1. Rantai industri polisilikon: Proses produksinya kompleks, dan hilirnya berfokus pada semikonduktor fotovoltaik.
Polisilikon terutama diproduksi dari silikon industri, klorin, dan hidrogen, dan berada di hulu rantai industri fotovoltaik dan semikonduktor. Menurut data CPIA, metode produksi polisilikon utama saat ini di dunia adalah metode Siemens yang dimodifikasi, kecuali di Tiongkok, lebih dari 95% polisilikon diproduksi dengan metode Siemens yang dimodifikasi. Dalam proses pembuatan polisilikon dengan metode Siemens yang disempurnakan, pertama-tama, gas klorin dikombinasikan 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 oleh gas hidrogen untuk menghasilkan polisilikon. Silikon polikristalin dapat dilebur 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 terdiri dari butiran kristal dengan orientasi kristal yang sama, sehingga memiliki konduktivitas listrik dan efisiensi konversi yang lebih baik. Baik ingot silikon polikristalin maupun batang silikon monokristalin dapat dipotong dan diproses lebih lanjut menjadi wafer dan sel silikon, yang pada gilirannya menjadi bagian penting dari modul fotovoltaik dan digunakan di 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, yang dapat digunakan sebagai bahan substrat untuk perangkat elektronik semikonduktor.
Kandungan pengotor polisilikon sangat dipersyaratkan, dan industri ini memiliki karakteristik investasi modal yang tinggi dan hambatan teknis yang tinggi. Karena kemurnian polisilikon akan sangat memengaruhi proses penarikan silikon kristal tunggal, persyaratan kemurniannya sangat ketat. Kemurnian minimum polisilikon adalah 99,9999%, dan yang tertinggi sangat mendekati 100%. Selain itu, standar nasional Tiongkok menetapkan persyaratan yang jelas untuk kandungan pengotor, dan berdasarkan hal ini, polisilikon dibagi menjadi kelas I, II, dan III, di mana kandungan boron, fosfor, oksigen, dan karbon merupakan indeks referensi penting. "Syarat dan Ketentuan Akses Industri Polisilikon" menetapkan bahwa perusahaan harus memiliki sistem inspeksi dan manajemen kualitas yang baik, dan standar produk harus benar-benar sesuai dengan standar nasional; Selain itu, persyaratan akses juga mengharuskan skala dan konsumsi energi perusahaan produksi polisilikon, seperti polisilikon kelas surya dan kelas elektronik, masing-masing lebih besar dari 3000 ton/tahun dan 1000 ton/tahun, dan rasio modal minimum dalam investasi proyek pembangunan baru dan rekonstruksi serta perluasan tidak boleh kurang dari 30%, sehingga polisilikon merupakan industri padat modal. Menurut statistik CPIA, biaya investasi peralatan lini produksi polisilikon 10.000 ton yang mulai beroperasi pada tahun 2021 sedikit meningkat menjadi 103 juta yuan/kt. Alasannya adalah kenaikan harga bahan baku logam. Diperkirakan biaya investasi di masa mendatang akan meningkat seiring dengan kemajuan teknologi peralatan produksi dan penurunan monomer seiring dengan peningkatan skala produksi. Menurut peraturan, konsumsi daya polisilikon untuk reduksi Czochralski kelas surya dan kelas elektronik masing-masing harus kurang dari 60 kWh/kg dan 100 kWh/kg, dan persyaratan untuk indikator konsumsi energi relatif ketat. Produksi polisilikon cenderung termasuk dalam industri kimia. Proses produksinya relatif kompleks, dan ambang batas untuk jalur teknis, pemilihan peralatan, pengoperasian awal, dan pengoperasiannya tinggi. Proses produksinya melibatkan banyak reaksi kimia yang kompleks, dan jumlah titik kontrolnya lebih dari 1.000. Sulit bagi pendatang baru untuk dengan cepat menguasai keahlian yang sudah mapan. Oleh karena itu, terdapat hambatan modal dan teknis yang tinggi dalam industri produksi polisilikon, yang juga mendorong produsen polisilikon untuk melakukan optimasi teknis yang ketat terhadap alur proses, pengemasan, dan proses transportasi.
