1. Polysilicium industrikæde: Produktionsprocessen er kompleks, og downstream fokuserer på fotovoltaiske halvledere
Polysilicium fremstilles hovedsageligt af industriel silicium, klor og brint og er placeret opstrøms for solcelle- og halvlederindustriens kæder. Ifølge CPIA-data er den nuværende mainstream-polysiliciumproduktionsmetode i verden den modificerede Siemens-metode, bortset fra Kina, er mere end 95% af polysilicium produceret ved den modificerede Siemens-metode. I processen med fremstilling af polysilicium ved den forbedrede Siemens-metode kombineres klorgas for det første med brintgas for at generere hydrogenchlorid, og derefter reagerer det med siliciumpulveret efter knusning og formaling af industriel silicium for at danne trichlorsilan, som reduceres yderligere med brintgas til at danne polysilicium. Polykrystallinsk silicium kan smeltes og afkøles til fremstilling af polykrystallinske siliciumbarrer, og monokrystallinsk silicium kan også fremstilles ved Czochralski eller zonesmeltning. Sammenlignet med polykrystallinsk silicium er enkeltkrystalsilicium sammensat af krystalkorn med samme krystalorientering, så det har bedre elektrisk ledningsevne og konverteringseffektivitet. Både polykrystallinske siliciumbarrer og monokrystallinske siliciumstænger kan skæres yderligere og forarbejdes til siliciumwafers og celler, som igen bliver nøgledele af solcellemoduler og bruges i solcelleområdet. Derudover kan enkeltkrystal silicium wafers også formes til silicium wafers ved gentagne slibning, polering, epitaksi, rengøring og andre processer, som kan bruges som substratmaterialer til halvleder elektroniske enheder.
Indholdet af polysiliciumurenheder er strengt påkrævet, og industrien har karakteristika af høj kapitalinvestering og høje tekniske barrierer. Da renheden af polysilicium alvorligt vil påvirke enkeltkrystal siliciumtegningsprocessen, er renhedskravene ekstremt strenge. Den mindste renhed af polysilicium er 99,9999%, og den højeste er uendeligt tæt på 100%. Derudover stiller Kinas nationale standarder klare krav til urenhedsindhold, og ud fra dette opdeles polysilicium i grad I, II og III, hvoraf indholdet af bor, fosfor, oxygen og kulstof er et vigtigt referenceindeks. "Adgangsbetingelser for polysiliciumindustrien" foreskriver, at virksomheder skal have et forsvarligt kvalitetsinspektions- og styringssystem, og produktstandarder er strengt i overensstemmelse med nationale standarder; derudover kræver adgangsforholdene også skala og energiforbrug for polysiliciumproduktionsvirksomheder, såsom solar-grade, elektronisk-grade polysilicium. Projektets skala er større end henholdsvis 3000 tons/år og 1000 tons/år og minimumskapitalforholdet i investering af nybyggeri og ombygnings- og udvidelsesprojekter må ikke være lavere end 30%, så polysilicium er en kapitalintensiv industri. Ifølge CPIA-statistikker er investeringsomkostningerne for 10.000 tons polysiliciumproduktionslinjeudstyr, der blev sat i drift i 2021, steget lidt til 103 millioner yuan/kt. Årsagen er stigningen i prisen på bulk metalmaterialer. Det forventes, at investeringsomkostningerne i fremtiden vil stige med udviklingen af produktionsudstyrsteknologi og monomer falde, efterhånden som størrelsen øges. Ifølge forskrifterne skal strømforbruget af polysilicium til Czochralski-reduktion i solenergi og elektronisk kvalitet være mindre end henholdsvis 60 kWh/kg og 100 kWh/kg, og kravene til energiforbrugsindikatorer er relativt strenge. Produktionen af polysilicium har en tendens til at tilhøre den kemiske industri. Produktionsprocessen er relativt kompleks, og tærsklen for tekniske ruter, udstyrsvalg, idriftsættelse og drift er høj. Produktionsprocessen involverer mange komplekse kemiske reaktioner, og antallet af kontrolknuder er mere end 1.000. Det er svært for nye deltagere. Mestrer hurtigt modent håndværk. Derfor er der høje kapital- og tekniske barrierer i polysiliciumproduktionsindustrien, som også fremmer polysiliciumproducenter til at udføre streng teknisk optimering af procesflow, emballering og transportproces.
