১. পলিসিলিকন শিল্প শৃঙ্খল: এর উৎপাদন প্রক্রিয়া জটিল এবং এর পরবর্তী পর্যায়টি ফটোভোল্টাইক সেমিকন্ডাক্টরের উপর কেন্দ্র করে গড়ে উঠেছে।
পলিসিলিকন প্রধানত শিল্প সিলিকন, ক্লোরিন এবং হাইড্রোজেন থেকে উৎপাদিত হয় এবং এটি ফটোভোল্টাইক ও সেমিকন্ডাক্টর শিল্প শৃঙ্খলের প্রারম্ভিক পর্যায়ে অবস্থিত। সিপিআইএ (CPIA) তথ্য অনুসারে, বিশ্বে বর্তমানে পলিসিলিকন উৎপাদনের প্রধান পদ্ধতি হলো পরিবর্তিত সিমেন্স পদ্ধতি। চীন ব্যতীত, ৯৫% এরও বেশি পলিসিলিকন এই পরিবর্তিত সিমেন্স পদ্ধতিতেই উৎপাদিত হয়। উন্নত সিমেন্স পদ্ধতিতে পলিসিলিকন তৈরির প্রক্রিয়ায়, প্রথমে ক্লোরিন গ্যাসকে হাইড্রোজেন গ্যাসের সাথে একত্রিত করে হাইড্রোজেন ক্লোরাইড তৈরি করা হয়। এরপর এটি শিল্প সিলিকনকে চূর্ণ ও পেষণ করার পর প্রাপ্ত সিলিকন পাউডারের সাথে বিক্রিয়া করে ট্রাইক্লোরোসিলেন তৈরি করে, যা পরবর্তীতে হাইড্রোজেন গ্যাস দ্বারা বিজারিত হয়ে পলিসিলিকন তৈরি করে। পলিক্রিস্টালাইন সিলিকনকে গলিয়ে ও ঠান্ডা করে পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন পিণ্ড তৈরি করা যায় এবং চোজরালস্কি বা জোন মেল্টিং পদ্ধতিতে মনোক্রিস্টালাইন সিলিকনও উৎপাদন করা যায়। পলিক্রিস্টালাইন সিলিকনের তুলনায়, মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন একই ক্রিস্টাল ওরিয়েন্টেশনযুক্ত ক্রিস্টাল কণা দ্বারা গঠিত, তাই এর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা এবং রূপান্তর দক্ষতা উন্নততর। পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন ইনগট এবং মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন রড উভয়কেই আরও কেটে ও প্রক্রিয়াজাত করে সিলিকন ওয়েফার এবং সেলে পরিণত করা যায়, যা পরবর্তীতে ফটোভোল্টাইক মডিউলের মূল অংশ হয়ে ওঠে এবং ফটোভোল্টাইক ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। এছাড়াও, বারবার গ্রাইন্ডিং, পলিশিং, এপিট্যাক্সি, ক্লিনিং এবং অন্যান্য প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সিঙ্গেল ক্রিস্টাল সিলিকন ওয়েফারকেও সিলিকন ওয়েফারে রূপ দেওয়া যায়, যা সেমিকন্ডাক্টর ইলেকট্রনিক ডিভাইসের জন্য সাবস্ট্রেট উপাদান হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
পলিসিলিকনের অশুদ্ধতার পরিমাণ কঠোরভাবে নির্ধারিত, এবং এই শিল্পে উচ্চ মূলধনী বিনিয়োগ ও উচ্চ প্রযুক্তিগত প্রতিবন্ধকতার মতো বৈশিষ্ট্য রয়েছে। যেহেতু পলিসিলিকনের বিশুদ্ধতা একক স্ফটিক সিলিকন ড্রয়িং প্রক্রিয়াকে গুরুতরভাবে প্রভাবিত করে, তাই এর বিশুদ্ধতার শর্তাবলী অত্যন্ত কঠোর। পলিসিলিকনের সর্বনিম্ন বিশুদ্ধতা হলো ৯৯.৯৯৯৯%, এবং সর্বোচ্চ বিশুদ্ধতা ১০০%-এর প্রায় কাছাকাছি। এছাড়াও, চীনের জাতীয় মানদণ্ডে অশুদ্ধতার পরিমাণের জন্য সুস্পষ্ট শর্তাবলী নির্ধারণ করা হয়েছে, এবং এর উপর ভিত্তি করে পলিসিলিকনকে গ্রেড I, II, এবং III-তে বিভক্ত করা হয়েছে, যেখানে বোরন, ফসফরাস, অক্সিজেন এবং কার্বনের পরিমাণ একটি গুরুত্বপূর্ণ নির্দেশক। "পলিসিলিকন শিল্পে প্রবেশের শর্তাবলী"-তে বলা হয়েছে যে, প্রতিষ্ঠানগুলোকে অবশ্যই একটি সুসংহত মান পরিদর্শন ও ব্যবস্থাপনা ব্যবস্থা রাখতে হবে এবং পণ্যের মান কঠোরভাবে জাতীয় মানদণ্ড মেনে চলতে হবে। এছাড়াও, প্রবেশের শর্তাবলীতে পলিসিলিকন উৎপাদনকারী প্রতিষ্ঠানগুলোর উৎপাদন পরিসর এবং শক্তি খরচের উপরও জোর দেওয়া হয়, যেমন সোলার-গ্রেড এবং ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকন প্রকল্পের পরিসর যথাক্রমে বছরে ৩০০০ টন এবং ১০০০ টনের বেশি হতে হবে। নতুন নির্মাণ এবং পুনর্গঠন ও সম্প্রসারণ প্রকল্পের বিনিয়োগে ন্যূনতম মূলধনের অনুপাত ৩০% এর কম হবে না, তাই পলিসিলিকন একটি মূলধন-নিবিড় শিল্প। সিপিআইএ-এর পরিসংখ্যান অনুযায়ী, ২০২১ সালে চালু হওয়া ১০,০০০-টন পলিসিলিকন উৎপাদন লাইন সরঞ্জামের বিনিয়োগ ব্যয় সামান্য বেড়ে প্রতি কিলোটনে ১০৩ মিলিয়ন ইউয়ান হয়েছে। এর কারণ হলো বাল্ক ধাতব উপকরণের মূল্যবৃদ্ধি। আশা করা যায় যে, উৎপাদন সরঞ্জাম প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে সাথে এবং আকার বৃদ্ধির ফলে মনোমারের পরিমাণ হ্রাস পাওয়ায় ভবিষ্যতে বিনিয়োগ ব্যয় বাড়বে। নিয়ম অনুযায়ী, সোলার-গ্রেড এবং ইলেকট্রনিক-গ্রেড চোজরালস্কি রিডাকশন পলিসিলিকনের বিদ্যুৎ খরচ যথাক্রমে ৬০ kWh/kg এবং ১০০ kWh/kg-এর কম হওয়া উচিত এবং শক্তি খরচের সূচকগুলির জন্য প্রয়োজনীয়তা তুলনামূলকভাবে কঠোর। পলিসিলিকন উৎপাদন মূলত রাসায়নিক শিল্পের অন্তর্ভুক্ত। এর উৎপাদন প্রক্রিয়া তুলনামূলকভাবে জটিল এবং প্রযুক্তিগত পদ্ধতি, সরঞ্জাম নির্বাচন, চালু করা এবং পরিচালনার জন্য প্রয়োজনীয় ধাপগুলি বেশ উঁচু। উৎপাদন প্রক্রিয়ায় অনেক জটিল রাসায়নিক বিক্রিয়া জড়িত এবং নিয়ন্ত্রণ নোডের সংখ্যা ১,০০০-এরও বেশি। নতুনদের পক্ষে দ্রুত এই পরিণত কৌশল আয়ত্ত করা কঠিন। তাই, পলিসিলিকন উৎপাদন শিল্পে উচ্চ মূলধনী এবং প্রযুক্তিগত বাধা রয়েছে, যা পলিসিলিকন প্রস্তুতকারকদের প্রক্রিয়া প্রবাহ, প্যাকেজিং এবং পরিবহন প্রক্রিয়ার কঠোর প্রযুক্তিগত অপ্টিমাইজেশন করতে উৎসাহিত করে।