2. Klasifikasi polisilikon: kemurnian menentukan penggunaan, dan kelas solar mendominasi pasar.
Silikon polikristalin, suatu bentuk silikon unsur, tersusun dari butiran kristal dengan orientasi kristal yang berbeda, dan terutama dimurnikan melalui pemrosesan silikon industri. Penampilan polisilikon adalah kilap logam abu-abu, dan titik lelehnya sekitar 1410℃. Ia tidak aktif pada suhu kamar dan lebih aktif dalam keadaan cair. Polisilikon memiliki sifat semikonduktor dan merupakan material semikonduktor yang sangat penting dan unggul, tetapi sejumlah kecil pengotor dapat sangat memengaruhi konduktivitasnya. Terdapat banyak metode klasifikasi untuk polisilikon. Selain klasifikasi yang disebutkan di atas menurut standar nasional Tiongkok, tiga metode klasifikasi penting lainnya diperkenalkan di sini. Menurut persyaratan kemurnian dan penggunaan yang berbeda, polisilikon dapat dibagi menjadi polisilikon kelas surya dan polisilikon kelas elektronik. Polisilikon kelas surya terutama digunakan dalam produksi sel fotovoltaik, sedangkan polisilikon kelas elektronik banyak digunakan dalam industri sirkuit terpadu sebagai bahan baku untuk chip dan produksi lainnya. Kemurnian polisilikon kelas 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 kelas elektronik lebih ketat, dengan minimum 9N dan maksimum saat ini 12N. Produksi polisilikon kelas elektronik relatif sulit. Hanya sedikit perusahaan Tiongkok yang telah menguasai teknologi produksi polisilikon kelas elektronik, dan mereka masih relatif bergantung pada impor. Saat ini, produksi polisilikon kelas surya jauh lebih besar daripada polisilikon kelas elektronik, dan yang pertama sekitar 13,8 kali lipat dari yang terakhir.
Berdasarkan perbedaan pengotor doping dan jenis konduktivitas material silikon, dapat dibagi menjadi tipe P dan tipe N. Ketika silikon didoping dengan unsur pengotor akseptor, seperti boron, aluminium, galium, dll., konduksi lubang (hole) mendominasi dan merupakan tipe P. Ketika silikon didoping dengan unsur pengotor donor, seperti fosfor, arsenik, antimon, dll., konduksi elektron didominasi dan merupakan tipe N. Baterai tipe P terutama meliputi baterai BSF dan baterai PERC. Pada tahun 2021, baterai PERC akan menguasai lebih dari 91% pasar global, dan baterai BSF akan tersingkir. Selama periode ketika PERC menggantikan BSF, efisiensi konversi sel tipe P telah meningkat dari kurang dari 20% menjadi lebih dari 23%, yang hampir mendekati batas atas teoritis 24,5%, sedangkan batas atas teoritis sel tipe N adalah 28,7%, dan sel tipe N memiliki efisiensi konversi yang tinggi. Karena keunggulan rasio bifacial yang tinggi dan koefisien suhu yang rendah, perusahaan telah mulai menerapkan 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 bahwa 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 karang. Permukaan material padat memiliki tingkat cekungan terendah, kurang dari 5mm, tidak ada kelainan warna, tidak ada lapisan oksidasi, dan harga tertinggi; Permukaan material kembang kol memiliki tingkat cekungan sedang, 5-20mm, penampang sedang, dan harganya menengah; sedangkan permukaan material karang memiliki cekungan yang lebih dalam, kedalaman lebih dari 20mm, penampang longgar, dan harganya paling rendah. Material padat terutama digunakan untuk menarik silikon monokristalin, sedangkan material kembang kol dan material karang terutama digunakan untuk membuat wafer silikon polikristalin. Dalam produksi sehari-hari perusahaan, material padat dapat dicampur dengan setidaknya 30% material kembang kol untuk menghasilkan silikon monokristalin. Biaya bahan baku dapat dihemat, tetapi penggunaan material kembang kol akan mengurangi efisiensi penarikan kristal sampai batas tertentu. Perusahaan perlu memilih rasio pencampuran yang tepat setelah mempertimbangkan keduanya. Baru-baru ini, perbedaan harga antara material padat dan material kembang kol pada dasarnya telah stabil di 3 RMB/kg. Jika perbedaan harga semakin melebar, perusahaan dapat mempertimbangkan untuk mencampur lebih banyak material kembang kol dalam penarikan silikon monokristalin.
