1. Cadwyn diwydiant polysilicon: Mae'r broses gynhyrchu yn gymhleth, ac mae'r broses i lawr yr afon yn canolbwyntio ar led-ddargludyddion ffotofoltäig
Cynhyrchir polysilicon yn bennaf o silicon diwydiannol, clorin a hydrogen, ac mae wedi'i leoli i fyny'r afon o gadwyni diwydiant ffotofoltäig a lled-ddargludyddion. Yn ôl data CPIA, y dull cynhyrchu polysilicon prif ffrwd cyfredol yn y byd yw'r dull Siemens wedi'i addasu, ac eithrio Tsieina, cynhyrchir mwy na 95% o'r polysilicon gan ddefnyddio'r dull Siemens wedi'i addasu. Yn y broses o baratoi polysilicon gan ddefnyddio'r dull Siemens gwell, yn gyntaf, cyfunir nwy clorin â nwy hydrogen i gynhyrchu hydrogen clorid, ac yna mae'n adweithio â'r powdr silicon ar ôl malu a malu silicon diwydiannol i gynhyrchu trichlorosilane, sy'n cael ei leihau ymhellach gan nwy hydrogen i gynhyrchu polysilicon. Gellir toddi ac oeri silicon polygrisialog i wneud ingotau silicon polygrisialog, a gellir cynhyrchu silicon monogrisialog hefyd gan Czochralski neu doddi parth. O'i gymharu â silicon polygrisialog, mae silicon grisial sengl yn cynnwys gronynnau crisial gyda'r un cyfeiriadedd crisial, felly mae ganddo ddargludedd trydanol ac effeithlonrwydd trosi gwell. Gellir torri a phrosesu ingotau silicon polygrisialog a gwiail silicon monogrisialog ymhellach yn wafferi a chelloedd silicon, sydd yn eu tro yn dod yn rhannau allweddol o fodiwlau ffotofoltäig ac yn cael eu defnyddio yn y maes ffotofoltäig. Yn ogystal, gellir ffurfio waferi silicon grisial sengl yn waferi silicon trwy falu, sgleinio, epitacsi, glanhau a phrosesau eraill dro ar ôl tro, y gellir eu defnyddio fel deunyddiau swbstrad ar gyfer dyfeisiau electronig lled-ddargludyddion.
Mae cynnwys amhuredd polysilicon yn ofynnol yn llym, ac mae gan y diwydiant nodweddion buddsoddiad cyfalaf uchel a rhwystrau technegol uchel. Gan y bydd purdeb polysilicon yn effeithio'n ddifrifol ar y broses dynnu silicon grisial sengl, mae'r gofynion purdeb yn hynod o llym. Y purdeb lleiaf ar gyfer polysilicon yw 99.9999%, ac mae'r uchaf yn agos iawn at 100%. Yn ogystal, mae safonau cenedlaethol Tsieina yn cyflwyno gofynion clir ar gyfer cynnwys amhuredd, ac yn seiliedig ar hyn, mae polysilicon wedi'i rannu'n raddau I, II, a III, y mae cynnwys boron, ffosfforws, ocsigen a charbon yn fynegai cyfeirio pwysig ohonynt. Mae "Amodau Mynediad i'r Diwydiant Polysilicon" yn nodi bod yn rhaid i fentrau gael system arolygu a rheoli ansawdd gadarn, a bod safonau cynnyrch yn cydymffurfio'n llym â safonau cenedlaethol; yn ogystal, mae'r amodau mynediad hefyd yn gofyn am raddfa a defnydd ynni mentrau cynhyrchu polysilicon, megis polysilicon gradd solar, gradd electronig Mae graddfa'r prosiect yn fwy na 3000 tunnell/blwyddyn a 1000 tunnell/blwyddyn yn y drefn honno, ac ni ddylai'r gymhareb cyfalaf gofynnol mewn buddsoddiad mewn prosiectau adeiladu ac ailadeiladu ac ehangu newydd fod yn is na 30%, felly mae polysilicon yn ddiwydiant sy'n ddwys o ran cyfalaf. Yn ôl ystadegau CPIA, mae cost buddsoddi offer llinell gynhyrchu polysilicon 10,000 tunnell a roddwyd ar waith yn 2021 wedi cynyddu ychydig i 103 miliwn yuan/kt. Y rheswm am hyn yw'r cynnydd ym mhris deunyddiau metel swmp. Disgwylir y bydd cost buddsoddi yn y dyfodol yn cynyddu gyda chynnydd technoleg offer cynhyrchu a gostyngiad mewn monomerau wrth i'r maint gynyddu. Yn ôl y rheoliadau, dylai'r defnydd pŵer o polysilicon ar gyfer lleihau Czochralski gradd solar ac electronig fod yn llai na 60 kWh/kg a 100 kWh/kg yn y drefn honno, ac mae'r gofynion ar gyfer dangosyddion defnydd ynni yn gymharol llym. Mae cynhyrchu polysilicon yn tueddu i berthyn i'r diwydiant cemegol. Mae'r broses gynhyrchu yn gymharol gymhleth, ac mae'r trothwy ar gyfer llwybrau technegol, dewis offer, comisiynu a gweithredu yn uchel. Mae'r broses gynhyrchu yn cynnwys llawer o adweithiau cemegol cymhleth, ac mae nifer y nodau rheoli yn fwy na 1,000. Mae'n anodd i newydd-ddyfodiaid feistroli crefftwaith aeddfed yn gyflym. Felly, mae rhwystrau cyfalaf a thechnegol uchel yn y diwydiant cynhyrchu polysilicon, sydd hefyd yn annog gweithgynhyrchwyr polysilicon i gynnal optimeiddio technegol llym o'r llif prosesau, pecynnu a'r broses gludo.
