1. Rantai industri polisilikon: Proses produksinya rumit, dan hilirnya berfokus pada semikonduktor fotovoltaik
Polisilikon terutama diproduksi dari silikon industri, klorin, dan hidrogen, dan terletak di hulu rantai industri fotovoltaik dan semikonduktor. Menurut data CPIA, metode produksi polisilikon yang umum digunakan di dunia saat ini adalah metode Siemens yang dimodifikasi, kecuali China, lebih dari 95% polisilikon diproduksi dengan metode Siemens yang dimodifikasi. Dalam proses pembuatan polisilikon dengan metode Siemens yang ditingkatkan, pertama-tama, gas klor digabungkan dengan gas hidrogen untuk menghasilkan hidrogen klorida, dan kemudian bereaksi dengan bubuk silikon setelah penghancuran dan penggilingan silikon industri untuk menghasilkan triklorosilan, yang selanjutnya direduksi sebesar gas hidrogen untuk menghasilkan polisilikon. Silikon polikristalin dapat dicairkan dan didinginkan untuk membuat ingot silikon polikristalin, dan silikon monokristalin juga dapat diproduksi dengan peleburan Czochralski atau zona. Dibandingkan dengan silikon polikristalin, silikon kristal tunggal tersusun dari butiran kristal dengan orientasi kristal yang sama, sehingga memiliki konduktivitas listrik dan efisiensi konversi yang lebih baik. Ingot silikon polikristalin dan batang silikon monokristalin dapat dipotong lebih lanjut dan diproses menjadi wafer dan sel silikon, yang kemudian menjadi bagian penting modul fotovoltaik dan digunakan dalam bidang fotovoltaik. Selain itu, wafer silikon kristal tunggal juga dapat dibentuk menjadi wafer silikon melalui proses penggilingan, pemolesan, epitaksi, pembersihan, dan proses lainnya yang berulang-ulang, yang dapat digunakan sebagai bahan substrat untuk perangkat elektronik semikonduktor.
Kandungan pengotor polisilikon sangat diperlukan, dan industri ini memiliki karakteristik investasi modal yang tinggi dan hambatan teknis yang tinggi. Karena kemurnian polisilikon akan sangat mempengaruhi proses menggambar silikon kristal tunggal, persyaratan kemurniannya sangat ketat. Kemurnian minimum polisilikon adalah 99,9999%, dan kemurnian tertinggi mendekati 100%. Selain itu, standar nasional Tiongkok mengedepankan persyaratan yang jelas untuk kandungan pengotor, dan berdasarkan hal tersebut, polisilikon dibagi menjadi kelas I, II, dan III, yang mana kandungan boron, fosfor, oksigen, dan karbon menjadi indeks referensi penting. "Kondisi Akses Industri Polisilikon" menetapkan bahwa perusahaan harus memiliki sistem pemeriksaan dan manajemen kualitas yang baik, dan standar produk secara ketat mematuhi standar nasional; selain itu, kondisi akses juga memerlukan skala dan konsumsi energi dari perusahaan produksi polisilikon, seperti polisilikon kelas surya, polisilikon kelas elektronik. Skala proyek masing-masing lebih besar dari 3000 ton/tahun dan 1000 ton/tahun, dan rasio modal minimum dalam investasi proyek konstruksi baru dan rekonstruksi dan perluasan tidak boleh kurang dari 30%, sehingga polisilikon adalah industri padat modal. Menurut statistik CPIA, biaya investasi peralatan lini produksi polisilikon seberat 10.000 ton yang dioperasikan pada tahun 2021 telah sedikit meningkat menjadi 103 juta yuan/kt. Penyebabnya adalah kenaikan harga bahan logam curah. Diperkirakan biaya investasi di masa depan akan meningkat seiring dengan kemajuan teknologi peralatan produksi dan penurunan monomer seiring dengan bertambahnya ukuran. Menurut peraturan, konsumsi daya polisilikon untuk pengurangan Czochralski tingkat surya dan tingkat elektronik masing-masing harus kurang dari 60 kWh/kg dan 100 kWh/kg, dan persyaratan untuk indikator konsumsi energi relatif ketat. Produksi polisilikon cenderung dimiliki oleh industri kimia. Proses produksinya relatif rumit, dan ambang batas untuk rute teknis, pemilihan peralatan, commissioning, dan pengoperasiannya tinggi. Proses produksinya melibatkan banyak reaksi kimia yang kompleks, dan jumlah node kontrol lebih dari 1.000. Sulit bagi pendatang baru untuk dengan cepat menguasai keahlian yang matang. Oleh karena itu, terdapat hambatan modal dan teknis yang tinggi dalam industri produksi polisilikon, yang juga mendorong produsen polisilikon untuk melakukan optimalisasi teknis yang ketat pada aliran proses, pengemasan, dan proses transportasi.
