多晶硅產(chǎn)業(yè)情況分析

1、多晶硅產(chǎn)產(chǎn)業(yè)情況況一多晶晶硅簡介介及用途途1、多晶晶硅簡介介多晶硅：晶體硅硅的一種種，當(dāng)熔熔融的單單質(zhì)硅在在過冷條條件下凝凝固時，硅原子子以金剛剛石晶格格形態(tài)排排列成許許多晶核核，如這這些晶核核長成晶晶面取向向不同的的晶粒，則這些些晶粒結(jié)結(jié)合起來來，就結(jié)結(jié)晶成多多晶硅。單晶硅：晶體硅硅的一種種，具有有基本完完整的點點陣結(jié)構(gòu)構(gòu)的晶體體，不同同的方向向具有不不同的性性質(zhì)，是是一種良良好的半半導(dǎo)材料料。純度度要求達達到999.99999，甚至至達到999.9999999999以上上。用于于制造半半導(dǎo)體器器件、太太陽能電電池等。用高純純度的多多晶硅在在單晶爐爐內(nèi)拉制制而成。多晶硅與與單晶硅硅的差別別：

2、當(dāng)熔融的的單質(zhì)硅硅凝固時時,硅原子子以金剛剛石晶格格排列成成許多晶晶核，如如果這些些晶核長長成晶面面取向相相同的晶晶粒，則則形成單單晶硅。如果這這些晶核核長成晶晶面取向向不同的的晶粒，則形成成多晶硅硅。2、多晶晶硅的分分類多晶硅按按純度分分類可以以分為冶冶金級（工業(yè)硅硅）、太太陽能級級、電子子級。2.1冶冶金級硅硅(MGG)：是硅的的氧化物物在電弧弧爐中被被碳還原原而成。一般含含Si為為90-95%以上，高達999.88%以上上。2.2太太陽級硅硅(SGG)：純度介介于冶金金級硅與與電子級級硅之間間，至今今未有明明確界定定。一般般認(rèn)為含含Si在在99.99%99.99999%（466個9）。2

3、.3電電子級硅硅(EGG):一一般要求求含Sii999.99999%以上，超高純純達到999.9999999999%999.999999999999%（911個個9)。多晶硅錠多晶硅料3.多晶晶硅的主主要用途途3.1 制作單單晶硅，一般需需要用高高純度的的電子級級硅（EEG）。單晶硅硅是制造造半導(dǎo)體體硅器件件的原料料，用于于制大功功率整流流器、大大功率晶晶體管、二極管管、開關(guān)關(guān)器件等等。單晶硅棒半導(dǎo)體芯片3.2 制作太太陽能電電池，一一般使用用太陽能能級硅（SG）光伏發(fā)電站太陽能電池板二多晶晶硅生產(chǎn)產(chǎn)工藝多晶硅的的生產(chǎn)技技術(shù)主要要有：改改良西門門子法、硅烷法法和流化化床法。正在研研發(fā)的還還有冶

4、金金法、氣氣液沉積積法、重重摻硅廢廢料法等等制造低低成本多多晶硅的的新工藝藝。世界上885的的多晶硅硅是采用用改良西西門子法法生產(chǎn)的的，國內(nèi)內(nèi)上市生生產(chǎn)企業(yè)業(yè)1000%采用用此法，其余方方法生產(chǎn)產(chǎn)的多晶晶硅僅占占15。1、改良良西門子子法該法是以以HCll（或CCl2、H2）和冶冶金級工工業(yè)硅為為原料，將粗硅硅（工業(yè)業(yè)硅）粉粉與HCCl在高高溫下合合成為SSiHCCl3，然后后對SiiHCll3進行化化學(xué)精制制提純，接著對對SiHHCL33進行多多級精餾餾，使其其純度達達到9個個9以上上，其中中金屬雜雜質(zhì)總含含量應(yīng)降降到0.1pppba以以下，最最后在還還原爐中中在10050的硅芯芯上用超超高