২. পলিসিলিকনের শ্রেণিবিভাগ: এর বিশুদ্ধতাই এর ব্যবহার নির্ধারণ করে এবং সোলার গ্রেডই প্রধান।
পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন, যা মৌলিক সিলিকনের একটি রূপ, বিভিন্ন ক্রিস্টাল ওরিয়েন্টেশন সহ ক্রিস্টাল গ্রেইন দ্বারা গঠিত এবং এটি প্রধানত শিল্প সিলিকন প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে বিশুদ্ধ করা হয়। পলিসিলিকনের বাহ্যিক রূপ ধূসর ধাতব আভাযুক্ত এবং এর গলনাঙ্ক প্রায় ১৪১০℃। এটি সাধারণ তাপমাত্রায় নিষ্ক্রিয় এবং গলিত অবস্থায় অধিক সক্রিয় থাকে। পলিসিলিকনের সেমিকন্ডাক্টর বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এটি একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ও উৎকৃষ্ট সেমিকন্ডাক্টর উপাদান, কিন্তু সামান্য পরিমাণ অপদ্রব্য এর পরিবাহিতাকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করতে পারে। পলিসিলিকনের শ্রেণিবিন্যাসের অনেক পদ্ধতি রয়েছে। চীনের জাতীয় মান অনুযায়ী উপরে উল্লিখিত শ্রেণিবিন্যাস ছাড়াও, এখানে আরও তিনটি গুরুত্বপূর্ণ শ্রেণিবিন্যাস পদ্ধতি তুলে ধরা হলো। বিশুদ্ধতার বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তা এবং ব্যবহার অনুসারে, পলিসিলিকনকে সোলার-গ্রেড পলিসিলিকন এবং ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকনে ভাগ করা যায়। সোলার-গ্রেড পলিসিলিকন প্রধানত ফটোভোল্টাইক কোষ উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়, অন্যদিকে ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকন ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট শিল্পে চিপ এবং অন্যান্য উৎপাদনের কাঁচামাল হিসেবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। সোলার-গ্রেড পলিসিলিকনের বিশুদ্ধতা ৬~৮N, অর্থাৎ, মোট অশুদ্ধির পরিমাণ ১০⁻⁶ এর চেয়ে কম হওয়া আবশ্যক এবং পলিসিলিকনের বিশুদ্ধতা অবশ্যই ৯৯.৯৯৯৯% বা তার বেশি হতে হবে। ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকনের বিশুদ্ধতার শর্ত আরও কঠোর, যার সর্বনিম্ন ৯N এবং বর্তমান সর্বোচ্চ ১২N। ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকনের উৎপাদন তুলনামূলকভাবে কঠিন। খুব কম সংখ্যক চীনা প্রতিষ্ঠানই ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকনের উৎপাদন প্রযুক্তিতে দক্ষতা অর্জন করেছে এবং তারা এখনও আমদানির উপর তুলনামূলকভাবে নির্ভরশীল। বর্তমানে, সোলার-গ্রেড পলিসিলিকনের উৎপাদন ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকনের চেয়ে অনেক বেশি, এবং এটি প্রায় ১৩.৮ গুণ বেশি।
ডোপিং অপদ্রব্য এবং সিলিকন উপাদানের পরিবাহিতার ধরনের পার্থক্য অনুসারে, একে পি-টাইপ এবং এন-টাইপে ভাগ করা যায়। যখন সিলিকনকে বোরন, অ্যালুমিনিয়াম, গ্যালিয়াম ইত্যাদির মতো অ্যাক্সেপ্টর অপদ্রব্য উপাদান দিয়ে ডোপ করা হয়, তখন এটি হোল পরিবাহিতা দ্বারা প্রভাবিত হয় এবং পি-টাইপ হয়। যখন সিলিকনকে ফসফরাস, আর্সেনিক, অ্যান্টিমনি ইত্যাদির মতো ডোনার অপদ্রব্য উপাদান দিয়ে ডোপ করা হয়, তখন এটি ইলেকট্রন পরিবাহিতা দ্বারা প্রভাবিত হয় এবং এন-টাইপ হয়। পি-টাইপ ব্যাটারির মধ্যে প্রধানত বিএসএফ ব্যাটারি এবং পিইআরসি ব্যাটারি অন্তর্ভুক্ত। ২০২১ সালে, পিইআরসি ব্যাটারি বিশ্ব বাজারের ৯১%-এরও বেশি দখল করবে এবং বিএসএফ ব্যাটারি বাজার থেকে বিলুপ্ত হয়ে যাবে। যে সময়ে PERC, BSF-কে প্রতিস্থাপন করছে, সেই সময়ে P-টাইপ সেলের রূপান্তর দক্ষতা ২০%-এর কম থেকে বেড়ে ২৩%-এর বেশি হয়েছে, যা এর তাত্ত্বিক সর্বোচ্চ সীমা ২৪.৫%-এর কাছাকাছি পৌঁছেছে। অন্যদিকে, N-টাইপ সেলের তাত্ত্বিক সর্বোচ্চ সীমা হলো ২৮.৭%, এবং N-টাইপ সেলের উচ্চ রূপান্তর দক্ষতা, উচ্চ দ্বি-পৃষ্ঠীয় অনুপাত এবং নিম্ন তাপমাত্রা সহগের সুবিধার কারণে, কোম্পানিগুলো N-টাইপ ব্যাটারির জন্য ব্যাপক উৎপাদন লাইন স্থাপন করতে শুরু করেছে। CPIA-এর পূর্বাভাস অনুযায়ী, ২০২২ সালে N-টাইপ ব্যাটারির অনুপাত ৩% থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে বেড়ে ১৩.৪% হবে। আশা করা হচ্ছে যে, আগামী পাঁচ বছরে N-টাইপ ব্যাটারি থেকে P-টাইপ ব্যাটারিতে রূপান্তরের সূচনা হবে। পৃষ্ঠের বিভিন্ন গুণমান অনুসারে, একে ঘন উপাদান, ফুলকপির মতো উপাদান এবং প্রবাল উপাদানে ভাগ করা যায়। ঘন উপাদানের পৃষ্ঠের অবতলতার মাত্রা সর্বনিম্ন, যা ৫ মিমি-এর কম, এতে কোনো রঙের অস্বাভাবিকতা নেই, কোনো জারণ আন্তঃস্তর নেই এবং এর দাম সর্বোচ্চ; ফুলকপির মতো ঘন উপাদানের পৃষ্ঠে মাঝারি মাত্রার অবতলতা (৫-২০ মিমি) থাকে, এর প্রস্থচ্ছেদ মাঝারি এবং দাম মধ্যম মানের; অন্যদিকে প্রবালের মতো ঘন উপাদানের পৃষ্ঠে আরও গুরুতর অবতলতা থাকে, এর গভীরতা ২০ মিমি-এর বেশি, প্রস্থচ্ছেদ শিথিল এবং দাম সর্বনিম্ন। ঘন উপাদান প্রধানত মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন টানতে ব্যবহৃত