以上，赛维LDK的负债率甚至已经超过100%，到了崩盘的边缘。这一切的恶果，很大一部分原因都归咎于当初热昏了头的投资。

3，光伏产业的发展还存在着全球不平衡性。之所以说是全球不平衡，是因为高污染高能耗的产业链上中游都集中在以中国为代表的发展中国家，而真正最终的无污染的清洁应用大部分都在欧美等发达国家，所以虽然中国的光伏企业在这一轮光伏大潮中收获了一定的经济利益，但是从长远的眼光来看，真正获益的无疑是欧美国家，因为他们巧妙地将污染的源头转移到了中国，而将真正的清洁能源带到了自己国家，在未来的几十年里，这些静静地躺在山坡上或是屋顶的光伏组件将为这些国家带来源源不断的电力，而他们为此付出的仅是一张支票。而作为产品输出国的中国，他们的居民很长一段时间内仍然不得不面对火力发电厂里冒出的浓烟。这种不平衡在很长一段时间内都不会被打破，因此需要我们去深思如何去转换思路打破这种不平衡。

尽管中国的光伏行业面临了前所未有的危机，但危机也何尝不是机遇。有人认为，光伏行业危机反而给了整个行业反思和洗牌的机会，淘汰落后产能，整合优质资源是当务之急。此外危机也催生了光伏巨头们对于新技术研发的更大关注和投入，这在以前是不可想象的，光伏企业们逐渐意识到，只有研发出更高发电效率的电池组件，才能占领市场的制高点，才能存活下去。这种技术上的竞争是政府乐于看到的，这也更符合这个行业的发展规律。国家也注意到了光伏行业存在的困境，尽管在光伏行业的最高峰时，国家已经发出过了警惕光伏行业投资过热产能过剩的警告，但是当时没有多少人响应，现在这个时候光伏企业确实需要国家的帮助了。在国务院发布的十二五规划中，明确提出了光伏发电装机容量的目标，这也算是给飘摇中的光伏行业送去了一丝希望。所有光伏企业都在期待着。我也一直在关注着这个行业的新动向。不管怎样，光伏行业始终是一个前景光明的行业，现在经历的一个阵痛期只是它必然会经历的一个阶段，只要度过了这个艰难的时期，必将重新焕发生机。

说完了光伏产业，我再来说说我更为了解的半导体行业，也叫集成电路产业。这个行业也分上中下游，所不同的是上游是集成电路设计，这一点是光伏行业所没有的，光伏行业的所谓上中下游，纯粹是针对于生产而言。中游是芯片生产，下游是封装测试，中下游都偏向于生产制造，所不同的是芯片生产的技术含量更高。本人不才，没有能力进入要求更高，待遇更好的设计类企业，而是从事的是中游芯片生产相关的工作。

半导体芯片的生产过程与光伏产业中电池片的生产颇为类似，都是在硅基片上（也有一些光伏电池片不是以硅片为基础的，但不是主流）掺入一些杂质，然后对硅片进行一些处理，利用硅这种半导体的特性，实现各种电学表现。所不同的是，光伏电池片的处理工艺较为简单，往往10几个步骤就可以完成整套流程的生产，而半导体芯片的生产工艺要复杂的多得多，往往一颗芯片的生产步骤要多达几百上千步，可以说两者不是在一个数量级上的。而且半导体工艺的复杂程度之高，对产品和环境要求之苛刻，对于工作人员的要求之严格，涉及到的相关学科之多是光伏行业远远不能比拟的。这里面的细节无法用一片短短的文章就可以细说，感兴趣的同学可以自己去了解。

正是因为有了以上特点，半导体行业的软硬件投入是十分惊人的，需要大量的资金，因此它也可以算得上是“有钱人玩的游戏”。当下投资一个8英寸芯片厂所需要的资金在10亿美元左右，而投资一个12英寸芯片厂所需要的资金则将高达30亿美金。这远远不是一般投资人可以承受的。半导体行业对于电子工业来说是源头，因此历来各个国家都非常重视，针对其投入大的特点，一般各国政府都会以各种形式的补贴来表示支持。

虽然投资巨大，但是半导体行业的利润率却远远不及巅峰时期的光伏行业。事实上，半导体行业也曾有过辉煌的年代。在20世纪70年代，当台湾张仲谋创立了世界上第一家以纯晶圆代工模式为主的半导体工厂台湾积体电路有限公司（台积电）时，半导体工业迎来了一个发展的高峰，这种全新的模式解放了设计公司，因为他们无需再烦心于要投入巨资建立生产线，却又没有足够的量而导致机台利用率低的窘境，因此受到了极大的欢迎，订单源源不断。当时台积电的利润率大概与光伏行业相似，员工的待遇也是惊人的好，曾有年终晚会抽奖送出一亿元股票的故事。当年台湾年轻人都以进台积电赚大钱为目标。在台积电取得了巨大成功后，半导体代工厂如雨后春笋般在台湾地区出现，继而也发展到了世界其他国家，这也必然使得市场被分摊，各家的竞争也愈加激烈，因此利润率的下降也是情理之中的事情。从这点上来说，半导体行业也曾经历过和光伏行业目前所面临的一样的历史阶段。但两者在相似中又有一些本质上的区别。