2. Klasifikasi polisilikon: kemurnian menentukan penggunaan, dan tingkat surya menempati urutan utama
Silikon polikristalin, suatu bentuk unsur silikon, terdiri dari butiran kristal dengan orientasi kristal berbeda, dan terutama dimurnikan melalui pemrosesan silikon industri. Penampilan polisilikon adalah kilau logam abu-abu, dan titik leleh sekitar 1410℃. Ia tidak aktif pada suhu kamar dan lebih aktif dalam keadaan cair. Polisilikon memiliki sifat semikonduktor dan merupakan bahan semikonduktor yang sangat penting dan sangat baik, namun sejumlah kecil pengotor dapat sangat mempengaruhi konduktivitasnya. Ada banyak metode klasifikasi polisilikon. Selain klasifikasi yang disebutkan di atas menurut standar nasional Tiongkok, tiga metode klasifikasi penting lainnya diperkenalkan di sini. Menurut persyaratan kemurnian dan kegunaan yang berbeda, polisilikon dapat dibagi menjadi polisilikon tingkat surya dan polisilikon tingkat elektronik. Polisilikon tingkat surya terutama digunakan dalam produksi sel fotovoltaik, sedangkan polisilikon tingkat elektronik banyak digunakan dalam industri sirkuit terpadu sebagai bahan baku chip dan produksi lainnya. Kemurnian polisilikon tingkat surya adalah 6~8N, artinya, kandungan pengotor total harus lebih rendah dari 10 -6, dan kemurnian polisilikon harus mencapai 99,9999% atau lebih. Persyaratan kemurnian polisilikon tingkat elektronik lebih ketat, dengan minimum 9N dan arus maksimum 12N. Produksi polisilikon tingkat elektronik relatif sulit. Hanya sedikit perusahaan Tiongkok yang menguasai teknologi produksi polisilikon tingkat elektronik, dan mereka masih relatif bergantung pada impor. Saat ini, keluaran polisilikon tingkat surya jauh lebih besar dibandingkan polisilikon tingkat elektronik, dan polisilikon tingkat elektronik sekitar 13,8 kali lipat dari polisilikon tingkat elektronik.
Menurut perbedaan jenis pengotor doping dan konduktivitas bahan silikon, bahan silikon dapat dibagi menjadi tipe P dan tipe N. Ketika silikon diolah dengan unsur pengotor akseptor, seperti boron, aluminium, galium, dll., silikon didominasi oleh konduksi lubang dan merupakan tipe P. Ketika silikon didoping dengan unsur pengotor donor, seperti fosfor, arsenik, antimon, dll., silikon didominasi oleh konduksi elektron dan merupakan tipe-N. Baterai tipe P terutama mencakup baterai BSF dan baterai PERC. Pada tahun 2021, baterai PERC akan menguasai lebih dari 91% pasar global, dan baterai BSF akan dihilangkan. Selama periode ketika PERC menggantikan BSF, efisiensi konversi sel tipe P telah meningkat dari kurang dari 20% menjadi lebih dari 23%, yang mendekati batas atas teoritis sebesar 24,5%, sedangkan batas atas teoritis N- tipe sel adalah 28,7%, dan sel tipe N memiliki efisiensi konversi yang tinggi. Karena keunggulan rasio bifasial yang tinggi dan koefisien suhu yang rendah, perusahaan telah mulai mengerahkan jalur produksi massal untuk baterai tipe N. Menurut perkiraan CPIA, proporsi baterai tipe N akan meningkat secara signifikan dari 3% menjadi 13,4% pada tahun 2022. Diharapkan dalam lima tahun ke depan, iterasi baterai tipe N ke baterai tipe P akan dimulai. Menurut kualitas permukaan yang berbeda, dapat dibagi menjadi material padat, material kembang kol dan material koral. Permukaan bahan padat memiliki tingkat kecekungan paling rendah, kurang dari 5 mm, tidak ada kelainan warna, tidak ada lapisan oksidasi, dan harga tertinggi; permukaan bahan kembang kol memiliki tingkat kecekungan sedang, 5-20 mm, penampang sedang, dan harga menengah; sedangkan permukaan material koral mempunyai cekungan yang lebih serius, kedalamannya lebih dari 20mm, bagiannya gembur, dan harganya paling murah. Bahan padat terutama digunakan untuk menggambar silikon monokristalin, sedangkan bahan kembang kol dan bahan karang terutama digunakan untuk membuat wafer silikon polikristalin. Dalam produksi sehari-hari perusahaan, bahan padat dapat diolah dengan tidak kurang dari 30% bahan kembang kol untuk menghasilkan silikon monokristalin. Biaya bahan baku dapat dihemat, namun penggunaan bahan kembang kol akan mengurangi efisiensi penarikan kristal sampai batas tertentu. Perusahaan perlu memilih rasio doping yang tepat setelah mempertimbangkan keduanya. Saat ini, perbedaan harga antara bahan padat dan bahan kembang kol pada dasarnya stabil pada 3 RMB /kg. Jika perbedaan harga semakin melebar, perusahaan dapat mempertimbangkan untuk menambahkan lebih banyak bahan kembang kol ke dalam penarik silikon monokristalin.