5、純的的氫氣對對SiHHCL33進行還還原而長長成高純純多晶硅硅棒。其工藝流流程如下下：冶金硅+HCllSiHHCl33+SiiH4+SiiH2Cl122SiiHCll3(精餾餾) SiHHCl33+H2(10000氣相沉沉淀) U型硅硅棒擠壓粉粉碎用HF和和HNOO3浸蝕多晶硅硅塊（1）石石英砂在在電弧爐爐中冶煉煉提純到到98%并生成成工業(yè)硅硅，其化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)SiOO2+CSi+CO22（2）為為了滿足足高純度度的需要要，必須須進一步步提純。把工業(yè)業(yè)硅粉碎碎并用無無水氯化化氫(HHCl)與之反反應(yīng)在一一個流化化床反應(yīng)應(yīng)器中，生成擬擬溶解的的三氯氫氫硅(SSiHCCl3)。 其化學(xué)反反應(yīng)Sii+

6、HCClSiHHCl33+H2，反應(yīng)溫溫度為3300度度，該反反應(yīng)是放放熱的。同時形形成氣態(tài)態(tài)混合物物(H2,HCll,SiiHCll3,SiiCl44,Sii)。 （3）第第二步驟驟中產(chǎn)生生的氣態(tài)態(tài)混合物物還需要要進一步步提純，需要分分解:過過濾硅粉粉，冷凝凝SiHCCl3,SiiC144, 而氣氣態(tài)H2, HCCl返回回到反應(yīng)應(yīng)中或排排放到大大氣中。然后分分解冷凝凝物SiiHCll3,SiiCl44，凈化化三氯氫氫硅（多多級精餾餾）。（4）凈凈化后的的三氯氫氫硅采用用高溫還還原工藝藝，以高高純的SSiHCCl3在在H2氣氣氛中還還原沉積積而生成成多晶硅硅。其化學(xué)反反應(yīng)為：SiHHCl33+

7、H2Si+HCll。多晶硅的的反應(yīng)容容器為密密封的，用電加加熱硅池池硅棒（直徑55-100毫米，長度11.5-2米，數(shù)量880根），在110500-11100度度在棒上上生長多多晶硅，直徑可可達到1150-2000毫米。這樣大大約三分分之一的的三氯氫氫硅發(fā)生生反應(yīng)，并生成成多晶硅硅。剩余余部分同同H2,HCll,SiiHCll3,SiiCl44從反應(yīng)應(yīng)容器中中分離。這些混混合物進進行低溫溫分離，或再利利用，或或返回到到整個反反應(yīng)中。氣態(tài)混混合物的的分離是是復(fù)雜的的、耗能能量大的的，從某某種程度度上決定定了多晶晶硅的成成本和該該工藝的的競爭力力。改良西門門子法生生產(chǎn)多晶晶硅的副副產(chǎn)品：多晶硅生生

8、產(chǎn)過程程中將有有大量的的廢水、廢液排排出，如如：生產(chǎn)產(chǎn)10000噸多多晶硅將將有三氯氯氫硅335000噸、四四氯化硅硅45000噸廢廢液產(chǎn)生生，未經(jīng)經(jīng)處理回回收的三三氯氫硅硅和四氯氯化硅是是一種有有毒有害害液體。對多晶晶硅副產(chǎn)產(chǎn)物三氯氯氫硅、四氯化化硅經(jīng)過過多級精精餾提純純等化學(xué)學(xué)處理，可生成成白炭黑黑、氯化化鈣以及及用于光光纖預(yù)制制棒的高高純（66N）四四氯化硅硅。改良西門門子法所所用設(shè)備備：氯化氫合合成爐，三氯氫氫硅沸騰騰床加壓壓合成爐爐，三氯氯氫硅水水解凝膠膠處理系系統(tǒng)，三三氯氫硅硅粗餾、精餾塔塔提純系系統(tǒng)，硅硅芯爐，節(jié)電還還原爐，磷檢爐爐，硅棒棒切斷機機，腐蝕蝕、清洗洗、干燥燥、包裝裝