首先半导体行业由于前文所讲到的原因，从一开始就注定它是一个高投入的产业，因此投资这个产业必然是慎之又慎的，必然是做了大量前期准备后的决定，而生产工艺的复杂性使得客户，也就是设计企业，不会轻易地转换供应商，因为这对于他们来说也是一个巨大的风险。这里再稍稍补充介绍一下，其实对于上游的相关设计企业来说，如何尽快将产品推向市场，占据市场先机是他们一直要考虑的问题，否则就很难在市场上立足。因此选择一个好的晶圆厂作为合作伙伴是一件非常重要的事情，而一旦这种合作关系稳固下来，就说明晶圆厂已经根据设计企业的要求做了从投片到最终出产品中间几百乃至上千道工艺的调试，保证了每一道工序都符合要求，这个过程需要花费漫长的时间，有的甚至要花几年的时间。因此如果突然中途更换合作伙伴，则意味着所以一切都要从头再来，而且还要背负着结果存在很大不确定性的风险。这对于以市场时机为导向的设计企业来说，将是灾难性的。而光伏行业的门槛低，除了几家光伏巨头之外，其他各家公司的背景可谓鱼龙混杂，产品技术相对简单，几乎每家的产品都没有太大的差异，工艺调整起来也没有那么复杂，因此客户更换供应商也更容易，这也是为什么光伏企业容易倒闭，而很少听到半导体企业特别是半导体晶圆制造厂倒闭的案例。

其次从市场需求的角度来说，半导体行业作为电子工业的源头，目前为止还没有其他可替代品，因此它的地位是稳固的，半导体产业通常都是一个国家的支柱产业，中国大陆在这方面的起步较晚，但是政府的重视程度却不亚于世界上任何一个国家，虽然和半导体发达国家还存在很大的差距，但在国家的强力支持下这种差距正在逐步缩小，也涌现出了像中芯国际这样世界级的大公司。当今正是各类电子产品层出不穷的年代，全球各大厂商如苹果，三星等公司推出的各类新潮产品不断这吸引着消费者的眼球，各种新技术推层出新，这也推动了半导体工业的发展，因为电子产品中最核心的各类芯片就是源自于半导体工业，这其中最著名的代表之一就是著名的半导体大厂英特尔。个人认为如果没有英特尔生产的CPU，世界的发展速度将至少减慢30年。半导体工业的发展也始终遵循着著名的摩尔定律，从当初的4英寸、6英寸，8英寸发展到现在的12英寸，18英寸，工艺节点也从0.25微米,0.13微米发展到了90纳米，45纳米，22纳米，并且还在向更高的原子级别迈进，除此之外，一些新技术如石墨烯等也如小荷初露角，因此可以预见的是，半导体仍将持续发展很长一段时间，直到更新的技术出现。而反观光伏行业，虽然从本质上来说，这是一种很有前景的行业，但是它并不具备半导体行业那种舍我其谁的行业地位，换句话说，光伏行业并不是新能源替代旧能源的唯一选择。除了太阳能，风能，生物能，核能以及近来比较热门的页岩气等都是比较有前景的能源。因此光伏行业如果想要脱颖而出，必须体现出技术优势，成本优势，环保优势，效率优势。而这些恰恰确实光伏行业目前所缺乏的。因此，如果不是欧美国家的巨大市场需求，以及日本地震对于核能的打击等一系列原因，光伏行业在中国的发展绝不会这么迅猛。高速发展掩盖了原本应该作为行业基石的技术的薄弱性，因此当受到猛烈冲击时，光伏行业外表光鲜亮丽的大厦崩塌离析也是必然的。