হয়, যেখানে ফুলকপির মতো ঘন উপাদান এবং প্রবালের মতো ঘন উপাদান প্রধানত পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন ওয়েফার তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। প্রতিষ্ঠানগুলোর দৈনন্দিন উৎপাদনে, মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন উৎপাদনের জন্য ঘন উপাদানের সাথে কমপক্ষে ৩০% ফুলকপির মতো ঘন উপাদান ডোপিং করা যেতে পারে। এতে কাঁচামালের খরচ বাঁচানো যায়, কিন্তু ফুলকপির মতো ঘন উপাদানের ব্যবহার ক্রিস্টাল টানার দক্ষতা কিছুটা কমিয়ে দেয়। প্রতিষ্ঠানগুলোকে এই দুটির তুলনা করে উপযুক্ত ডোপিং অনুপাত বেছে নিতে হবে। সম্প্রতি, ঘন উপাদান এবং ফুলকপির মতো ঘন উপাদানের মধ্যে দামের পার্থক্য মূলত ৩ RMB/kg-তে স্থিতিশীল হয়েছে। যদি এই দামের পার্থক্য আরও বাড়ে, তবে কোম্পানিগুলো মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন টানার ক্ষেত্রে আরও বেশি ফুলকপির মতো ঘন উপাদান ডোপিং করার কথা বিবেচনা করতে পারে।
৩. প্রক্রিয়া: সিমেন্স পদ্ধতি মূলধারায় স্থান করে নিয়েছে এবং বিদ্যুৎ খরচ প্রযুক্তিগত পরিবর্তনের মূল চাবিকাঠি হয়ে উঠেছে।
পলিসিলিকনের উৎপাদন প্রক্রিয়াকে মোটামুটিভাবে দুটি ধাপে ভাগ করা যায়। প্রথম ধাপে, শিল্পজাত সিলিকন পাউডারকে অনার্দ্র হাইড্রোজেন ক্লোরাইডের সাথে বিক্রিয়া করিয়ে ট্রাইক্লোরোসিলেন এবং হাইড্রোজেন পাওয়া যায়। বারবার পাতন ও বিশুদ্ধকরণের পর গ্যাসীয় ট্রাইক্লোরোসিলেন, ডাইক্লোরোডাইহাইড্রোসিলিকন এবং সিলেন পাওয়া যায়; দ্বিতীয় ধাপে, উপরে উল্লিখিত উচ্চ-বিশুদ্ধ গ্যাসকে বিজারিত করে স্ফটিকাকার সিলিকনে পরিণত করা হয়, এবং এই বিজারণ ধাপটি সংশোধিত সিমেন্স পদ্ধতি এবং সিলেন ফ্লুইডাইজড বেড পদ্ধতিতে ভিন্ন। উন্নত সিমেন্স পদ্ধতির উৎপাদন প্রযুক্তি পরিপক্ক এবং পণ্যের মান উচ্চ, এবং এটি বর্তমানে সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত উৎপাদন প্রযুক্তি। প্রচলিত সিমেন্স উৎপাদন পদ্ধতিতে ক্লোরিন ও হাইড্রোজেন ব্যবহার করে অনার্দ্র হাইড্রোজেন ক্লোরাইড সংশ্লেষণ করা হয়, এবং একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় গুঁড়ো শিল্পজাত সিলিকন থেকে হাইড্রোজেন ক্লোরাইড ও ট্রাইক্লোরোসিলেন সংশ্লেষণ করা হয়, এবং তারপর ট্রাইক্লোরোসিলেনকে পৃথক, পরিশোধন ও বিশুদ্ধ করা হয়। সিলিকন কোরের উপর জমা হওয়া মৌলিক সিলিকন পাওয়ার জন্য একটি হাইড্রোজেন বিজারণ চুল্লিতে সিলিকনের তাপীয় বিজারণ বিক্রিয়া ঘটানো হয়। এর ভিত্তিতে, উন্নত সিমেন্স প্রক্রিয়াটিতে উৎপাদন প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন হাইড্রোজেন, হাইড্রোজেন ক্লোরাইড এবং সিলিকন টেট্রাক্লোরাইডের মতো বিপুল পরিমাণ উপজাত পুনর্ব্যবহারের জন্য একটি সহায়ক প্রক্রিয়াও যুক্ত করা হয়েছে, যার মধ্যে প্রধানত রিডাকশন টেইল গ্যাস পুনরুদ্ধার এবং সিলিকন টেট্রাক্লোরাইড পুনঃব্যবহার প্রযুক্তি অন্তর্ভুক্ত। নিষ্কাশিত গ্যাসে থাকা হাইড্রোজেন, হাইড্রোজেন ক্লোরাইড, ট্রাইক্লোরোসিলেন এবং সিলিকন টেট্রাক্লোরাইডকে ড্রাই রিকভারির মাধ্যমে পৃথক করা হয়। হাইড্রোজেন এবং হাইড্রোজেন ক্লোরাইডকে ট্রাইক্লোরোসিলেনের সাথে সংশ্লেষণ ও বিশুদ্ধকরণের জন্য পুনরায় ব্যবহার করা যায় এবং ট্রাইক্লোরোসিলেনকে সরাসরি থার্মাল রিডাকশনের জন্য পুনর্ব্যবহার করা হয়। চুল্লির ভেতরেই বিশুদ্ধকরণ করা হয় এবং সিলিকন টেট্রাক্লোরাইডকে হাইড্রোজেনেশন করে ট্রাইক্লোরোসিলেন তৈরি করা হয়, যা বিশুদ্ধকরণের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। এই ধাপটিকে কোল্ড হাইড্রোজেনেশন ট্রিটমেন্টও বলা হয়। ক্লোজড-সার্কিট উৎপাদন বাস্তবায়নের মাধ্যমে, প্রতিষ্ঠানগুলো কাঁচামাল এবং বিদ্যুতের ব্যবহার উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে পারে, যার ফলে কার্যকরভাবে উৎপাদন খরচ সাশ্রয় হয়।
চীনে উন্নত সিমেন্স পদ্ধতি ব্যবহার করে পলিসিলিকন উৎপাদনের খরচের মধ্যে কাঁচামাল, শক্তি খরচ, অবচয়, প্রক্রিয়াকরণ খরচ ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত। এই শিল্পের প্রযুক্তিগত অগ্রগতি খরচকে উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়ে এনেছে। কাঁচামাল বলতে প্রধানত শিল্প সিলিকন এবং ট্রাইক্লোরোসিলেনকে বোঝায়, শক্তি খরচের মধ্যে বিদ্যুৎ এবং বাষ্প অন্তর্ভুক্ত, এবং প্রক্রিয়াকরণ খরচ বলতে উৎপাদন সরঞ্জামের পরিদর্শন ও মেরামত খরচকে বোঝায়। ২০২২ সালের জুনের শুরুতে বাইচুয়ান ইংফুর পলিসিলিকন উৎপাদন খরচের পরিসংখ্যান অনুসারে, কাঁচামাল হলো সর্বোচ্চ খরচের খাত, যা মোট খরচের ৪১%। এর মধ্যে শিল্প সিলিকন হলো সিলিকনের প্রধান উৎস। শিল্পে সাধারণত ব্যবহৃত সিলিকন ইউনিট খরচ বলতে উচ্চ-বিশুদ্ধ সিলিকন পণ্যের প্রতি ইউনিটে ব্যবহৃত সিলিকনের পরিমাণকে বোঝায়। এর গণনা পদ্ধতি হলো, আউটসোর্স করা শিল্প সিলিকন পাউডার এবং ট্রাইক্লোরোসিলেনের মতো সমস্ত সিলিকন-যুক্ত উপাদানকে বিশুদ্ধ সিলিকনে রূপান্তর করা এবং তারপর সিলিকন উপাদানের অনুপাত থেকে রূপান্তরিত বিশুদ্ধ সিলিকনের পরিমাণ অনুযায়ী আউটসোর্স করা ক্লোরোসিলেন বাদ দেওয়া। সিপিআইএ (CPIA)-এর তথ্য অনুযায়ী, ২০২১ সালে সিলিকন ব্যবহারের পরিমাণ ০.