3. Proses: Metode Siemens mendominasi, dan konsumsi daya menjadi kunci perubahan teknologi.
Proses produksi polisilikon secara garis besar dibagi menjadi dua langkah. Pada langkah pertama, bubuk silikon industri direaksikan dengan hidrogen klorida anhidrat untuk mendapatkan triklorosilan dan hidrogen. Setelah distilasi dan pemurnian berulang, dihasilkan triklorosilan gas, diklorodihidrosilikon, dan silan; langkah kedua adalah mereduksi gas kemurnian tinggi tersebut menjadi silikon kristal, dan langkah reduksi berbeda antara metode Siemens yang dimodifikasi dan metode fluidized bed silan. Metode Siemens yang disempurnakan memiliki teknologi produksi yang matang dan kualitas produk yang tinggi, dan saat ini merupakan teknologi produksi yang paling banyak digunakan. Metode produksi Siemens tradisional menggunakan klorin dan hidrogen untuk mensintesis hidrogen klorida anhidrat, hidrogen klorida, dan bubuk silikon industri untuk mensintesis triklorosilan pada suhu tertentu, kemudian memisahkan, merektifikasi, dan memurnikan triklorosilan. Silikon mengalami reaksi reduksi termal dalam tungku reduksi hidrogen untuk mendapatkan silikon elemental yang diendapkan pada inti silikon. Atas dasar ini, proses Siemens yang telah 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 teknologi penggunaan kembali silikon tetraklorida. 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 ke reduksi termal. Pemurnian dilakukan di dalam 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 secara signifikan mengurangi konsumsi bahan baku dan listrik, sehingga secara efektif menghemat biaya produksi.
Biaya produksi polisilikon menggunakan metode Siemens yang disempurnakan di Tiongkok meliputi bahan baku, konsumsi energi, penyusutan, biaya pemrosesan, dan lain-lain. Kemajuan teknologi di industri ini telah secara signifikan menurunkan biaya tersebut. Bahan baku terutama mengacu pada silikon industri dan triklorosilan, konsumsi energi meliputi listrik dan uap, dan biaya pemrosesan mengacu pada biaya inspeksi dan perbaikan peralatan produksi. Menurut statistik Baichuan Yingfu tentang biaya produksi polisilikon pada awal Juni 2022, bahan baku merupakan item biaya tertinggi, yang mencapai 41% dari total biaya, di mana silikon industri merupakan sumber silikon utama. Konsumsi unit silikon yang umum digunakan di industri ini mewakili jumlah silikon yang dikonsumsi per unit produk silikon dengan kemurnian tinggi. Metode perhitungannya adalah dengan mengkonversi semua bahan yang mengandung silikon seperti bubuk silikon industri dan triklorosilan yang diimpor menjadi silikon murni, kemudian mengurangi klorosilan yang diimpor sesuai dengan jumlah silikon murni yang dikonversi dari rasio kandungan silikon. Menurut data CPIA, tingkat konsumsi silikon akan turun sebesar 0,01 kg/kg-Si menjadi 1,09 kg/kg-Si pada tahun 2021. Diharapkan dengan peningkatan pengolahan hidrogenasi dingin dan daur ulang produk sampingan, konsumsi silikon akan menurun menjadi 1,07 kg/kg-Si pada tahun 2030. Menurut statistik yang belum lengkap, konsumsi silikon dari lima perusahaan teratas di industri polisilikon Tiongkok lebih rendah daripada rata-rata industri. Diketahui bahwa dua di antaranya akan mengonsumsi masing-masing 1,08 kg/kg-Si dan 1,05 kg/kg-Si pada tahun 2021. Proporsi tertinggi kedua adalah konsumsi energi, yang mencapai 32% dari total biaya, di mana listrik menyumbang 30% dari total biaya, menunjukkan bahwa harga dan efisiensi listrik masih merupakan faktor penting untuk produksi polisilikon. Dua indikator utama untuk mengukur efisiensi daya adalah konsumsi daya komprehensif dan konsumsi daya reduksi. Konsumsi daya reduksi mengacu pada proses reduksi triklorosilan dan hidrogen untuk menghasilkan material silikon dengan kemurnian tinggi. Konsumsi daya mencakup pemanasan awal dan pengendapan inti silikon, pengawetan panas, ventilasi akhir, dan konsumsi daya proses lainnya. Pada tahun 2021, dengan kemajuan teknologi dan pemanfaatan energi