1. Lanac polisilicijske industrije: Proizvodni proces je složen, a nizvodni dio usmjeren je 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 silicijevim prahom nakon drobljenja i mljevenja industrijskog silicija kako bi se stvorio triklorosilan, koji se dalje reducira plinovitim vodikom kako bi se stvorio polisilicij. Polikristalni silicij može se rastopiti i ohladiti kako bi se dobili polikristalni silicijevi ingoti, a monokristalni silicij može se proizvesti i Czochralskim ili zonskim taljenjem. U usporedbi s polikristalnim silicijem, monokristalni silicij sastoji se od kristalnih zrna s istom kristalnom orijentacijom, pa ima bolju električnu vodljivost i učinkovitost pretvorbe. I polikristalni silicijevi ingoti i monokristalne silicijeve šipke mogu se dalje rezati i obrađivati u silicijske pločice i ćelije, koje zauzvrat postaju ključni dijelovi fotonaponskih modula i koriste se u fotonaponskom području. Osim toga, monokristalne silicijeve pločice mogu se također oblikovati u silicijske pločice ponovljenim brušenjem, poliranjem, epitaksijom, čišćenjem i drugim postupcima, koje se mogu koristiti kao supstratni materijali za poluvodičke elektroničke uređaje.
Sadržaj nečistoća polisilicija je strogo propisan, a industrija ima karakteristike visokih kapitalnih ulaganja i visokih tehničkih prepreka. Budući da čistoća polisilicija ozbiljno utječe na proces izvlačenja monokristalnog silicija, zahtjevi za čistoćom su izuzetno strogi. Minimalna čistoća polisilicija je 99,9999%, a najviša je beskonačno blizu 100%. Osim toga, kineski nacionalni standardi postavljaju jasne zahtjeve za sadržaj nečistoća, te se na temelju toga polisilicij dijeli na razrede I, II i III, pri čemu je sadržaj bora, fosfora, kisika i ugljika važan referentni indeks. "Uvjeti pristupa industriji polisilicija" propisuju da poduzeća moraju imati dobar 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 su polisilicij solarne i elektroničke kvalitete. Opseg projekta je veći od 3000 tona godišnje, odnosno 1000 tona godišnje, a minimalni omjer kapitala u ulaganju u novu izgradnju te projekte rekonstrukcije i proširenja ne smije biti manji od 30%, pa je polisilicij industrija koja zahtijeva puno kapitala. Prema statistikama CPIA-e, investicijski trošak opreme za proizvodnu liniju polisilicija od 10 000 tona puštene u rad 2021. godine neznatno je porastao na 103 milijuna juana/kt. Razlog je porast cijene metalnih materijala u rasutom stanju. Očekuje se da će se investicijski trošak u budućnosti povećavati s napretkom tehnologije proizvodne opreme i smanjenjem monomera 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 obično pripada kemijskoj industriji. Proizvodni proces je relativno složen, a prag za tehničke rute, odabir opreme, puštanje u rad i rad je visok. Proizvodni proces uključuje mnoge složene kemijske reakcije, a broj kontrolnih čvorova je veći od 1000. Novim sudionicima je teško brzo savladati zrelu vještinu. Stoga postoje visoke kapitalne i tehničke barijere u industriji proizvodnje polisilicija, što također potiče proizvođače polisilicija da provode strogu tehničku optimizaciju tijeka procesa, pakiranja i transporta.