০১ কেজি/কেজি-এসআই (kg/kg-Si) কমে ১.০৯ কেজি/কেজি-এসআই (kg/kg-Si) হবে। আশা করা হচ্ছে যে, কোল্ড হাইড্রোজিনেশন ট্রিটমেন্ট এবং বাই-প্রোডাক্ট রিসাইক্লিং-এর উন্নতির ফলে ২০৩০ সালের মধ্যে এটি কমে ১.০৭ কেজি/কেজি-এসআই (kg/kg-Si)-তে নেমে আসবে। অসম্পূর্ণ পরিসংখ্যান অনুযায়ী, পলিসিলিকন শিল্পে শীর্ষ পাঁচটি চীনা কোম্পানির সিলিকন ব্যবহার শিল্পের গড় ব্যবহারের চেয়ে কম। জানা গেছে যে, তাদের মধ্যে দুটি কোম্পানি ২০২১ সালে যথাক্রমে ১.০৮ কেজি/কেজি-এসআই (kg/kg-Si) এবং ১.০৫ কেজি/কেজি-এসআই (kg/kg-Si) ব্যবহার করবে। দ্বিতীয় সর্বোচ্চ অনুপাত হলো শক্তি খরচ, যা মোট খরচের ৩২%। এর মধ্যে বিদ্যুতের খরচ মোট খরচের ৩০%, যা ইঙ্গিত করে যে পলিসিলিকন উৎপাদনের জন্য বিদ্যুতের মূল্য এবং কার্যকারিতা এখনও গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। বিদ্যুৎ দক্ষতা পরিমাপের দুটি প্রধান সূচক হলো সমন্বিত বিদ্যুৎ খরচ এবং হ্রাসকৃত বিদ্যুৎ খরচ। হ্রাসকৃত বিদ্যুৎ খরচ বলতে ট্রাইক্লোরোসিলেন এবং হাইড্রোজেনকে বিজারিত করে উচ্চ-বিশুদ্ধ সিলিকন উপাদান তৈরির প্রক্রিয়াকে বোঝায়। বিদ্যুৎ খরচের মধ্যে সিলিকন কোর প্রি-হিটিং ও ডিপোজিশন, তাপ সংরক্ষণ, এন্ড ভেন্টিলেশন এবং অন্যান্য প্রক্রিয়াজাতকরণের বিদ্যুৎ খরচ অন্তর্ভুক্ত। ২০২১ সালে, প্রযুক্তিগত অগ্রগতি এবং শক্তির সার্বিক ব্যবহারের ফলে, পলিসিলিকন উৎপাদনের গড় সার্বিক বিদ্যুৎ খরচ পূর্ববর্তী বছরের তুলনায় ৫.৩% হ্রাস পেয়ে ৬৩ kWh/kg-Si-তে দাঁড়াবে এবং গড় হ্রাসকৃত বিদ্যুৎ খরচ পূর্ববর্তী বছরের তুলনায় ৬.১% হ্রাস পেয়ে ৪৬ kWh/kg-Si-তে দাঁড়াবে, যা ভবিষ্যতে আরও কমবে বলে আশা করা হচ্ছে। এছাড়াও, অবচয়ও খরচের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ, যা মোট খরচের ১৭%। উল্লেখ্য যে, বাইচুয়ান ইংফু-এর তথ্য অনুযায়ী, ২০২২ সালের জুনের শুরুতে পলিসিলিকনের মোট উৎপাদন খরচ ছিল প্রায় ৫৫,৮১৬ ইউয়ান/টন, বাজারে পলিসিলিকনের গড় মূল্য ছিল প্রায় ২৬০,০০০ ইউয়ান/টন এবং মোট মুনাফার হার ছিল ৭০% বা তারও বেশি, যার ফলে এটি বহু সংখ্যক প্রতিষ্ঠানকে পলিসিলিকন উৎপাদন ক্ষমতা নির্মাণে বিনিয়োগ করতে আকৃষ্ট করেছিল।
পলিসিলিকন প্রস্তুতকারকদের জন্য খরচ কমানোর দুটি উপায় রয়েছে, একটি হলো কাঁচামালের খরচ কমানো এবং অন্যটি হলো বিদ্যুৎ খরচ কমানো। কাঁচামালের ক্ষেত্রে, প্রস্তুতকারকরা শিল্প সিলিকন প্রস্তুতকারকদের সাথে দীর্ঘমেয়াদী সহযোগিতা চুক্তি স্বাক্ষর করে, অথবা সমন্বিত আপস্ট্রিম ও ডাউনস্ট্রিম উৎপাদন ক্ষমতা তৈরি করে কাঁচামালের খরচ কমাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, পলিসিলিকন উৎপাদন কেন্দ্রগুলো মূলত তাদের নিজস্ব শিল্প সিলিকন সরবরাহের উপর নির্ভর করে। বিদ্যুৎ খরচের ক্ষেত্রে, প্রস্তুতকারকরা বিদ্যুতের কম দাম এবং সামগ্রিক শক্তি ব্যবহারের উন্নতির মাধ্যমে বিদ্যুৎ খরচ কমাতে পারে। সামগ্রিক বিদ্যুৎ খরচের প্রায় ৭০% হলো বিদ্যুৎ খরচ কমানো, এবং এই খরচ কমানো উচ্চ-বিশুদ্ধ ক্রিস্টালাইন সিলিকন উৎপাদনের একটি মূল ধাপও বটে। তাই, চীনের বেশিরভাগ পলিসিলিকন উৎপাদন ক্ষমতা জিনজিয়াং, ইনার মঙ্গোলিয়া, সিচুয়ান এবং ইউনানের মতো কম বিদ্যুতের দামের অঞ্চলগুলিতে কেন্দ্রীভূত। তবে, দ্বি-কার্বন নীতির অগ্রগতির সাথে সাথে, প্রচুর পরিমাণে কম খরচের বিদ্যুৎ উৎস পাওয়া কঠিন হয়ে পড়েছে। তাই, খরচ কমানোর জন্য বিদ্যুৎ খরচ কমানোই বর্তমানে একটি অধিকতর বাস্তবসম্মত উপায়। বর্তমানে, রিডাকশন ফার্নেসে সিলিকন কোরের সংখ্যা বাড়িয়ে একক ইউনিটের উৎপাদন বৃদ্ধি করাই হলো রিডাকশন প্রক্রিয়ার বিদ্যুৎ খরচ কমানোর কার্যকর উপায়। বর্তমানে চীনে প্রচলিত প্রধান রিডাকশন ফার্নেসগুলো হলো ৩৬ জোড়া রড, ৪০ জোড়া রড এবং ৪৮ জোড়া রডের। ফার্নেসের ধরন ৬০ জোড়া রড এবং ৭২ জোড়া রডে উন্নীত করা হলেও, একই সাথে এটি প্রতিষ্ঠানগুলোর উৎপাদন প্রযুক্তি স্তরের উপর উচ্চতর চাহিদা তৈরি করে।
উন্নত সিমেন্স পদ্ধতির তুলনায়, সিলেন ফ্লুইডাইজড বেড পদ্ধতির তিনটি সুবিধা রয়েছে। প্রথমত, কম বিদ্যুৎ খরচ, দ্বিতীয়ত, উচ্চ ক্রিস্টাল পুলিং আউটপুট এবং তৃতীয়ত, এটি আরও উন্নত CCZ কন্টিনিউয়াস চোজরালস্কি প্রযুক্তির সাথে সমন্বয়ের জন্য বেশি সুবিধাজনক। সিলিকন শিল্প শাখার তথ্য অনুসারে, সিলেন ফ্লুইডাইজড বেড পদ্ধতির মোট বিদ্যুৎ খরচ উন্নত সিমেন্স পদ্ধতির ৩৩.