yang komprehensif, konsumsi daya komprehensif rata-rata produksi polisilikon akan menurun sebesar 5,3% dari tahun ke tahun menjadi 63 kWh/kg-Si, dan konsumsi daya reduksi rata-rata akan menurun sebesar 6,1% dari tahun ke tahun menjadi 46 kWh/kg-Si, yang diperkirakan akan terus menurun di masa mendatang. Selain itu, penyusutan juga merupakan item biaya penting, yang mencapai 17%. Perlu dicatat bahwa, menurut data Baichuan Yingfu, total biaya produksi polisilikon pada awal Juni 2022 sekitar 55.816 yuan/ton, harga rata-rata polisilikon di pasaran sekitar 260.000 yuan/ton, dan margin laba kotor setinggi 70% atau lebih, sehingga menarik banyak perusahaan untuk berinvestasi dalam pembangunan kapasitas produksi polisilikon.
Ada dua cara bagi produsen polisilikon untuk mengurangi biaya, pertama dengan mengurangi biaya bahan baku, dan kedua dengan mengurangi konsumsi daya. Dari segi bahan baku, produsen dapat mengurangi 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. Dari segi konsumsi listrik, produsen dapat mengurangi biaya listrik melalui harga listrik yang rendah dan peningkatan konsumsi energi secara komprehensif. Sekitar 70% dari konsumsi listrik komprehensif adalah pengurangan konsumsi listrik, dan pengurangan juga merupakan mata rantai kunci dalam produksi silikon kristal murni 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 mendapatkan sumber daya listrik murah dalam jumlah besar. Oleh karena itu, mengurangi konsumsi daya untuk mengurangi biaya merupakan cara pengurangan biaya yang lebih layak saat ini. Saat ini, cara efektif untuk mengurangi konsumsi daya reduksi adalah dengan meningkatkan jumlah inti silikon dalam tungku reduksi, sehingga memperluas output unit tunggal. Saat ini, jenis tungku reduksi utama di Tiongkok adalah 36 pasang batang, 40 pasang batang, dan 48 pasang batang. Jenis tungku ditingkatkan menjadi 60 pasang batang dan 72 pasang batang, tetapi pada saat yang sama, hal itu juga menuntut persyaratan yang lebih tinggi untuk tingkat teknologi produksi perusahaan.
Dibandingkan dengan metode Siemens yang telah disempurnakan, metode fluidized bed silan memiliki tiga keunggulan, yaitu konsumsi daya rendah, output penarikan kristal tinggi, dan yang ketiga lebih menguntungkan untuk dikombinasikan dengan teknologi Czochralski kontinu CCZ yang lebih canggih. Menurut data dari Cabang Industri Silikon, konsumsi daya komprehensif metode fluidized bed silan adalah 33,33% dari metode Siemens yang telah disempurnakan, dan pengurangan konsumsi daya adalah 10% dari metode Siemens yang telah disempurnakan. Metode fluidized bed silan memiliki keunggulan konsumsi energi yang signifikan. Dalam hal penarikan kristal, sifat fisik silikon granular dapat mempermudah pengisian penuh wadah kuarsa pada jalur penarikan batang silikon kristal tunggal. Silikon polikristalin dan silikon granular dapat meningkatkan kapasitas pengisian wadah tungku tunggal sebesar 29%, sekaligus mengurangi waktu pengisian sebesar 41%, sehingga secara signifikan meningkatkan efisiensi penarikan silikon kristal tunggal. Selain itu, silikon granular memiliki diameter kecil dan fluiditas yang baik, yang 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 dengan memasukkan kembali dan menarik kristal setelah batang silikon kristal tunggal ditarik. Penarikan dilakukan secara bersamaan, yang menghemat waktu pendinginan batang silikon kristal tunggal, sehingga efisiensi produksi lebih tinggi. Perkembangan pesat metode Czochralski kontinu CCZ juga akan mendorong peningkatan permintaan silikon granular. Meskipun silikon granular memiliki beberapa kekurangan, seperti lebih banyak bubuk silikon yang dihasilkan oleh gesekan, luas permukaan yang besar dan mudah menyerap polutan, serta hidrogen yang bergabung menjadi hidrogen selama peleburan, yang mudah menyebabkan slip, tetapi menurut pengumuman terbaru dari perusahaan silikon granular terkait, masalah-masalah ini sedang diperbaiki dan beberapa kemajuan telah dicapai.