2. Dosbarthiad polysilicon: mae purdeb yn pennu'r defnydd, ac mae gradd solar yn meddiannu'r brif ffrwd
Mae silicon polygrisialog, math o silicon elfennol, wedi'i gyfansoddi o ronynnau crisial gyda chyfeiriadau crisial gwahanol, ac mae'n cael ei buro'n bennaf trwy brosesu silicon diwydiannol. Ymddangosiad polysilicon yw llewyrch metelaidd llwyd, ac mae'r pwynt toddi tua 1410 ℃. Mae'n anactif ar dymheredd ystafell ac yn fwy egnïol yn y cyflwr tawdd. Mae gan polysilicon briodweddau lled-ddargludyddion ac mae'n ddeunydd lled-ddargludyddion hynod bwysig a rhagorol, ond gall ychydig bach o amhureddau effeithio'n fawr ar ei ddargludedd. Mae yna lawer o ddulliau dosbarthu ar gyfer polysilicon. Yn ogystal â'r dosbarthiad a grybwyllir uchod yn ôl safonau cenedlaethol Tsieina, cyflwynir tri dull dosbarthu pwysig arall yma. Yn ôl gwahanol ofynion a defnyddiau purdeb, gellir rhannu polysilicon yn polysilicon gradd solar a polysilicon gradd electronig. Defnyddir polysilicon gradd solar yn bennaf wrth gynhyrchu celloedd ffotofoltäig, tra bod polysilicon gradd electronig yn cael ei ddefnyddio'n helaeth yn y diwydiant cylched integredig fel deunydd crai ar gyfer sglodion a chynhyrchu arall. Mae purdeb polysilicon gradd solar yn 6 ~ 8N, hynny yw, mae'n ofynnol i gyfanswm y cynnwys amhuredd fod yn is na 10-6, a rhaid i burdeb polysilicon gyrraedd 99.9999% neu fwy. Mae gofynion purdeb polysilicon gradd electronig yn fwy llym, gydag isafswm o 9N ac uchafswm cyfredol o 12N. Mae cynhyrchu polysilicon gradd electronig yn gymharol anodd. Ychydig o fentrau Tsieineaidd sydd wedi meistroli technoleg cynhyrchu polysilicon gradd electronig, ac maent yn dal i fod yn gymharol ddibynnol ar fewnforion. Ar hyn o bryd, mae allbwn polysilicon gradd solar yn llawer mwy na polysilicon gradd electronig, ac mae'r cyntaf tua 13.8 gwaith yn fwy na'r olaf.
Yn ôl y gwahaniaeth rhwng amhureddau dopio a math dargludedd deunydd silicon, gellir ei rannu'n fath-P a math-N. Pan gaiff silicon ei dopio ag elfennau amhuredd derbynnydd, fel boron, alwminiwm, gallium, ac ati, caiff ei ddominyddu gan ddargludiad twll ac mae'n fath-P. Pan gaiff silicon ei dopio ag elfennau amhuredd rhoddwr, fel ffosfforws, arsenig, antimoni, ac ati, caiff ei ddominyddu gan ddargludiad electronau ac mae'n fath-N. Mae batris math-P yn cynnwys batris BSF a batris PERC yn bennaf. Yn 2021, bydd batris PERC yn cyfrif am fwy na 91% o'r farchnad fyd-eang, a bydd batris BSF yn cael eu dileu. Yn ystod y cyfnod pan fydd PERC yn disodli BSF, mae effeithlonrwydd trosi celloedd math-P wedi cynyddu o lai na 20% i fwy na 23%, sydd bron â chyrraedd y terfyn uchaf damcaniaethol o 24.5%, tra bod terfyn uchaf damcaniaethol celloedd math-N yn 28.7%, ac mae gan gelloedd math-N effeithlonrwydd trosi uchel. Oherwydd manteision cymhareb ddeuwynebol uchel a chyfernod tymheredd isel, mae cwmnïau wedi dechrau defnyddio llinellau cynhyrchu màs ar gyfer batris math-N. Yn ôl rhagolwg CPIA, bydd cyfran y batris math-N yn cynyddu'n sylweddol o 3% i 13.4% yn 2022. Disgwylir y bydd yr ailadrodd o fatri math-N i fatri math-P yn cael ei gyflwyno yn y pum mlynedd nesaf. Yn ôl yr ansawdd arwyneb gwahanol, gellir ei rannu'n ddeunydd trwchus, deunydd blodfresych a deunydd cwrel. Mae gan arwyneb y deunydd trwchus y radd isaf o geudod, llai na 5mm, dim annormaledd lliw, dim rhyng-haen ocsideiddio, a'r pris uchaf; Mae gan wyneb y deunydd blodfresych radd gymedrol o geudod, 5-20mm, mae'r adran yn gymedrol, ac mae'r pris yn ganol-ystod; tra bod gan wyneb y deunydd cwrel geudod mwy difrifol, mae'r dyfnder yn fwy na 20mm, mae'r adran yn rhydd, a'r pris yw'r isaf. Defnyddir y deunydd trwchus yn bennaf i dynnu silicon monocrystalline, tra bod y deunydd blodfresych a'r deunydd cwrel yn cael eu defnyddio'n bennaf i wneud wafers silicon polycrystalline. Yng nghynhyrchiad dyddiol mentrau, gellir dopio'r deunydd trwchus gyda dim llai na 30% o ddeunydd blodfresych i gynhyrchu silicon monocrystalline. Gellir arbed cost deunyddiau crai, ond bydd defnyddio deunydd blodfresych yn lleihau effeithlonrwydd tynnu crisial i ryw raddau. Mae angen i fentrau ddewis y gymhareb dopio briodol ar ôl pwyso a mesur y ddau. Yn ddiweddar, mae'r gwahaniaeth pris rhwng deunydd trwchus a deunydd blodfresych wedi sefydlogi'n fras ar 3 RMB /kg. Os ehangir y gwahaniaeth pris ymhellach, gall cwmnïau ystyried dopio mwy o ddeunydd blodfresych mewn tynnu silicon monocrystalline.