2. Klasifikacija polisilicija: čistoća određuje upotrebu, a solarna kvaliteta zauzima glavni tok
Polikristalni silicij, oblik elementarnog silicija, sastoji se od kristalnih zrna s različitim kristalnim orijentacijama i uglavnom se pročišćava industrijskom obradom silicija. Polisilicij ima sivi metalni sjaj, a talište mu je oko 1410 ℃. Neaktivan je na sobnoj temperaturi, a aktivniji je u rastaljenom stanju. Polisilicij ima poluvodička svojstva i izuzetno je važan i izvrstan poluvodički materijal, ali mala količina nečistoća može uvelike utjecati na njegovu vodljivost. Postoje mnoge metode klasifikacije polisilicija. Uz gore spomenutu klasifikaciju prema kineskim nacionalnim standardima, ovdje su uvedene još tri važne metode klasifikacije. Prema različitim zahtjevima za čistoću i primjeni, 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 široko koristi u industriji integriranih krugova kao sirovina za čipove i drugu proizvodnju. Čistoća polisilicija solarne kvalitete je 6~8N, odnosno ukupni sadržaj nečistoća mora biti manji od 10⁻⁶, a čistoća polisilicija mora doseći 99,9999% ili više. Zahtjevi za čistoću polisilicija elektroničke kvalitete su stroži, s minimalnom 9N i trenutnom maksimalnom 12N. Proizvodnja polisilicija elektroničke kvalitete relativno je teška. Malo je kineskih poduzeća koja su savladala tehnologiju proizvodnje polisilicija elektroničke kvalitete i još uvijek su relativno ovisna o uvozu. Trenutno je proizvodnja polisilicija solarne kvalitete mnogo veća od proizvodnje polisilicija elektroničke kvalitete, a prva je oko 13,8 puta veća od druge.
Prema razlici u dopirajućim nečistoćama i vrsti vodljivosti silicijskog materijala, može se podijeliti na P-tip i N-tip. Kada je silicij dopiran akceptorskim nečistoćama, poput bora, aluminija, galija itd., dominira šupljinska vodljivost i on je P-tip. Kada je silicij dopiran donorskim nečistoćama, poput fosfora, arsena, antimona itd., dominira elektronska vodljivost i on je N-tip. Baterije P-tipa uglavnom uključuju BSF baterije i PERC baterije. U 2021. godini PERC baterije će činiti više od 91% globalnog tržišta, a BSF baterije će biti eliminirane. Tijekom razdoblja kada PERC zamjenjuje BSF, učinkovitost pretvorbe P-tip ćelija porasla je s manje od 20% na više od 23%, što se približava teoretskoj gornjoj granici od 24,5%, dok je teorijska gornja granica N-tip ćelija 28,7%, a N-tip ćelije imaju visoku učinkovitost pretvorbe. Zbog prednosti visokog bifaznog omjera i niskog temperaturnog koeficijenta, tvrtke su počele s masovnom proizvodnjom N-tip baterija. Prema prognozi CPIA-e, udio N-tip baterija značajno će se povećati s 3% na 13,4% u 2022. Očekuje se da će u sljedećih pet godina doći do prelaska s N-tip baterija na P-tip baterije. Prema različitoj kvaliteti površine, mogu se podijeliti na gusti materijal, materijal od cvjetače i materijal od koralja. Površina gustog materijala ima najniži stupanj konkavnosti, manji od 5 mm, bez abnormalnosti boje, bez oksidacijskog međusloja i najvišu cijenu; Površina materijala cvjetače ima umjereni stupanj konkavnosti, 5-20 mm, presjek je umjeren, a cijena je srednja; dok površina koraljnog materijala ima ozbiljniju konkavnost, dubina je veća od 20 mm, presjek je rastresit, a cijena je najniža. Gusti materijal se uglavnom koristi za izvlačenje monokristalnog silicija, dok se materijal cvjetače i koraljni materijal uglavnom koriste za izradu polikristalnih silicijskih pločica. U dnevnoj proizvodnji poduzeća, gusti materijal može se dopirati s najmanje 30% materijala cvjetače kako bi se dobio monokristalni silicij. Troškovi sirovina mogu se uštedjeti, ali korištenje materijala cvjetače će do određene mjere smanjiti učinkovitost izvlačenja kristala. Poduzeća trebaju odabrati odgovarajući omjer dopiranja nakon vaganja ta dva. Nedavno se razlika u cijeni između gustog materijala i materijala cvjetače u osnovi stabilizirala na 3 RMB/kg. Ako se razlika u cijeni dodatno poveća, tvrtke bi mogle razmotriti dodavanje više materijala cvjetače u izvlačenje monokristalnog silicija.