৩৩% এবং হ্রাসকৃত বিদ্যুৎ খরচ উন্নত সিমেন্স পদ্ধতির ১০%। সিলেন ফ্লুইডাইজড বেড পদ্ধতির শক্তি খরচের ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে। ক্রিস্টাল পুলিং-এর ক্ষেত্রে, দানাদার সিলিকনের ভৌত বৈশিষ্ট্য একক ক্রিস্টাল সিলিকন পুলিং রড লিঙ্কে কোয়ার্টজ ক্রুসিবলকে সম্পূর্ণরূপে পূরণ করা সহজ করে তোলে। পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন এবং দানাদার সিলিকন একক ফার্নেস ক্রুসিবলের চার্জিং ক্ষমতা ২৯% বাড়াতে পারে, একই সাথে চার্জিং সময় ৪১% কমাতে পারে, যা একক ক্রিস্টাল সিলিকনের পুলিং দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে। এছাড়াও, দানাদার সিলিকনের ব্যাস ছোট এবং প্রবাহমানতা ভালো, যা CCZ কন্টিনিউয়াস চোজরালস্কি পদ্ধতির জন্য আরও উপযুক্ত। বর্তমানে, মধ্য ও নিম্ন অঞ্চলে একক ক্রিস্টাল টানার প্রধান প্রযুক্তি হলো RCZ একক ক্রিস্টাল পুনঃ-ঢালাই পদ্ধতি, যেখানে একটি একক ক্রিস্টাল সিলিকন রড টানার পর ক্রিস্টালটিকে পুনরায় প্রবেশ করিয়ে টানা হয়। একই সময়ে টানার কাজটিও করা হয়, যা একক ক্রিস্টাল সিলিকন রডের শীতল হওয়ার সময় বাঁচায়, ফলে উৎপাদন দক্ষতা বেশি হয়। CCZ অবিচ্ছিন্ন চোজরালস্কি পদ্ধতির দ্রুত বিকাশও দানাদার সিলিকনের চাহিদা বাড়িয়ে দেবে। যদিও দানাদার সিলিকনের কিছু অসুবিধা রয়েছে, যেমন ঘর্ষণের কারণে বেশি সিলিকন পাউডার তৈরি হওয়া, বৃহৎ পৃষ্ঠতল এবং দূষক পদার্থের সহজ শোষণ, এবং গলানোর সময় হাইড্রোজেন একত্রিত হয়ে স্কিপিং বা বাদ পড়ার মতো ঘটনা ঘটা, কিন্তু সংশ্লিষ্ট দানাদার সিলিকন সংস্থাগুলোর সাম্প্রতিক ঘোষণা অনুযায়ী, এই সমস্যাগুলোর উন্নতি হচ্ছে এবং কিছু অগ্রগতিও সাধিত হয়েছে।
ইউরোপ এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে সিলেন ফ্লুইডাইজড বেড প্রক্রিয়াটি পরিপক্ক, এবং চীনা সংস্থাগুলির আগমনের পর এটি শৈশবাবস্থায় রয়েছে। ১৯৮০-এর দশকের শুরুতেই, REC এবং MEMC-এর মতো বিদেশী সংস্থাগুলি দানাদার সিলিকন উৎপাদন অন্বেষণ করতে শুরু করে এবং বৃহৎ পরিসরে উৎপাদন বাস্তবায়ন করে। এদের মধ্যে, ২০১০ সালে REC-এর দানাদার সিলিকনের মোট উৎপাদন ক্ষমতা বছরে ১০,৫০০ টনে পৌঁছেছিল এবং একই সময়ে সিমেন্সের সমকক্ষদের তুলনায়, এটি প্রতি কেজিতে কমপক্ষে ২-৩ মার্কিন ডলারের খরচ সাশ্রয়ের সুবিধা পেয়েছিল। একক ক্রিস্টাল টানার (single crystal pulling) প্রয়োজনীয়তার কারণে, সংস্থাটির দানাদার সিলিকন উৎপাদন স্থবির হয়ে পড়ে এবং অবশেষে উৎপাদন বন্ধ করে দেয়। এরপর তারা দানাদার সিলিকন উৎপাদনে নিযুক্ত হওয়ার জন্য চীনের সাথে একটি যৌথ উদ্যোগে একটি উৎপাদনকারী প্রতিষ্ঠান স্থাপন করে।
৪. কাঁচামাল: শিল্প সিলিকন হলো মূল কাঁচামাল, এবং এর সরবরাহ পলিসিলিকনের প্রসারের চাহিদা মেটাতে পারে।
শিল্প সিলিকন হলো পলিসিলিকন উৎপাদনের মূল কাঁচামাল। আশা করা হচ্ছে যে ২০২২ থেকে ২০২৫ সাল পর্যন্ত চীনের শিল্প সিলিকন উৎপাদন ক্রমাগত বৃদ্ধি পাবে। ২০১০ থেকে ২০২১ সাল পর্যন্ত চীনের শিল্প সিলিকন উৎপাদন সম্প্রসারণ পর্যায়ে রয়েছে, যেখানে উৎপাদন ক্ষমতা এবং উৎপাদনের গড় বার্ষিক বৃদ্ধির হার যথাক্রমে ৭.৪% এবং ৮.৬%-এ পৌঁছেছে। এসএমএম (SMM) ডেটা অনুসারে, নতুন বৃদ্ধিশিল্প সিলিকন উৎপাদন ক্ষমতাচীনে ২০২২ এবং ২০২৩ সালে এর পরিমাণ হবে যথাক্রমে ৮৯০,০০০ টন এবং ১.০৬৫ মিলিয়ন টন। যদি ধরে নেওয়া হয় যে শিল্প সিলিকন কোম্পানিগুলো ভবিষ্যতেও প্রায় ৬০% উৎপাদন ক্ষমতা ব্যবহার এবং পরিচালন হার বজায় রাখবে, তাহলে চীনের নতুন বর্ধিত পরিমাণজিএফসিআই-এর অনুমান অনুযায়ী, ২০২২ এবং ২০২৩ সালে উৎপাদন ক্ষমতা যথাক্রমে ৩২০,০০০ টন এবং ৩৮৩,০০০ টন বৃদ্ধি পাবে।২০২২, ২৩, ২৪ ও ২৫ সালে চীনের শিল্প সিলিকন উৎপাদন ক্ষমতা ছিল যথাক্রমে প্রায় ৫.৯০, ৬.৯৭, ৬.৭১ ও ৬.৫ মিলিয়ন টন, যা যথাক্রমে ৩.৫৫, ৩৯১, ৪.১৮ ও ৪.৩৮ মিলিয়ন টনের সমতুল্য।
শিল্প সিলিকনের উপরিপাতিত অবশিষ্ট দুটি নিম্নধারার ক্ষেত্রের বৃদ্ধির হার তুলনামূলকভাবে ধীর, এবং চীনের শিল্প সিলিকন উৎপাদন মূলত পলিসিলিকনের উৎপাদন মেটাতে সক্ষম। ২০২১ সালে, চীনের শিল্প সিলিকন উৎপাদন ক্ষমতা হবে ৫.৩৮৫ মিলিয়ন টন, যা ৩.২১৩ মিলিয়ন টন উৎপাদনের সমতুল্য। এর মধ্যে পলিসিলিকন, জৈব সিলিকন এবং অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় যথাক্রমে ৬২৩,০০০ টন, ৮৯৮,০০০ টন এবং ৬৪৯,০০০ টন ব্যবহার করবে। এছাড়াও, প্রায় ৭৮০,০০০ টন উৎপাদন রপ্তানির জন্য ব্যবহৃত হয়। ২০২১ সালে, শিল্প সিলিকনের যথাক্রমে ১৯%, ২৮% এবং ২০% পলিসিলিকন, জৈব সিলিকন এবং অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ের জন্য ব্যবহৃত হবে। ২০২২ থেকে ২০২৫ সাল পর্যন্ত, জৈব সিলিকন উৎপাদনের বৃদ্ধির হার প্রায় ১০% থাকবে বলে আশা করা হচ্ছে এবং অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় উৎপাদনের বৃদ্ধির হার ৫%-এর কম। সুতরাং, আমরা বিশ্বাস করি যে ২০২২-২০২৫ সালে পলিসিলিকনের জন্য ব্যবহারযোগ্য শিল্প সিলিকনের পরিমাণ তুলনামূলকভাবে পর্যাপ্ত, যা পলিসিলিকন উৎপাদনের চাহিদা সম্পূর্ণরূপে মেটাতে সক্ষম।
৫. পলিসিলিকন সরবরাহ:চীনএকটি প্রভাবশালী অবস্থান দখল করে এবং উৎপাদন ক্রমান্বয়ে প্রধান উদ্যোগগুলোর হাতে কেন্দ্রীভূত হয়।