9、系統(tǒng)裝裝置，還還原尾氣氣干法回回收裝置置；其他他包括分分析、檢檢測儀器器，控制制儀表，熱能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換站，壓縮空空氣站，循環(huán)水水站，變變配電站站，凈化化廠房等等。2、硅烷烷法2.1硅硅烷氣體體的制備備硅烷法法多晶硅硅的生產(chǎn)產(chǎn)離不開開硅烷氣氣體。硅烷氣體體的制備備大致上上有三種種方法:用氫化化鋁鈉與與四氟化化硅氣體體反應(yīng)合合成硅烷烷氣體:NaAllH4+SiiF4NaAAlF4+SiiH4硅鎂合合金法工工藝硅鎂合金金制備硅硅烷氣體體工藝也也稱小松松法工藝藝。工藝藝流程非非常簡練練，主要要反應(yīng)為為:Si+MMgMg2SiMg2SSi + NHH4ClSiHH4+MgCCl2 +6NNH3氯硅烷烷歧化反反

10、應(yīng)法，此法利利用如下下氯硅烷烷的合成成和歧化化反應(yīng)來來獲得硅硅烷:Si + 2HH2 + 3SiiC1444SiiHCll36SiHHCl333SiiH2Cl2 + 3SiiC1444SiHH2Cl22SiiH3Cl + 22SiHHCl333SiHH3ClSiHH2Cl2 + SiHH42.2因因硅烷氣氣是易燃燃易爆的的氣體，所以整整個吸附附系統(tǒng)以以及分解解室都要要有高度度嚴(yán)密性性，必須須隔絕空空氣，這這對設(shè)備備的要求求較高。3、物理理法（冶冶金法）3.1物物理法是是采用對對冶金級級的硅進進行造渣渣、精煉煉、酸洗洗（濕法法冶金）、定向向凝固等等方式，將雜質(zhì)質(zhì)去除，由于硅硅是不參參加化學(xué)學(xué)反應(yīng)

11、的的，所以以俗稱物物理法，也稱作作冶金法法。冶金法的的投資比比化學(xué)法法要小，大約每每千噸產(chǎn)產(chǎn)能投資資只需要要4億元元左右，而每噸噸的成本本為155-255萬元人人民幣左左右。目目前冶金金法對硅硅的提純純極限為為6-7N，無法用用于半導(dǎo)導(dǎo)體行業(yè)業(yè)，而只只能用于于太陽能能產(chǎn)業(yè)。3.2冶冶金法制制備多晶晶硅可直直接由工工業(yè)硅制制得太陽陽能用的的高純多多晶硅錠錠，具有有環(huán)境污污染小，不需要要重熔設(shè)設(shè)備且生生產(chǎn)成本本相對較較低。該法工藝藝路線為為：選擇純度度較好的的工業(yè)硅硅（即冶冶金硅）進行水水平區(qū)熔熔單向凝凝固成硅硅錠，去去除硅錠錠中金屬屬雜質(zhì)聚聚集的部部分和外外表部分分后，進進行粗粉粉碎與清清洗，在

12、在等離子子體融解解爐中去去除硼雜雜質(zhì)，再再進行第第二次水水平區(qū)熔熔單向凝凝固成硅硅錠，去去除第二二次區(qū)熔熔硅錠中中金屬雜雜質(zhì)聚集集的部分分和外表表部分，經(jīng)粗粉粉碎與清清洗后，在電子子束融解解爐中去去除磷和和碳雜質(zhì)質(zhì)，直接接生成太太陽能級級多晶硅硅。電子束束真空熔熔煉 硅在117000K時蒸蒸氣壓為為0.006899Pa，在此溫溫度下，蒸氣壓壓高于此此值的雜雜質(zhì)（如如磷和鋁鋁等）能能揮發(fā)出出去。區(qū)域懸懸浮熔煉煉 利利用感應(yīng)應(yīng)圈（電電子束或或離子束束）使硅硅棒加熱熱熔化一一段并從從下端逐逐步向上上端移動動，凝固固的過程程也隨之之順序進進行，當(dāng)當(dāng)熔化區(qū)區(qū)走完一一遍后，對于分分離系數(shù)數(shù)k01的雜雜質(zhì)將