3. Proces: Siemensova metoda zauzima glavni tok, a potrošnja energije postaje ključ tehnoloških promjena
Proizvodni proces polisilicija grubo je podijeljen u dva koraka. U prvom koraku, industrijski silicijev prah reagira s bezvodnim klorovodikom kako bi se dobio triklorosilan i vodik. Nakon ponovljene destilacije i pročišćavanja, dobivaju se plinoviti triklorosilan, diklorodihidrosilicij i silan; drugi korak je redukcija gore spomenutog plina visoke čistoće do kristalnog silicija, a korak redukcije razlikuje se kod modificirane Siemensove metode i metode fluidiziranog sloja silana. Poboljšana Siemensova metoda ima zrelu tehnologiju proizvodnje i visoku kvalitetu proizvoda te je trenutno najšire korištena proizvodna tehnologija. Tradicionalna Siemensova metoda proizvodnje je korištenje klora i vodika za sintezu bezvodnog klorovodika, klorovodika i industrijskog silicija u prahu za sintezu 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 naneseni na silicijsku jezgru. Na temelju toga, poboljšani Siemensov proces također je opremljen pratećim procesom za recikliranje velike količine nusproizvoda poput vodika, klorovodika i silicijevog tetraklorida proizvedenih u proizvodnom procesu, uglavnom uključujući iskorištavanje redukcijskog plina i tehnologiju ponovne upotrebe silicijevog tetraklorida. Vodik, klorovodik, triklorosilan i silicijev tetraklorid u ispušnom plinu odvajaju se suhim oporabljivanjem. Vodik i klorovodik mogu se ponovno upotrijebiti za sintezu i pročišćavanje s triklorosilanom, a triklorosilan se izravno reciklira u termičku redukciju. Pročišćavanje se provodi u peći, a silicijev tetraklorid se hidrogenira kako bi se dobio triklorosilan, koji se može koristiti za pročišćavanje. Ovaj korak se naziva i hladnom hidrogenacijom. Ostvarivanjem proizvodnje u zatvorenom krugu, poduzeća mogu značajno smanjiti potrošnju sirovina i električne energije, čime se učinkovito štede troškovi 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 inspekcije i popravka proizvodne opreme. Prema statistikama Baichuan Yingfua o troškovima proizvodnje polisilicija početkom lipnja 2022., sirovine su najveća stavka troškova, čineći 41% ukupnih troškova, od čega je industrijski silicij glavni izvor silicija. Potrošnja silicija po jedinici koja se obično koristi u industriji predstavlja količinu silicija potrošenu po jedinici visokočistoćih silicijskih proizvoda. Metoda izračuna je pretvoriti sve materijale koji sadrže silicij, poput vanjskog industrijskog silicijevog praha i triklorosilana, u čisti silicij, a zatim odbiti vanjski klorosilan prema omjeru 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 se s poboljšanjem hladne hidrogenacije i recikliranja nusproizvoda smanjiti na 1,07 kg/kg do 2030. kg-Si. Prema nepotpunim statistikama, potrošnja silicija pet vodećih kineskih tvrtki u industriji polisilicija niža je od prosjeka industrije. Poznato je da će dvije od njih potrošiti 1,08 kg/kg-Si odnosno 1,05 kg/kg-Si u 2021. Drugi najveći udio je potrošnja energije, koja čini ukupno 32%, od čega električna energija čini 30% ukupnih troškova, što ukazuje na to da su cijena električne energije i učinkovitost i dalje 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 za stvaranje silicijskog materijala visoke čistoće. Potrošnja energije uključuje predgrijavanje i taloženje silicijske jezgre, očuvanje topline, ventilaciju završetaka i ostalu potrošnju energije u procesu. U 2021. godini, s tehnološkim napretkom i sveobuhvatnim korištenjem energije, prosječna sveobuhvatna potrošnja energije u proizvodnji polisilicija smanjit će se za 5,3% u odnosu na prethodnu godinu na 63 kWh/kg-Si, a prosječna smanjena potrošnja energije smanjit će se za 6,1% u odnosu na prethodnu godinu na 46 kWh/kg-Si, a očekuje se da će se u budućnosti dodatno smanjiti. Osim toga, amortizacija je također važna stavka troška, koja čini 17%. Vrijedi napomenuti da su, prema podacima Baichuan Yingfu, ukupni proizvodni troškovi polisilicija početkom lipnja 2022. iznosili oko 55.816 juana/tona, prosječna cijena polisilicija na tržištu bila je oko 260.000 juana/tona, a bruto profitna marža bila je čak 70% ili više, što je privuklo veliki broj poduzeća koja ulažu u izgradnju proizvodnih kapaciteta polisilicija.