3. Proses: Metode Siemens menjadi arus utama, dan konsumsi daya menjadi kunci perubahan teknologi
Proses produksi polisilikon secara kasar dibagi menjadi dua langkah. Pada langkah pertama, bubuk silikon industri direaksikan dengan hidrogen klorida anhidrat untuk memperoleh triklorosilan dan hidrogen. Setelah distilasi dan pemurnian berulang kali, gas triklorosilan, diklorodihidrosilikon dan Silana; langkah kedua adalah mereduksi gas dengan kemurnian tinggi yang disebutkan di atas menjadi silikon kristal, dan langkah reduksinya berbeda dalam metode Siemens yang dimodifikasi dan metode unggun terfluidisasi silan. Metode Siemens yang ditingkatkan memiliki teknologi produksi yang matang dan kualitas produk yang tinggi, dan saat ini merupakan teknologi produksi yang paling banyak digunakan. Metode produksi tradisional Siemens adalah dengan menggunakan klorin dan hidrogen untuk mensintesis hidrogen klorida anhidrat, hidrogen klorida, dan bubuk silikon industri untuk mensintesis triklorosilan pada suhu tertentu, dan kemudian memisahkan, memperbaiki, dan memurnikan triklorosilan. Silikon mengalami reaksi reduksi termal dalam tungku reduksi hidrogen untuk memperoleh unsur silikon yang disimpan pada inti silikon. Atas dasar ini, proses Siemens yang ditingkatkan juga dilengkapi dengan proses pendukung untuk mendaur ulang sejumlah besar produk sampingan seperti hidrogen, hidrogen klorida, dan silikon tetraklorida yang dihasilkan dalam proses produksi, terutama termasuk pemulihan gas buang reduksi dan penggunaan kembali silikon tetraklorida. teknologi. Hidrogen, hidrogen klorida, triklorosilan, dan silikon tetraklorida dalam gas buang dipisahkan dengan pemulihan kering. Hidrogen dan hidrogen klorida dapat digunakan kembali untuk sintesis dan pemurnian dengan triklorosilan, dan triklorosilan langsung didaur ulang menjadi reduksi termal. Pemurnian dilakukan di tungku, dan silikon tetraklorida dihidrogenasi untuk menghasilkan triklorosilan, yang dapat digunakan untuk pemurnian. Langkah ini juga disebut perlakuan hidrogenasi dingin. Dengan mewujudkan produksi sirkuit tertutup, perusahaan dapat mengurangi konsumsi bahan baku dan listrik secara signifikan, sehingga secara efektif menghemat biaya produksi.
Biaya produksi polisilikon menggunakan metode Siemens yang ditingkatkan di Tiongkok mencakup bahan mentah, konsumsi energi, depresiasi, biaya pemrosesan, dll. Kemajuan teknologi dalam industri ini telah menurunkan biaya secara signifikan. Bahan bakunya terutama mengacu pada silikon industri dan triklorosilan, konsumsi energinya meliputi listrik dan uap, dan biaya pemrosesan mengacu pada biaya pemeriksaan dan perbaikan peralatan produksi. Menurut statistik Baichuan Yingfu tentang biaya produksi polisilikon pada awal Juni 2022, bahan mentah adalah item biaya tertinggi, menyumbang 41% dari total biaya, di mana silikon industri adalah sumber utama silikon. Konsumsi unit silikon yang umum digunakan di industri mewakili jumlah silikon yang dikonsumsi per unit produk silikon dengan kemurnian tinggi. Metode perhitungannya adalah dengan mengubah semua bahan yang mengandung silikon seperti bubuk silikon industri yang dialihdayakan dan triklorosilan menjadi silikon murni, dan kemudian mengurangi klorosilan yang dialihdayakan sesuai dengan jumlah silikon murni yang dikonversi dari rasio kandungan silikon. Berdasarkan data CPIA, tingkat konsumsi silikon akan turun 0,01 kg/kg-Si menjadi 1,09 kg/kg-Si pada tahun 2021. Diharapkan dengan perbaikan perlakuan hidrogenasi dingin dan daur ulang produk samping, diharapkan dapat meningkatkan turun menjadi 1,07 kg/kg pada tahun 2030. kg-Si. Menurut statistik yang tidak lengkap, konsumsi silikon dari lima perusahaan Tiongkok teratas di industri polisilikon lebih rendah dari rata-rata industri. Diketahui bahwa dua diantaranya akan mengkonsumsi masing-masing 1,08 kg/kg-Si dan 1,05 kg/kg-Si pada tahun 2021. Proporsi tertinggi kedua adalah konsumsi energi, yang menyumbang 32% dari total konsumsi, dimana listrik menyumbang 30% dari total konsumsi. total biaya, menunjukkan bahwa harga dan efisiensi listrik masih menjadi faktor penting dalam produksi polisilikon. Dua indikator utama untuk mengukur efisiensi daya adalah konsumsi daya secara komprehensif dan pengurangan konsumsi daya. Pengurangan konsumsi daya mengacu pada proses reduksi triklorosilan dan hidrogen untuk menghasilkan bahan silikon dengan kemurnian tinggi. Konsumsi daya mencakup pemanasan awal dan pengendapan inti silikon. , pelestarian panas, ventilasi ujung dan konsumsi daya proses lainnya. Pada tahun 2021, dengan kemajuan teknologi dan pemanfaatan energi yang komprehensif, rata-rata konsumsi daya komprehensif produksi polisilikon akan turun sebesar 5,3% tahun-ke-tahun menjadi 63kWh/kg-Si, dan rata-rata pengurangan konsumsi daya akan turun sebesar 6,1% tahun- per tahun menjadi 46kWh/kg-Si, yang diperkirakan akan semakin menurun di masa depan. . Selain itu, penyusutan juga merupakan item biaya yang penting, yaitu sebesar 17%. Perlu dicatat bahwa, menurut data Baichuan Yingfu, total biaya produksi polisilikon pada awal Juni 2022 adalah sekitar 55.816 yuan/ton, harga rata-rata polisilikon di pasar sekitar 260.000 yuan/ton, dan margin laba kotor adalah setinggi 70% atau lebih, sehingga menarik sejumlah besar Perusahaan berinvestasi dalam pembangunan kapasitas produksi polisilikon.