13、富富集到上上端。等離子子弧精煉煉 研研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，利用用等離子子弧氧化化精煉可可以很好好地除去去硅中的的硼和碳碳，如果果發(fā)展大大功率的的等離子子弧裝置置，可以以實現(xiàn)大大容量生生產(chǎn)，具具有很好好的工業(yè)業(yè)應(yīng)用前前景。目前運用用物理法法工藝的的國內(nèi)生生產(chǎn)廠家家有約220家，其中以以寧夏發(fā)發(fā)電集團團有限公公司（220000噸/年年，另在在建20000噸噸生產(chǎn)線線）及河河南迅天天宇硅品品有限公公司（4400噸噸/年）為代表表，但截至至目前，市場上上仍未有有相關(guān)產(chǎn)產(chǎn)品面世世。三多晶晶硅的市市場分析析1、多晶晶硅市場場現(xiàn)況1.1產(chǎn)產(chǎn)能情況況高純多晶晶硅是電電子工業(yè)業(yè)和太陽陽能光伏伏產(chǎn)業(yè)的的基礎(chǔ)原原料，處處于信

14、息息產(chǎn)業(yè)和和可再生生能源產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈的的最前端端，生產(chǎn)產(chǎn)技術(shù)含含量高，投資大大，在未未來的550年里里，還不不可能有有其他材材料能夠夠替代硅硅材料而而成為電電子和光光伏產(chǎn)業(yè)業(yè)主要原原材料。隨著信息息技術(shù)和和太陽能能產(chǎn)業(yè)的的飛速發(fā)發(fā)展，全全球?qū)Χ喽嗑Ч璧牡男枨笤鲈鲩L迅猛猛。尤其其是以清清潔、可可持續(xù)重重復(fù)利用用的光伏伏發(fā)電產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展展，極大的的拉動了了多晶硅硅行業(yè)的的產(chǎn)業(yè)升升級擴張張。目前全全球光伏伏發(fā)電量量占整個個電力市市場的份份額還不不足1%，而以德德國、捷捷克為代代表的歐歐洲國家家大力發(fā)發(fā)展太陽陽能發(fā)電電產(chǎn)業(yè)，并計劃在在20550年全全面實現(xiàn)現(xiàn)高新清清潔能源源替代傳傳統(tǒng)化石石能源，以美國

15、國、中國國為代表表的傳統(tǒng)統(tǒng)化石能能源消耗耗大國也也不斷加加大資金金投入和和政策支支持，大大力促進進本國可可再生能能源的發(fā)發(fā)展，光伏產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)發(fā)展空間間巨大。近幾年來來，我國國太陽能能光伏產(chǎn)產(chǎn)業(yè)也迅迅速成長長起來，目前國國內(nèi)從事事多晶硅硅生產(chǎn)企企業(yè)超過過了800家，光光伏企業(yè)業(yè)1200余家，多晶硅硅產(chǎn)能占占世界市市場份額額的188%，光光伏產(chǎn)能能占世界界市場份份額的440%，光伏原原材料自自給率達達50%，太陽陽能電池池產(chǎn)量以以超過1100%的年均均增長率率快速發(fā)發(fā)展，連連續(xù)3年年位居世世界第一一，全球球排名前前十五位位太陽能能電池企企業(yè)中，有9家家是中國國光伏企企業(yè)。尤其是自自20006年以以