Proizvođači polisilicija mogu smanjiti troškove na dva načina: smanjenje troškova sirovina, a drugi smanjenje potrošnje energije. Što se tiče sirovina, proizvođači mogu smanjiti troškove sirovina potpisivanjem dugoročnih sporazuma o suradnji s industrijskim proizvođačima silicija ili izgradnjom integriranih uzvodnih i nizvodnih proizvodnih kapaciteta. 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 otpada na 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, Sečuan i Yunnan. Međutim, s napretkom politike dvaju ugljika, teško je dobiti veliku količinu jeftinih energetskih resursa. Stoga je smanjenje potrošnje energije radi smanjenja troškova danas izvediviji način smanjenja troškova. Trenutno je učinkovit način smanjenja potrošnje energije za redukciju povećanje broja silicijskih jezgri u redukcijskoj peći, čime se povećava izlaz jedne jedinice. Trenutno su glavne vrste redukcijskih peći u Kini 36 pari šipki, 40 pari šipki i 48 pari šipki. Tip peći je nadograđen na 60 pari šipki i 72 para šipki, ali istovremeno postavlja i veće zahtjeve za razinu proizvodne tehnologije poduzeća.
U usporedbi s poboljšanom Siemensovom metodom, metoda fluidiziranog sloja silana ima tri prednosti: nisku potrošnju energije, visoku učinkovitost izvlačenja kristala, a treća je povoljnija kombinacija s naprednijom CCZ kontinuiranom Czochralskijevom tehnologijom. Prema podacima Odjela za silicijsku industriju, ukupna potrošnja energije metode fluidiziranog sloja silana iznosi 33,33% poboljšane Siemensove metode, a smanjenje potrošnje energije iznosi 10% poboljšane Siemensove metode. Metoda fluidiziranog sloja silana ima značajne prednosti u potrošnji energije. Što se tiče izvlačenja kristala, fizikalna svojstva granuliranog silicija mogu olakšati potpuno punjenje kvarcnog lončića u vezi šipke za izvlačenje monokristalnog silicija. Polikristalni silicij i granulirani silicij mogu povećati kapacitet punjenja lončića jedne peći za 29%, uz smanjenje vremena 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 Czochralskijevu metodu. Trenutno je glavna tehnologija izvlačenja monokristala u srednjem i donjem toku RCZ metoda ponovnog lijevanja monokristala, koja se sastoji u ponovnom uvlačenju i izvlačenju kristala nakon izvlačenja monokristalne silicijske šipke. Izvlačenje se provodi istovremeno, što štedi vrijeme hlađenja monokristalne silicijske šipke, pa je učinkovitost proizvodnje veća. Brzi razvoj CCZ kontinuirane Czochralski metode također će povećati potražnju za granuliranim silicijem. Iako granulirani silicij ima neke nedostatke, kao što su veća količina silicijevog praha nastalog trenjem, velika površina i laka adsorpcija onečišćujućih tvari, te vodik koji se kombinira u vodik tijekom taljenja, što lako uzrokuje preskakanje, prema najnovijim najavama relevantnih poduzeća za granulirani silicij, ovi se problemi poboljšavaju i postignut je određeni napredak.