3. Proses: Mae dull Siemens yn meddiannu'r brif ffrwd, ac mae'r defnydd o bŵer yn dod yn allweddol i newid technolegol
Mae'r broses gynhyrchu o polysilicon wedi'i rhannu'n fras yn ddau gam. Yn y cam cyntaf, mae powdr silicon diwydiannol yn adweithio â hydrogen clorid anhydrus i gael trichlorosilane a hydrogen. Ar ôl distyllu a phuro dro ar ôl tro, trichlorosilane nwyol, dichlorodihydrosilicon a Silane; yr ail gam yw lleihau'r nwy purdeb uchel a grybwyllir uchod i silicon crisialog, ac mae'r cam lleihau yn wahanol yn y dull Siemens wedi'i addasu a'r dull gwely hylifedig silane. Mae gan y dull Siemens gwell dechnoleg gynhyrchu aeddfed ac ansawdd cynnyrch uchel, ac ar hyn o bryd dyma'r dechnoleg gynhyrchu a ddefnyddir fwyaf eang. Y dull cynhyrchu Siemens traddodiadol yw defnyddio clorin a hydrogen i syntheseiddio hydrogen clorid anhydrus, hydrogen clorid a silicon diwydiannol powdr i syntheseiddio trichlorosilane ar dymheredd penodol, ac yna gwahanu, cywiro a phuro'r trichlorosilane. Mae'r silicon yn cael adwaith lleihau thermol mewn ffwrnais lleihau hydrogen i gael silicon elfennol wedi'i ddyddodi ar graidd y silicon. Ar y sail hon, mae'r broses Siemens well hefyd wedi'i chyfarparu â phroses gefnogol ar gyfer ailgylchu llawer iawn o sgil-gynhyrchion fel hydrogen, hydrogen clorid, a silicon tetraclorid a gynhyrchir yn y broses gynhyrchu, gan gynnwys yn bennaf adfer nwy cynffon lleihau a thechnoleg ailddefnyddio silicon tetraclorid. Mae hydrogen, hydrogen clorid, trichlorosilane, a silicon tetraclorid yn y nwy gwacáu yn cael eu gwahanu trwy adferiad sych. Gellir ailddefnyddio hydrogen a hydrogen clorid ar gyfer synthesis a phuro gyda trichlorosilane, ac mae trichlorosilane yn cael ei ailgylchu'n uniongyrchol i leihau thermol. Cynhelir puro yn y ffwrnais, ac mae silicon tetraclorid yn cael ei hydrogenu i gynhyrchu trichlorosilane, y gellir ei ddefnyddio ar gyfer puro. Gelwir y cam hwn hefyd yn driniaeth hydrogeniad oer. Trwy wireddu cynhyrchu cylched gaeedig, gall mentrau leihau'r defnydd o ddeunyddiau crai a thrydan yn sylweddol, a thrwy hynny arbed costau cynhyrchu yn effeithiol.
Mae cost cynhyrchu polysilicon gan ddefnyddio'r dull Siemens gwell yn Tsieina yn cynnwys deunyddiau crai, defnydd ynni, dibrisiant, costau prosesu, ac ati. Mae'r cynnydd technolegol yn y diwydiant wedi gostwng y gost yn sylweddol. Mae'r deunyddiau crai yn cyfeirio'n bennaf at silicon diwydiannol a thrichlorosilane, mae'r defnydd ynni yn cynnwys trydan a stêm, ac mae'r costau prosesu yn cyfeirio at gostau archwilio ac atgyweirio offer cynhyrchu. Yn ôl ystadegau Baichuan Yingfu ar gostau cynhyrchu polysilicon ddechrau mis Mehefin 2022, deunyddiau crai yw'r eitem gost uchaf, gan gyfrif am 41% o gyfanswm y gost, ac mae silicon diwydiannol yn brif ffynhonnell silicon o'r rhain. Mae'r defnydd uned silicon a ddefnyddir yn gyffredin yn y diwydiant yn cynrychioli faint o silicon a ddefnyddir fesul uned o gynhyrchion silicon purdeb uchel. Y dull cyfrifo yw trosi'r holl ddeunyddiau sy'n cynnwys silicon fel powdr silicon diwydiannol a allanolwyd a thrichlorosilane yn silicon pur, ac yna didynnu'r chlorosilane a allanolwyd yn ôl faint o silicon pur a droswyd o'r gymhareb cynnwys silicon. Yn ôl data CPIA, bydd lefel y defnydd o silicon yn gostwng 0.01 kg/kg-Si i 1.09 kg/kg-Si yn 2021. Disgwylir, gyda gwelliant mewn triniaeth hydrogeniad oer ac ailgylchu sgil-gynhyrchion, y bydd yn gostwng i 1.07 kg/kg erbyn 2030. kg-Si. Yn ôl ystadegau anghyflawn, mae defnydd silicon y pum cwmni Tsieineaidd gorau yn y diwydiant polysilicon yn is na chyfartaledd y diwydiant. Gwyddys y bydd dau ohonynt yn defnyddio 1.08 kg/kg-Si ac 1.05 kg/kg-Si yn y drefn honno yn 2021. Yr ail gyfran uchaf yw'r defnydd o ynni, sy'n cyfrif am 32% yn gyfan gwbl, ac mae trydan yn cyfrif am 30% o gyfanswm y gost, sy'n dangos bod pris ac effeithlonrwydd trydan yn dal i fod yn ffactorau pwysig ar gyfer cynhyrchu polysilicon. Y ddau brif ddangosydd i fesur effeithlonrwydd pŵer yw defnydd pŵer cynhwysfawr a lleihau defnydd pŵer. Mae'r gostyngiad mewn defnydd pŵer yn cyfeirio at y broses o leihau trichlorosilane a hydrogen i gynhyrchu deunydd silicon purdeb uchel. Mae'r defnydd pŵer yn cynnwys cynhesu a dyddodi craidd silicon, cadw gwres, awyru diwedd a defnydd pŵer prosesau eraill. Yn 2021, gyda chynnydd technolegol a defnydd cynhwysfawr o ynni, bydd y defnydd pŵer cynhwysfawr cyfartalog ar gyfer cynhyrchu polysilicon yn gostwng 5.3% flwyddyn ar flwyddyn i 63kWh/kg-Si, a bydd y gostyngiad cyfartalog yn y defnydd pŵer yn gostwng 6.1% flwyddyn ar flwyddyn i 46kWh/kg-Si, a disgwylir iddo ostwng ymhellach yn y dyfodol. Yn ogystal, mae dibrisiant hefyd yn eitem bwysig o gost, gan gyfrif am 17%. Mae'n werth nodi, yn ôl data Baichuan Yingfu, fod cyfanswm cost cynhyrchu polysilicon ddechrau mis Mehefin 2022 tua 55,816 yuan/tunnell, bod pris cyfartalog polysilicon yn y farchnad tua 260,000 yuan/tunnell, ac roedd yr elw gros mor uchel â 70% neu fwy, felly denodd nifer fawr o Fentrau i fuddsoddi yn y gwaith o adeiladu capasiti cynhyrchu polysilicon.