সাম্প্রতিক বছরগুলোতে, বিশ্বব্যাপী পলিসিলিকন উৎপাদন বছর বছর বৃদ্ধি পেয়েছে এবং ক্রমান্বয়ে চীনে কেন্দ্রীভূত হয়েছে। ২০১৭ থেকে ২০২১ সাল পর্যন্ত, বিশ্বব্যাপী বার্ষিক পলিসিলিকন উৎপাদন ৪৩২,০০০ টন থেকে বেড়ে ৬৩১,০০০ টন হয়েছে, যার মধ্যে ২০২১ সালে দ্রুততম বৃদ্ধি ঘটে, বৃদ্ধির হার ছিল ২১.১১%। এই সময়কালে, বিশ্বব্যাপী পলিসিলিকন উৎপাদন ক্রমান্বয়ে চীনে কেন্দ্রীভূত হয়েছে এবং চীনের পলিসিলিকন উৎপাদনের অনুপাত ২০১৭ সালের ৫৬.০২% থেকে বেড়ে ২০২১ সালে ৮০.০৩% হয়েছে। ২০১০ এবং ২০২১ সালে বিশ্বব্যাপী পলিসিলিকন উৎপাদন ক্ষমতার শীর্ষ দশটি কোম্পানির তুলনা করলে দেখা যায় যে, চীনা কোম্পানির সংখ্যা ৪ থেকে বেড়ে ৮ হয়েছে এবং কিছু আমেরিকান ও কোরিয়ান কোম্পানির উৎপাদন ক্ষমতার অনুপাত উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়ে শীর্ষ দশের তালিকা থেকে বাদ পড়েছে, যেমন হেমোলক (HEMOLOCK), ওসিআই (OCI), আরইসি (REC) এবং এমইএমসি (MEMC)। শিল্পে কেন্দ্রীভবন উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে এবং এই শিল্পের শীর্ষ দশটি কোম্পানির মোট উৎপাদন ক্ষমতা ৫৭.৭% থেকে বেড়ে ৯০.৩% হয়েছে। ২০২১ সালে, পাঁচটি চীনা কোম্পানির উৎপাদন ক্ষমতা ১০%-এর বেশি ছিল, যা মোট ৬৫.৭%। পলিসিলিকন শিল্পের ক্রমান্বয়ে চীনে স্থানান্তরের তিনটি প্রধান কারণ রয়েছে। প্রথমত, কাঁচামাল, বিদ্যুৎ এবং শ্রম খরচের ক্ষেত্রে চীনা পলিসিলিকন নির্মাতাদের উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে। শ্রমিকদের মজুরি বিদেশী দেশগুলোর তুলনায় কম, তাই চীনে সামগ্রিক উৎপাদন খরচ বিদেশী দেশগুলোর চেয়ে অনেক কম এবং প্রযুক্তিগত অগ্রগতির সাথে সাথে তা আরও কমতে থাকবে; দ্বিতীয়ত, চীনা পলিসিলিকন পণ্যের মান ক্রমাগত উন্নত হচ্ছে, যার বেশিরভাগই সোলার-গ্রেড ফার্স্ট-ক্লাস স্তরের এবং কিছু উন্নত প্রতিষ্ঠান বিশুদ্ধতার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করছে। উচ্চতর ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকনের উৎপাদন প্রযুক্তিতে যুগান্তকারী অগ্রগতি সাধিত হয়েছে, যা ক্রমান্বয়ে আমদানির পরিবর্তে দেশীয় ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকনের ব্যবহারকে ত্বরান্বিত করছে এবং চীনের শীর্ষস্থানীয় প্রতিষ্ঠানগুলো সক্রিয়ভাবে ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকন প্রকল্প নির্মাণে উদ্যোগী হচ্ছে। চীনে সিলিকন ওয়েফারের উৎপাদন বৈশ্বিক মোট উৎপাদনের ৯৫ শতাংশেরও বেশি, যা চীনের পলিসিলিকনের স্বনির্ভরতার হার ক্রমান্বয়ে বাড়িয়েছে এবং বিদেশি পলিসিলিকন প্রতিষ্ঠানগুলোর বাজারকে কিছুটা সংকুচিত করেছে।
২০১৭ থেকে ২০২১ সাল পর্যন্ত চীনে পলিসিলিকনের বার্ষিক উৎপাদন ক্রমাগত বৃদ্ধি পাবে, প্রধানত জিনজিয়াং, ইনার মঙ্গোলিয়া এবং সিচুয়ানের মতো বিদ্যুৎ সম্পদে সমৃদ্ধ অঞ্চলগুলিতে। ২০২১ সালে, চীনের পলিসিলিকন উৎপাদন ৩৯২,০০০ টন থেকে বেড়ে ৫০৫,০০০ টন হবে, যা ২৮.৮৩% বৃদ্ধি। উৎপাদন ক্ষমতার দিক থেকে, চীনের পলিসিলিকন উৎপাদন ক্ষমতা সাধারণত ঊর্ধ্বমুখী প্রবণতায় রয়েছে, কিন্তু কিছু উৎপাদনকারী প্রতিষ্ঠান বন্ধ হয়ে যাওয়ার কারণে ২০২০ সালে তা হ্রাস পেয়েছে। এছাড়াও, ২০১৮ সাল থেকে চীনের পলিসিলিকন সংস্থাগুলির উৎপাদন ক্ষমতা ব্যবহারের হার ক্রমাগত বৃদ্ধি পাচ্ছে এবং ২০২১ সালে এই হার ৯৭.১২%-এ পৌঁছাবে। প্রদেশগুলির পরিপ্রেক্ষিতে, ২০২১ সালে চীনের পলিসিলিকন উৎপাদন প্রধানত জিনজিয়াং, ইনার মঙ্গোলিয়া এবং সিচুয়ানের মতো কম বিদ্যুৎ মূল্যের অঞ্চলগুলিতে কেন্দ্রীভূত। জিনজিয়াং-এর উৎপাদন ২৭০,৪০০ টন, যা চীনের মোট উৎপাদনের অর্ধেকেরও বেশি।
চীনের পলিসিলিকন শিল্পের একটি প্রধান বৈশিষ্ট্য হলো এর উচ্চ মাত্রার কেন্দ্রীভবন, যার CR6 মান ৭৭%, এবং ভবিষ্যতে এর আরও ঊর্ধ্বমুখী প্রবণতা দেখা যাবে। পলিসিলিকন উৎপাদন একটি উচ্চ পুঁজি ও উচ্চ প্রযুক্তিগত প্রতিবন্ধকতাযুক্ত শিল্প। এর প্রকল্প নির্মাণ ও উৎপাদন চক্র সাধারণত দুই বছর বা তার বেশি সময় নেয়। নতুন উৎপাদকদের পক্ষে এই শিল্পে প্রবেশ করা কঠিন। আগামী তিন বছরে জ্ঞাত পরিকল্পিত সম্প্রসারণ এবং নতুন প্রকল্পগুলো থেকে বিচার করলে, এই শিল্পের একচেটিয়া উৎপাদকরা তাদের নিজস্ব প্রযুক্তি এবং বৃহৎ আকারের সুবিধার জোরে উৎপাদন ক্ষমতা বাড়াতে থাকবে এবং তাদের একচেটিয়া অবস্থান আরও শক্তিশালী হতে থাকবে।
ধারণা করা হচ্ছে যে ২০২২ থেকে ২০২৫ সাল পর্যন্ত চীনের পলিসিলিকন সরবরাহে ব্যাপক প্রবৃদ্ধি ঘটবে এবং ২০২৫ সালে পলিসিলিকন উৎপাদন ১.