Proces silana s fluidiziranim slojem je zreo u Europi i Sjedinjenim Državama, a tek je u povojima nakon uvođenja kineskih poduzeća. Već 1980-ih, strani granulirani silicij, koji predstavljaju REC i MEMC, počeo je istraživati proizvodnju granuliranog silicija i ostvario proizvodnju velikih razmjera. Među njima, ukupni proizvodni kapacitet REC-a od granuliranog silicija dosegao je 10.500 tona/godišnje u 2010. godini, a u usporedbi s Siemensovim konkurentima u istom razdoblju, imao je prednost u troškovima od najmanje 2-3 USD/kg. Zbog potreba za izvlačenjem monokristala, proizvodnja granuliranog silicija tvrtke stagnirala je i na kraju prestala s proizvodnjom te se okrenula zajedničkom ulaganju s Kinom kako bi osnovala proizvodno poduzeće za proizvodnju granuliranog silicija.
4. Sirovine: Industrijski silicij je glavna sirovina, a opskrba može zadovoljiti potrebe širenja polisilicija
Industrijski silicij je glavna sirovina za proizvodnju polisilicija. Očekuje se da će kineska industrijska proizvodnja silicija stalno 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, novopovećanaindustrijski proizvodni kapacitet silicijau Kini će biti 890.000 tona, odnosno 1,065 milijuna tona u 2022. i 2023. godini. Pod pretpostavkom da će tvrtke za industrijski silicij i dalje održavati stopu iskorištenosti kapaciteta i operativnu stopu od oko 60% u budućnosti, novopovećani kineskiProizvodni kapacitet u 2022. i 2023. godini donijet će povećanje proizvodnje od 320.000 tona i 383.000 tona. Prema procjenama GFCI-ja,Kineski industrijski proizvodni kapacitet silicija u 22/23/24/25 iznosio 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. U 2021. godini, kineski kapacitet industrijskog silicija iznosit će 5,385 milijuna tona, što odgovara proizvodnji od 3,213 milijuna tona, od čega će se 623 000 tona polisilicija, 898 000 tona i 649 000 tona potrošiti za polisilicij, organski silicij i aluminijske legure. Osim toga, gotovo 780 000 tona proizvodnje koristi se za izvoz. U 2021. godini potrošnja polisilicija, organskog silicija i aluminijskih legura činit će 19%, 28% i 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 niža je od 5%. Stoga smatramo da je količina industrijskog silicija koja se može koristiti za polisilicij u razdoblju 2022.-2025. relativno dovoljna, što može u potpunosti zadovoljiti potrebe proizvodnje polisilicija.
5. Opskrba polisilicijem:Kinazauzima dominantnu poziciju, a proizvodnja se postupno okuplja u vodećim poduzećima
Posljednjih godina globalna proizvodnja polisilicija povećavala se iz godine u godinu, a postupno se povećavala i u Kini. Od 2017. do 2021. godine globalna godišnja proizvodnja polisilicija porasla je s 432 000 tona na 631 000 tona, s najbržim rastom u 2021. godini, sa stopom rasta od 21,11%. Tijekom tog razdoblja globalna proizvodnja polisilicija postupno se koncentrirala u Kini, a udio kineske proizvodnje polisilicija povećao se s 56,02% u 2017. na 80,03% u 2021. godini. Uspoređujući deset najvećih tvrtki u globalnom proizvodnom kapacitetu polisilicija u 2010. i 2021. godini, može se vidjeti da se broj kineskih tvrtki povećao s 4 na 8, a udio proizvodnog kapaciteta nekih američkih i korejskih tvrtki značajno je pao, ispadajući iz top deset timova, kao što su HEMOLOCK, OCI, REC i MEMC; Koncentracija industrije značajno se povećala, a ukupni proizvodni kapacitet deset vodećih tvrtki u industriji povećao se s 57,7% na 90,3%. U 2021. godini pet kineskih tvrtki čini više od 10% proizvodnog kapaciteta, što ukupno čini 65,7%. Tri su glavna razloga za postupni prijenos industrije polisilicija u Kinu. Prvo, kineski proizvođači polisilicija imaju značajne prednosti u pogledu sirovina, električne energije i troškova rada. Plaće radnika niže su od onih u inozemstvu, pa su ukupni troškovi proizvodnje u Kini znatno niži nego u inozemstvu i nastavit će opadati s tehnološkim napretkom; drugo, kvaliteta kineskih polisilicijskih proizvoda stalno se poboljšava, od kojih je većina na razini prve klase solarne klase, a pojedina napredna poduzeća zadovoljavaju zahtjeve za čistoću. Postignuti su napredak u tehnologiji proizvodnje polisilicija više elektroničke kvalitete, postupno uvodeći zamjenu domaćeg polisilicija elektroničke kvalitete uvozom, a vodeća kineska poduzeća aktivno potiču izgradnju projekata polisilicija elektroničke kvalitete. Proizvodnja silicijskih pločica u Kini iznosi više od 95% ukupne globalne proizvodnje, što je postupno povećalo stopu samodostatnosti polisilicija za Kinu, što je do određene mjere suzilo tržište inozemnih poduzeća koja se bave polisilicijem.