Mae dwy ffordd i weithgynhyrchwyr polysilicon leihau costau, un yw lleihau costau deunyddiau crai, a'r llall yw lleihau'r defnydd o bŵer. O ran deunyddiau crai, gall gweithgynhyrchwyr leihau cost deunyddiau crai trwy lofnodi cytundebau cydweithredu hirdymor gyda gweithgynhyrchwyr silicon diwydiannol, neu adeiladu capasiti cynhyrchu integredig i fyny ac i lawr yr afon. Er enghraifft, mae gweithfeydd cynhyrchu polysilicon yn dibynnu'n y bôn ar eu cyflenwad silicon diwydiannol eu hunain. O ran defnydd trydan, gall gweithgynhyrchwyr leihau costau trydan trwy brisiau trydan isel a gwelliant cynhwysfawr yn y defnydd o ynni. Mae tua 70% o'r defnydd trydan cynhwysfawr yn lleihau'r defnydd o drydan, ac mae lleihau hefyd yn gyswllt allweddol wrth gynhyrchu silicon crisialog purdeb uchel. Felly, mae'r rhan fwyaf o gapasiti cynhyrchu polysilicon yn Tsieina wedi'i ganoli mewn rhanbarthau â phrisiau trydan isel fel Xinjiang, Mongolia Fewnol, Sichuan ac Yunnan. Fodd bynnag, gyda datblygiad y polisi dau garbon, mae'n anodd cael llawer iawn o adnoddau pŵer cost isel. Felly, mae lleihau'r defnydd o bŵer ar gyfer lleihau yn ffordd fwy ymarferol o leihau costau heddiw. Ar hyn o bryd, y ffordd effeithiol o leihau'r defnydd o bŵer lleihau yw cynyddu nifer y creiddiau silicon yn y ffwrnais lleihau, a thrwy hynny ehangu allbwn un uned. Ar hyn o bryd, y mathau ffwrnais lleihau prif ffrwd yn Tsieina yw 36 pâr o wialen, 40 pâr o wialen a 48 pâr o wialen. Mae'r math ffwrnais wedi'i uwchraddio i 60 pâr o wialen a 72 pâr o wialen, ond ar yr un pryd, mae hefyd yn gosod gofynion uwch ar gyfer lefel technoleg cynhyrchu mentrau.
O'i gymharu â'r dull Siemens gwell, mae gan y dull gwely hylifedig silan dair mantais, un yw defnydd pŵer isel, y llall yw allbwn tynnu crisial uchel, a'r trydydd yw ei fod yn fwy ffafriol i'w gyfuno â thechnoleg Czochralski parhaus CCZ mwy datblygedig. Yn ôl data Cangen y Diwydiant Silicon, mae'r defnydd pŵer cynhwysfawr o'r dull gwely hylifedig silan yn 33.33% o'r dull Siemens gwell, ac mae'r defnydd pŵer gostyngol yn 10% o'r dull Siemens gwell. Mae gan y dull gwely hylifedig silan fanteision defnydd ynni sylweddol. O ran tynnu crisial, gall priodweddau ffisegol silicon gronynnog ei gwneud hi'n haws llenwi'r croesbren cwarts yn llawn yn y cyswllt gwialen tynnu silicon crisial sengl. Gall silicon polygrisialog a silicon gronynnog gynyddu capasiti gwefru'r croesbren ffwrnais sengl 29%, gan leihau'r amser gwefru 41%, gan wella effeithlonrwydd tynnu silicon crisial sengl yn sylweddol. Yn ogystal, mae gan silicon gronynnog ddiamedr bach a hylifedd da, sy'n fwy addas ar gyfer y dull Czochralski parhaus CCZ. Ar hyn o bryd, y prif dechnoleg ar gyfer tynnu grisial sengl yn y rhannau canol ac isaf yw dull ail-gastio grisial sengl RCZ, sef ail-fwydo a thynnu'r grisial ar ôl tynnu gwialen silicon grisial sengl. Cynhelir y tynnu ar yr un pryd, sy'n arbed amser oeri'r wialen silicon grisial sengl, felly mae'r effeithlonrwydd cynhyrchu yn uwch. Bydd datblygiad cyflym dull Czochralski parhaus CCZ hefyd yn cynyddu'r galw am silicon gronynnog. Er bod gan silicon gronynnog rai anfanteision, megis mwy o bowdr silicon a gynhyrchir gan ffrithiant, arwynebedd mawr ac amsugno llygryddion yn hawdd, a hydrogen yn cael ei gyfuno i hydrogen yn ystod toddi, sy'n hawdd achosi sgipio, ond yn ôl y cyhoeddiadau diweddaraf gan fentrau silicon gronynnog perthnasol, mae'r problemau hyn yn cael eu gwella a gwnaed rhywfaint o gynnydd.