第一章宇宙中的地球

1.1地球的宇宙环境

天体系统：天体之间因万有引力相互吸引和相互绕转形成天体系统。结构层次（略）

可见宇宙：也称为“已知宇宙”，是指人类已经观测到的有限宇宙，半径约为140亿光年。

地球存在生命的条件：

外部条件：稳定的太阳光照大、小行星各行其道，使地球处于比较安全的宇宙环境中

内部条件：日地距离适中（1.5亿千米）——适宜的温度

地球体积质量适中且原始大气经长期演化—适于生物呼吸的大气

地球内部水汽逸出形成水圈

1.2太阳对地球的影响

一、太阳辐射： 太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量。

1能量来源：太阳中心的核聚变反应（4个氢原子核聚变成氦原子核，并放出大量能量）；

2特点：太阳辐射是短波辐射，能量主要集中在波长较短的可见光部分；

3意义：维持地表温度，地球上大气运动、水循环和生命活动等运动的主要动力，人类生产和生活的主要能源。

太阳常数：表示太阳辐射能到达大气层上界的能量指标，大小为8.24焦/cm2.分。

二、太阳活动对地球的影响

1太阳的外部结构：指太阳的大气结构，从里到外分为光球、色球和日冕三层

2对地球的影响：（太阳黑子是太阳活动强弱的标志，周期约为11年）

1.3地球的运动

（1）昼夜更替：周期为一个太阳日（24h）。晨线和昏线的判读。

（2）地方时：因经度不同而产生的不同时刻。东早西迟。

（3）地转偏向：沿地表水平运动的物体运动方向发生偏移,北半球右偏,南半球左偏，赤道上不偏。（北半球用右手、南半球用左手判读）

三、地球自转和公转的关系：

（1）黄赤交角：赤道平面和黄道平面的交角。目前约为23.5o。如果黄赤交角变大，热带、寒带扩大，温带缩小。如果黄赤交角变小，温带扩大，热带、寒带缩小。

（2）由于黄赤交角的存在和地轴的指向保持不变，导致太阳直射点在南、北回归线间之间的回归移动四：地球公转的地理意义

1昼夜长短的变化：

1)某时刻全球的情况：直射点所在半球，昼长于夜，纬度越高，昼越长，极点附近出现极昼现象，另一半球，昼短于夜，纬度越高，昼越短，极点附近出现极夜现象。

2)某地全年的情况：夏至日昼最长，冬至日昼最短。

3)春分日和秋分日：全球昼夜平分；

4)赤道上终年昼夜平分。纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。

2正午太阳高度的变化：

1)日出、日落时（晨昏线上）时太阳高度＝0度，一天中最大的太阳高度为正午太阳高度即地方时12点时的太阳高度。

2)某时刻全球的情况：正午太阳高度由直射点所在纬度向两侧递减，离直射点越远，正午太阳高度越小。

3)某地全年的情况：北回归线以北地区，6月22日出现最大值，12月22日出现最小值；南回归线以南地区，6月22日出现最小值，12月22日出现最大值；回归线之间地区，最大值出现在直射点经过该纬度的

时候（即太阳直射），最小值出现在冬至日。

3季节的形成和划分：天文四季（一年中太阳高度最高、昼长最长的季节为夏季，反之为冬季，例如我国传统的四季）、气候四季（北半球夏季6、7、8，冬季12、1、2）

4五带的形成和划分：以回归线和极圈来划分。

回归线=黄赤交角度数，极圈=90度-黄赤交角度数

四、光照图的判读

（1）判断南北极，从地球北极点看地球的自转为逆时针，从南极看为顺时针或看经度,东经度数递增（或西经度数递减）的方向即为地球自转的方向.

（2）判断节气、日期及太阳直射点的纬度晨昏圈过极点（或与一条经线重合），太阳直射点在赤道，是春秋分日；晨昏线与极圈相切，若北极圈为极昼现象为北半球的夏至日，太阳直射点在北回归线，若北极圈为极夜现象为北半球的冬至日，太阳直射点在南回归线。

直射点的经纬度确定：纬度由直射纬线的纬度确定，经度由地方时为12点的经线决定

（3）确定地方时在光照图中，太阳直射点所在的经线（即昼半球的中央经线）为12点，夜半球的中央经线为0点，晨线与赤道交点所在经线的为6点，昏线与赤道交点所在经线为18点。

（4）判断昼夜长短：昼长=（12－日出时间）×2＝（日落时间－12）×2。

（5）计算正午太阳高度角

某纬度正午太阳高度＝900－该纬度与直射点的纬度差（纬距）。

五、区时、地方时的计算

1地方时：两地地方时差=经度差×4分钟,东加西减.

2区时：确定两地所在时区,计算两地区时相差多少个小时,东加西减。T1一T2=N1一N2东时区为正,西时区为负),T为区时，N为时区序号。

3地方时与区时的关系：区时＝该时区中央经线的地方时。

4国际日期变更线:为避免地球上日期的紊乱而人为划定，有三处不与1800经线重合；在日期的换算上，从东向西经过日界线，日期加一天，从西向东经过日界线，日期减一天。

1.4地球的结构

一、地球的外部结构

地壳以外可以划分为大气圈、水圈和生物圈三个外部圈层。

二、地球内部结构

第二章自然环境中的物质运动和能量交换

2.1地壳的物质组成和物质循环

一、地壳物质的组成与循环

（1）组成岩石的矿物

元素：由多到少是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等

结合成单质或化合物

矿物：岩石构成的的最基本单元，主要的造岩矿物有石英、云母、长石、方解石等

积聚岩浆岩：有侵入岩和喷出岩两种形式，典型的侵入岩：花岗岩；喷出岩：玄武岩

岩石沉积岩：具有层理结构，常含有化石，包括（石灰岩，页岩，砂岩，砾岩等）

变质岩：由变质作用形成的岩石,如大理岩、石英岩、板岩

（2）

从岩浆到形成各种岩石，又到新的岩浆的产生，这一过程就是地壳物质循环。需注意岩石转换过程中（箭头）作用的名称。推动地壳物质循环的能量：地球内部放射性物质衰变产生的热能（地球内能）地壳物质的循环

沉积岩

2.2地球表面形态

一、地质作用： 按能量来源不同，分为内力作用（地球内能）和外力作用（主要为太阳能）

内力作用：地壳运动、岩浆活动、变质作用、地震等

外力作用：风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩，泥石流、滑坡、山崩也属于外力作用。

二、内力作用与地表形态

1板块构造学说的基本论点：

（1）全球岩石圈不是整体一块，可划分为六大基本板块（名称与分布）。

（2）板块处于不断运动之中，板块内部比较稳定，板块交界处地壳活跃，多火山、地震。

（3）板块张裂常形成裂谷或海洋，如东非大裂谷，大西洋；板块碰撞挤压，常形成海沟和造山带，当大洋与大陆板块相撞时，形成海沟-岛弧或海沟-海岸山脉，当大陆与大陆板块相撞时形成巨大的褶皱山

