1. Industrijski lanac polisilicija: proizvodni proces je složen, a nizvodno se fokusira na fotonaponske poluvodiče
Polisilicij se uglavnom proizvodi od industrijskog silicija, klora i vodika, a nalazi se uzvodno od lanaca fotonaponske i poluvodičke industrije. Prema podacima CPIA-e, trenutna glavna metoda proizvodnje polisilicija u svijetu je modificirana Siemensova metoda, osim u Kini, više od 95% polisilicija proizvodi se modificiranom Siemensovom metodom. U procesu pripreme polisilicija poboljšanom Siemensovom metodom, prvo se plinoviti klor kombinira s plinovitim vodikom kako bi se stvorio klorovodik, a zatim reagira sa prahom silicija nakon drobljenja i mljevenja industrijskog silicija kako bi se stvorio triklorosilan, koji se dalje reducira vodikov plin za stvaranje polisilicija. Polikristalni silicij se može taliti i hladiti kako bi se napravili ingoti polikristalnog silicija, a monokristalni silicij se također može proizvesti Czochralskim ili zonskim taljenjem. U usporedbi s polikristalnim silicijem, monokristalni silicij sastoji se od kristalnih zrnaca s istom orijentacijom kristala, tako da ima bolju električnu vodljivost i učinkovitost pretvorbe. Polikristalni silicijski ingoti i monokristalne silicijeve šipke mogu se dalje rezati i prerađivati u silikonske pločice i ćelije, koje zauzvrat postaju ključni dijelovi fotonaponskih modula i koriste se u fotonaponskom polju. Osim toga, monokristalne silicijske pločice također se mogu oblikovati u silicijske pločice ponovljenim brušenjem, poliranjem, epitaksijom, čišćenjem i drugim postupcima, koji se mogu koristiti kao supstratni materijali za poluvodičke elektroničke uređaje.
Sadržaj nečistoća polisilicija je strogo potreban, a industrija ima karakteristike visokih kapitalnih ulaganja i visokih tehničkih prepreka. Budući da će čistoća polisilicija ozbiljno utjecati na proces izvlačenja monokristala silicija, zahtjevi za čistoću su izuzetno strogi. Minimalna čistoća polisilicija je 99,9999%, a najveća je beskonačno blizu 100%. Osim toga, nacionalni standardi Kine postavljaju jasne zahtjeve za sadržaj nečistoća, a na temelju toga polisilicij je podijeljen u stupnjeve I, II i III, od kojih je sadržaj bora, fosfora, kisika i ugljika važan referentni indeks. "Uvjeti pristupa industriji polisilikona" propisuju da poduzeća moraju imati kvalitetan sustav inspekcije i upravljanja kvalitetom, a standardi proizvoda strogo su u skladu s nacionalnim standardima; osim toga, uvjeti pristupa također zahtijevaju opseg i potrošnju energije poduzeća za proizvodnju polisilicija, kao što je polisilicij solarne kvalitete, elektronički. Razmjer projekta veći je od 3000 tona godišnje odnosno 1000 tona godišnje, a minimalni omjer kapitala u investicije novogradnje i projekte rekonstrukcije i proširenja ne smije biti niži od 30%, stoga je polisilicij kapitalno intenzivna industrija. Prema statistici CPIA-e, investicijski trošak opreme za proizvodnu liniju od 10 000 tona polisilicija koja je puštena u rad 2021. neznatno je porastao na 103 milijuna juana/kt. Razlog je poskupljenje rasutih metalnih materijala. Očekuje se da će se troškovi ulaganja u budućnosti povećati s napretkom tehnologije proizvodne opreme, a monomer će se smanjivati kako se veličina povećava. Prema propisima, potrošnja energije polisilicija za solarnu i elektroničku Czochralski redukciju trebala bi biti manja od 60 kWh/kg odnosno 100 kWh/kg, a zahtjevi za pokazatelje potrošnje energije relativno su strogi. Proizvodnja polisilicija uglavnom pripada kemijskoj industriji. Proizvodni proces je relativno složen, a prag tehničkih ruta, odabira opreme, puštanja u rad i rada je visok. Proizvodni proces uključuje mnoge složene kemijske reakcije, a broj kontrolnih čvorova je više od 1000. Novim polaznicima je teško brzo svladati zrelo zanatsko umijeće. Stoga postoje visoke kapitalne i tehničke prepreke u industriji proizvodnje polisilicija, što također potiče proizvođače polisilicija da provode strogu tehničku optimizaciju tijeka procesa, procesa pakiranja i transporta.