Proses fluidized bed silan sudah matang di Eropa dan Amerika Serikat, dan masih dalam tahap awal setelah diperkenalkan oleh perusahaan-perusahaan Tiongkok. Sejak awal tahun 1980-an, silikon granular asing yang diwakili oleh REC dan MEMC mulai mengeksplorasi produksi silikon granular dan mewujudkan produksi skala besar. Di antaranya, total kapasitas produksi silikon granular REC mencapai 10.500 ton/tahun pada tahun 2010, dan dibandingkan dengan pesaingnya dari 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 berhenti berproduksi, dan beralih ke usaha patungan dengan Tiongkok untuk mendirikan perusahaan produksi yang bergerak di bidang produksi silikon granular.
4. Bahan baku: Silikon industri adalah bahan baku inti, dan pasokannya dapat memenuhi kebutuhan ekspansi polisilikon.
Silikon industri merupakan bahan baku inti untuk produksi polisilikon. Diperkirakan produksi silikon industri Tiongkok akan tumbuh stabil 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, peningkatan baru-baru inikapasitas produksi silikon industriDi Tiongkok, produksi silikon industri akan mencapai 890.000 ton dan 1,065 juta ton pada tahun 2022 dan 2023. Dengan asumsi bahwa perusahaan silikon industri akan tetap mempertahankan tingkat pemanfaatan kapasitas dan tingkat operasi sekitar 60% di masa mendatang, peningkatan produksi silikon industri di Tiongkok ini akan berdampak signifikan.Kapasitas 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 China pada tahun 22/23/24/25 adalah sekitar 5,90/697/6,71/6,5 juta ton, yang setara dengan 3,55/391/4,18/4,38 juta ton.
Tingkat pertumbuhan dua area hilir silikon industri yang tersisa 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, yang sesuai dengan output sebesar 3,213 juta ton, di mana polisilikon, silikon organik, dan paduan aluminium masing-masing akan mengkonsumsi 623.000 ton, 898.000 ton, dan 649.000 ton. Selain itu, hampir 780.000 ton output digunakan untuk ekspor. Pada tahun 2021, konsumsi polisilikon, silikon organik, dan paduan aluminium masing-masing akan mencapai 19%, 28%, dan 20% dari 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 percaya bahwa jumlah silikon industri yang dapat digunakan untuk polisilikon pada tahun 2022-2025 relatif mencukupi, yang dapat sepenuhnya memenuhi kebutuhan produksi polisilikon.
5. Pasokan polisilikon:Cinamenempati posisi dominan, dan produksi secara bertahap terkumpul di perusahaan-perusahaan terkemuka.