（1）地质构造：由于地壳运动引起的地壳变形、变位。（变形一褶皱，变位一断层）

火山、地震是地球内部能量的强烈释放形式，也是内力作用的具体表现，火山爆发常形成火山锥、火山口等；地震发生时，地壳会出现断裂和错动。

三、外力作用与地表形态

1外力作用形式：包括风化、侵蚀及搬运、沉积、固结成岩作用

2.3大气环境

一、大气垂直分层

1）低层大气的组成：干洁空气（氮、氧、二氧化碳、臭氧等）、水汽和固体杂质（成云致雨的必要条件）

1对太阳辐射的削弱作用

吸收作用：具有选择性，水汽和二氧化碳吸收红外线，臭氧吸收紫外线，对于可见光部分吸收比较少反射作用：无选择性，云层、尘埃越多，反射作用越强。例多云的白天温度不太高。

散射作用：具有选择性，对于波长较短的篮紫光易被散射。例晴朗的天空呈蔚蓝色等。

2对地面的保温效应:

①地面吸收太阳短波辐射增温，产生地面长波辐射

②大气中的CO2和水汽强烈吸收地面的长波辐射而增温

③大气逆辐射对地面热量进行补偿，起保温作用。

3影响地面辐射大小（获得太阳辐射多少）的主要因素：纬度因素，太阳高度角的大小不同，导致地面受热面积和太阳辐射经过大气层的路程长短，是影响的主要因素，同时，它的大小受下垫面因素（反射率）和气象因素等的影响。

四、全球大气环流

（一）热力环流：由于地面冷热不均而形成的空气环流，是大气运动的一种最简单的形式。

地面间冷热不均是大气运动的根本原因，水平气压差是大气水平运动的直接原因

（二）大气的水平运动—--风

高空风：在水平气压梯度力和地转偏向力作用下，风向与等压线平行

风向（北半球右偏，南半球左偏）

近地面风：受摩擦力影响，风向斜穿等压线，指向低气压。

水平气压梯度力：垂直于等压线，指向低压，大气水平运动的原动力

地转偏向力：与风向垂直（北半球在风向右侧，南半球在左侧），只改变风向，不影响风速。

摩擦力：与风向方向相反，既减小风速，又改变风向（摩擦力越大，风向与等压线夹角越大）

风力（风速）：等压线越密集的地方，风（力）速越大

（三）全球气压带和风带的分布

七个气压带和六个风带的名称与位置，注意各风带的风向，气压带成因（热力或动力原因）。

（四）气压和风带的移动：气压带风带随太阳直射点的移动而移动，对于北半球来说，大致夏季北移，位置偏北；冬季向南移，位置偏南。

五、海陆分布对大气环流的影响

由于海陆间热力性质的差异，破坏了气压带风带的连续分布，使得北半球气压带呈断块状分布：7月前后，北半球副热带高气压带被大陆上的热低压（亚洲低压）所切断，仅在大洋上保留（夏威夷高压）；1月前后，北半球副极地低压带被大陆上的冷高压（亚洲高压）所切断，仅在大洋上保留（阿留申低压）。

2.4水循环和洋流

一：水循环：自然界的水在四大圈层中通过各个环节连续运动的过程。

能量来源：太阳能和重力能

类型：包括海陆间大循环、内陆循环、海上内循环

主要环节：包括蒸发，水汽输送，降水、下渗，径流（分地表和地下径流）等。

意义：①联系四大圈层，在它们之间进行能量交换和物质迁移，塑造地表形态

②使各种水体相互转化，维持全球水的动态平衡③更新陆地水资源。

人类对水循环的影响：主要对地表径流，及对小范围的蒸发、降水环节进行影响，修建水库、跨流域调水和人工降雨等是常见的`形式。

二：洋流

1洋流的分布

中低纬度海区，副热带环流：

北半球：顺时针旋转大陆东岸为暖流

南半球：逆时针旋转大陆西岸为寒流

北半球中高纬度海区，副极地环流：逆时针旋转。大陆东岸为寒流

大陆西岸为暖流

北印度洋的季风洋流：夏季自西向东流，顺时针；冬季自东向西流，逆时针

西风漂流：自西向东环绕南极洲一周

洋流对地理环境的影响

暖流：增温增湿。同一纬度地区，暖流经过的海区温度比较高，降水较多。西欧地区的温带海洋性气候就直接得益于北大西洋暖流，俄罗斯的摩尔曼斯克海港

气候终年不冻与北大西洋暖流有关

寒流：降温减湿。同一纬度地区，寒流经过的海区温度比较低，降水较少。沿岸寒流对澳大利亚西海岸、秘鲁太平洋沿岸的荒漠环境的形成，起了一定的作用

寒暖流交汇处形成的渔场：北海道渔场、纽芬兰渔场、北海渔场

海洋生物

上升流形成的渔场：秘鲁渔场

海洋环境污染：有利于污染物的扩散，加快净化的速度，但也扩大了污染的范围

航

自然地理环境的整体性

自然地理环境由岩石圈、大气圈、水圈、生物圈、土壤圈、人类圈组成的有机整体。自然地理环境五要素：气候、地貌（地形）、水文、土壤、生物（植被）。

整体性：地理环境各要素相互联系、相互制约和相互渗透，形成一个有机的整体。表现：①地理环境各要素不是孤立发展的，每一个要素都是作为整体的一部分，与其他要素相互联系和相互作用；②某一要素的变化，会导致其他要素甚至整体的改变（包括对其他地区的影响）。