2. Klasifikacija polisilicija: čistoća određuje upotrebu, a solarni stupanj zauzima glavno mjesto
Polikristalni silicij, oblik elementarnog silicija, sastoji se od kristalnih zrnaca s različitim orijentacijama kristala i uglavnom se pročišćava industrijskom preradom silicija. Izgled polisilicija je sivi metalni sjaj, a talište je oko 1410 ℃. Neaktivan je na sobnoj temperaturi, a aktivniji je u rastaljenom stanju. Polisilicij ima svojstva poluvodiča i iznimno je važan i izvrstan poluvodički materijal, no mala količina nečistoća može uvelike utjecati na njegovu vodljivost. Postoje mnoge metode klasifikacije za polisilicij. Uz gore spomenutu klasifikaciju prema nacionalnim standardima Kine, ovdje su predstavljene još tri važne metode klasifikacije. Prema različitim zahtjevima za čistoću i uporabi, polisilicij se može podijeliti na polisilicij solarne kvalitete i polisilicij elektroničke kvalitete. Polisilicij solarne kvalitete uglavnom se koristi u proizvodnji fotonaponskih ćelija, dok se polisilicij elektroničke kvalitete naširoko koristi u industriji integriranih sklopova kao sirovina za čipove i drugu proizvodnju. Čistoća polisilicija solarne kvalitete je 6~8N, to jest, ukupni sadržaj nečistoća mora biti manji od 10 -6, a čistoća polisilicija mora doseći 99,9999% ili više. Zahtjevi za čistoću elektroničkog polisilicija su stroži, s najmanje 9N i trenutnim maksimumom od 12N. Proizvodnja elektroničkog polisilicija je relativno teška. Malo je kineskih poduzeća koja su ovladala proizvodnom tehnologijom elektroničkog polisilicija i još uvijek relativno ovise o uvozu. Trenutno je proizvodnja polisilicija solarne kvalitete mnogo veća od one polisilicija elektroničke kvalitete, a prvi je oko 13,8 puta veći od drugog.
Prema razlici nečistoća za dopiranje i vrsti vodljivosti silicijevog materijala, može se podijeliti na P-tip i N-tip. Kada je silicij dopiran elementima akceptorskih nečistoća, kao što su bor, aluminij, galij itd., u njemu dominira vodljivost šupljina i on je P-tipa. Kada je silicij dopiran donorskim nečistoćama, kao što su fosfor, arsen, antimon itd., u njemu dominira elektronska kondukcija i N-tip je. P-tip baterije uglavnom uključuju BSF baterije i PERC baterije. U 2021. PERC baterije će činiti više od 91% globalnog tržišta, a BSF baterije će biti eliminirane. Tijekom razdoblja kada PERC zamjenjuje BSF, učinkovitost pretvorbe stanica P-tipa porasla je s manje od 20% na više od 23%, čime se približava teoretskoj gornjoj granici od 24,5%, dok je teorijska gornja granica N- ćelija tipa iznosi 28,7%, a ćelije tipa N imaju visoku učinkovitost pretvorbe. Zbog prednosti visokog bifacijalnog omjera i niskog temperaturnog koeficijenta, tvrtke su počele postavljati linije za masovnu proizvodnju baterija tipa N. Prema prognozi CPIA-e, udio baterija tipa N značajno će se povećati s 3% na 13,4% 2022. Očekuje se da će u sljedećih pet godina biti uvedena iteracija baterije tipa N na bateriju tipa P Prema različitoj kvaliteti površine, može se podijeliti na gusti materijal, materijal cvjetače i koraljni materijal. Površina gustog materijala ima najniži stupanj konkavnosti, manji od 5 mm, nema abnormalnosti u boji, nema oksidacijskog međusloja i najvišu cijenu; površina materijala cvjetače ima umjeren stupanj konkavnosti, 5-20 mm, presjek je umjeren, a cijena je srednjeg ranga; dok površina koraljnog materijala ima ozbiljniju konkavnost, dubina je veća od 20 mm, presjek je labav, a cijena je najniža. Gusti materijal uglavnom se koristi za izvlačenje monokristalnog silicija, dok se materijal cvjetače i koraljni materijal uglavnom koriste za izradu polikristalnih silikonskih pločica. U svakodnevnoj proizvodnji poduzeća, gusti materijal može se dopirati s najmanje 30% materijala cvjetače za proizvodnju monokristalnog silicija. Troškovi sirovina mogu se uštedjeti, ali korištenje materijala cvjetače će u određenoj mjeri smanjiti učinkovitost izvlačenja kristala. Poduzeća moraju odabrati odgovarajući omjer dopinga nakon vaganja ta dva. Nedavno se razlika u cijeni između gustog materijala i materijala od cvjetače u osnovi stabilizirala na 3 RMB/kg. Ako se razlika u cijeni dodatno poveća, tvrtke bi mogle razmotriti dopiranje više materijala od cvjetače u monokristalnom siliciju.