Od 2017. do 2021. godine, godišnja proizvodnja polisilicija u Kini će stalno rasti, uglavnom u područjima bogatim energetskim resursima kao što su Xinjiang, Unutarnja Mongolija i Sečuan. U 2021. godini, proizvodnja polisilicija u Kini će se povećati s 392.000 tona na 505.000 tona, što je povećanje od 28,83%. Što se tiče proizvodnog kapaciteta, proizvodni kapacitet polisilicija u Kini općenito je u porastu, ali je 2020. godine opao zbog zatvaranja nekih proizvođača. Osim toga, stopa iskorištenosti kapaciteta kineskih poduzeća za polisilicij kontinuirano raste od 2018. godine, a stopa iskorištenosti kapaciteta u 2021. godini dosegnut će 97,12%. Što se tiče provincija, proizvodnja polisilicija u Kini u 2021. godini uglavnom je koncentrirana u područjima s niskim cijenama električne energije kao što su Xinjiang, Unutarnja Mongolija i Sečuan. Proizvodnja Xinjianga je 270.400 tona, što je više od polovice ukupne proizvodnje u Kini.
Kineska industrija polisilicija karakterizira visok stupanj koncentracije, s vrijednošću CR6 od 77%, a u budućnosti će postojati daljnji uzlazni trend. Proizvodnja polisilicija je industrija s visokim kapitalom i visokim tehničkim preprekama. Ciklus izgradnje i proizvodnje projekta obično traje dvije godine ili više. Novim proizvođačima je teško ući u industriju. Sudeći prema poznatom planiranom širenju i novim projektima u sljedeće tri godine, oligopolistički proizvođači u industriji nastavit će širiti svoje proizvodne kapacitete zahvaljujući vlastitoj tehnologiji i prednostima razmjera, a njihov monopolistički položaj nastavit će rasti.
Procjenjuje se da će kineska ponuda polisilicija dovesti do velikog rasta od 2022. do 2025. godine, a proizvodnja polisilicija dosegnut će 1,194 milijuna tona u 2025. godini, što će potaknuti širenje globalne proizvodnje polisilicija. U 2021. godini, s naglim porastom cijene polisilicija u Kini, veliki proizvođači uložili su u izgradnju novih proizvodnih linija i istovremeno privukli nove proizvođače da se pridruže industriji. Budući da će projekti polisilicija trajati najmanje godinu i pol do dvije od izgradnje do proizvodnje, nova izgradnja bit će dovršena 2021. godine. Proizvodni kapaciteti općenito se puštaju u proizvodnju u drugoj polovici 2022. i 2023. godine. To je vrlo u skladu s novim projektnim planovima koje su trenutno najavili veliki proizvođači. Novi proizvodni kapaciteti u razdoblju 2022.-2025. uglavnom su koncentrirani 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. Sniženje, odnosno stopa rasta proizvodnih kapaciteta postupno će se smanjivati. Osim toga, stopa iskorištenosti kapaciteta poduzeća koja se bave polisilicijem ostala je na visokoj razini u posljednje dvije godine, ali trebat će vremena da se proizvodni kapaciteti novih projekata povećaju, a novim sudionicima će trebati proces da savladaju relevantnu tehnologiju pripreme. Stoga će stopa iskorištenosti kapaciteta novih projekata s polisilicijem u sljedećih nekoliko godina biti niska. Iz toga se može predvidjeti proizvodnja polisilicija u razdoblju 2022.-2025., a očekuje se da će proizvodnja polisilicija u 2025. iznositi oko 1,194 milijuna tona.