Dalam beberapa tahun terakhir, produksi polisilikon global telah meningkat dari tahun ke tahun, dan secara bertahap terkonsentrasi 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 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 ditemukan bahwa jumlah perusahaan Tiongkok telah meningkat dari 4 menjadi 8, dan proporsi kapasitas produksi beberapa perusahaan Amerika dan Korea telah menurun secara signifikan, keluar dari sepuluh tim teratas, seperti HEMOLOCK, OCI, REC, dan MEMC; Konsentrasi industri telah meningkat secara signifikan, dan total kapasitas produksi dari sepuluh perusahaan teratas di industri ini telah meningkat dari 57,7% menjadi 90,3%. Pada tahun 2021, terdapat lima perusahaan Tiongkok yang menyumbang lebih dari 10% kapasitas produksi, dengan total 65,7%. Ada tiga alasan utama untuk perpindahan bertahap industri polisilikon ke Tiongkok. Pertama, produsen polisilikon Tiongkok memiliki keunggulan signifikan dalam hal bahan baku, listrik, dan biaya tenaga kerja. Upah pekerja lebih rendah daripada di negara asing, sehingga biaya produksi keseluruhan di Tiongkok jauh lebih rendah daripada di negara asing, dan akan terus menurun seiring dengan kemajuan teknologi; kedua, kualitas produk polisilikon Tiongkok terus meningkat, sebagian besar berada pada tingkat kelas satu untuk energi surya, dan beberapa perusahaan terkemuka memenuhi persyaratan kemurnian. Terobosan telah dicapai dalam teknologi produksi polisilikon kelas elektronik yang lebih tinggi, secara bertahap mengantarkan substitusi polisilikon kelas elektronik domestik untuk impor, dan perusahaan-perusahaan terkemuka Tiongkok secara aktif mempromosikan pembangunan proyek-proyek polisilikon kelas elektronik. Output produksi wafer silikon di Tiongkok lebih dari 95% dari total output produksi global, yang secara bertahap meningkatkan tingkat swasembada polisilikon bagi Tiongkok, yang sampai batas tertentu telah menekan pasar perusahaan polisilikon luar negeri.
Dari tahun 2017 hingga 2021, produksi tahunan polisilikon di Tiongkok akan meningkat secara stabil, terutama di daerah yang kaya akan sumber daya energi seperti Xinjiang, Mongolia Dalam, dan Sichuan. Pada tahun 2021, produksi polisilikon Tiongkok akan meningkat dari 392.000 ton menjadi 505.000 ton, peningkatan sebesar 28,83%. Dari segi kapasitas produksi, kapasitas produksi polisilikon Tiongkok secara umum menunjukkan tren peningkatan, tetapi mengalami penurunan pada tahun 2020 karena 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 terutama terkonsentrasi di daerah dengan harga listrik rendah seperti Xinjiang, Mongolia Dalam, dan Sichuan. Produksi Xinjiang mencapai 270.400 ton, yang lebih dari setengah total produksi di Tiongkok.
Industri polisilikon Tiongkok dicirikan oleh tingkat konsentrasi yang tinggi, dengan nilai CR6 sebesar 77%, dan akan terus menunjukkan tren peningkatan di masa mendatang. Produksi polisilikon merupakan industri dengan modal besar dan hambatan teknologi yang tinggi. Siklus pembangunan proyek dan produksi biasanya memakan waktu 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 oligopoli di industri ini akan terus memperluas kapasitas produksi mereka berkat keunggulan teknologi dan skala mereka sendiri, dan posisi monopoli mereka akan terus meningkat.
Diperkirakan pasokan polisilikon Tiongkok akan mengalami pertumbuhan besar-besaran dari tahun 2022 hingga 2025, dan produksi polisilikon akan mencapai 1,194 juta ton pada tahun 2025, mendorong perluasan skala produksi polisilikon global. Pada tahun 2021, dengan kenaikan tajam harga polisilikon di Tiongkok, produsen utama telah berinvestasi dalam pembangunan jalur produksi baru, dan pada saat yang sama menarik produsen baru untuk bergabung dengan industri ini. Karena proyek polisilikon membutuhkan waktu setidaknya satu setengah hingga dua tahun dari konstruksi hingga produksi, konstruksi baru pada tahun 2021 akan selesai. Kapasitas produksi umumnya mulai berproduksi pada paruh kedua tahun 2022 dan 2023. Hal ini sangat konsisten dengan rencana proyek baru yang diumumkan oleh produsen utama 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, total kapasitas produksi di industri ini akan secara bertahap stabil. Dengan kata lain, laju pertumbuhan kapasitas produksi secara bertahap menurun. Selain itu, tingkat pemanfaatan kapasitas perusahaan polisilikon tetap tinggi dalam dua tahun terakhir, tetapi dibutuhkan waktu bagi kapasitas produksi proyek-proyek baru untuk meningkat, dan dibutuhkan proses bagi pendatang baru untuk menguasai teknologi persiapan yang relevan. Oleh karena itu, tingkat pemanfaatan kapasitas proyek polisilikon baru dalam beberapa tahun ke depan akan rendah. Dari sini, produksi polisilikon pada tahun 2022-2025 dapat diprediksi, dan produksi polisilikon pada tahun 2025 diperkirakan sekitar 1,194 juta ton.