Mae proses gwely hylifedig silane yn aeddfed yn Ewrop a'r Unol Daleithiau, ac mae yn ei dyddiau cynnar ar ôl cyflwyno mentrau Tsieineaidd. Mor gynnar â'r 1980au, dechreuodd silicon gronynnog tramor a gynrychiolwyd gan REC a MEMC archwilio cynhyrchu silicon gronynnog a sylweddoli cynhyrchu ar raddfa fawr. Yn eu plith, cyrhaeddodd cyfanswm capasiti cynhyrchu silicon gronynnog REC 10,500 tunnell/blwyddyn yn 2010, ac o'i gymharu â'i gymheiriaid Siemens yn yr un cyfnod, roedd ganddo fantais gost o leiaf US $ 2-3/kg. Oherwydd anghenion tynnu crisial sengl, llonyddodd cynhyrchiad silicon gronynnog y cwmni ac yn y pen draw stopiodd gynhyrchu, a throdd at fenter ar y cyd â Tsieina i sefydlu menter gynhyrchu i gymryd rhan mewn cynhyrchu silicon gronynnog.
4. Deunyddiau crai: Silicon diwydiannol yw'r deunydd crai craidd, a gall y cyflenwad ddiwallu anghenion ehangu polysilicon
Silicon diwydiannol yw'r deunydd crai craidd ar gyfer cynhyrchu polysilicon. Disgwylir y bydd allbwn silicon diwydiannol Tsieina yn tyfu'n gyson o 2022 i 2025. O 2010 i 2021, mae cynhyrchiad silicon diwydiannol Tsieina yn y cyfnod ehangu, gyda chyfradd twf blynyddol gyfartalog capasiti cynhyrchu ac allbwn yn cyrraedd 7.4% ac 8.6%, yn y drefn honno. Yn ôl data SMM, y cynnydd newyddcapasiti cynhyrchu silicon diwydiannolyn Tsieina fydd 890,000 tunnell ac 1.065 miliwn tunnell yn 2022 a 2023. Gan dybio y bydd cwmnïau silicon diwydiannol yn dal i gynnal cyfradd defnyddio capasiti a chyfradd weithredu o tua 60% yn y dyfodol, mae cynnydd newydd TsieinaBydd capasiti cynhyrchu yn 2022 a 2023 yn arwain at gynnydd allbwn o 320,000 tunnell a 383,000 tunnell. Yn ôl amcangyfrifon GFCI,Mae capasiti cynhyrchu silicon diwydiannol Tsieina yn 22/23/24/25 tua 5.90/697/6.71/6.5 miliwn tunnell, sy'n cyfateb i 3.55/391/4.18/4.38 miliwn tunnell.
Mae cyfradd twf y ddau faes silicon diwydiannol arwynebol sy'n weddill i lawr yr afon yn gymharol araf, a gall cynhyrchu silicon diwydiannol Tsieina yn y bôn ddiwallu cynhyrchiad polysilicon. Yn 2021, bydd capasiti cynhyrchu silicon diwydiannol Tsieina yn 5.385 miliwn tunnell, sy'n cyfateb i allbwn o 3.213 miliwn tunnell, y bydd polysilicon, silicon organig, ac aloion alwminiwm yn defnyddio 623,000 tunnell, 898,000 tunnell, a 649,000 tunnell, yn y drefn honno. Yn ogystal, defnyddir bron i 780,000 tunnell o allbwn ar gyfer Allforio. Yn 2021, bydd y defnydd o polysilicon, silicon organig, ac aloion alwminiwm yn cyfrif am 19%, 28%, a 20% o silicon diwydiannol, yn y drefn honno. O 2022 i 2025, disgwylir i gyfradd twf cynhyrchu silicon organig aros tua 10%, a bod cyfradd twf cynhyrchu aloi alwminiwm yn is na 5%. Felly, credwn fod faint o silicon diwydiannol y gellir ei ddefnyddio ar gyfer polysilicon yn 2022-2025 yn gymharol ddigonol, a all ddiwallu anghenion cynhyrchu polysilicon yn llawn.