১৯৪ মিলিয়ন টনে পৌঁছাবে, যা বিশ্বব্যাপী পলিসিলিকন উৎপাদনের পরিধি সম্প্রসারণে চালিকাশক্তি হিসেবে কাজ করবে। ২০২১ সালে, চীনে পলিসিলিকনের দাম তীব্রভাবে বৃদ্ধি পাওয়ায়, প্রধান উৎপাদকরা নতুন উৎপাদন লাইন নির্মাণে বিনিয়োগ করেছে এবং একই সাথে নতুন উৎপাদকদের এই শিল্পে যোগ দিতে আকৃষ্ট করেছে। যেহেতু পলিসিলিকন প্রকল্পগুলোর নির্মাণ থেকে উৎপাদন পর্যন্ত কমপক্ষে দেড় থেকে দুই বছর সময় লাগে, তাই ২০২১ সালের নতুন নির্মাণকাজগুলো সম্পন্ন হলে উৎপাদন ক্ষমতা সাধারণত ২০২২ সালের দ্বিতীয়ার্ধ এবং ২০২৩ সালে উৎপাদনে আসবে। এটি বর্তমানে প্রধান উৎপাদকদের দ্বারা ঘোষিত নতুন প্রকল্প পরিকল্পনার সাথে খুবই সামঞ্জস্যপূর্ণ। ২০২২-২০২৫ সালের নতুন উৎপাদন ক্ষমতা প্রধানত ২০২২ এবং ২০২৩ সালে কেন্দ্রীভূত থাকবে। এরপর, পলিসিলিকনের সরবরাহ ও চাহিদা এবং দাম ধীরে ধীরে স্থিতিশীল হওয়ার সাথে সাথে এই শিল্পের মোট উৎপাদন ক্ষমতাও ধীরে ধীরে স্থিতিশীল হবে। অর্থাৎ, উৎপাদন ক্ষমতার বৃদ্ধির হার ক্রমান্বয়ে হ্রাস পায়। এছাড়াও, গত দুই বছরে পলিসিলিকন প্রতিষ্ঠানগুলোর উৎপাদন ক্ষমতার ব্যবহার হার উচ্চ পর্যায়ে থাকলেও, নতুন প্রকল্পগুলোর উৎপাদন ক্ষমতা বাড়াতে সময় লাগবে এবং নতুন প্রবেশকারীদের সংশ্লিষ্ট প্রস্তুতি প্রযুক্তি আয়ত্ত করতেও একটি প্রক্রিয়া সম্পন্ন করতে হবে। তাই, আগামী কয়েক বছরে নতুন পলিসিলিকন প্রকল্পগুলোর উৎপাদন ক্ষমতার ব্যবহার হার কম থাকবে। এর থেকে ২০২২-২০২৫ সালের পলিসিলিকন উৎপাদন সম্পর্কে পূর্বাভাস দেওয়া যায় এবং ২০২৫ সালে এর উৎপাদন প্রায় ১.১৯৪ মিলিয়ন টন হবে বলে আশা করা হচ্ছে।
বিদেশে উৎপাদন ক্ষমতার কেন্দ্রীভবন তুলনামূলকভাবে বেশি, এবং আগামী তিন বছরে উৎপাদন বৃদ্ধির হার ও গতি চীনের মতো ততটা বেশি হবে না। বিদেশের পলিসিলিকন উৎপাদন ক্ষমতা প্রধানত চারটি শীর্ষস্থানীয় কোম্পানির হাতে কেন্দ্রীভূত, এবং বাকিগুলোর উৎপাদন ক্ষমতা মূলত কম। উৎপাদন ক্ষমতার দিক থেকে, বিদেশের পলিসিলিকন উৎপাদন ক্ষমতার অর্ধেকই ওয়াকার কেম-এর দখলে। জার্মানি এবং যুক্তরাষ্ট্রে এর কারখানাগুলোর উৎপাদন ক্ষমতা যথাক্রমে ৬০,০০০ টন এবং ২০,০০০ টন। ২০২২ এবং তার পরবর্তী সময়ে বিশ্বব্যাপী পলিসিলিকন উৎপাদন ক্ষমতার তীব্র সম্প্রসারণ অতিরিক্ত সরবরাহের আশঙ্কা তৈরি করতে পারে, এই আশঙ্কায় কোম্পানিটি এখনও পরিস্থিতি পর্যবেক্ষণের পর্যায়ে রয়েছে এবং নতুন কোনো উৎপাদন ক্ষমতা যোগ করার পরিকল্পনা করেনি। দক্ষিণ কোরিয়ার পলিসিলিকন জায়ান্ট ওসিআই (OCI) চীনে তাদের মূল ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকন উৎপাদন লাইনটি বজায় রেখে পর্যায়ক্রমে তাদের সোলার-গ্রেড পলিসিলিকন উৎপাদন লাইন মালয়েশিয়ায় স্থানান্তর করছে, যা ২০২২ সালে ৫,০০০ টনে পৌঁছানোর পরিকল্পনা রয়েছে। মালয়েশিয়ায় ওসিআই-এর উৎপাদন ক্ষমতা ২০২০ এবং ২০২১ সালে যথাক্রমে ২৭,০০০ টন এবং ৩০,০০০ টনে পৌঁছাবে, যা কম শক্তি খরচের সুবিধা দেবে এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র ও দক্ষিণ কোরিয়ায় পলিসিলিকনের উপর চীনের উচ্চ শুল্ক এড়াতে সাহায্য করবে। কোম্পানিটি ৯৫,০০০ টন উৎপাদনের পরিকল্পনা করেছে, কিন্তু শুরুর তারিখ এখনও স্পষ্ট নয়। আগামী চার বছরে এটি প্রতি বছর ৫,০০০ টন হারে বৃদ্ধি পাবে বলে আশা করা হচ্ছে। নরওয়েজিয়ান কোম্পানি আরইসি (REC)-এর মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ওয়াশিংটন স্টেট এবং মন্টানায় দুটি উৎপাদন কেন্দ্র রয়েছে, যেগুলোর বার্ষিক উৎপাদন ক্ষমতা ১৮,০০০ টন সোলার-গ্রেড পলিসিলিকন এবং ২,০০০ টন ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকন। গভীর আর্থিক সংকটে থাকা আরইসি (REC) উৎপাদন স্থগিত করার সিদ্ধান্ত নেয়, এবং এরপর ২০২১ সালে পলিসিলিকনের মূল্যবৃদ্ধিতে উৎসাহিত হয়ে কোম্পানিটি ২০২৩ সালের শেষ নাগাদ ওয়াশিংটন রাজ্যে ১৮,০০০ টন এবং মন্টানায় ২,০০০ টন প্রকল্পের উৎপাদন পুনরায় শুরু করার সিদ্ধান্ত নেয়, এবং ২০২৪ সালের মধ্যে উৎপাদন ক্ষমতা বৃদ্ধি সম্পন্ন করতে পারবে। হেমলক (Hemlock) হলো মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বৃহত্তম পলিসিলিকন উৎপাদক, যা উচ্চ-বিশুদ্ধ ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকন উৎপাদনে বিশেষায়িত। উৎপাদনের ক্ষেত্রে উচ্চ-প্রযুক্তিগত প্রতিবন্ধকতার কারণে বাজারে কোম্পানিটির পণ্যের বিকল্প খুঁজে পাওয়া কঠিন। এর সাথে কোম্পানিটি আগামী কয়েক বছরের মধ্যে নতুন কোনো প্রকল্প তৈরির পরিকল্পনা করছে না, এই বিষয়টি মিলিয়ে আশা করা যায় যে ২০২২-২০২৫ সাল পর্যন্ত কোম্পানিটির উৎপাদন ক্ষমতা বার্ষিক ১৮,০০০ টনেই থাকবে। এছাড়াও, ২০২১ সালে উপরোক্ত চারটি কোম্পানি ছাড়া অন্যান্য কোম্পানিগুলোর নতুন উৎপাদন ক্ষমতা হবে ৫,০০০ টন। সকল কোম্পানির উৎপাদন পরিকল্পনা সম্পর্কে ধারণা না থাকার কারণে, এখানে ধরে নেওয়া হচ্ছে যে ২০২২ থেকে ২০২৫ সাল পর্যন্ত নতুন উৎপাদন ক্ষমতা প্রতি বছর ৫,০০০ টন হবে।
বৈদেশিক উৎপাদন ক্ষমতা অনুসারে, অনুমান করা হয় যে ২০২৫ সালে বৈদেশিক পলিসিলিকন উৎপাদন প্রায় ১,৭৬,০০০ টন হবে, যদি বৈদেশিক পলিসিলিকন উৎপাদন ক্ষমতার ব্যবহারের হার অপরিবর্তিত থাকে। ২০২১ সালে পলিসিলিকনের দাম তীব্রভাবে বৃদ্ধি পাওয়ার পর, চীনা কোম্পানিগুলো উৎপাদন বাড়িয়েছে এবং উৎপাদন সম্প্রসারণ করেছে। এর বিপরীতে, বিদেশী কোম্পানিগুলো নতুন প্রকল্পের পরিকল্পনায় আরও বেশি সতর্ক। এর কারণ হলো, পলিসিলিকন শিল্পের আধিপত্য ইতোমধ্যেই চীনের নিয়ন্ত্রণে রয়েছে এবং নির্বিচারে উৎপাদন বৃদ্ধি লোকসান ডেকে আনতে পারে। খরচের দিক থেকে, পলিসিলিকনের খরচের সবচেয়ে বড় অংশ হলো শক্তি খরচ, তাই বিদ্যুতের দাম অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং এক্ষেত্রে জিনজিয়াং, ইনার