2. Klassificering af polysilicium: renhed bestemmer brugen, og solcellekvalitet indtager hovedstrømmen
Polykrystallinsk silicium, en form for elementært silicium, er sammensat af krystalkorn med forskellige krystalorienteringer og renses hovedsageligt ved industriel siliciumbearbejdning. Udseendet af polysilicium er grå metallisk glans, og smeltepunktet er omkring 1410 ℃. Det er inaktivt ved stuetemperatur og mere aktivt i smeltet tilstand. Polysilicium har halvlederegenskaber og er et ekstremt vigtigt og fremragende halvledermateriale, men en lille mængde urenheder kan i høj grad påvirke dets ledningsevne. Der er mange klassificeringsmetoder for polysilicium. Ud over den ovennævnte klassificering i henhold til Kinas nationale standarder, introduceres tre mere vigtige klassificeringsmetoder her. Ifølge forskellige renhedskrav og anvendelser kan polysilicium opdeles i polysilicium af solenergi og polysilicium af elektronisk kvalitet. Solar-grade polysilicium anvendes hovedsageligt i produktionen af fotovoltaiske celler, mens elektronisk-grade polysilicium er meget udbredt i den integrerede kredsløbsindustrien som et råmateriale til chips og anden produktion. Renheden af solar-grade polysilicium er 6 ~ 8N, det vil sige, at det samlede urenhedsindhold skal være lavere end 10 -6, og renheden af polysilicium skal nå 99,9999% eller mere. Renhedskravene for polysilicium af elektronisk kvalitet er strengere med et minimum på 9N og et strømmaksimum på 12N. Fremstillingen af polysilicium af elektronisk kvalitet er relativt vanskelig. Der er få kinesiske virksomheder, der har mestret produktionsteknologien af polysilicium af elektronisk kvalitet, og de er stadig relativt afhængige af import. På nuværende tidspunkt er produktionen af solar-grade polysilicium meget større end den af elektronisk-grade polysilicium, og førstnævnte er omkring 13,8 gange den af sidstnævnte.
Ifølge forskellen mellem dopingurenheder og ledningsevnetype af siliciummateriale kan det opdeles i P-type og N-type. Når silicium er doteret med acceptorurenhedselementer, såsom bor, aluminium, gallium osv., er det domineret af hulledning og er P-type. Når silicium er dopet med donorurenhedselementer, såsom fosfor, arsen, antimon osv., er det domineret af elektronledning og er N-type. P-batterier omfatter hovedsageligt BSF-batterier og PERC-batterier. I 2021 vil PERC-batterier tegne sig for mere end 91% af det globale marked, og BSF-batterier vil blive elimineret. I den periode, hvor PERC erstatter BSF, er konverteringseffektiviteten af P-type celler steget fra mindre end 20 % til mere end 23 %, hvilket er ved at nærme sig den teoretiske øvre grænse på 24,5 %, mens den teoretiske øvre grænse for N- type celler er 28,7%, og N-type celler har høj konverteringseffektivitet, På grund af fordelene ved høj bifacial ratio og lav temperaturkoefficient er virksomheder begyndt at implementere masseproduktionslinjer til N-type batterier. Ifølge CPIAs prognose vil andelen af N-type batterier stige markant fra 3 % til 13,4 % i 2022. Det forventes, at i de næste fem år vil iterationen af N-type batteri til P-type batteri blive indvarslet Ifølge den forskellige overfladekvalitet kan den opdeles i tæt materiale, blomkålsmateriale og koralmateriale. Overfladen af det tætte materiale har den laveste grad af konkavitet, mindre end 5 mm, ingen farveabnormitet, ingen oxidationsmellemlag og den højeste pris; overfladen af blomkålsmaterialet har en moderat grad af konkavitet, 5-20 mm, sektionen er moderat, og prisen er mellemklasse; mens overfladen af koralmaterialet har mere alvorlig konkavitet, er dybden større end 20 mm, sektionen er løs, og prisen er den laveste. Det tætte materiale bruges hovedsageligt til at tegne monokrystallinsk silicium, mens blomkålsmaterialet og koralmaterialet hovedsageligt bruges til at fremstille polykrystallinske siliciumwafers. I den daglige produktion af virksomheder kan det tætte materiale doperes med ikke mindre end 30% blomkålsmateriale til fremstilling af monokrystallinsk silicium. Udgifterne til råvarer kan spares, men brugen af blomkålsmateriale vil reducere krystaltrækningseffektiviteten til en vis grad. Virksomheder skal vælge det passende dopingforhold efter at have vejet de to. For nylig har prisforskellen mellem tæt materiale og blomkålsmateriale stort set stabiliseret sig på 3 RMB/kg. Hvis prisforskellen udvides yderligere, kan virksomheder overveje at dope mere blomkålsmateriale i monokrystallinsk silicium-træk.