5. Cyflenwad polysilicon:Tsieinayn meddiannu safle amlwg, ac mae cynhyrchiad yn casglu'n raddol i fentrau blaenllaw
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae cynhyrchiad polysilicon byd-eang wedi cynyddu flwyddyn ar ôl blwyddyn, ac mae wedi cronni'n raddol yn Tsieina. O 2017 i 2021, mae cynhyrchiad polysilicon blynyddol byd-eang wedi codi o 432,000 tunnell i 631,000 tunnell, gyda'r twf cyflymaf yn 2021, gyda chyfradd twf o 21.11%. Yn ystod y cyfnod hwn, canolbwyntiodd cynhyrchiad polysilicon byd-eang yn raddol yn Tsieina, a chynyddodd cyfran cynhyrchiad polysilicon Tsieina o 56.02% yn 2017 i 80.03% yn 2021. Wrth gymharu'r deg cwmni gorau o ran capasiti cynhyrchu polysilicon byd-eang yn 2010 a 2021, gellir gweld bod nifer y cwmnïau Tsieineaidd wedi cynyddu o 4 i 8, ac mae cyfran capasiti cynhyrchu rhai cwmnïau Americanaidd a Coreaidd wedi gostwng yn sylweddol, gan ddisgyn allan o'r deg tîm gorau, megis HEMOLOCK, OCI, REC a MEMC; Mae crynodiad y diwydiant wedi cynyddu'n sylweddol, ac mae cyfanswm capasiti cynhyrchu'r deg cwmni gorau yn y diwydiant wedi cynyddu o 57.7% i 90.3%. Yn 2021, mae pum cwmni Tsieineaidd yn cyfrif am fwy na 10% o'r capasiti cynhyrchu, gan gyfrif am gyfanswm o 65.7%. Mae tri phrif reswm dros drosglwyddo graddol y diwydiant polysilicon i Tsieina. Yn gyntaf, mae gan weithgynhyrchwyr polysilicon Tsieineaidd fanteision sylweddol o ran deunyddiau crai, trydan a chostau llafur. Mae cyflogau gweithwyr yn is na chyflogau gwledydd tramor, felly mae cost cynhyrchu gyffredinol Tsieina yn llawer is na chost cynhyrchu gwledydd tramor, a bydd yn parhau i ostwng gyda chynnydd technolegol; yn ail, mae ansawdd cynhyrchion polysilicon Tsieineaidd yn gwella'n gyson, y mae'r rhan fwyaf ohonynt ar lefel dosbarth cyntaf gradd solar, ac mae mentrau uwch unigol yn y gofynion purdeb. Gwnaed datblygiadau arloesol yn nhechnoleg cynhyrchu polysilicon gradd electronig uwch, gan arwain yn raddol at amnewid polysilicon gradd electronig domestig ar gyfer mewnforion, ac mae mentrau blaenllaw Tsieineaidd yn hyrwyddo adeiladu prosiectau polysilicon gradd electronig yn weithredol. Mae allbwn cynhyrchu wafers silicon yn Tsieina yn fwy na 95% o gyfanswm allbwn cynhyrchu byd-eang, sydd wedi cynyddu cyfradd hunangynhaliaeth polysilicon Tsieina yn raddol, sydd wedi gwasgu marchnad mentrau polysilicon tramor i ryw raddau.
O 2017 i 2021, bydd allbwn blynyddol polysilicon yn Tsieina yn cynyddu'n gyson, yn bennaf mewn ardaloedd sy'n gyfoethog mewn adnoddau pŵer fel Xinjiang, Mongolia Fewnol, a Sichuan. Yn 2021, bydd cynhyrchiad polysilicon Tsieina yn cynyddu o 392,000 tunnell i 505,000 tunnell, cynnydd o 28.83%. O ran capasiti cynhyrchu, mae capasiti cynhyrchu polysilicon Tsieina wedi bod ar duedd ar i fyny yn gyffredinol, ond mae wedi gostwng yn 2020 oherwydd cau rhai gweithgynhyrchwyr. Yn ogystal, mae cyfradd defnyddio capasiti mentrau polysilicon Tsieineaidd wedi bod yn cynyddu'n barhaus ers 2018, a bydd y gyfradd defnyddio capasiti yn 2021 yn cyrraedd 97.12%. O ran taleithiau, mae cynhyrchiad polysilicon Tsieina yn 2021 wedi'i ganoli'n bennaf mewn ardaloedd â phrisiau trydan isel fel Xinjiang, Mongolia Fewnol, a Sichuan. Allbwn Xinjiang yw 270,400 tunnell, sy'n fwy na hanner cyfanswm yr allbwn yn Tsieina.
Nodweddir diwydiant polysilicon Tsieina gan radd uchel o grynodiad, gyda gwerth CR6 o 77%, a bydd tuedd bellach ar i fyny yn y dyfodol. Mae cynhyrchu polysilicon yn ddiwydiant sydd â rhwystrau cyfalaf uchel a thechnegol uchel. Mae cylch adeiladu a chynhyrchu prosiectau fel arfer yn ddwy flynedd neu fwy. Mae'n anodd i weithgynhyrchwyr newydd ymuno â'r diwydiant. A barnu o'r ehangu arfaethedig hysbys a phrosiectau newydd yn y tair blynedd nesaf, bydd gweithgynhyrchwyr oligopolaidd yn y diwydiant yn parhau i ehangu eu capasiti cynhyrchu yn rhinwedd eu technoleg eu hunain a'u manteision graddfa, a bydd eu safle monopoli yn parhau i gynyddu.
Amcangyfrifir y bydd cyflenwad polysilicon Tsieina yn arwain at dwf ar raddfa fawr rhwng 2022 a 2025, a bydd cynhyrchiad polysilicon yn cyrraedd 1.194 miliwn tunnell yn 2025, gan sbarduno ehangu graddfa gynhyrchu polysilicon byd-eang. Yn 2021, gyda'r cynnydd sydyn ym mhris polysilicon yn Tsieina, mae gweithgynhyrchwyr mawr wedi buddsoddi mewn adeiladu llinellau cynhyrchu newydd, ac ar yr un pryd wedi denu gweithgynhyrchwyr newydd i ymuno â'r diwydiant. Gan y bydd prosiectau polysilicon yn cymryd o leiaf un a hanner i ddwy flynedd o adeiladu i gynhyrchu, bydd adeiladu newydd yn 2021 wedi'i gwblhau. Yn gyffredinol, rhoddir y capasiti cynhyrchu ar waith yn ail hanner 2022 a 2023. Mae hyn yn gyson iawn â'r cynlluniau prosiect newydd a gyhoeddwyd gan weithgynhyrchwyr mawr ar hyn o bryd. Mae'r capasiti cynhyrchu newydd yn 2022-2025 wedi'i ganolbwyntio'n bennaf yn 2022 a 2023. Ar ôl hynny, wrth i gyflenwad a galw polysilicon a'r pris sefydlogi'n raddol, bydd cyfanswm y capasiti cynhyrchu yn y diwydiant yn sefydlogi'n raddol. I lawr, hynny yw, mae cyfradd twf y capasiti cynhyrchu yn gostwng yn raddol. Yn ogystal, mae cyfradd defnyddio capasiti mentrau polysilicon wedi aros ar lefel uchel yn ystod y ddwy flynedd ddiwethaf, ond bydd yn cymryd amser i gapasiti cynhyrchu prosiectau newydd gynyddu, a bydd yn cymryd proses i newydd-ddyfodiaid feistroli'r dechnoleg baratoi berthnasol. Felly, bydd cyfradd defnyddio capasiti prosiectau polysilicon newydd yn yr ychydig flynyddoedd nesaf yn isel. O hyn, gellir rhagweld cynhyrchiad polysilicon yn 2022-2025, a disgwylir i gynhyrchiad polysilicon yn 2025 fod tua 1.194 miliwn tunnell.