3. Proces: Siemensova metoda zauzima glavni tok, a potrošnja energije postaje ključ tehnološke promjene
Proces proizvodnje polisilicija grubo se dijeli u dva koraka. U prvom koraku, industrijski prah silicija reagira s bezvodnim klorovodikom kako bi se dobio triklorosilan i vodik. Nakon ponovljene destilacije i pročišćavanja, plinoviti triklorosilan, diklorodihidrosilicij i silan; drugi korak je redukcija gore spomenutog plina visoke čistoće u kristalni silicij, a korak redukcije je drugačiji u modificiranoj Siemens metodi i metodi silanskog fluidiziranog sloja. Poboljšana Siemensova metoda ima zrelu proizvodnu tehnologiju i visoku kvalitetu proizvoda te je trenutno najraširenija proizvodna tehnologija. Tradicionalna Siemensova proizvodna metoda je korištenje klora i vodika za sintetiziranje bezvodnog klorovodika, klorovodika i industrijskog silicija u prahu za sintetiziranje triklorosilana na određenoj temperaturi, a zatim odvajanje, ispravljanje i pročišćavanje triklorosilana. Silicij prolazi kroz reakciju toplinske redukcije u peći za redukciju vodika kako bi se dobio elementarni silicij nataložen na silicijskoj jezgri. Na temelju toga, poboljšani Siemensov proces također je opremljen pratećim postupkom za recikliranje velike količine nusproizvoda kao što su vodik, klorovodik i silicij tetraklorid proizvedeni u proizvodnom procesu, uglavnom uključujući redukcijsko iskorištenje otpadnog plina i ponovnu upotrebu silicij tetraklorida tehnologija. Vodik, klorovodik, triklorosilan i silicij tetraklorid u ispušnom plinu odvajaju se suhim obnavljanjem. Vodik i klorovodik mogu se ponovno upotrijebiti za sintezu i pročišćavanje s triklorosilanom, a triklorosilan se izravno reciklira u toplinskoj redukciji. Pročišćavanje se provodi u peći, a silicij tetraklorid se hidrogenira kako bi se dobio triklorosilan, koji se može koristiti za pročišćavanje. Ovaj korak se također naziva tretman hladnom hidrogenacijom. Realizacijom proizvodnje u zatvorenom krugu, poduzeća mogu značajno smanjiti potrošnju sirovina i električne energije, čime učinkovito štede troškove proizvodnje.
Trošak proizvodnje polisilicija korištenjem poboljšane Siemensove metode u Kini uključuje sirovine, potrošnju energije, amortizaciju, troškove obrade itd. Tehnološki napredak u industriji značajno je smanjio troškove. Sirovine se uglavnom odnose na industrijski silicij i triklorosilan, potrošnja energije uključuje električnu energiju i paru, a troškovi obrade odnose se na troškove pregleda i popravka proizvodne opreme. Prema statistici tvrtke Baichuan Yingfu o troškovima proizvodnje polisilicija početkom lipnja 2022., sirovine su najveća troškovna stavka, koja čini 41% ukupnih troškova, od kojih je industrijski silicij glavni izvor silicija. Jedinična potrošnja silicija koja se obično koristi u industriji predstavlja količinu silicija utrošenu po jedinici proizvoda silicija visoke čistoće. Metoda izračuna je pretvaranje svih materijala koji sadrže silicij kao što su vanjski industrijski silicijski prah i triklorosilan u čisti silicij, a zatim oduzimanje vanjskog klorosilana prema količini čistog silicija pretvorenoj iz omjera sadržaja silicija. Prema podacima CPIA-e, razina potrošnje silicija pasti će za 0,01 kg/kg-Si na 1,09 kg/kg-Si u 2021. Očekuje se da će s poboljšanjem tretmana hladnom hidrogenacijom i recikliranjem nusproizvoda, smanjiti na 1.07 kg/kg do 2030. kg-Si. Prema nepotpunim statistikama, potrošnja silicija pet najvećih kineskih tvrtki u industriji polisilicija niža je od prosjeka industrije. Poznato je da će dvije od njih 2021. godine trošiti 1,08 kg/kg-Si, odnosno 1,05 kg/kg-Si. Drugi najveći udio je potrošnja energije, koja čini ukupno 32%, od čega električna energija čini 30% ukupnog troška, što ukazuje da su cijena električne energije i učinkovitost još uvijek važni čimbenici za proizvodnju polisilicija. Dva glavna pokazatelja za mjerenje energetske učinkovitosti su sveobuhvatna potrošnja energije i smanjenje potrošnje energije. Smanjenje potrošnje energije odnosi se na proces redukcije triklorosilana i vodika da bi se proizveo silicijski materijal visoke čistoće. Potrošnja energije uključuje predgrijavanje i taloženje silikonske jezgre. , očuvanje topline, završna ventilacija i druga potrošnja energije procesa. U 2021., s tehnološkim napretkom i sveobuhvatnim korištenjem energije, prosječna sveobuhvatna potrošnja energije u proizvodnji polisilicija smanjit će se za 5,3% na godišnjoj razini na 63kWh/kg-Si, a prosječna smanjena potrošnja energije smanjit će se za 6,1% godišnje- godine na 46kWh/kg-Si, za koju se očekuje da će se u budućnosti dodatno smanjiti. . Osim toga, amortizacija je također važna stavka troška koja čini 17%. Vrijedno je napomenuti da su, prema podacima Baichuan Yingfua, ukupni troškovi proizvodnje polisilicija početkom lipnja 2022. bili oko 55 816 juana/toni, prosječna cijena polisilicija na tržištu bila je oko 260 000 juana/toni, a bruto profitna marža bila je čak 70% ili više, tako da je privukao velik broj poduzeća koja ulažu u izgradnju proizvodnih kapaciteta polisilikona.