3. Proces: Siemens metode optager mainstream, og strømforbrug bliver nøglen til teknologisk forandring
Produktionsprocessen af polysilicium er groft opdelt i to trin. I det første trin omsættes industrielt siliciumpulver med vandfrit hydrogenchlorid for at opnå trichlorsilan og hydrogen. Efter gentagen destillation og rensning, gasformig trichlorsilan, dichlordihydrosilicium og silan; det andet trin er at reducere den ovennævnte gas med høj renhed til krystallinsk silicium, og reduktionstrinnet er forskelligt i den modificerede Siemens-metode og silan-fluid bed-metoden. Den forbedrede Siemens-metode har moden produktionsteknologi og høj produktkvalitet og er i øjeblikket den mest udbredte produktionsteknologi. Den traditionelle Siemens produktionsmetode er at bruge klor og brint til at syntetisere vandfrit hydrogenchlorid, hydrogenchlorid og pulveriseret industriel silicium til at syntetisere trichlorsilan ved en bestemt temperatur og derefter adskille, rette og rense trichlorsilanen. Siliciumet gennemgår en termisk reduktionsreaktion i en hydrogenreduktionsovn for at opnå elementært silicium aflejret på siliciumkernen. På dette grundlag er den forbedrede Siemens-proces også udstyret med en understøttende proces til genanvendelse af en stor mængde biprodukter såsom brint, hydrogenchlorid og siliciumtetrachlorid produceret i produktionsprocessen, hovedsageligt inklusiv reduktion af restgasgenvinding og siliciumtetrachlorid genbrug teknologi. Hydrogen, hydrogenchlorid, trichlorsilan og siliciumtetrachlorid i udstødningsgassen adskilles ved tør genvinding. Hydrogen og hydrogenchlorid kan genbruges til syntese og oprensning med trichlorsilan, og trichlorsilan genanvendes direkte til termisk reduktion. Oprensning udføres i ovnen, og siliciumtetrachlorid hydrogeneres til fremstilling af trichlorsilan, som kan bruges til oprensning. Dette trin kaldes også koldhydrogeneringsbehandling. Ved at realisere lukket kredsløbsproduktion kan virksomheder reducere forbruget af råvarer og elektricitet betydeligt og derved effektivt spare produktionsomkostninger.
Omkostningerne ved at fremstille polysilicium ved hjælp af den forbedrede Siemens-metode i Kina omfatter råmaterialer, energiforbrug, afskrivninger, forarbejdningsomkostninger osv. De teknologiske fremskridt i industrien har drevet omkostningerne markant ned. Råvarerne refererer hovedsageligt til industriel silicium og trichlorsilan, energiforbruget omfatter elektricitet og damp, og forarbejdningsomkostningerne refererer til inspektions- og reparationsomkostninger af produktionsudstyr. Ifølge Baichuan Yingfus statistik over produktionsomkostninger for polysilicium i begyndelsen af juni 2022, er råmaterialer den højeste omkostningspost, der tegner sig for 41 % af de samlede omkostninger, hvoraf industriel silicium er den vigtigste kilde til silicium. Siliciumenhedsforbruget, der almindeligvis anvendes i industrien, repræsenterer mængden af silicium, der forbruges pr. enhed af siliciumprodukter med høj renhed. Beregningsmetoden er at konvertere alle siliciumholdige materialer såsom udliciteret industrielt siliciumpulver og trichlorsilan til ren silicium og derefter fratrække den outsourcede chlorsilan i henhold til Mængden af rent silicium omregnet fra siliciumindholdsforholdet. Ifølge CPIA-data vil niveauet af siliciumforbrug falde med 0,01 kg/kg-Si til 1,09 kg/kg-Si i 2021. Det forventes, at det med forbedring af koldhydrogeneringsbehandling og genanvendelse af biprodukter forventes at fald til 1,07 kg/kg i 2030. kg-Si. Ifølge ufuldstændige statistikker er siliciumforbruget hos de fem bedste kinesiske virksomheder i polysiliciumindustrien lavere end branchegennemsnittet. Det er kendt, at to af dem vil forbruge henholdsvis 1,08 kg/kg-Si og 1,05 kg/kg-Si i 2021. Den næsthøjeste andel er energiforbruget, der udgør 32% i alt, hvoraf elektricitet udgør 30% af samlede omkostninger, hvilket indikerer, at elpris og effektivitet stadig er vigtige faktorer for polysiliciumproduktion. De to vigtigste indikatorer til at måle strømeffektiviteten er omfattende strømforbrug og reduktion af strømforbrug. Reduktionsstrømforbruget refererer til processen med at reducere trichlorsilan og brint for at generere højrent siliciummateriale. Strømforbruget inkluderer siliciumkerneforvarmning og deponering. , varmekonservering, slutventilation og andet processtrømforbrug. I 2021, med teknologiske fremskridt og omfattende udnyttelse af energi, vil det gennemsnitlige omfattende strømforbrug ved polysiliciumproduktion falde med 5,3 % år-til-år til 63 kWh/kg-Si, og det gennemsnitlige reduktionsstrømforbrug vil falde med 6,1 % år- på år til 46kWh/kg-Si, hvilket forventes at falde yderligere i fremtiden. . Derudover er afskrivninger også en vigtig omkostningspost, der udgør 17 %. Det er værd at bemærke, at ifølge Baichuan Yingfu-data var de samlede produktionsomkostninger for polysilicium i begyndelsen af juni 2022 omkring 55.816 yuan/ton, den gennemsnitlige pris på polysilicium på markedet var omkring 260.000 yuan/ton, og bruttoavancen var så højt som 70% eller mere, så det tiltrak et stort antal virksomheder investere i opførelsen af polysilicium produktionskapacitet.