Mae crynodiad y capasiti cynhyrchu tramor yn gymharol uchel, ac ni fydd cyfradd a chyflymder y cynnydd cynhyrchu yn y tair blynedd nesaf mor uchel â chynnydd Tsieina. Mae capasiti cynhyrchu polysilicon tramor wedi'i ganoli'n bennaf mewn pedwar cwmni blaenllaw, ac mae'r gweddill yn bennaf yn gapasiti cynhyrchu bach. O ran capasiti cynhyrchu, mae Wacker Chem yn meddiannu hanner y capasiti cynhyrchu polysilicon tramor. Mae gan ei ffatrïoedd yn yr Almaen a'r Unol Daleithiau gapasiti cynhyrchu o 60,000 tunnell a 20,000 tunnell, yn y drefn honno. Gallai'r ehangu sydyn mewn capasiti cynhyrchu polysilicon byd-eang yn 2022 a thu hwnt arwain at Bryderon ynghylch gorgyflenwad, mae'r cwmni'n dal i fod mewn cyflwr aros-i-weld ac nid yw wedi bwriadu ychwanegu capasiti cynhyrchu newydd. Mae'r cawr polysilicon o Dde Corea, OCI, yn symud ei linell gynhyrchu polysilicon gradd solar yn raddol i Malaysia gan gadw'r llinell gynhyrchu polysilicon gradd electronig wreiddiol yn Tsieina, y bwriedir iddi gyrraedd 5,000 tunnell yn 2022. Bydd capasiti cynhyrchu OCI ym Malaysia yn cyrraedd 27,000 tunnell a 30,000 tunnell yn 2020 a 2021, gan gyflawni costau defnydd ynni isel ac osgoi tariffau uchel Tsieina ar bolysilicon yn yr Unol Daleithiau a De Korea. Mae'r cwmni'n bwriadu cynhyrchu 95,000 tunnell ond nid yw'r dyddiad cychwyn yn glir. Disgwylir iddo gynyddu ar lefel o 5,000 tunnell y flwyddyn yn y pedair blynedd nesaf. Mae gan y cwmni Norwyaidd REC ddau ganolfan gynhyrchu yn nhalaith Washington a Montana, UDA, gyda chapasiti cynhyrchu blynyddol o 18,000 tunnell o bolysilicon gradd solar a 2,000 tunnell o bolysilicon gradd electronig. Dewisodd REC, a oedd mewn trafferthion ariannol dwfn, atal cynhyrchu, ac yna wedi'i ysgogi gan y cynnydd mewn prisiau polysilicon yn 2021, penderfynodd y cwmni ailgychwyn cynhyrchu 18,000 tunnell o brosiectau yn nhalaith Washington a 2,000 tunnell ym Montana erbyn diwedd 2023, a gall gwblhau'r cynnydd mewn capasiti cynhyrchu yn 2024. Hemlock yw'r cynhyrchydd polysilicon mwyaf yn yr Unol Daleithiau, gan arbenigo mewn polysilicon gradd electronig purdeb uchel. Mae'r rhwystrau uwch-dechnoleg i gynhyrchu yn ei gwneud hi'n anodd i gynhyrchion y cwmni gael eu disodli yn y farchnad. Ynghyd â'r ffaith nad yw'r cwmni'n bwriadu adeiladu prosiectau newydd o fewn ychydig flynyddoedd, disgwylir y bydd capasiti cynhyrchu'r cwmni rhwng 2022 a 2025. Mae'r allbwn blynyddol yn parhau i fod yn 18,000 tunnell. Yn ogystal, yn 2021, bydd capasiti cynhyrchu newydd cwmnïau heblaw'r pedwar cwmni uchod yn 5,000 tunnell. Oherwydd diffyg dealltwriaeth o gynlluniau cynhyrchu pob cwmni, tybir yma y bydd y capasiti cynhyrchu newydd yn 5,000 tunnell y flwyddyn o 2022 i 2025.