Ada dua cara bagi produsen polisilikon untuk mengurangi biaya, yang pertama adalah dengan mengurangi biaya bahan baku, dan yang lainnya adalah dengan mengurangi konsumsi daya. Dalam hal bahan baku, produsen dapat menekan biaya bahan baku dengan menandatangani perjanjian kerja sama jangka panjang dengan produsen silikon industri, atau membangun kapasitas produksi hulu dan hilir yang terintegrasi. Misalnya, pabrik produksi polisilikon pada dasarnya bergantung pada pasokan silikon industri mereka sendiri. Dalam hal konsumsi listrik, produsen dapat menurunkan biaya listrik melalui harga listrik yang rendah dan peningkatan konsumsi energi yang komprehensif. Sekitar 70% dari konsumsi listrik komprehensif adalah pengurangan konsumsi listrik, dan pengurangan juga merupakan faktor utama dalam produksi silikon kristal dengan kemurnian tinggi. Oleh karena itu, sebagian besar kapasitas produksi polisilikon di Tiongkok terkonsentrasi di wilayah dengan harga listrik rendah seperti Xinjiang, Mongolia Dalam, Sichuan, dan Yunnan. Namun, dengan kemajuan kebijakan dua karbon, sulit untuk memperoleh sumber daya listrik berbiaya rendah dalam jumlah besar. Oleh karena itu, mengurangi konsumsi daya untuk pengurangan biaya merupakan pengurangan biaya yang lebih layak saat ini. Jalan. Saat ini, cara efektif untuk mengurangi konsumsi daya reduksi adalah dengan meningkatkan jumlah inti silikon dalam tungku reduksi, sehingga memperluas output satu unit. Saat ini, jenis tungku reduksi yang umum di Tiongkok adalah 36 pasang batang, 40 pasang batang, dan 48 pasang batang. Jenis tungku ditingkatkan menjadi 60 pasang batang dan 72 pasang batang, namun pada saat yang sama, juga mengedepankan persyaratan yang lebih tinggi untuk tingkat teknologi produksi perusahaan.
Dibandingkan dengan metode Siemens yang ditingkatkan, metode unggun terfluidisasi silan memiliki tiga keunggulan, yang pertama adalah konsumsi daya yang rendah, yang lainnya adalah keluaran penarikan kristal yang tinggi, dan yang ketiga adalah lebih disukai untuk digabungkan dengan teknologi Czochralski kontinu CCZ yang lebih canggih. Menurut data Cabang Industri Silikon, konsumsi daya komprehensif metode silan fluidized bed adalah 33,33% dari metode Siemens yang ditingkatkan, dan pengurangan konsumsi daya adalah 10% dari metode Siemens yang ditingkatkan. Metode fluidized bed silan mempunyai keuntungan konsumsi energi yang signifikan. Dalam hal penarik kristal, sifat fisik silikon granular dapat mempermudah pengisian penuh wadah kuarsa dalam tautan batang penarik silikon kristal tunggal. Silikon polikristalin dan silikon granular dapat meningkatkan kapasitas pengisian wadah tungku tunggal sebesar 29%, sekaligus mengurangi waktu pengisian sebesar 41%, yang secara signifikan meningkatkan efisiensi penarikan silikon kristal tunggal. Selain itu, silikon granular memiliki diameter kecil dan fluiditas yang baik, sehingga lebih cocok untuk metode Czochralski kontinu CCZ. Saat ini, teknologi utama penarikan kristal tunggal di tingkat menengah dan bawah adalah metode pengecoran ulang kristal tunggal RCZ, yaitu memberi makan kembali dan menarik kristal setelah batang silikon kristal tunggal ditarik. Penarikan dilakukan pada waktu yang sama, yang menghemat waktu pendinginan batang silikon kristal tunggal, sehingga efisiensi produksi lebih tinggi. Perkembangan pesat metode Czochralski berkelanjutan CCZ juga akan meningkatkan permintaan silikon granular. Meskipun silikon granular memiliki beberapa kelemahan, seperti lebih banyak bubuk silikon yang dihasilkan oleh gesekan, luas permukaan yang besar dan mudahnya adsorpsi polutan, dan hidrogen digabungkan menjadi hidrogen selama peleburan, yang mudah menyebabkan lompatan, namun menurut pengumuman terbaru dari silikon granular yang relevan perusahaan, masalah-masalah ini sedang diperbaiki dan Beberapa kemajuan telah dicapai.