土壤：具有肥力，能够生长植物的陆地疏松表层。肥力是土壤的本质属性。

成土母质：土壤形成的物质基础和矿物养分的最初来源。对土壤的物理性状和化学组成均有重要影响（继承关系）。

气候：直接影响土壤的水热状况和物理、化学过程的性质和强度。如：中等水热条件下，土壤有机质积累最多。（温带半湿润环境下的黑土是世界上最肥沃的土壤）；通过影响岩石的风化过程、地貌形态以及生物的活动，间接影响土壤的形成和发育。如：湿热条件下风化壳最厚，土壤层厚度大。干旱或者寒冷条件下，风化壳薄，土壤层也薄。

生物：土壤有机物质的来源，土壤形成过程中最活跃的因素，土壤肥力的高低主要取决于有机质含量的多少。没有生物的参与（生物循环），就不会有土壤的形成。（成土母质→低等植物生长→原始土壤→高等植物生长→成熟土壤）。一般而言，森林土壤有机质含量要低于草地土壤。

地形：通过对物质、能量的再分配间接作用于土壤。如土壤的垂直地带分布。陡峭的山坡：地表物质迁移速度快，难发育深厚的土壤。平坦的地方：地表物质的侵蚀速度慢，稳定的气候生物条件发育深厚的土壤。阳坡：温度条件好，但蒸发旺，水分较差，阴坡反之。

人类活动：积极影响—改造自然土壤为各种耕作土壤；消极影响—土壤退化（水土流失、盐渍化、荒漠化和土壤污染等等）

环境的整体性要求开发利用自然资源时，要有综合的考虑和对策。

展望2022年，随着掣肘光伏产业链发展的瓶颈制约逐步得以解决，预计我国光伏产业在装机规模、技术革新等方面都将迎来跨越式发展，具体将呈现以下八大发展趋势：

1.装机规模快速增长。2021年我国光伏装机受到硅料环节供给不足、价格暴涨影响，进度不及预期，虽然在12月份疯狂抢装下，勉强实现了市场普遍预期的50GW左右装机规模，但全年市场运行状况与“双碳”目标相去甚远。进入2022年，随着硅料扩产产能的释放，光伏产业链的供需矛盾局面将从结构性紧缺向全面过剩转变，经过一年大幅涨价的硅料、硅片等上游材料将进入降价阶段，光伏发电的LCOE将不断下降，将这对于生产制造企业来说不一定是好信号，但对国家能源体系变革和光伏装机来说，则是一个不折不扣的利好。叠加风光大基地建设、整县推进等政策促进，市场普遍预测，2022年光伏装机规模将达到70GW以上，乐观预估装机规模则超过100GW。

2.技术变革持续加速。光伏产业类似于半导体产业，在技术变革周期上基本符合摩尔定律，总体技术更新换代较为频繁。目前，光伏产业最主要的技术变革为P型电池向N型电池的升级，随着P型电池基本达到理论上的光电转换上限，预计2022年将加速向HJT和TOPCON技术变革，N型电池的占有率将呈现快速增长态势。至于HJT和TOPCON之间的技术路线之争，随着越来越多生产线较长期限实测数据的出炉，两种技术路线的优劣势对比将会有更多科学依据，路线之争将更趋明朗化。对我个人来说，我一直押注HJT技术。此外，在加快风光大基地建设的推动下，在集中式电站更具优势和经济性的跟踪支架技术将会得到普及，推升跟踪支架技术的市场占有率，逐步从目前较低的20%左右向欧美50%左右靠拢。与此同时，双面率也将快速提升，对光伏玻璃技术提出了更大、更薄、透光性更好的要求，有利于头部玻璃企业提升市场占有率。

从技术变革趋势可以看出，光伏产业链的技术变革主要聚焦于提升转换效率和降低生产成本，综合起来就是降低度电成本（LCOE）。总体来看，2022年将以电池技术、支架技术和双面技术等方面的技术变革为主，预计将大幅提升光电转换效率，降低度电成本。

3.“一大一小”成为中坚。相对于其他发电模式，光伏发电在清洁程度、降成本空间、技术成熟度等方面的优势很明显，但也具有占地空间大、对光照条件要求高等缺点。为了规避这一矛盾，未来光伏发电装机将向大基地这一“大”和分布式光伏这一“小”集中。在“大”的方面，国家和各省市在光照资源丰富的地方部署打造多个风光大基地，集中于大西北和山东、河南等北方区域，主要建设在沙漠、戈壁、荒漠等地广人稀的地理环境中。根据国网能源研究院新能源与统计所所长李琼慧预测，“十四五”期间，我国将新建14个大型风电、光伏基地项目，其中包括9个大型清洁能源基地项目和5个大型海上风电基地项目。另据统计，目前我国已开工建设的清洁能源大基地建设项目合计装机规模达到了100GW，将成为未来光伏新增装机的主力军。在“小”的方面，分布式光伏成为行业的焦点，特别是在整县安装政策刺激下，分布式光伏将迎来大发展阶段，包括工商业分布式光伏和户用分布式光伏，预计未来每年将带来至少二三十GW的装机增量。