Koncentracija proizvodnih kapaciteta u inozemstvu je relativno visoka, a stopa i brzina povećanja proizvodnje u sljedeće tri godine neće biti tako visoke kao u Kini. Proizvodni kapaciteti polisilicija u inozemstvu uglavnom su koncentrirani u četiri vodeće tvrtke, a ostatak su uglavnom mali proizvodni kapaciteti. Što se tiče proizvodnih kapaciteta, Wacker Chem zauzima polovicu proizvodnih kapaciteta polisilicija u inozemstvu. Njegove tvornice u Njemačkoj i Sjedinjenim Državama imaju proizvodne kapacitete od 60.000 tona, odnosno 20.000 tona. Naglo širenje globalnih proizvodnih kapaciteta polisilicija u 2022. i kasnije moglo bi dovesti do... Zabrinuta zbog prekomjerne ponude, tvrtka je još uvijek u stanju čekanja i nije planirala dodavanje novih proizvodnih kapaciteta. Južnokorejski polisilicijski div OCI postupno premješta svoju proizvodnu liniju polisilicija solarne kvalitete u Maleziju, a zadržava originalnu proizvodnu liniju polisilicija elektroničke kvalitete u Kini, koja bi trebala dosegnuti 5000 tona u 2022. godini. Proizvodni kapacitet OCI-ja u Maleziji dosegnut će 27 000 tona, odnosno 30 000 tona u 2020. i 2021. godini, postižući niske troškove potrošnje energije i izbjegavajući visoke kineske carine na polisilicij u Sjedinjenim Državama i Južnoj Koreji. Tvrtka planira proizvoditi 95 000 tona, ali datum početka nije jasan. Očekuje se da će se u sljedeće četiri godine povećati na 5000 tona godišnje. Norveška tvrtka REC ima dvije proizvodne baze u saveznim državama Washington i Montani u SAD-u, s godišnjim proizvodnim kapacitetom od 18 000 tona polisilicija solarne kvalitete i 2000 tona polisilicija elektroničke kvalitete. REC, koji je bio u dubokim financijskim poteškoćama, odlučio je obustaviti proizvodnju, a zatim, potaknut naglim porastom cijena polisilicija 2021. godine, tvrtka je odlučila ponovno pokrenuti proizvodnju od 18.000 tona projekata u državi Washington i 2.000 tona u Montani do kraja 2023. godine, te može dovršiti povećanje proizvodnih kapaciteta 2024. godine. Hemlock je najveći proizvođač polisilicija u Sjedinjenim Državama, specijaliziran za visokočisti polisilicij elektroničke kvalitete. Visokotehnološke barijere u 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, 2021. godine novi proizvodni kapacitet tvrtki osim gore navedene četiri tvrtke bit će 5.000 tona. Zbog nerazumijevanja proizvodnih planova svih tvrtki, ovdje se pretpostavlja da će novi proizvodni kapacitet biti 5.000 tona godišnje od 2022. do 2025. godine.