Der er to måder for polysiliciumproducenter at reducere omkostningerne, den ene er at reducere råvareomkostningerne, og den anden er at reducere strømforbruget. Med hensyn til råvarer kan producenterne reducere omkostningerne til råvarer ved at indgå langsigtede samarbejdsaftaler med industrielle siliciumproducenter eller opbygge integreret opstrøms- og nedstrømsproduktionskapacitet. For eksempel er polysiliciumproduktionsanlæg grundlæggende afhængige af deres egen industrielle siliciumforsyning. Med hensyn til elforbrug kan producenterne reducere elomkostningerne ved hjælp af lave elpriser og en omfattende forbedring af energiforbruget. Omkring 70 % af det samlede elforbrug er reduktion af elforbruget, og reduktion er også et nøgleled i produktionen af højrent krystallinsk silicium. Derfor er den meste polysiliciumproduktionskapacitet i Kina koncentreret i regioner med lave elpriser som Xinjiang, Indre Mongoliet, Sichuan og Yunnan. Men med fremskridtet af to-carbon-politikken er det vanskeligt at opnå en stor mængde billige energiressourcer. Derfor er reduktion af strømforbruget til reduktion en mere gennemførlig omkostningsreduktion i dag. Vej. På nuværende tidspunkt er den effektive måde at reducere reduktion af strømforbruget på at øge antallet af siliciumkerner i reduktionsovnen og derved udvide produktionen af en enkelt enhed. På nuværende tidspunkt er de almindelige reduktionsovnstyper i Kina 36 par stænger, 40 par stænger og 48 par stænger. Ovntypen er opgraderet til 60 par stænger og 72 par stænger, men samtidig stiller den også højere krav til virksomhedernes produktionsteknologiske niveau.
Sammenlignet med den forbedrede Siemens-metode har silan-fluid bed-metoden tre fordele, den ene er lavt strømforbrug, den anden er høj krystaltrækydelse, og den tredje er, at den er mere fordelagtig at kombinere med den mere avancerede CCZ kontinuerlige Czochralski-teknologi. Ifølge data fra Silicon Industry Branch er det omfattende strømforbrug af silan fluid bed-metoden 33,33% af den forbedrede Siemens-metode, og reduktionsstrømforbruget er 10% af den forbedrede Siemens-metode. Silan fluid bed-metoden har betydelige energiforbrugsfordele. Med hensyn til krystaltræk kan de fysiske egenskaber af granulært silicium gøre det lettere at fylde kvartsdigelen fuldt ud i enkeltkrystal siliciumtrækstangsleddet. Polykrystallinsk silicium og granulært silicium kan øge opladningskapaciteten for enkeltovnsdigelen med 29%, mens opladningstiden reduceres med 41%, hvilket væsentligt forbedrer trækkeeffektiviteten af enkeltkrystalsilicium. Derudover har granulært silicium en lille diameter og god fluiditet, hvilket er mere velegnet til CCZ kontinuerlige Czochralski-metoden. På nuværende tidspunkt er hovedteknologien til at trække enkeltkrystal i den midterste og nedre rækkevidde RCZ-enkeltkrystalgenstøbningsmetoden, som er at genføde og trække krystallen efter at en enkelt krystal siliciumstang er trukket. Tegningen udføres samtidig, hvilket sparer køletiden for enkeltkrystal siliciumstangen, så produktionseffektiviteten er højere. Den hurtige udvikling af CCZ kontinuerlige Czochralski-metoden vil også øge efterspørgslen efter granulært silicium. Selvom granulært silicium har nogle ulemper, såsom mere siliciumpulver genereret af friktion, stort overfladeareal og let adsorption af forurenende stoffer, og brint kombineret til brint under smeltning, hvilket er let at forårsage overspring, men ifølge de seneste meddelelser om relevant granulært silicium virksomheder, er disse problemer ved at blive forbedret, og der er gjort nogle fremskridt.