Konsentrasi kapasitas produksi 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 pada empat perusahaan terkemuka, dan sisanya sebagian besar berkapasitas produksi kecil. Dari segi kapasitas produksi, Wacker Chem menguasai setengah dari kapasitas produksi polisilikon luar negeri. Pabriknya di Jerman dan Amerika Serikat masing-masing memiliki kapasitas produksi 60.000 ton dan 20.000 ton. Ekspansi tajam kapasitas produksi polisilikon global pada tahun 2022 dan seterusnya dapat menimbulkan kekhawatiran akan kelebihan pasokan, sehingga perusahaan masih dalam keadaan menunggu dan melihat serta belum berencana untuk menambah kapasitas produksi baru. Raksasa polisilikon Korea Selatan, OCI, secara bertahap memindahkan lini produksi polisilikon kelas surya ke Malaysia sambil mempertahankan lini produksi polisilikon kelas 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 tinggi Tiongkok terhadap polisilikon di Amerika Serikat dan Korea Selatan. Perusahaan berencana untuk memproduksi 95.000 ton tetapi tanggal mulainya belum 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 18.000 ton polisilikon kelas surya dan 2.000 ton polisilikon kelas elektronik. REC, yang berada dalam kesulitan keuangan yang parah, memilih untuk menangguhkan produksi, dan kemudian didorong oleh lonjakan harga polisilikon pada tahun 2021, perusahaan memutuskan untuk memulai kembali produksi proyek sebesar 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 dalam polisilikon kelas elektronik dengan kemurnian tinggi. Hambatan teknologi tinggi dalam produksi membuat produk perusahaan sulit digantikan di pasar. Ditambah dengan fakta bahwa perusahaan tidak berencana untuk membangun proyek baru dalam beberapa tahun ke depan, diperkirakan kapasitas produksi perusahaan akan tetap berada di angka 18.000 ton pada tahun 2022-2025. Selain itu, pada tahun 2021, kapasitas produksi baru dari perusahaan selain keempat perusahaan di atas akan mencapai 5.000 ton. Karena kurangnya pemahaman tentang rencana produksi dari semua perusahaan, diasumsikan di sini bahwa kapasitas produksi baru akan mencapai 5.000 ton per tahun dari tahun 2022 hingga 2025.