Postoje dva načina za proizvođače polisilicija da smanje troškove, jedan je smanjenje troškova sirovina, a drugi je smanjenje potrošnje energije. Što se tiče sirovina, proizvođači mogu smanjiti troškove sirovina potpisivanjem dugoročnih ugovora o suradnji s industrijskim proizvođačima silicija ili izgradnjom integriranih proizvodnih kapaciteta uzvodno i nizvodno. Na primjer, pogoni za proizvodnju polisilicija u osnovi se oslanjaju na vlastitu industrijsku opskrbu silicijem. Što se tiče potrošnje električne energije, proizvođači mogu smanjiti troškove električne energije niskim cijenama električne energije i sveobuhvatnim poboljšanjem potrošnje energije. Oko 70% sveobuhvatne potrošnje električne energije je smanjenje potrošnje električne energije, a smanjenje je također ključna karika u proizvodnji kristalnog silicija visoke čistoće. Stoga je većina proizvodnih kapaciteta polisilicija u Kini koncentrirana u regijama s niskim cijenama električne energije kao što su Xinjiang, Unutarnja Mongolija, Sichuan i Yunnan. Međutim, s napretkom politike dva ugljika, teško je dobiti veliku količinu jeftinih izvora energije. Stoga je smanjenje potrošnje energije za smanjenje danas izvedivije smanjenje troškova. Način. Trenutačno je učinkovit način smanjenja potrošnje energije povećanje broja silicijskih jezgri u redukcijskoj peći, čime se povećava učinak jedne jedinice. Trenutno, glavne vrste redukcijskih peći u Kini su 36 pari šipki, 40 pari šipki i 48 pari šipki. Tip peći je nadograđen na 60 pari šipki i 72 para šipki, ali u isto vrijeme postavlja i veće zahtjeve za razinu proizvodne tehnologije poduzeća.
U usporedbi s poboljšanom Siemensovom metodom, metoda fluidiziranog sloja silana ima tri prednosti, jedna je niska potrošnja energije, druga je visok učinak izvlačenja kristala, a treća je to što je povoljnije kombinirati se s naprednijom CCZ kontinuiranom Czochralski tehnologijom. Prema podacima Silicon Industry Brancha, sveobuhvatna potrošnja energije metode fluidiziranog sloja silana iznosi 33,33% od poboljšane Siemensove metode, a smanjena potrošnja energije je 10% od poboljšane Siemensove metode. Metoda fluidiziranog sloja silana ima značajne prednosti u potrošnji energije. Što se tiče povlačenja kristala, fizička svojstva granuliranog silicija mogu olakšati potpuno punjenje kvarcnog lončića u karici šipke za povlačenje monokristala silicija. Polikristalni silicij i granulirani silicij mogu povećati kapacitet punjenja lončića jedne peći za 29%, dok smanjuju vrijeme punjenja za 41%, značajno poboljšavajući učinkovitost izvlačenja monokristalnog silicija. Osim toga, granulirani silicij ima mali promjer i dobru fluidnost, što je prikladnije za CCZ kontinuiranu Czochralski metodu. Trenutačno je glavna tehnologija izvlačenja monokristala u srednjem i donjem dijelu RCZ metoda ponovnog lijevanja monokristala, koja se sastoji od ponovnog punjenja i izvlačenja kristala nakon izvlačenja monokristalne silicijske šipke. Crtanje se izvodi u isto vrijeme, što štedi vrijeme hlađenja monokristalne silikonske šipke, tako da je učinkovitost proizvodnje veća. Brzi razvoj CCZ kontinuirane Czochralski metode također će potaknuti potražnju za granuliranim silicijem. Iako granulirani silicij ima neke nedostatke, kao što je više praha silicija generiranog trenjem, velika površina i laka adsorpcija zagađivača, te vodik koji se kombinira u vodik tijekom taljenja, što je lako uzrokovati preskakanje, ali prema najnovijim najavama relevantnog granuliranog silicija poduzeća, ti se problemi rješavaju i postignut je određeni napredak.