4.大型企业抢占市场。光伏产业发展初期，我国光伏产业链企业主要以民营企业为主力军，包括早期的产业龙头尚德、赛维和现阶段的龙头正泰、隆基、通威，以及数量众多中小EPC和运营企业。但随着“双碳”上升为国策，光伏发电装机和发电规模成为了央企、大型国企能源集团的政治任务，导致光伏产业特别是光伏电站EPC和运营市场被大型企业大举蚕食，原先作为市场主力军的中小民营企业面临巨大的竞争压力，国进民退趋势非常明显。目前市场主流的商业模式为：大型国企EPC建设方或民营企业负责建设电站，建成后直接打包出售给央国企能源集团，赚取建设总成本和出售价格之间的差额收益，而央国企能源集团通过这一模式可以更快速完成新能源装机和发电规模的政治任务。

5.加装储能成为趋势。“光伏发电 储能”将成为新一代能源体系的黄金搭档，储能的调峰调频功能可以较好地缓解风光等新能源的波动性和间歇性缺陷，确保电力体系的稳定性。2022年，储能的装机主力将在发电侧，因为有政策强制加配的要求，同时随着电价改革的深化，峰谷价差将会持续拉大，发电侧储能的性价比也会逐步提升至具备经济性。此外，电网侧、用户侧的储能需求也会不断释放，推动储能产业进入规模化发展的新阶段。

6.特高压建设加速上马。与储能一样，特高压也是新一代能源体系必备的辅助型基础设施，其重要性不亚于储能。特别是清洁能源大基地主要分布于非负荷中心区的西北和华北，大基地发出的电必须通过特高压电网向东南沿海用电中心区输送，催生大规模的特高压建设需求。在特高压领域，我国的技术在全球处于遥遥领先的地位，是我国建设新一代能源体系的另一张王牌。

7.竞争格局发生剧变。在市场无形之手和政策有形之手的双重作用下，光伏产业链各环节的竞争形势和价格走势将发生显著变化。

硅料端——扩张产能将在2022年陆续释放，供不应求局面将逐步得到缓解，预计价格将从高位持续回落，但产能释放的节奏并不会太快，大量产能将在2022年下半年和2023年后落地，因此硅料价格在2022年总体还将在相对高位，市场预计将维持在150元/千克以上，虽然相对最高点的268元/千克有较大幅度下降，但较四五十元的成本来说依然有较大的利润空间。

硅片端——硅片是整个产业链中产能最为过剩的环节之一。据统计，2021年底全球产能达到390GW，2022年底将达到600GW，相较预计的210GW装机规模对应的260GW

硅片需求，过剩非常严重。在2021年，由于上游硅料的紧缺，导致硅片环节整体开工率仅60%左右，硅片龙头企业凭借产业链掌控优势，开工率相对更高，同时将成本向下传导的能力更强，这也是隆基、中环等硅片龙头2021年盈利较好的主要原因。但随着硅料产能的释放以及硅片产能的进一步过剩，预计今年硅片环节的市场竞争将会大幅提升，价格战将不可避免，龙头企业的超额利润将会抹平，整体产业形势不容乐观。

电池片、组件端——电池片和组件是上下受压的弱势环节，对上受到硅片价格上涨的冲击，对下受到强势EPC方和运营方的挤压，是2021年最悲惨的光伏细分产业。所谓否极泰来，在经历了一年的至暗时刻后，预计电池片和组件企业将在今年迎来涅槃重生，量价齐声叠加成本下降，盈利能力有望触底反弹。

光伏玻璃端——又一个产能严重过剩的环节，其产能过剩程度不亚于硅片端。这也印证了一句话：没有进入壁垒的热门产业必然引发严重过剩，硅片如此，光伏玻璃也是如此。随着2020年光伏玻璃在产能不足催动下出现一波大涨，大量光伏玻璃企业疯狂扩大产能，一批其他类型的玻璃企业也大举进入光伏玻璃领域，导致整个光伏玻璃产能今年将达到2000万吨，远超1300万吨的预计需求量。产能严重过剩必然导致恶性竞争和剧烈的价格战，光伏玻璃价格也将持续保持地低位，二三线光伏玻璃企业将面临生存压力。

8.多能互补将成趋势。当前能源形式越来越丰富，既有火电、水电等传统能源，又有光伏、风电、垃圾发电等新能源，各种能源形式之间具有较强的互补性，特别是新能源具有波动性的缺陷，需要与其他能源形式尤其是火电进行搭配，形成优势互补，构建动态稳定的能源闭关体系。如现在比较热门的“风光水火储一体化”项目，通过在大基地中建设风电、光伏发电、火电、水电等各类型电站，并相应配备一定的储能，从而实现多能源发电品种互相补充，提升能源利用效率和发展质量。此外，风光大基地建设也是一种很重要的能源建设形式，通过“风电 光伏”并行建设的形式，既可以提升土地利用效率，也可以形成能源互补，将成为未来新能源建设的重要方式之一。

B、由气体的摩尔质量和气体的密度之比可求出气体的摩尔体积，摩尔体积与阿佛加德罗常数之比等于每个气体分子平均占有的空间大小，由此可以估算出理想气体分子间的平均距离，故B正确；

C、布朗运动是固定颗粒的运动，并不是碳分子的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故C错误；

D、气体温度升高，则分子的平均动能增加，但所有分子的速率并不是都增大的，故D错误；

故选：AB

EVA是光伏组件必须用到的胶膜，和面积直接相关，一块组件1.63平米，EVA需要对电池片正反封装，且面积会比组件面积略小，所以一块组件所使用到的EVA面积为1.6 2=3.2平方米；