Berdasarkan kapasitas produksi luar negeri, diperkirakan produksi polisilikon luar negeri pada tahun 2025 akan mencapai sekitar 176.000 ton, dengan asumsi tingkat pemanfaatan kapasitas produksi polisilikon luar negeri tetap tidak berubah. Setelah harga polisilikon naik tajam pada tahun 2021, perusahaan-perusahaan Tiongkok telah meningkatkan produksi dan memperluas kapasitas produksi. Sebaliknya, perusahaan-perusahaan luar negeri lebih berhati-hati dalam rencana proyek baru mereka. Hal ini karena dominasi industri polisilikon sudah berada di bawah kendali Tiongkok, dan peningkatan produksi secara membabi buta dapat menyebabkan 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 keunggulan yang jelas. Dari sisi permintaan, sebagai hilir langsung dari polisilikon, produksi wafer silikon Tiongkok mencakup lebih dari 99% dari total produksi dunia. Industri hilir polisilikon sebagian besar terkonsentrasi di Tiongkok. Harga polisilikon yang diproduksi rendah, biaya transportasi rendah, dan permintaan sepenuhnya terjamin. Kedua, Tiongkok telah memberlakukan tarif anti-dumping yang relatif tinggi terhadap impor polisilikon kelas surya dari Amerika Serikat dan Korea Selatan, yang telah sangat menekan konsumsi polisilikon dari Amerika Serikat dan Korea Selatan. Hal ini membuat mereka berhati-hati dalam membangun proyek-proyek baru; selain itu, dalam beberapa tahun terakhir, perusahaan polisilikon Tiongkok di luar negeri mengalami perkembangan yang lambat akibat dampak tarif, dan beberapa lini produksi telah dikurangi atau bahkan ditutup, dan proporsi mereka dalam produksi global terus menurun dari tahun ke tahun, sehingga kenaikan harga polisilikon pada tahun 2021 tidak akan sebanding dengan keuntungan tinggi perusahaan Tiongkok, karena 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 perkiraan produksi polisilikon global dapat dirangkum. Diperkirakan produksi polisilikon global pada tahun 2025 akan mencapai 1,371 juta ton. Menurut nilai perkiraan produksi polisilikon, pangsa Tiongkok dalam proporsi global dapat diperoleh secara kasar. Diperkirakan pangsa Tiongkok akan secara bertahap meningkat dari tahun 2022 hingga 2025, dan akan melebihi 87% pada tahun 2025.
6. Ringkasan dan Prospek
Polisilikon terletak di hilir silikon industri dan di hulu seluruh rantai industri fotovoltaik dan semikonduktor, dan statusnya sangat penting. Rantai industri fotovoltaik umumnya adalah polisilikon-wafer silikon-sel-modul-kapasitas terpasang fotovoltaik, dan rantai industri semikonduktor umumnya adalah polisilikon-wafer silikon monokristalin-wafer silikon-chip. Penggunaan yang berbeda memiliki persyaratan yang berbeda terhadap kemurnian polisilikon. Industri fotovoltaik terutama menggunakan polisilikon kelas surya, dan industri semikonduktor menggunakan polisilikon kelas elektronik. Yang pertama memiliki kisaran kemurnian 6N-8N, sedangkan yang terakhir membutuhkan kemurnian 9N atau lebih.
Selama bertahun-tahun, proses produksi polisilikon utama di seluruh dunia menggunakan metode Siemens yang telah disempurnakan. Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa perusahaan secara aktif mengeksplorasi metode fluidized bed silan yang lebih murah, yang mungkin berdampak pada pola produksi. Polisilikon berbentuk batang yang diproduksi dengan metode Siemens yang dimodifikasi memiliki karakteristik konsumsi energi tinggi, biaya tinggi, dan kemurnian tinggi, sedangkan silikon granular yang diproduksi dengan metode fluidized bed silan memiliki karakteristik konsumsi energi rendah, biaya rendah, dan kemurnian relatif rendah. Beberapa perusahaan Tiongkok telah mewujudkan produksi massal silikon granular dan teknologi penggunaan silikon granular untuk menarik polisilikon, tetapi belum dipromosikan secara luas. Apakah silikon granular dapat menggantikan yang sebelumnya di masa depan bergantung pada apakah keunggulan biaya dapat menutupi kekurangan kualitas, efek aplikasi hilir, dan peningkatan keamanan silan. Dalam beberapa tahun terakhir, produksi polisilikon global telah meningkat dari tahun ke tahun, dan secara bertahap terkonsentrasi di Tiongkok. Dari tahun 2017 hingga 2021, produksi polisilikon tahunan global akan meningkat dari 432.000 ton menjadi 631.000 ton, dengan pertumbuhan tercepat pada tahun 2021. Selama periode tersebut, produksi polisilikon global secara bertahap 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 mengalami pertumbuhan skala besar. Diperkirakan produksi polisilikon pada tahun 2025 akan mencapai 1,194 juta ton di Tiongkok, dan produksi luar negeri akan mencapai 176.000 ton. Oleh karena itu, produksi polisilikon global pada tahun 2025 akan mencapai sekitar 1,37 juta ton.
(Artikel ini hanya untuk referensi pelanggan UrbanMines dan bukan merupakan saran investasi)