silanski fluidizirani sloj je zreo u Europi i Sjedinjenim Državama, au povojima je nakon uvođenja kineskih poduzeća. Već 1980-ih godina, strani granulirani silicij koji su zastupali REC i MEMC počeo je istraživati proizvodnju granuliranog silicija i ostvario veliku proizvodnju. Među njima, REC-ov ukupni proizvodni kapacitet granuliranog silicija dosegao je 10.500 tona godišnje u 2010., iu usporedbi sa Siemensovim partnerima u istom razdoblju, imao je troškovnu prednost od najmanje 2-3 USD/kg. Zbog potreba izvlačenja monokristala, proizvodnja granuliranog silicija u tvrtki je stagnirala i na kraju zaustavila proizvodnju, te se okrenula zajedničkom pothvatu s Kinom za osnivanje proizvodnog poduzeća koje će se baviti proizvodnjom granuliranog silicija.
4. Sirovine: Industrijski silicij je temeljna sirovina, a opskrba može zadovoljiti potrebe ekspanzije polisilicija
Industrijski silicij je osnovna sirovina za proizvodnju polisilicija. Očekuje se da će kineska industrijska proizvodnja silicija postojano rasti od 2022. do 2025. Od 2010. do 2021. kineska industrijska proizvodnja silicija je u fazi ekspanzije, s prosječnom godišnjom stopom rasta proizvodnog kapaciteta i proizvodnje od 7,4% odnosno 8,6%. . Prema podacima SMM-a, novo se povećaokapacitet industrijske proizvodnje silicijau Kini će biti 890.000 tona i 1,065 milijuna tona u 2022. i 2023. godini. Pod pretpostavkom da će industrijske silicijske tvrtke i dalje održavati stopu iskorištenosti kapaciteta i radnu stopu od oko 60% u budućnosti, kinesko novo povećanjeproizvodni kapacitet u 2022. i 2023. donijet će povećanje proizvodnje od 320.000 tona i 383.000 tona. Prema procjenama GFCI-a,Kineski industrijski kapacitet proizvodnje silicija u 22/23/24/25 je oko 5,90/697/6,71/6,5 milijuna tona, što odgovara 3,55/391/4,18/4,38 milijuna tona.
Stopa rasta preostala dva nizvodna područja superponiranog industrijskog silicija relativno je spora, a kineska industrijska proizvodnja silicija u osnovi može zadovoljiti proizvodnju polisilicija. Godine 2021. kineski industrijski proizvodni kapacitet silicija bit će 5,385 milijuna tona, što odgovara proizvodnji od 3,213 milijuna tona, od čega će polisilicij, organski silicij i aluminijske legure potrošiti 623 000 tona, 898 000 tona i 649 000 tona. Osim toga, gotovo 780.000 tona proizvodnje koristi se za izvoz. U 2021. potrošnja polisilicija, organskog silicija i aluminijskih legura činit će 19%, 28%, odnosno 20% industrijskog silicija. Od 2022. do 2025. očekuje se da će stopa rasta proizvodnje organskog silicija ostati na oko 10%, a stopa rasta proizvodnje aluminijskih legura manja je od 5%. Stoga vjerujemo da je količina industrijskog silicija koja se može koristiti za polisilicij u razdoblju 2022.-2025. relativno dovoljna, čime se mogu u potpunosti zadovoljiti potrebe za polisilicijem. potrebe proizvodnje.