由于生产过程中会有一定面积的损耗，每块组件生产下来损耗的面积介于0.2~03平米之间，所以一片60型标准组件实际使用到的EVA的面积为3.2+0.2=3.4 。

EVA行业高度垄断集中，龙头公司福斯特一家占据全球48%的市场份额，去年出货量达到了5.77亿 ；

龙二为斯威克，去年产量1.56亿 ；第三是海优威，去年出货量约1.3亿 ，三家公司市场格局稳定，去年合计出货量8.63亿 ，如果折算成60型标准组件，对应8.63 3.4=2.538亿块；按照去年每块60型组件平均功率278W计算，对应总功率2.538 278=705亿瓦=70.5GW。

去年全球扣除薄膜组件后的总的组件出货量达到了101GW，上述三家公司的市场占有率恰好70%。

EVA和面积相关，所以电池技术进步带来的功率提升不会给EVA数据造成干扰。

EVA用量一定，产业内各家损耗差异很小，各家每片60型标准组件用量均为3.4平米左右，好记好算，容易寻找出确定性的衡量计算标准。EVA产线开停灵活，淡季来了不会为了囤积库存而盲目生产，库存因素扰动小；

EVA高度垄断集中，我们只需要追踪三家公司的产销数据便可覆盖全行业70%的出货情况，而且竞争格局稳定，我们只需要把三家数据除以0.7便可推算全行业的整体需求，简便快速地对行业冷暖有一个清晰认知。

其次，怎么去看光伏未来的投资机会？老规矩，要看未来，先回顾过去。

过去10年，光伏行业发生过三次大变革，第一次是尚德英利成立兆瓦级光伏组件生产线，第二次是保利协鑫突破冷氢化工艺占领硅料市场，第三次是隆基股份推动单晶硅片降本替代多晶硅片。

这三次分别对应光伏产业链三个环节组件、硅片和硅料的大幅度降本，实现大规模制造推动发电成本迈向平价。

而这背后，是光伏行业过去10年呈现明显的周期加成长的特征：行业总体在成长，但是周期波动剧烈，主流厂商经常被颠覆，曾经的领先者都是非主流的外来者，光伏行业不断重复穷鬼到首富再到破产的故事。

比如，在尚德英利突破组件工艺之前，是名不见经传的贸易商，保利协鑫突破硅料工艺之前，只是香港上市的二线热电厂，而现在的隆基在爆发之前，只是尚德三线供应商，火热的通威股份，还在生产饲料。

主流厂商不断被颠覆，因为上一波投资的巨量沉没成本捆住了他们难以动弹，拥抱新工艺左右为难，所以规模越大的死的越快。

具体来说。2008年金融危机之后，全球财政货币政策刺激，尤其德国西班牙等欧洲国家大力补贴光伏。

当时的产业链瓶颈在硅料供给，硅料价格暴涨到接近200美元，薄膜路线的性价比凸显，应用材料等半导体公司纷纷推出turnkey生产线，正泰光伏、新奥能源等企业大手笔买入，还有金属硅和废硅回收冶炼等非主流路线。

彼时，保利协鑫发现硅料的制备工艺其实是中等难度的化工流程，所以独辟蹊径招聘一批东北化工厂的工程师，自己设计还原炉和反应釜摸索工艺。2009年，保利协鑫的冷氢化工艺成功落地，震惊全球光伏届，股价也一飞冲天涨了10倍。

汹涌而来的资金推动保利协的产能从5000吨干到了6万吨，与此同时，硅料价格如坠机一样从200美元跌到20美元，从应用材料到正泰、新奥等薄膜企业黯然退场，汉能光伏却在高点接盘了薄膜的故事今天也没有结束，至于金属硅和废硅回收再无提及。

2010-2011年欧债危机消灭德国西班牙的补贴，疯狂扩产的多晶产业链遇到光伏 历史 上最惨烈的供需双杀，当时相对小众的单晶硅片企业降价反应迟钝，单价市占率被挤压至不到20%。

2011年上市的隆基股份手握10亿资金心有余悸，董秘感叹行业这么惨隆基应该能生存下去。

2012年底一个偶然机会，我们坐在钟总身边，在无聊的会议上钟总随手给我们划了一个2013-2017年的单晶降本路线图，并且拆分了新工艺的边际贡献，非常有说服力。

2013-2015年小小的隆基股份在强大的协鑫压力下埋头 探索 这些工艺，直到2015年第一次增发隆基股份成功获得20亿子弹启动单晶硅片第一次大规模扩产。

5GW、10GW、20GW直到65GW的过程像极保利协鑫，50倍的股价涨幅远远超越保利协鑫成为A股当之无愧的行业龙头。

硅料的技术迭代稳定硅料行业的竞争格局。今年以来海外硅料厂纷纷停产，通威、大全和协鑫等等厂商的市场集中度超过70%，硅料价格的波动率显著下降。硅片的技术迭代正在稳定硅片行业的竞争格局。