Proses fluidized bed silan sudah matang di Eropa dan Amerika Serikat, dan masih dalam masa pertumbuhan setelah diperkenalkannya perusahaan Cina. Pada awal tahun 1980-an, silikon granular asing yang diwakili oleh REC dan MEMC mulai menjajaki produksi silikon granular dan merealisasikan produksi skala besar. Diantaranya, total kapasitas produksi silikon granular REC mencapai 10.500 ton/tahun pada tahun 2010, dan dibandingkan dengan rekan-rekan Siemens pada periode yang sama, REC memiliki keunggulan biaya setidaknya US$2-3/kg. Karena kebutuhan penarikan kristal tunggal, produksi silikon granular perusahaan mengalami stagnasi dan akhirnya menghentikan produksi, dan beralih ke usaha patungan dengan China untuk mendirikan perusahaan produksi yang terlibat dalam produksi silikon granular.
4. Bahan baku: Silikon industri merupakan bahan baku inti, dan pasokannya dapat memenuhi kebutuhan perluasan polisilikon
Silikon industri adalah bahan baku inti untuk produksi polisilikon. Produksi silikon industri Tiongkok diperkirakan akan tumbuh terus-menerus dari tahun 2022 hingga 2025. Dari tahun 2010 hingga 2021, produksi silikon industri Tiongkok berada dalam tahap ekspansi, dengan tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata kapasitas produksi dan output masing-masing mencapai 7,4% dan 8,6%. . Menurut data SMM, baru meningkatkapasitas produksi silikon industridi China akan menjadi 890.000 ton dan 1,065 juta ton pada tahun 2022 dan 2023. Dengan asumsi bahwa perusahaan silikon industri masih akan mempertahankan tingkat pemanfaatan kapasitas dan tingkat operasi sekitar 60% di masa depan, Tiongkok baru meningkatkankapasitas produksi pada tahun 2022 dan 2023 akan menghasilkan peningkatan output sebesar 320.000 ton dan 383.000 ton. Menurut perkiraan GFCI,Kapasitas produksi silikon industri Tiongkok pada 23/22/24/25 adalah sekitar 5,90/697/6,71/6,5 juta ton, setara dengan 3,55/391/4,18/4,38 juta ton.
Laju pertumbuhan dua wilayah hilir silikon industri yang ditumpangkan relatif lambat, dan produksi silikon industri Tiongkok pada dasarnya dapat memenuhi produksi polisilikon. Pada tahun 2021, kapasitas produksi silikon industri Tiongkok akan mencapai 5,385 juta ton, setara dengan output sebesar 3,213 juta ton, dimana polisilikon, silikon organik, dan paduan aluminium masing-masing akan mengonsumsi 623.000 ton, 898.000 ton, dan 649.000 ton. Selain itu, hampir 780.000 ton hasil digunakan untuk Ekspor. Pada tahun 2021, konsumsi polisilikon, silikon organik, dan paduan aluminium masing-masing akan mencapai 19%, 28%, dan 20% silikon industri. Dari tahun 2022 hingga 2025, tingkat pertumbuhan produksi silikon organik diperkirakan akan tetap sekitar 10%, dan tingkat pertumbuhan produksi paduan aluminium lebih rendah dari 5%. Oleh karena itu, kami yakin jumlah silikon industri yang dapat digunakan untuk polisilikon pada tahun 2022-2025 relatif mencukupi sehingga dapat memenuhi kebutuhan polisilikon sepenuhnya. kebutuhan produksi.