silan fluid bed-processen er moden i Europa og USA, og den er i sin vorden efter introduktionen af kinesiske virksomheder. Allerede i 1980'erne begyndte udenlandsk granulært silicium repræsenteret af REC og MEMC at udforske produktionen af granulært silicium og realiserede produktion i stor skala. Blandt dem nåede REC's samlede produktionskapacitet af granulært silicium op på 10.500 tons/år i 2010, og sammenlignet med sine Siemens-kolleger i samme periode havde det en omkostningsfordel på mindst 2-3 USD/kg. På grund af behovene for enkeltkrystaltræk stagnerede virksomhedens granulære siliciumproduktion og stoppede til sidst produktionen og henvendte sig til et joint venture med Kina for at etablere en produktionsvirksomhed til at engagere sig i produktionen af granulat silicium.
4. Råmaterialer: Industrielt silicium er kerneråmaterialet, og forsyningen kan opfylde behovene for polysiliciumudvidelse
Industrielt silicium er kerneråmaterialet til polysiliciumproduktion. Det forventes, at Kinas industrielle siliciumproduktion vil vokse støt fra 2022 til 2025. Fra 2010 til 2021 er Kinas industrielle siliciumproduktion i ekspansionsfasen, hvor den gennemsnitlige årlige vækstrate for produktionskapacitet og produktion når henholdsvis 7,4 % og 8,6 %. . Ifølge SMM-data er den nyligt stegetindustriel siliciumproduktionskapaciteti Kina vil være 890.000 tons og 1,065 millioner tons i 2022 og 2023. Forudsat at industrielle siliciumvirksomheder stadig vil opretholde en kapacitetsudnyttelsesgrad og driftsrate på omkring 60 % i fremtiden, er Kinas nyligt øgedeproduktionskapaciteten i 2022 og 2023 vil medføre en produktionsstigning på 320.000 tons og 383.000 tons. Ifølge skøn fra GFCI,Kinas industrielle siliciumproduktionskapacitet i 22/23/24/25 er omkring 5,90/697/6,71/6,5 millioner tons, svarende til 3,55/391/4,18/4,38 millioner tons.
Væksthastigheden for de resterende to nedstrømsområder af overlejret industrisilicium er relativt langsom, og Kinas industrielle siliciumproduktion kan grundlæggende opfylde produktionen af polysilicium. I 2021 vil Kinas industrielle siliciumproduktionskapacitet være 5,385 millioner tons, svarende til en produktion på 3,213 millioner tons, hvoraf polysilicium, organisk silicium og aluminiumslegeringer vil forbruge henholdsvis 623.000 tons, 898.000 tons og 649.000 tons. Derudover bruges næsten 780.000 tons produktion til eksport. I 2021 vil forbruget af polysilicium, organisk silicium og aluminiumslegeringer udgøre henholdsvis 19 %, 28 % og 20 % af industrisilicium. Fra 2022 til 2025 forventes vækstraten for produktion af organisk silicium at forblive på omkring 10 %, og vækstraten for produktion af aluminiumslegeringer er lavere end 5 %. Derfor mener vi, at mængden af industrisilicium, der kan bruges til polysilicium i 2022-2025, er relativt tilstrækkelig, som fuldt ud kan opfylde polysiliciums behov. produktionsbehov.