今年多晶硅片的市占率降到20%以下，随着隆基股份、中环股份和上机数控等厂商产能的大规模释放，前几位单晶硅片厂商的市占率接近70%。

4月以来单晶硅片价格暴跌，此次产能周期拐点引发暴跌的价格将在今年下半年接近硅片的长期价格中枢2.3RMB左右，以后随着波动率的收敛，硅片价格将缓慢下降

复盘来看，组件、硅料和硅片都发生了技术迭代，最后一个领域电池片依然悄然无息。正是这种悄然无息导致电池片的行业依然分散，面对硅片的产业链博弈始终没有话语权。

从货值计算，电池片的市场容量接近硅片两倍，单位利润率水平不及硅片的1/3，这是非常不正常的现象。

从十年前美国国家实验室的技术演进图来看，光伏的效率排序：异质结(multijunction)›单质结(single-junction)›多晶电池(crystalline si)›薄膜电池(thin-film)。产业层面的两次跳跃间断点完美体现这个效率路线。

市场认为光伏新技术层出不穷，难以辨识真伪。根据第一性原理，这个效率路线图是无可争辩的，背后是材料学的科学逻辑。

上帝早已安排光伏技术的未来，即异质结技术，独有的复合材料结构以及可观的效率潜力。

硅料替代薄膜和单晶硅片替代多晶硅片的过程为异质结替代单质结做好了产业铺垫，因为异质结电池的硅片基底是N型单晶硅片，P型单晶制备工艺可以转化为N型工艺（这并不是跳跃间断点），所以当P型单晶硅片全面替代P型多晶硅片的时候，宣告N型结构替代P型结构的开始。

光伏发电的最后目标是为了上网，但电网不是慈善机构，不会因为企业 社会 责任无限制地接纳光伏。

当光储系统达到发电侧平价，电网就有商业动机接纳光伏，火电被终结。

电网改革放开调频调峰等配售电领域辅助服务市场空间，储能运营商有了稳定收入来源。电网的并网压力倒逼储能需求的启动，电网的改革压力倒逼储能盈利模式的启动。

光伏是光储系统的一级火箭。

储能刺激锂电池下一个超级需求，储能需求和动力需求共同推动锂电池降本增效，反过来加速储能应用，这是光储系统的二级火箭，因此光储系统替代火电的时间或许比大家预期得更快，这个市场空间是两个千亿级市场的叠加，可能在万级别。

总结一下，异质结和储能将是未来光伏10倍股甚至百倍股的诞生之处。

最后的最后，讲一下对周期的理解。在讲周期的时候，从短及长，分为了库存周期、产能周期和经济周期。

库存周期引起利润表的变化，产能周期引起资产负债表变化，经济周期引起技术变化。

再进一步推演下去：

1）引起利润表变化的是营业收入。营业收入由价格和销量决定，价格受制于供需，销量来自于产销率和产能利用率，而产能是来自于资产负债表，所以利润表是资产负债表在当前时点的折现值；

2）当库存周期的价格波动引起利润表变化的时候，企业资产负债表尤其固定资产没有变化。当价格下跌的时候，落后企业的固定成本无法承受冲击，导致落后企业破产，全行业产能收缩，推动产能周期向上；

3）当技术淘汰来临，领先企业的固定成本无法承受冲击，全行业破产。企业固定资产（固定成本）能否承受冲击是区分三种周期级别的标准。

无论是落后还领先企业，本质都是通过折旧收回固定资产投资，所以再漂亮的利润表也无法掩饰虚弱的资产负债表和现金流。

在产能周期级别，落后企业被淘汰，领先企业集中度上升，行业越来越稳定，最后产生垄断。垄断是超额利润的来源，这一点对于任何行业都成立，问题在于行业稳定性的持续时间。

对于商业模式和技术进步层出不穷的行业，垄断是个伪命题，美国50年代军方需求孕育了半导体行业，过去50年以来半导体的数轮周期埋葬了无数的半导体领先公司。

当晶圆技术稳定之后才出现了上涨20年的台积电，身后的三星和英特尔进进出出依然动荡，摩尔定律在扩大台积电的护城河，即使在这个领域台积电赚钱依然幸苦。

称霸了CPU领域十几年的INTEL的市场份额被AMD在数年内赶上，新的构架依然在冲击领先者。

更进一步来说，在商业模式和技术进步层出不穷的行业里，企业阶段性的领先甚至会埋藏失败的起因，这就是著名的”创新者的窘境“。

领先者呕心沥血积累起来的庞大固定资产反而成为新一轮技术竞赛的包袱，地位越领先规模越庞大，被抛弃的可能性越大，因为提前计提资产减值就是主动破产，维持产能利用率又加速自我负循环，进退两难。

光伏行业从硅料技术变革到硅片变革再看未来的电池变革，从龙头到落后，从首富到破产，比比皆是。造成这样的局面，

1）技术变革太快所以固定资产淘汰太快；

2）效率溢价不足所以成本属性多于技术属性；

3）成本差异小所以重复性建设经常造成产能过剩。

不过，在经济周期级别，所有的库存周期和产能周期都是不值得一提的。

每一轮经济周期的尾声技术红利消失，增长乏力伴随着危机四起，比如战争、瘟疫或者金融危机，新兴产业完全替代落后产业，国家兴衰亦然，20年代美国超越英国靠的是第二次技术革命驱动的电力和 汽车 等行业，80年代美国超越日本靠的是第三次技术革命驱动的计算机互联网等行业，并不是新教伦理的白人文化也不是美联储滔滔不绝的流动性泡沫。

人、企业和国家一样，周期轮回都依赖于穿越牛熊的伟大产业，核心是基于固定资产的资产负债表。