5. Opskrba polisilicijem:Kinazauzima dominantan položaj, a proizvodnja se postupno okuplja u vodeća poduzeća
Posljednjih godina globalna proizvodnja polisilicija raste iz godine u godinu i postupno se okuplja u Kini. Od 2017. do 2021. globalna godišnja proizvodnja polisilicija porasla je sa 432.000 tona na 631.000 tona, s najbržim rastom u 2021., sa stopom rasta od 21,11%. Tijekom tog razdoblja globalna proizvodnja polisilicija postupno se koncentrirala u Kini, a udio kineske proizvodnje polisilicija porastao je sa 56,02% u 2017. na 80,03% u 2021. Uspoređujući deset najvećih tvrtki u globalnom proizvodnom kapacitetu polisilicija u 2010. i 2021., može se otkrili da se broj kineskih tvrtki povećao s 4 na 8, a udio proizvodnih kapaciteta nekih američkih i korejskih tvrtki značajno je pao, ispadajući iz prvih deset timova, kao što su HEMOLOCK, OCI, REC i MEMC; koncentracija industrije značajno je porasla, a ukupni proizvodni kapacitet deset najvećih tvrtki u industriji porastao je sa 57,7% na 90,3%. U 2021. postoji pet kineskih kompanija koje imaju više od 10% proizvodnih kapaciteta, što čini ukupno 65,7%. . Tri su glavna razloga za postupni prijenos industrije polisilicija u Kinu. Prvo, kineski proizvođači polisilicija imaju značajne prednosti u smislu sirovina, električne energije i troškova rada. Plaće radnika niže su od onih u stranim zemljama, tako da su ukupni troškovi proizvodnje u Kini puno niži od onih u stranim zemljama i nastavit će padati s tehnološkim napretkom; drugo, kvaliteta kineskih polisilikonskih proizvoda stalno se poboljšava, od kojih je većina na prvoklasnoj razini solarne razine, a pojedinačna napredna poduzeća ispunjavaju zahtjeve čistoće. Napravljeni su pomaci u proizvodnoj tehnologiji višeg elektroničkog polisilicija, postupno uvodeći zamjenu domaćeg elektroničkog polisilicija za uvoz, a kineska vodeća poduzeća aktivno promiču izgradnju projekata elektroničkog polisilicija. Proizvodnja silicijskih pločica u Kini je više od 95% ukupne globalne proizvodnje, što je postupno povećalo stopu samodostatnosti polisilicija za Kinu, koja je u određenoj mjeri stisnula tržište prekomorskih poduzeća polisilicija.
Od 2017. do 2021. godišnja proizvodnja polisilicija u Kini stalno će se povećavati, uglavnom u područjima bogatim energetskim resursima kao što su Xinjiang, Unutarnja Mongolija i Sichuan. U 2021. kineska proizvodnja polisilicija povećat će se s 392 000 tona na 505 000 tona, što je povećanje od 28,83%. Što se tiče proizvodnog kapaciteta, kineski proizvodni kapacitet polisilicija općenito je bio u uzlaznom trendu, ali je opao 2020. zbog gašenja nekih proizvođača. Osim toga, stopa iskorištenosti kapaciteta kineskih poduzeća od polisilicija kontinuirano raste od 2018., a stopa iskorištenosti kapaciteta 2021. dosegnut će 97,12%. Što se tiče provincija, kineska proizvodnja polisilicija u 2021. uglavnom je koncentrirana u područjima s niskim cijenama električne energije kao što su Xinjiang, Unutarnja Mongolija i Sichuan. Proizvodnja Xinjianga je 270.400 tona, što je više od polovice ukupne proizvodnje u Kini.
Kinesku industriju polisilicija karakterizira visok stupanj koncentracije, s vrijednošću CR6 od 77%, a u budućnosti će postojati daljnji uzlazni trend. Proizvodnja polisilicija je industrija s velikim kapitalom i visokim tehničkim preprekama. Ciklus izgradnje i proizvodnje projekta obično traje dvije godine ili više. Novim proizvođačima je teško ući u industriju. Sudeći po poznatom planiranom proširenju i novim projektima u iduće tri godine, oligopolistički proizvođači u industriji nastavit će širiti svoje proizvodne kapacitete zahvaljujući vlastitoj tehnologiji i prednostima u razmjeru, a njihov će monopolski položaj i dalje rasti.
Procjenjuje se da će opskrba polisilicija u Kini dovesti do velikog rasta od 2022. do 2025., a proizvodnja polisilicija će dosegnuti 1,194 milijuna tona 2025., pokrećući širenje globalne proizvodnje polisilicija. U 2021. godini, s naglim porastom cijene polisilicija u Kini, veliki proizvođači uložili su u izgradnju novih proizvodnih linija, a istodobno su privukli nove proizvođače da se pridruže industriji. Budući da će projekti polisilikona trajati najmanje jednu i pol do dvije godine od izgradnje do proizvodnje, nova će izgradnja biti dovršena 2021. godine. Proizvodni kapacitet općenito se stavlja u proizvodnju u drugoj polovici 2022. i 2023. To je vrlo u skladu s novim projektnim planovima koje su trenutno najavili glavni proizvođači. Novi proizvodni kapacitet u razdoblju od 2022. do 2025. uglavnom je koncentriran u 2022. i 2023. Nakon toga, kako se ponuda i potražnja polisilicija te cijena postupno stabiliziraju, ukupni proizvodni kapacitet u industriji postupno će se stabilizirati. Dolje, odnosno stopa rasta proizvodnih kapaciteta postupno se smanjuje. Osim toga, stopa iskorištenosti kapaciteta poduzeća koja se bave polisilicijem ostala je na visokoj razini u posljednje dvije godine, no trebat će vremena da se proizvodni kapaciteti novih projekata povećaju, a bit će potreban i proces da novi sudionici ovladaju relevantna tehnologija pripreme. Stoga će stopa iskorištenosti kapaciteta novih projekata polisilicija u sljedećih nekoliko godina biti niska. Iz ovoga se može predvidjeti proizvodnja polisilicija u razdoblju 2022.-2025., a očekuje se da će proizvodnja polisilicija u 2025. biti oko 1,194 milijuna tona.