16、來，受受市場虛虛高價格格與短期期暴利誘誘惑，我我國掀起起了一波波多晶硅硅項目的的建設(shè)高高潮，建建設(shè)與投投資堪稱稱世界之之最。我我國多晶晶硅產(chǎn)量量20005年時時僅有660噸，但20008年年狂飆到到40000噸以以上。目前，我國多多晶硅的的產(chǎn)能極極限也只只有5萬噸左左右，220100年中國國多晶硅硅產(chǎn)量達達2萬噸以上上，在建產(chǎn)產(chǎn)能近55萬噸。雖雖然如此此，但國內(nèi)市市場對口口缺貨量量仍高達3-5萬噸噸，僅220099年中國國進口太太陽能級級多晶硅硅就超過過2萬噸噸。截至220100年111月份，本年度度我國進口口太陽能能級多晶晶硅已經(jīng)經(jīng)超過了了3.55萬噸。而我國今年年光伏產(chǎn)產(chǎn)能將超超過20 G

17、W，20111年國國內(nèi)晶體體硅電池池產(chǎn)量將將達到116GWW。按照產(chǎn)產(chǎn)量核算算，20011年年中國至至少需要要16萬噸噸的硅料料。但根據(jù)預(yù)預(yù)測，220111年多晶晶硅產(chǎn)量量至多在在6萬噸噸左右，因此220111年國內(nèi)內(nèi)供求缺缺口高達達10萬噸噸。隨著著光伏行行業(yè)的逐逐步推廣廣應(yīng)用，多晶硅硅的市場場需求量量會更大大。1.2市市場價格格20088年，在金融融危機影影響下，多晶硅硅價格暴暴跌，從從最高時時的四五五百美元元/公斤斤，跌至至最低至至每公斤斤五六十十美元。20110年隨隨著海外外市場復(fù)復(fù)蘇，多多晶硅進進入新一一輪投產(chǎn)產(chǎn)熱，樂樂電天威威、鄂爾爾多斯子子公司等等多晶硅硅生產(chǎn)企企業(yè)紛紛紛發(fā)布投投

18、產(chǎn)消息息。多晶晶硅價格格重拾回回升態(tài)勢勢。因為各廠廠家所生生產(chǎn)太陽陽能級多多晶硅純純度不同同，報價價有所不不同。20110年111月份份，國內(nèi)內(nèi)太陽能能5N級級-66N級多多晶硅價價格為6600-750元/kg，折合美美元約為為90-1200美元/kg。據(jù)有關(guān)專專家分析析認(rèn)為，整個多多晶硅行行業(yè)平均均盈利水水平已達達到了每每噸155萬元20萬萬元，最最高達到到每噸近近50萬萬元。1.3國國內(nèi)主要要多晶硅硅生產(chǎn)企企業(yè)化學(xué)法：江蘇中能能硅業(yè)科科技發(fā)展展有限公公司 江蘇陽光光晶源科科技有限限公司四川新光光硅業(yè)科科技有限限責(zé)任公公司 四川永祥祥多晶硅硅有限公公司天威四川川硅業(yè)有有限責(zé)任任公司樂電天威威

19、硅業(yè)科科技有限限責(zé)任公公司中國南玻玻集團股股份有限限公司洛陽中硅硅高科技技有限公公司物理法：寧夏發(fā)電電集團有有限公司司 河南迅天天宇硅品品有限公公司 1.4近近期國內(nèi)內(nèi)多晶硅硅項目建建設(shè)情況況20100年內(nèi)蒙蒙古巴彥彥淖爾330000噸多晶晶硅項目目開工；20100年通威威集團二二期30000噸噸多晶硅硅項目啟啟動；20100年物理理法6NN多晶硅硅項目落落戶福建建莆田；20100年8月月湖北隨隨州15500噸噸多晶硅硅項目成成功試產(chǎn)產(chǎn)；20100年8月月賽維LLDK多多晶硅項項目二線線成功投投產(chǎn)；20100年內(nèi)蒙蒙古物理理法多晶晶硅生產(chǎn)產(chǎn)線成功功投產(chǎn)；20100年江西西萍鄉(xiāng)年年產(chǎn)3550噸單