5. Polysiliciumforsyning:Kinaindtager en dominerende stilling, og produktionen samler sig gradvist til førende virksomheder
I de senere år er den globale polysiliciumproduktion steget år for år og er gradvist samlet i Kina. Fra 2017 til 2021 er den globale årlige polysiliciumproduktion steget fra 432.000 tons til 631.000 tons, med den hurtigste vækst i 2021, med en vækstrate på 21,11%. I denne periode koncentreredes den globale polysiliciumproduktion gradvist i Kina, og andelen af Kinas polysiliciumproduktion steg fra 56,02% i 2017 til 80,03% i 2021. Sammenligner man de ti største virksomheder i den globale polysiliciumproduktionskapacitet i 2010 og 2021, kan det være fandt, at antallet af kinesiske virksomheder er steget fra 4 til 8, og andelen af produktionskapaciteten for nogle amerikanske og koreanske virksomheder er faldet betydeligt og faldt ud af de ti bedste hold, såsom HEMOLOCK , OCI, REC og MEMC; branchekoncentrationen er steget markant, og den samlede produktionskapacitet for de ti bedste virksomheder i branchen er steget fra 57,7 % til 90,3 %. I 2021 er der fem kinesiske virksomheder, der tegner sig for mere end 10% af produktionskapaciteten, svarende til i alt 65,7%. . Der er tre hovedårsager til den gradvise overførsel af polysiliciumindustrien til Kina. For det første har kinesiske polysiliciumproducenter betydelige fordele med hensyn til råmaterialer, elektricitet og lønomkostninger. Lønningerne til arbejdere er lavere end i udlandet, så de samlede produktionsomkostninger i Kina er meget lavere end i udlandet og vil fortsætte med at falde med teknologiske fremskridt; For det andet er kvaliteten af kinesiske polysiliciumprodukter konstant forbedret, hvoraf de fleste er på sol-grade førsteklasses niveau, og individuelle avancerede virksomheder er i renhedskravene. Gennembrud er sket inden for produktionsteknologien af højere elektronisk polysilicium, der gradvist indvarslede erstatningen af indenlandsk elektronisk polysilicium til import, og kinesiske førende virksomheder fremmer aktivt opførelsen af elektroniske polysiliciumprojekter. Produktionsproduktionen af siliciumwafers i Kina er mere end 95% af den samlede globale produktionsproduktion, hvilket gradvist har øget selvforsyningsgraden for polysilicium for Kina, hvilket har presset markedet for oversøiske polysiliciumvirksomheder til en vis grad.
Fra 2017 til 2021 vil den årlige produktion af polysilicium i Kina stige støt, hovedsageligt i områder rige på energiressourcer såsom Xinjiang, Indre Mongoliet og Sichuan. I 2021 vil Kinas polysiliciumproduktion stige fra 392.000 tons til 505.000 tons, en stigning på 28,83%. Med hensyn til produktionskapacitet har Kinas polysiliciumproduktionskapacitet generelt været i opadgående tendens, men den er faldet i 2020 på grund af nedlukningen af nogle producenter. Derudover er kapacitetsudnyttelsesgraden for kinesiske polysiliciumvirksomheder steget kontinuerligt siden 2018, og kapacitetsudnyttelsesgraden i 2021 vil nå 97,12%. Med hensyn til provinser er Kinas polysiliciumproduktion i 2021 hovedsageligt koncentreret i områder med lave elpriser såsom Xinjiang, Indre Mongoliet og Sichuan. Xinjiangs produktion er på 270.400 tons, hvilket er mere end halvdelen af den samlede produktion i Kina.
Kinas polysiliciumindustri er kendetegnet ved en høj grad af koncentration, med en CR6-værdi på 77%, og der vil være en yderligere opadgående tendens i fremtiden. Polysiliciumproduktion er en industri med høj kapital og høje tekniske barrierer. Projektkonstruktions- og produktionscyklussen er normalt to år eller mere. Det er svært for nye producenter at komme ind i branchen. At dømme ud fra den kendte planlagte udvidelse og nye projekter i de næste tre år, vil oligopolistiske producenter i industrien fortsætte med at udvide deres produktionskapacitet i kraft af deres egen teknologi og stordriftsfordele, og deres monopolposition vil fortsætte med at stige.