Prema inozemnim proizvodnim kapacitetima, procjenjuje se da će inozemna proizvodnja polisilicija u 2025. godini iznositi oko 176.000 tona, pod pretpostavkom da stopa iskorištenosti inozemnih proizvodnih kapaciteta polisilicija ostane nepromijenjena. Nakon što je cijena polisilicija naglo porasla u 2021. godini, kineske tvrtke povećale su proizvodnju i proširile proizvodnju. Nasuprot tome, inozemne tvrtke opreznije su 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. Sa strane troškova, potrošnja energije je najveća komponenta troškova polisilicija, pa je cijena električne energije vrlo važna, a Xinjiang, Unutarnja Mongolija, Sečuan i druge regije imaju očite prednosti. Sa strane potražnje, kao izravni nizvodni lanac 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 polisilicija solarne kvalitete iz Sjedinjenih Država i Južne Koreje, što je uvelike smanjilo potrošnju polisilicija iz Sjedinjenih Država i Južne Koreje. Budite oprezni pri izgradnji novih projekata; osim toga, posljednjih godina kineska prekomorska poduzeća za polisilicij sporo su se razvijala zbog utjecaja carina, a neke proizvodne linije su smanjene ili čak zatvorene, a njihov udio u globalnoj proizvodnji smanjuje se iz godine u godinu, tako da neće biti usporedive s porastom cijena polisilicija u 2021. godini zbog visokih profita kineske tvrtke, financijski uvjeti nisu dovoljni za podršku brzom i velikom širenju proizvodnih kapaciteta.
Na temelju odgovarajućih prognoza proizvodnje polisilicija u Kini i inozemstvu od 2022. do 2025. godine, može se sažeti predviđena vrijednost globalne proizvodnje polisilicija. Procjenjuje se da će globalna proizvodnja polisilicija u 2025. godini dosegnuti 1,371 milijuna tona. Prema predviđenoj vrijednosti proizvodnje polisilicija, može se okvirno dobiti kineski udio u globalnoj proizvodnji. Očekuje se da će se kineski udio postupno širiti od 2022. do 2025. godine i da će 2025. godine premašiti 87%.
6, Sažetak i izgledi
Polisilicij se nalazi nizvodno od industrijskog silicija i uzvodno od cijelog lanca fotonaponske i poluvodičke industrije, te je njegov status vrlo važan. Lanac fotonaponske industrije općenito je polisilicij-silicijska pločica-ćelija-modul-fotonaponski instalirani kapacitet, a lanac poluvodičke industrije općenito je polisilicij-monokristalna silicijska pločica-silicijska pločica-čip. Različite upotrebe imaju različite zahtjeve za čistoću polisilicija. Fotonaponska industrija uglavnom koristi polisilicij solarne kvalitete, a poluvodička industrija 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 diljem svijeta bila poboljšana Siemensova metoda. Posljednjih godina neke tvrtke aktivno su istraživale jeftiniju metodu fluidiziranog sloja silana, što bi moglo utjecati na obrazac proizvodnje. Polisilicij u obliku šipke proizveden modificiranom Siemensovom 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 kineske tvrtke ostvarile su masovnu proizvodnju granuliranog silicija i tehnologiju korištenja granuliranog silicija za izvlačenje polisilicija, ali to nije široko promovirano. Može li granulirani silicij u budućnosti zamijeniti prethodni ovisi o tome hoće li prednost troškova pokriti nedostatak kvalitete, učinak naknadnih 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. godine, globalna godišnja proizvodnja polisilicija povećat će se s 432 000 tona na 631 000 tona, s najbržim rastom u 2021. godini. Tijekom tog razdoblja, globalna proizvodnja polisilicija postupno se sve više koncentrirala u Kini, a udio Kine u proizvodnji polisilicija povećao se s 56,02% u 2017. na 80,03% u 2021. godini. Od 2022. do 2025. godine, opskrba polisilicijem dovest će do velikog rasta. Procjenjuje se da će proizvodnja polisilicija u Kini u 2025. godini iznositi 1,194 milijuna tona, a inozemna proizvodnja doseći će 176 000 tona. Stoga će globalna proizvodnja polisilicija u 2025. godini iznositi oko 1,37 milijuna tona.
(Ovaj članak je samo za referencu korisnika UrbanMinesa i ne predstavlja nikakav investicijski savjet)