Koncentracija inozemnih proizvodnih kapaciteta je relativno visoka, a stopa i brzina povećanja proizvodnje u sljedeće tri godine neće biti tako visoka kao u Kini. Kapacitet proizvodnje polisilicija u inozemstvu uglavnom je koncentriran u četiri vodeće tvrtke, a ostatak su uglavnom mali proizvodni kapaciteti. Što se tiče proizvodnih kapaciteta, Wacker Chem zauzima polovicu inozemnih proizvodnih kapaciteta polisilicija. Njegove tvornice u Njemačkoj i Sjedinjenim Državama imaju proizvodne kapacitete od 60.000 tona, odnosno 20.000 tona. Naglo širenje globalnog proizvodnog kapaciteta polisilicija u 2022. i nakon toga moglo bi dovesti do Zabrinutost zbog prevelike ponude, tvrtka je još uvijek u stanju čekanja i ne planira dodati nove proizvodne kapacitete. Južnokorejski polisilicijski div OCI postupno premješta svoju liniju za proizvodnju polisilicija solarne kvalitete u Maleziju, zadržavajući izvornu liniju za proizvodnju polisilicija elektroničke kvalitete u Kini, za koju se planira da dosegne 5000 tona 2022. Proizvodni kapacitet OCI-ja u Maleziji dosegnut će 27 000 tona i 30 000 tona u 2020. i 2021., čime se postižu niski troškovi potrošnje energije i izbjegavaju visoke kineske carine na polisilicij u Sjedinjenim Državama i Južnoj Koreji. Tvrtka planira proizvesti 95.000 tona, ali datum početka nije jasan. Očekuje se da će se u sljedeće četiri godine povećati na razini od 5000 tona godišnje. Norveška tvrtka REC ima dvije proizvodne baze u državi Washington i Montani u SAD-u, s godišnjim proizvodnim kapacitetom od 18.000 tona solarnog polisilicija i 2.000 tona elektroničkog polisilicija. REC, koji je bio u velikim financijskim problemima, odlučio je obustaviti proizvodnju, a zatim je potaknut porastom cijena polisilicija 2021. odlučio ponovno pokrenuti proizvodnju 18.000 tona projekata u državi Washington i 2.000 tona u Montani do kraja 2023. , i može dovršiti povećanje proizvodnih kapaciteta 2024. Hemlock je najveći proizvođač polisilicija u Sjedinjenim Državama, specijaliziran za polisilicij visoke čistoće elektroničke kvalitete. Visokotehnološke prepreke proizvodnji otežavaju zamjenu proizvoda tvrtke na tržištu. U kombinaciji s činjenicom da tvrtka ne planira graditi nove projekte u roku od nekoliko godina, očekuje se da će proizvodni kapacitet tvrtke biti 2022.-2025. Godišnja proizvodnja ostaje na 18.000 tona. Osim toga, u 2021. novi proizvodni kapacitet tvrtki osim gore navedene četiri iznosit će 5000 tona. Zbog nerazumijevanja proizvodnih planova svih tvrtki, ovdje se pretpostavlja da će novi proizvodni kapacitet biti 5000 tona godišnje od 2022. do 2025. godine.