Det anslås, at Kinas polysiliciumforsyning vil indlede en storstilet vækst fra 2022 til 2025, og polysiliciumproduktionen vil nå 1,194 millioner tons i 2025, hvilket driver udvidelsen af den globale polysiliciumproduktionsskala. I 2021, med den kraftige stigning i prisen på polysilicium i Kina, har store producenter investeret i konstruktionen af nye produktionslinjer og samtidig tiltrukket nye producenter til at slutte sig til industrien. Da polysiliciumprojekter vil tage mindst halvandet til to år fra byggeri til produktion, vil nybyggeri i 2021 stå færdigt. Produktionskapaciteten sættes generelt i produktion i anden halvdel af 2022 og 2023. Dette er meget i overensstemmelse med de nye projektplaner, der er offentliggjort af større producenter på nuværende tidspunkt. Den nye produktionskapacitet i 2022-2025 er hovedsageligt koncentreret i 2022 og 2023. Herefter, i takt med at udbud og efterspørgsel af polysilicium og prisen gradvist stabiliseres, vil den samlede produktionskapacitet i industrien gradvist stabilisere sig. Ned, det vil sige væksthastigheden af produktionskapaciteten falder gradvist. Derudover har polysiliciumvirksomheders kapacitetsudnyttelsesgrad holdt sig på et højt niveau i de seneste to år, men det vil tage tid, før produktionskapaciteten for nye projekter stiger, og det vil tage en proces for nye aktører at mestre relevant forberedelsesteknologi. Derfor vil kapacitetsudnyttelsesgraden af nye polysiliciumprojekter i de kommende år være lav. Ud fra dette kan polysiliciumproduktionen i 2022-2025 forudsiges, og polysiliciumproduktionen i 2025 forventes at blive omkring 1,194 millioner tons.
Koncentrationen af oversøisk produktionskapacitet er relativt høj, og hastigheden og hastigheden af produktionsstigningen i de næste tre år vil ikke være så høj som i Kina. Oversøisk produktionskapacitet for polysilicium er hovedsageligt koncentreret i fire førende virksomheder, og resten er hovedsageligt lille produktionskapacitet. Med hensyn til produktionskapacitet optager Wacker Chem halvdelen af den oversøiske produktionskapacitet af polysilicium. Dets fabrikker i Tyskland og USA har en produktionskapacitet på henholdsvis 60.000 tons og 20.000 tons. Den kraftige udvidelse af den globale polysiliciumproduktionskapacitet i 2022 og derefter kan medføre. Bekymret over overudbud er virksomheden stadig i en afventende tilstand og har ikke planlagt at tilføje ny produktionskapacitet. Den sydkoreanske polysiliciumgigant OCI flytter gradvist sin solar-grade polysilicium produktionslinje til Malaysia, mens den bibeholder den originale elektroniske kvalitet polysilicium produktionslinje i Kina, som er planlagt til at nå 5.000 tons i 2022. OCI's produktionskapacitet i Malaysia vil nå op på 27.000 tons og 30.000 tons i 2020 og 2021, hvilket opnår lave energiforbrugsomkostninger og unddrager Kinas høje toldsatser på polysilicium i USA og Sydkorea. Virksomheden planlægger at producere 95.000 tons, men startdatoen er uklar. Det forventes at stige til niveauet 5.000 tons om året i de næste fire år. Den norske virksomhed REC har to produktionsbaser i staten Washington og Montana, USA, med en årlig produktionskapacitet på 18.000 tons solar-grade polysilicium og 2.000 tons elektronisk-grade polysilicium. REC, som var i dyb økonomisk nød, valgte at indstille produktionen, og derefter stimuleret af boomet i polysiliciumpriserne i 2021 besluttede virksomheden at genstarte produktionen af 18.000 tons projekter i staten Washington og 2.000 tons i Montana inden udgangen af 2023 , og kan fuldføre opbygningen af produktionskapaciteten i 2024. Hemlock er den største polysiliciumproducent i USA, der har specialiseret sig i højrent polysilicium af elektronisk kvalitet. De højteknologiske barrierer for produktionen gør det svært for virksomhedens produkter at blive udskiftet på markedet. Kombineret med, at virksomheden ikke planlægger at bygge nye projekter inden for få år, forventes det, at virksomhedens produktionskapacitet vil være 2022-2025. Den årlige produktion forbliver på 18.000 tons. Derudover vil den nye produktionskapacitet for andre virksomheder end ovennævnte fire virksomheder i 2021 være på 5.000 tons. På grund af manglende forståelse for alle virksomheders produktionsplaner, antages det her, at den nye produktionskapacitet vil være på 5.000 tons om året fra 2022 til 2025.