মঙ্গোলিয়া, সিচুয়ান এবং অন্যান্য অঞ্চলের সুস্পষ্ট সুবিধা রয়েছে। চাহিদার দিক থেকে, পলিসিলিকনের সরাসরি ডাউনস্ট্রিম হিসেবে, বিশ্বের মোট উৎপাদনের ৯৯%-এরও বেশি চীনের সিলিকন ওয়েফার উৎপাদন থেকে আসে। পলিসিলিকনের ডাউনস্ট্রিম শিল্প প্রধানত চীনে কেন্দ্রীভূত। উৎপাদিত পলিসিলিকনের দাম কম, পরিবহন খরচ কম এবং চাহিদা সম্পূর্ণরূপে নিশ্চিত। দ্বিতীয়ত, চীন মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং দক্ষিণ কোরিয়া থেকে সোলার-গ্রেড পলিসিলিকন আমদানির উপর তুলনামূলকভাবে উচ্চ অ্যান্টি-ডাম্পিং শুল্ক আরোপ করেছে, যা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং দক্ষিণ কোরিয়া থেকে পলিসিলিকনের ব্যবহারকে ব্যাপকভাবে দমন করেছে। নতুন প্রকল্প নির্মাণে সতর্ক থাকতে হবে; এছাড়াও, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে শুল্কের প্রভাবে চীনের বিদেশী পলিসিলিকন সংস্থাগুলির বিকাশ মন্থর হয়ে পড়েছে, এবং কিছু উৎপাদন লাইন হ্রাস করা হয়েছে বা এমনকি বন্ধ করে দেওয়া হয়েছে, এবং বিশ্ব উৎপাদনে তাদের অংশ বছর বছর হ্রাস পাচ্ছে, তাই ২০২১ সালে পলিসিলিকনের মূল্যবৃদ্ধির সাথে তারা তুলনীয় হবে না কারণ চীনা সংস্থাগুলির উচ্চ মুনাফার কারণে, তাদের উৎপাদন ক্ষমতার দ্রুত এবং বৃহৎ আকারের সম্প্রসারণকে সমর্থন করার জন্য আর্থিক অবস্থা যথেষ্ট নয়।
২০২২ থেকে ২০২৫ সাল পর্যন্ত চীন ও বিদেশের পলিসিলিকন উৎপাদনের নিজ নিজ পূর্বাভাসের উপর ভিত্তি করে, বৈশ্বিক পলিসিলিকন উৎপাদনের পূর্বাভাসিত মানটি সারসংক্ষেপ করা যেতে পারে। অনুমান করা হচ্ছে যে, ২০২৫ সালে বৈশ্বিক পলিসিলিকন উৎপাদন ১.৩৭১ মিলিয়ন টনে পৌঁছাবে। পলিসিলিকন উৎপাদনের এই পূর্বাভাসিত মান অনুসারে, বৈশ্বিক অনুপাতে চীনের অংশ মোটামুটিভাবে পাওয়া যেতে পারে। আশা করা হচ্ছে যে, ২০২২ থেকে ২০২৫ সাল পর্যন্ত চীনের অংশ ক্রমান্বয়ে প্রসারিত হবে এবং ২০২৫ সালে তা ৮৭% ছাড়িয়ে যাবে।
৬, সারাংশ ও ভবিষ্যৎ পরিকল্পনা
পলিসিলিকন শিল্প সিলিকনের পরবর্তী ধাপে এবং সমগ্র ফটোভোল্টাইক ও সেমিকন্ডাক্টর শিল্প শৃঙ্খলের পূর্ববর্তী ধাপে অবস্থিত, এবং এর অবস্থান অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ফটোভোল্টাইক শিল্প শৃঙ্খলটি সাধারণত পলিসিলিকন-সিলিকন ওয়েফার-সেল-মডিউল-ফটোভোল্টাইক স্থাপিত ক্ষমতা, এবং সেমিকন্ডাক্টর শিল্প শৃঙ্খলটি সাধারণত পলিসিলিকন-মনোক্রিস্টালাইন সিলিকন ওয়েফার-সিলিকন ওয়েফার-চিপ। বিভিন্ন ব্যবহারের জন্য পলিসিলিকনের বিশুদ্ধতার উপর ভিন্ন ভিন্ন প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। ফটোভোল্টাইক শিল্পে প্রধানত সোলার-গ্রেড পলিসিলিকন ব্যবহৃত হয়, এবং সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে ইলেকট্রনিক-গ্রেড পলিসিলিকন ব্যবহৃত হয়। প্রথমটির বিশুদ্ধতার পরিসীমা 6N-8N, যেখানে দ্বিতীয়টির জন্য 9N বা তার বেশি বিশুদ্ধতা প্রয়োজন।
বহু বছর ধরে, বিশ্বজুড়ে পলিসিলিকনের মূলধারার উৎপাদন প্রক্রিয়া ছিল উন্নত সিমেন্স পদ্ধতি। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, কিছু কোম্পানি কম খরচের সিলেন ফ্লুইডাইজড বেড পদ্ধতি নিয়ে সক্রিয়ভাবে গবেষণা করছে, যা উৎপাদনের ধরণে প্রভাব ফেলতে পারে। পরিবর্তিত সিমেন্স পদ্ধতিতে উৎপাদিত দণ্ডাকৃতির পলিসিলিকনের বৈশিষ্ট্য হলো উচ্চ শক্তি খরচ, উচ্চ মূল্য এবং উচ্চ বিশুদ্ধতা, অন্যদিকে সিলেন ফ্লুইডাইজড বেড পদ্ধতিতে উৎপাদিত দানাদার সিলিকনের বৈশিষ্ট্য হলো কম শক্তি খরচ, কম খরচ এবং তুলনামূলকভাবে কম বিশুদ্ধতা। কিছু চীনা কোম্পানি দানাদার সিলিকনের ব্যাপক উৎপাদন এবং দানাদার সিলিকন ব্যবহার করে পলিসিলিকন টানার প্রযুক্তি বাস্তবায়ন করেছে, কিন্তু এটি ব্যাপকভাবে প্রচারিত হয়নি। ভবিষ্যতে দানাদার সিলিকন পূর্বেরটিকে প্রতিস্থাপন করতে পারবে কিনা তা নির্ভর করে খরচের সুবিধা গুণগত অসুবিধাকে পুষিয়ে দিতে পারে কিনা, পরবর্তী প্রয়োগগুলোর প্রভাব এবং সিলেনের সুরক্ষার উন্নতির উপর। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, বিশ্বব্যাপী পলিসিলিকন উৎপাদন বছর বছর বৃদ্ধি পেয়েছে এবং ধীরে ধীরে চীনে কেন্দ্রীভূত হচ্ছে। ২০১৭ থেকে ২০২১ সাল পর্যন্ত, বিশ্বব্যাপী বার্ষিক পলিসিলিকন উৎপাদন ৪৩২,০০০ টন থেকে বৃদ্ধি পেয়ে ৬৩১,০০০ টন হবে, যার মধ্যে ২০২১ সালে প্রবৃদ্ধি হবে সবচেয়ে দ্রুত। এই সময়কালে, বিশ্বব্যাপী পলিসিলিকন উৎপাদন ক্রমান্বয়ে চীনে আরও বেশি কেন্দ্রীভূত হয়েছে এবং পলিসিলিকন উৎপাদনে চীনের অংশ ২০১৭ সালের ৫৬.০২% থেকে বৃদ্ধি পেয়ে ২০২১ সালে ৮০.০৩% হয়েছে। ২০২২ থেকে ২০২৫ সাল পর্যন্ত, পলিসিলিকনের সরবরাহে ব্যাপক প্রবৃদ্ধি ঘটবে। অনুমান করা হচ্ছে যে, ২০২৫ সালে চীনে পলিসিলিকন উৎপাদন হবে ১.১৯৪ মিলিয়ন টন এবং বৈদেশিক উৎপাদন ১৭৬,০০০ টনে পৌঁছাবে। সুতরাং, ২০২৫ সালে বিশ্বব্যাপী পলিসিলিকন উৎপাদন হবে প্রায় ১.৩৭ মিলিয়ন টন।
(এই নিবন্ধটি শুধুমাত্র UrbanMines-এর গ্রাহকদের তথ্যসূত্র হিসেবে ব্যবহৃত হবে এবং এটি কোনো বিনিয়োগ পরামর্শ নয়)