5. Pasokan polisilikon:Cinamenempati posisi dominan, dan produksi secara bertahap dikumpulkan ke perusahaan-perusahaan terkemuka
Dalam beberapa tahun terakhir, produksi polisilikon global meningkat dari tahun ke tahun, dan secara bertahap berkumpul di Tiongkok. Dari tahun 2017 hingga 2021, produksi polisilikon tahunan global telah meningkat dari 432,000 ton menjadi 631,000 ton, dengan pertumbuhan tercepat pada tahun 2021, dengan tingkat pertumbuhan sebesar 21,11%. Selama periode ini, produksi polisilikon global secara bertahap terkonsentrasi di Tiongkok, dan proporsi produksi polisilikon Tiongkok meningkat dari 56,02% pada tahun 2017 menjadi 80,03% pada tahun 2021. Membandingkan sepuluh perusahaan teratas dalam kapasitas produksi polisilikon global pada tahun 2010 dan 2021, dapat disimpulkan bahwa menemukan bahwa jumlah perusahaan Tiongkok telah meningkat dari 4 menjadi 8, dan proporsi kapasitas produksi beberapa perusahaan Amerika dan Korea telah menurun secara signifikan, tidak termasuk dalam sepuluh tim teratas, seperti HEMOLOCK, OCI, REC dan MEMC; konsentrasi industri telah meningkat secara signifikan, dan total kapasitas produksi sepuluh perusahaan teratas di industri ini telah meningkat dari 57,7% menjadi 90,3%. Pada tahun 2021, terdapat lima perusahaan Tiongkok yang menguasai lebih dari 10% kapasitas produksi, dengan total 65,7%. . Ada tiga alasan utama perpindahan industri polisilikon secara bertahap ke Tiongkok. Pertama, produsen polisilikon Tiongkok memiliki keunggulan signifikan dalam hal bahan baku, listrik, dan biaya tenaga kerja. Upah pekerja lebih rendah dibandingkan di luar negeri, sehingga biaya produksi secara keseluruhan di Tiongkok jauh lebih rendah dibandingkan di luar negeri, dan akan terus menurun seiring dengan kemajuan teknologi; kedua, kualitas produk polisilikon Tiongkok terus meningkat, sebagian besar berada pada tingkat kelas satu tingkat surya, dan masing-masing perusahaan maju berada dalam persyaratan kemurnian. Terobosan telah dibuat dalam teknologi produksi polisilikon tingkat elektronik yang lebih tinggi, secara bertahap mengantarkan substitusi polisilikon tingkat elektronik dalam negeri dengan impor, dan perusahaan-perusahaan terkemuka Tiongkok secara aktif mempromosikan pembangunan proyek polisilikon tingkat elektronik. Hasil produksi wafer silikon di Tiongkok lebih dari 95% dari total keluaran produksi global, yang secara bertahap meningkatkan tingkat swasembada polisilikon di Tiongkok, yang telah menekan pasar perusahaan polisilikon luar negeri sampai batas tertentu.
Dari tahun 2017 hingga 2021, produksi tahunan polisilikon di Tiongkok akan terus meningkat, terutama di wilayah yang kaya akan sumber daya listrik seperti Xinjiang, Mongolia Dalam, dan Sichuan. Pada tahun 2021, produksi polisilikon China meningkat dari 392.000 ton menjadi 505.000 ton atau meningkat sebesar 28,83%. Dari segi kapasitas produksi, kapasitas produksi polisilikon China secara umum berada dalam tren meningkat, namun mengalami penurunan pada tahun 2020 akibat penutupan beberapa produsen. Selain itu, tingkat pemanfaatan kapasitas perusahaan polisilikon Tiongkok terus meningkat sejak tahun 2018, dan tingkat pemanfaatan kapasitas pada tahun 2021 akan mencapai 97,12%. Dari segi provinsi, produksi polisilikon Tiongkok pada tahun 2021 sebagian besar terkonsentrasi di wilayah dengan harga listrik rendah seperti Xinjiang, Mongolia Dalam, dan Sichuan. Produksi Xinjiang adalah 270.400 ton, lebih dari setengah total produksi di Tiongkok.
Industri polisilikon Tiongkok dicirikan oleh tingkat konsentrasi yang tinggi, dengan nilai CR6 sebesar 77%, dan akan ada tren peningkatan lebih lanjut di masa depan. Produksi polisilikon merupakan industri dengan modal tinggi dan hambatan teknis yang tinggi. Siklus konstruksi dan produksi proyek biasanya dua tahun atau lebih. Sulit bagi produsen baru untuk memasuki industri ini. Dilihat dari rencana ekspansi dan proyek baru yang diketahui dalam tiga tahun ke depan, produsen oligopolistik di industri akan terus memperluas kapasitas produksi mereka berdasarkan keunggulan teknologi dan skala mereka sendiri, dan posisi monopoli mereka akan terus meningkat.
Diperkirakan pasokan polisilikon Tiongkok akan mendorong pertumbuhan skala besar dari tahun 2022 hingga 2025, dan produksi polisilikon akan mencapai 1,194 juta ton pada tahun 2025, yang mendorong perluasan skala produksi polisilikon global. Pada tahun 2021, dengan kenaikan tajam harga polisilikon di Tiongkok, produsen besar telah berinvestasi dalam pembangunan jalur produksi baru, dan pada saat yang sama menarik produsen baru untuk bergabung dalam industri ini. Karena proyek polisilikon akan memakan waktu setidaknya satu setengah hingga dua tahun dari konstruksi hingga produksi, konstruksi baru akan selesai pada tahun 2021. Kapasitas produksi tersebut umumnya mulai berproduksi pada paruh kedua tahun 2022 dan 2023. Hal ini sangat sesuai dengan rencana proyek baru yang diumumkan oleh pabrikan besar saat ini. Kapasitas produksi baru pada tahun 2022-2025 sebagian besar terkonsentrasi pada tahun 2022 dan 2023. Setelah itu, seiring dengan stabilnya pasokan dan permintaan polisilikon serta harga, maka total kapasitas produksi di industri secara bertahap akan stabil. Turun, yaitu laju pertumbuhan kapasitas produksi menurun secara bertahap. Selain itu, tingkat pemanfaatan kapasitas perusahaan polisilikon tetap berada pada tingkat tinggi dalam dua tahun terakhir, namun akan membutuhkan waktu untuk meningkatkan kapasitas produksi proyek-proyek baru, dan akan memerlukan proses bagi pendatang baru untuk menguasainya. teknologi persiapan yang relevan. Oleh karena itu, tingkat pemanfaatan kapasitas proyek polisilikon baru dalam beberapa tahun ke depan akan rendah. Dari sini dapat diprediksi produksi polisilikon pada tahun 2022-2025, dan produksi polisilikon pada tahun 2025 diperkirakan sekitar 1,194 juta ton.