Ifølge oversøisk produktionskapacitet anslås det, at oversøisk polysiliciumproduktion i 2025 vil være omkring 176.000 tons, forudsat at udnyttelsesgraden af oversøisk polysiliciumproduktionskapacitet forbliver uændret. Efter at prisen på polysilicium er steget voldsomt i 2021, har kinesiske virksomheder øget produktionen og udvidet produktionen. Derimod er oversøiske virksomheder mere forsigtige i deres planer for nye projekter. Dette skyldes, at dominansen af polysiliciumindustrien allerede er under kontrol af Kina, og blindt stigende produktion kan medføre tab. Fra omkostningssiden er energiforbruget den største komponent i prisen på polysilicium, så prisen på elektricitet er meget vigtig, og Xinjiang, Indre Mongoliet, Sichuan og andre regioner har åbenlyse fordele. Fra efterspørgselssiden, som den direkte nedstrøms for polysilicium, tegner Kinas siliciumwaferproduktion sig for mere end 99% af verdens samlede. Nedstrømsindustrien for polysilicium er hovedsageligt koncentreret i Kina. Prisen på produceret polysilicium er lav, transportomkostningerne er lave, og efterspørgslen er fuldt ud garanteret. For det andet har Kina indført relativt høje antidumpingtold på import af solar-grade polysilicium fra USA og Sydkorea, hvilket i høj grad har undertrykt forbruget af polysilicium fra USA og Sydkorea. Vær forsigtig med at bygge nye projekter; desuden har kinesiske oversøiske polysiliciumvirksomheder i de seneste år været langsomme til at udvikle sig på grund af tariffernes indvirkning, og nogle produktionslinjer er blevet reduceret eller endda lukket ned, og deres andel i den globale produktion er faldet år for år, så de ikke vil kunne sammenlignes med stigningen i polysiliciumpriserne i 2021, da det kinesiske selskabs høje overskud, de finansielle betingelser ikke er tilstrækkelige til at understøtte dens hurtige og storstilede udvidelse af produktionskapaciteten.
Baseret på de respektive prognoser for polysiliciumproduktion i Kina og i udlandet fra 2022 til 2025, kan den forudsagte værdi af den globale polysiliciumproduktion opsummeres. Det anslås, at den globale polysiliciumproduktion i 2025 vil nå 1,371 millioner tons. Ifølge den forventede værdi af polysiliciumproduktionen kan Kinas andel af den globale andel groft opnås . Det forventes, at Kinas andel gradvist vil udvide sig fra 2022 til 2025, og den vil overstige 87% i 2025.
6, Resume og Outlook
Polysilicium er placeret nedstrøms for industrisilicium og opstrøms for hele solcelle- og halvlederindustrikæden, og dets status er meget vigtig. Den fotovoltaiske industrikæde er generelt polysilicium-silicium wafer-celle-modul-fotovoltaisk installeret kapacitet, og halvlederindustriens kæde er generelt polysilicium-monokrystallinsk silicium wafer-silicium wafer-chip. Forskellige anvendelser har forskellige krav til renheden af polysilicium. Den fotovoltaiske industri bruger hovedsageligt polysilicium af solenergi, og halvlederindustrien anvender polysilicium af elektronisk kvalitet. Førstnævnte har et renhedsområde på 6N-8N, mens sidstnævnte kræver en renhed på 9N eller mere.
I årevis har den almindelige produktion af polysilicium været den forbedrede Siemens-metode over hele verden. I de senere år har nogle virksomheder aktivt udforsket den billigere silan fluid bed-metode, som kan have en indvirkning på produktionsmønsteret. Det stavformede polysilicium fremstillet ved den modificerede Siemens-metode har karakteristika af højt energiforbrug, høje omkostninger og høj renhed, mens det granulære silicium fremstillet ved silan fluid bed-metoden har karakteristikaene lavt energiforbrug, lav pris og relativt lav renhed . Nogle kinesiske virksomheder har indset masseproduktionen af granulært silicium og teknologien til at bruge granulært silicium til at trække polysilicium, men det er ikke blevet bredt fremmet. Hvorvidt granulært silicium kan erstatte førstnævnte i fremtiden afhænger af, om omkostningsfordelen kan dække kvalitetsulempen, effekten af downstream-applikationer og forbedringen af silansikkerheden. I de senere år er den globale polysiliciumproduktion steget år for år, og samles gradvist i Kina. Fra 2017 til 2021 vil den globale årlige polysiliciumproduktion stige fra 432.000 tons til 631.000 tons med den hurtigste vækst i 2021. I perioden blev den globale polysiliciumproduktion gradvist mere og mere koncentreret til Kina, og Kinas andel af polysiliciumproduktionen steg fra kl. 56,02 % i 2017 til 80,03 % i 2021. Fra 2022 til 2025 vil udbuddet af polysilicium indlede en storstilet vækst. Det anslås, at polysiliciumproduktionen i 2025 vil være 1,194 millioner tons i Kina, og den oversøiske produktion vil nå 176.000 tons. Derfor vil den globale polysiliciumproduktion i 2025 være omkring 1,37 millioner tons.
(Denne artikel er kun til reference for UrbanMines' kunder og repræsenterer ikke nogen investeringsrådgivning)