20、單晶硅項項目順利利完工；20100年四川川樂山兩兩大多晶晶硅項目目開工建建設(shè)；20100年全流流程物理理法提純純多晶硅硅生產(chǎn)線線在河南南南陽建建成投產(chǎn)產(chǎn)；20099年河南南煤化啟啟動年產(chǎn)產(chǎn)15000噸多多晶硅項項目。2、多晶晶硅行業(yè)業(yè)發(fā)展預(yù)預(yù)估2.1 低成本本：企業(yè)業(yè)競爭根根本方向向多晶硅行行業(yè)在經(jīng)經(jīng)歷了最最殘酷的的20008年國國際金融融危機洗洗禮，價價格一度度從4000-5500美美元/公公斤“理性回回歸”至400-500美元/公斤的的合理區(qū)區(qū)間并沉沉寂相當(dāng)當(dāng)一段時時間后，從今年年月份份開始，其市場場現(xiàn)貨價價格再次次進入逐逐漸上升升的通道道。8月月下旬，多晶硅硅價格突突破700美元/公斤關(guān)

21、關(guān)口；99月多晶晶硅現(xiàn)貨貨報價一一舉突破破了955美元/公斤；更有行行業(yè)機構(gòu)構(gòu)預(yù)測多多晶硅價價格將超超過1220美元元/公斤斤，短短三三個月，國內(nèi)多多晶硅現(xiàn)現(xiàn)貨價格格已經(jīng)猛猛漲600，且且市場需需求與上上升動力力仍然強強勁。另外，在在多晶硅硅供應(yīng)方方面，國國際、國國內(nèi)大部部分廠家家近年擴擴張的產(chǎn)產(chǎn)能尚未未完全實實現(xiàn)，市市場上多多晶硅的的產(chǎn)量不不足以滿滿足市場場的需求求，也成成為多晶晶硅市場場現(xiàn)貨價價格被炒炒高的主主要原因因。在國內(nèi)不不斷掀起起的多晶晶硅投資資熱潮中中，出現(xiàn)現(xiàn)了比較較明顯的的兩極分分化：大大型多晶晶硅企業(yè)業(yè)不斷調(diào)調(diào)整產(chǎn)能能進行擴擴產(chǎn)，小小型企業(yè)業(yè)則面臨臨虧損破破產(chǎn)。究究其原因因，

22、生產(chǎn)產(chǎn)成本高高成為擊擊垮多晶晶硅小企企業(yè)的主主因。據(jù)據(jù)了解，國內(nèi)多多晶硅小小規(guī)模企企業(yè)成本本普遍在在60-70美美元/公斤之之間，一一些沒有有實現(xiàn)閉閉環(huán)式生生產(chǎn)的企企業(yè)成本本更高達達1000美元/公斤。多晶硅硅現(xiàn)貨價價格在去去年5月月跌至550-770美元元/公斤斤，并持持續(xù)相當(dāng)當(dāng)長一段段時間，這意味味著市場場上多晶晶硅價格格已接近近中國企企業(yè)的生生產(chǎn)成本本，小型型多晶硅硅企業(yè)接接連虧損損。金融危機機后的220099年，多多晶硅價價格一度度下行至至每公斤斤50美美元，但但占據(jù)880%以以上供應(yīng)應(yīng)的國際際多晶硅硅七大公公司并未未因此受受到?jīng)_擊擊。經(jīng)歷歷兩年時時間的暴暴漲暴跌跌，從國國際大廠廠的財務(wù)務(wù)數(shù)據(jù)可可以看到到，其毛毛利率并并未出現(xiàn)現(xiàn)大幅波波動，相相反，其其毛利率率非常穩(wěn)穩(wěn)定。以以德國瓦瓦克公司司（Waackeer） 為例，20