Konsentrasi kapasitas produksi di luar negeri relatif tinggi, dan laju serta kecepatan peningkatan produksi dalam tiga tahun ke depan tidak akan setinggi di Tiongkok. Kapasitas produksi polisilikon luar negeri sebagian besar terkonsentrasi di empat perusahaan terkemuka, dan sisanya sebagian besar berkapasitas produksi kecil. Dari segi kapasitas produksi, Wacker Chem menempati setengah dari kapasitas produksi polisilikon luar negeri. Pabriknya di Jerman dan Amerika Serikat mempunyai kapasitas produksi masing-masing 60.000 ton dan 20.000 ton. Peningkatan tajam kapasitas produksi polisilikon global pada tahun 2022 dan seterusnya dapat menimbulkan kekhawatiran akan kelebihan pasokan, perusahaan masih dalam kondisi wait and see dan belum berencana menambah kapasitas produksi baru. Raksasa polisilikon Korea Selatan, OCI, secara bertahap merelokasi lini produksi polisilikon tingkat surya ke Malaysia dengan tetap mempertahankan lini produksi polisilikon tingkat elektronik asli di Tiongkok, yang direncanakan mencapai 5.000 ton pada tahun 2022. Kapasitas produksi OCI di Malaysia akan mencapai 27.000 ton dan 30.000 ton pada tahun 2020 dan 2021, mencapai biaya konsumsi energi yang rendah dan menghindari tarif polisilikon yang tinggi dari Tiongkok di Amerika Serikat dan Korea Selatan. Perusahaan berencana memproduksi 95.000 ton tetapi tanggal mulainya tidak jelas. Diperkirakan akan meningkat pada level 5.000 ton per tahun dalam empat tahun ke depan. Perusahaan Norwegia REC memiliki dua basis produksi di negara bagian Washington dan Montana, AS, dengan kapasitas produksi tahunan sebesar 18.000 ton polisilikon tingkat surya dan 2.000 ton polisilikon tingkat elektronik. REC, yang berada dalam kesulitan keuangan yang parah, memilih untuk menghentikan produksi, dan kemudian didorong oleh lonjakan harga polisilikon pada tahun 2021, perusahaan memutuskan untuk memulai kembali produksi proyek 18,000 ton di negara bagian Washington dan 2,000 ton di Montana pada akhir tahun 2023 , dan dapat menyelesaikan peningkatan kapasitas produksi pada tahun 2024. Hemlock adalah produsen polisilikon terbesar di Amerika Serikat, yang mengkhususkan diri pada polisilikon tingkat elektronik dengan kemurnian tinggi. Hambatan produksi teknologi tinggi membuat produk perusahaan sulit tergantikan di pasar. Ditambah dengan tidak adanya rencana pembangunan proyek baru dalam beberapa tahun mendatang, kapasitas produksi perseroan diperkirakan pada 2022-2025. Hasil tahunan tetap pada 18.000 ton. Selain itu, pada tahun 2021, kapasitas produksi baru perusahaan selain keempat perusahaan di atas adalah sebesar 5.000 ton. Karena kurangnya pemahaman terhadap rencana produksi semua perusahaan, maka diasumsikan kapasitas produksi baru sebesar 5.000 ton per tahun pada tahun 2022 hingga 2025.