Yn ôl capasiti cynhyrchu tramor, amcangyfrifir y bydd cynhyrchu polysilicon tramor yn 2025 tua 176,000 tunnell, gan dybio bod cyfradd defnyddio capasiti cynhyrchu polysilicon tramor yn aros yr un fath. Ar ôl i bris polysilicon godi'n sydyn yn 2021, mae cwmnïau Tsieineaidd wedi cynyddu cynhyrchiant ac ehangu cynhyrchiant. Mewn cyferbyniad, mae cwmnïau tramor yn fwy gofalus yn eu cynlluniau ar gyfer prosiectau newydd. Mae hyn oherwydd bod goruchafiaeth y diwydiant polysilicon eisoes dan reolaeth Tsieina, a gall cynyddu cynhyrchiant yn ddall arwain at golledion. O ochr y gost, y defnydd o ynni yw'r gydran fwyaf o gost polysilicon, felly mae pris trydan yn bwysig iawn, ac mae gan Xinjiang, Mongolia Fewnol, Sichuan a rhanbarthau eraill fanteision amlwg. O ochr y galw, fel yr isafswm uniongyrchol o polysilicon, mae cynhyrchu wafer silicon Tsieina yn cyfrif am fwy na 99% o gyfanswm y byd. Mae diwydiant isafswm polysilicon wedi'i ganoli'n bennaf yn Tsieina. Mae pris polysilicon a gynhyrchir yn isel, mae'r gost cludo yn isel, ac mae'r galw wedi'i warantu'n llawn. Yn ail, mae Tsieina wedi gosod tariffau gwrth-dympio cymharol uchel ar fewnforion polysilicon gradd solar o'r Unol Daleithiau a De Korea, sydd wedi atal y defnydd o polysilicon o'r Unol Daleithiau a De Korea yn fawr. Byddwch yn ofalus wrth adeiladu prosiectau newydd; yn ogystal, yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae mentrau polysilicon tramor Tsieineaidd wedi bod yn araf i ddatblygu oherwydd effaith tariffau, ac mae rhai llinellau cynhyrchu wedi'u lleihau neu hyd yn oed wedi cau, ac mae eu cyfran mewn cynhyrchiad byd-eang wedi bod yn gostwng o flwyddyn i flwyddyn, felly ni fyddant yn gymharol â'r cynnydd ym mhrisiau polysilicon yn 2021 gan nad yw elw uchel cwmni Tsieineaidd, yr amodau ariannol, yn ddigonol i gefnogi ei ehangu cyflym a graddfa fawr o gapasiti cynhyrchu.
Yn seiliedig ar y rhagolygon priodol o gynhyrchu polysilicon yn Tsieina a thramor o 2022 i 2025, gellir crynhoi gwerth rhagfynegol cynhyrchu polysilicon byd-eang. Amcangyfrifir y bydd cynhyrchiad polysilicon byd-eang yn 2025 yn cyrraedd 1.371 miliwn tunnell. Yn ôl y gwerth rhagfynegol o gynhyrchu polysilicon, gellir cael cyfran Tsieina o'r gyfran fyd-eang yn fras. Disgwylir y bydd cyfran Tsieina yn ehangu'n raddol o 2022 i 2025, a bydd yn fwy na 87% yn 2025.
6, Crynodeb a Rhagolwg
Mae polysilicon wedi'i leoli i lawr yr afon o silicon diwydiannol ac i fyny'r afon o'r gadwyn gyfan o ddiwydiannau ffotofoltäig a lled-ddargludyddion, ac mae ei statws yn bwysig iawn. Yn gyffredinol, mae cadwyn y diwydiant ffotofoltäig yn cynnwys capasiti gosodedig polysilicon-silicon-wafer-cell-modiwl-ffotofoltäig, ac yn gyffredinol, mae cadwyn y diwydiant lled-ddargludyddion yn cynnwys polysilicon-wafer silicon monogrisialog-wafer silicon-sglodion. Mae gan wahanol ddefnyddiau ofynion gwahanol ar burdeb polysilicon. Mae'r diwydiant ffotofoltäig yn defnyddio polysilicon gradd solar yn bennaf, ac mae'r diwydiant lled-ddargludyddion yn defnyddio polysilicon gradd electronig. Mae gan y cyntaf ystod purdeb o 6N-8N, tra bod yr olaf yn gofyn am burdeb o 9N neu fwy.
Ers blynyddoedd, y broses gynhyrchu brif ffrwd ar gyfer polysilicon yw'r dull Siemens wedi'i wella ledled y byd. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae rhai cwmnïau wedi archwilio'n weithredol y dull gwely hylifedig silan cost is, a all gael effaith ar y patrwm cynhyrchu. Mae gan y polysilicon siâp gwialen a gynhyrchir gan y dull Siemens wedi'i addasu nodweddion defnydd ynni uchel, cost uchel a phurdeb uchel, tra bod gan y silicon gronynnog a gynhyrchir gan y dull gwely hylifedig silan nodweddion defnydd ynni isel, cost isel a phurdeb cymharol isel. Mae rhai cwmnïau Tsieineaidd wedi sylweddoli cynhyrchu màs silicon gronynnog a thechnoleg defnyddio silicon gronynnog i dynnu polysilicon, ond nid yw wedi'i hyrwyddo'n eang. Mae a all silicon gronynnog ddisodli'r cyntaf yn y dyfodol yn dibynnu a all y fantais gost orchuddio'r anfantais ansawdd, effaith cymwysiadau i lawr yr afon, a gwella diogelwch silan. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae cynhyrchiad polysilicon byd-eang wedi cynyddu flwyddyn ar ôl blwyddyn, ac wedi casglu'n raddol yn Tsieina. O 2017 i 2021, bydd cynhyrchiad polysilicon blynyddol byd-eang yn cynyddu o 432,000 tunnell i 631,000 tunnell, gyda'r twf cyflymaf yn 2021. Yn ystod y cyfnod, daeth cynhyrchiad polysilicon byd-eang yn raddol yn fwyfwy canolbwyntio ar Tsieina, a chynyddodd cyfran Tsieina o gynhyrchiad polysilicon o 56.02% yn 2017 i 80.03% yn 2021. O 2022 i 2025, bydd cyflenwad polysilicon yn arwain at dwf ar raddfa fawr. Amcangyfrifir y bydd cynhyrchiad polysilicon yn 2025 yn 1.194 miliwn tunnell yn Tsieina, a bydd y cynhyrchiad tramor yn cyrraedd 176,000 tunnell. Felly, bydd cynhyrchiad polysilicon byd-eang yn 2025 tua 1.37 miliwn tunnell.
(At ddibenion cyfeirio cwsmeriaid UrbanMines yn unig y mae'r erthygl hon ac nid yw'n cynrychioli unrhyw gyngor buddsoddi)