Prema inozemnim proizvodnim kapacitetima, procjenjuje se da će inozemna proizvodnja polisilicija u 2025. iznositi oko 176 000 tona, pod pretpostavkom da stopa iskorištenosti inozemnih proizvodnih kapaciteta polisilicija ostane nepromijenjena. Nakon što je cijena polisilicija naglo porasla 2021. godine, kineske tvrtke su povećale proizvodnju i proširile proizvodnju. Nasuprot tome, inozemne tvrtke su opreznije u svojim planovima za nove projekte. To je zato što je dominacija industrije polisilicija već pod kontrolom Kine, a slijepo povećanje proizvodnje može donijeti gubitke. S troškovne strane, potrošnja energije najveća je komponenta troška polisilicija, tako da je cijena električne energije vrlo važna, a Xinjiang, Unutarnja Mongolija, Sichuan i druge regije imaju očite prednosti. Sa strane potražnje, kao izravno nizvodno od polisilicija, kineska proizvodnja silicijskih pločica čini više od 99% ukupne svjetske proizvodnje. Nizvodna industrija polisilicija uglavnom je koncentrirana u Kini. Cijena proizvedenog polisilicija je niska, troškovi prijevoza su niski, a potražnja je u potpunosti zajamčena. Drugo, Kina je uvela relativno visoke antidampinške carine na uvoz solarnog polisilicija iz Sjedinjenih Država i Južne Koreje, što je uvelike potisnulo potrošnju polisilicija iz Sjedinjenih Država i Južne Koreje. Budite oprezni u izgradnji novih projekata; osim toga, posljednjih su se godina kineska prekomorska poduzeća polisilikona sporo razvijala zbog utjecaja carina, a neke su proizvodne linije smanjene ili čak zatvorene, a njihov udio u globalnoj proizvodnji opadao je iz godine u godinu, pa su neće se usporediti s porastom cijena polisilicija u 2021., budući da visoka dobit kineske tvrtke, financijski uvjeti nisu dostatni da podrže njeno brzo i veliko širenje proizvodnih kapaciteta.
Na temelju odgovarajućih predviđanja proizvodnje polisilicija u Kini i inozemstvu od 2022. do 2025., može se sažeti predviđena vrijednost globalne proizvodnje polisilicija. Procjenjuje se da će globalna proizvodnja polisilicija 2025. godine dosegnuti 1,371 milijuna tona. Prema prognoziranoj vrijednosti proizvodnje polisilicija, može se okvirno dobiti udio Kine u globalnom udjelu. Očekuje se da će udio Kine postupno rasti od 2022. do 2025. godine, te će premašiti 87% 2025. godine.
6, Sažetak i izgledi
Polisilicij se nalazi nizvodno od industrijskog silicija i uzvodno od cijelog lanca fotonaponske i poluvodičke industrije, a njegov je status vrlo važan. Lanac fotonaponske industrije općenito je polisilicij-silicijeva pločica-ćelija-modul-fotonaponski instalirani kapacitet, a lanac poluvodičke industrije općenito je polisilicij-monokristalna silicija pločica-silicijeva pločica-čip. Različite namjene imaju različite zahtjeve za čistoćom polisilicija. Fotonaponska industrija uglavnom koristi polisilicij solarne kvalitete, a industrija poluvodiča koristi polisilicij elektroničke kvalitete. Prvi ima raspon čistoće od 6N-8N, dok drugi zahtijeva čistoću od 9N ili više.
Godinama je glavni proizvodni proces polisilicija bio poboljšana Siemensova metoda u cijelom svijetu. Posljednjih su godina neke tvrtke aktivno istraživale jeftiniju metodu fluidiziranog sloja silana, što može utjecati na obrazac proizvodnje. Polisilicij u obliku šipke proizveden modificiranom Siemens metodom ima karakteristike visoke potrošnje energije, visoke cijene i visoke čistoće, dok granulirani silicij proizveden metodom fluidiziranog sloja silana ima karakteristike niske potrošnje energije, niske cijene i relativno niske čistoće . Neke su kineske tvrtke realizirale masovnu proizvodnju granuliranog silicija i tehnologiju korištenja granuliranog silicija za izvlačenje polisilicija, ali to nije široko promovirano. Hoće li granulirani silicij moći zamijeniti prvi u budućnosti ovisi o tome može li troškovna prednost pokriti nedostatak kvalitete, učinak daljnjih primjena i poboljšanje sigurnosti silana. Posljednjih godina globalna proizvodnja polisilicija raste iz godine u godinu i postupno se okuplja u Kini. Od 2017. do 2021. globalna godišnja proizvodnja polisilicija povećat će se sa 432 000 tona na 631 000 tona, s najbržim rastom 2021. Tijekom tog razdoblja globalna proizvodnja polisilicija postupno se sve više koncentrirala na Kinu, a udio Kine u proizvodnji polisilicija povećao se s 56,02% u 2017. na 80,03% u 2021. Od 2022. do 2025. opskrba polisilicijem dovest će do velikog rasta. Procjenjuje se da će proizvodnja polisilicija u 2025. godini biti 1,194 milijuna tona u Kini, a prekomorska će proizvodnja dosegnuti 176.000 tona. Stoga će globalna proizvodnja polisilicija 2025. biti oko 1,37 milijuna tona.
(Ovaj članak služi samo kao referenca kupcima UrbanMinesa i ne predstavlja nikakav investicijski savjet）