Berdasarkan kapasitas produksi di luar negeri, diperkirakan produksi polisilikon luar negeri pada tahun 2025 sekitar 176.000 ton, dengan asumsi tingkat pemanfaatan kapasitas produksi polisilikon luar negeri tidak berubah. Setelah harga polisilikon meningkat tajam pada tahun 2021, perusahaan China meningkatkan produksi dan memperluas produksi. Sebaliknya, perusahaan luar negeri lebih berhati-hati dalam merencanakan proyek baru. Pasalnya, dominasi industri polisilikon sudah dikuasai Tiongkok, dan peningkatan produksi secara membabi buta dapat membawa kerugian. Dari sisi biaya, konsumsi energi merupakan komponen terbesar dari biaya polisilikon, sehingga harga listrik sangat penting, dan Xinjiang, Mongolia Dalam, Sichuan, dan wilayah lain memiliki keuntungan yang jelas. Dari sisi permintaan, sebagai hilir langsung polisilikon, produksi wafer silikon Tiongkok menyumbang lebih dari 99% total produksi dunia. Industri hilir polisilikon sebagian besar terkonsentrasi di China. Harga polisilikon yang diproduksi rendah, biaya transportasi rendah, dan permintaan terjamin sepenuhnya. Kedua, Tiongkok telah memberlakukan tarif anti-dumping yang relatif tinggi terhadap impor polisilikon tingkat surya dari Amerika Serikat dan Korea Selatan, yang telah sangat menekan konsumsi polisilikon dari Amerika Serikat dan Korea Selatan. Berhati-hatilah dalam membangun proyek baru; Selain itu, dalam beberapa tahun terakhir, perusahaan polisilikon luar negeri Tiongkok mengalami perkembangan yang lambat karena dampak tarif, dan beberapa lini produksi telah dikurangi atau bahkan ditutup, dan proporsinya dalam produksi global telah menurun dari tahun ke tahun, sehingga mereka tidak akan sebanding dengan kenaikan harga polisilikon pada tahun 2021 karena tingginya keuntungan perusahaan China, kondisi keuangan tidak cukup untuk mendukung ekspansi kapasitas produksi yang cepat dan berskala besar.
Berdasarkan perkiraan produksi polisilikon di Tiongkok dan luar negeri dari tahun 2022 hingga 2025, nilai prediksi produksi polisilikon global dapat diringkas. Diperkirakan produksi polisilikon global pada tahun 2025 mencapai 1,371 juta ton. Menurut perkiraan nilai produksi polisilikon, pangsa Tiongkok dalam proporsi global dapat diperoleh secara kasar. Diperkirakan pangsa Tiongkok akan meningkat secara bertahap dari tahun 2022 hingga 2025, dan akan melebihi 87% pada tahun 2025.
6, Ringkasan dan Pandangan
Polisilikon terletak di hilir silikon industri dan di hulu seluruh rantai industri fotovoltaik dan semikonduktor, dan statusnya sangat penting. Rantai industri fotovoltaik umumnya kapasitas terpasang sel wafer-modul-fotovoltaik polisilikon-silikon, dan rantai industri semikonduktor umumnya berupa chip wafer-silikon wafer-silikon polisilikon-monokristalin. Penggunaan yang berbeda memiliki persyaratan yang berbeda mengenai kemurnian polisilikon. Industri fotovoltaik terutama menggunakan polisilikon tingkat surya, dan industri semikonduktor menggunakan polisilikon tingkat elektronik. Yang pertama memiliki kisaran kemurnian 6N-8N, sedangkan yang kedua membutuhkan kemurnian 9N atau lebih.
Selama bertahun-tahun, proses produksi utama polisilikon adalah metode Siemens yang ditingkatkan di seluruh dunia. Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa perusahaan telah secara aktif mengeksplorasi metode fluidized bed silan yang berbiaya lebih rendah, yang mungkin berdampak pada pola produksi. Polisilikon berbentuk batang yang diproduksi dengan metode Siemens yang dimodifikasi memiliki karakteristik konsumsi energi yang tinggi, biaya tinggi dan kemurnian tinggi, sedangkan silikon granular yang diproduksi dengan metode silane fluidized bed memiliki karakteristik konsumsi energi yang rendah, biaya rendah dan kemurnian yang relatif rendah. . Beberapa perusahaan Tiongkok telah merealisasikan produksi massal silikon granular dan teknologi penggunaan silikon granular untuk menarik polisilikon, namun belum dipromosikan secara luas. Apakah silikon granular dapat menggantikan silikon granular di masa depan bergantung pada apakah keunggulan biaya dapat menutupi kelemahan kualitas, efek aplikasi hilir, dan peningkatan keamanan silan. Dalam beberapa tahun terakhir, produksi polisilikon global meningkat dari tahun ke tahun, dan secara bertahap berkumpul di Tiongkok. Dari tahun 2017 hingga 2021, produksi polisilikon global tahunan akan meningkat dari 432.000 ton menjadi 631.000 ton, dengan pertumbuhan tercepat pada tahun 2021. Selama periode tersebut, produksi polisilikon global secara bertahap menjadi semakin terkonsentrasi di Tiongkok, dan proporsi produksi polisilikon Tiongkok meningkat dari 56,02% pada tahun 2017 menjadi 80,03% pada tahun 2021. Dari tahun 2022 hingga 2025, pasokan polisilikon akan mendorong pertumbuhan skala besar. Diperkirakan produksi polisilikon pada tahun 2025 di China sebesar 1,194 juta ton, dan produksi di luar negeri mencapai 176.000 ton. Dengan demikian, produksi polisilikon global pada tahun 2025 akan mencapai sekitar 1,37 juta ton.
(Artikel ini hanya untuk referensi pelanggan UrbanMines dan tidak mewakili saran investasi apa pun）