1. שרשרת תעשיית הפוליסיליקון: תהליך הייצור מורכב, והמורד הזרם מתמקד במוליכים למחצה פוטו-וולטאיים
הפוליסיליקון מיוצר בעיקר מסיליקון תעשייתי, כלור ומימן, וממוקם במעלה הזרם של רשתות תעשיית הפוטו-וולטאים והמוליכים למחצה. על פי נתוני CPIA, שיטת ייצור הפוליסיליקון המיינסטרים כיום בעולם היא שיטת סימנס המותאמת, למעט סין, יותר מ-95% מהפוליסיליקון מיוצר בשיטת סימנס שונה. בתהליך הכנת הפוליסיליקון בשיטת סימנס המשופרת, ראשית, גז כלור משולב עם גז מימן ליצירת מימן כלורי, ולאחר מכן הוא מגיב עם אבקת הסיליקון לאחר ריסוק וטחינה של סיליקון תעשייתי ליצירת טריכלורוסילאן, המופחת עוד יותר על ידי גז מימן ליצירת פוליסיליקון. ניתן להמיס ולקרר סיליקון פוליגריסטלי כדי ליצור מטילי סיליקון פוליגריסטליים, וניתן לייצר סיליקון חד גבישי גם על ידי התכה של צ'וקרלסקי או אזור. בהשוואה לסיליקון פולי-גבישי, סיליקון גבישי יחיד מורכב מגרגרי גביש עם אותה כיוון גביש, כך שיש לו מוליכות חשמלית ויעילות המרה טובים יותר. ניתן לחתוך עוד יותר ולעבד גם מטילי סיליקון רב-גבישי וגם מוטות סיליקון חד-גבישיים לפרוסות ותאים סיליקון, אשר בתורם הופכים לחלקי מפתח של מודולים פוטו-וולטאיים ומשמשים בתחום הפוטו-וולטאי. בנוסף, ניתן ליצור פרוסות סיליקון קריסטל יחיד לכדי פרוסות סיליקון על ידי שחיקה חוזרת, ליטוש, אפיטקסיה, ניקוי ותהליכים נוספים, שיכולים לשמש כחומרי מצע למכשירים אלקטרוניים מוליכים למחצה.
תכולת זיהומי הפוליסיליקון נדרשת בהחלט, ולתעשייה יש מאפיינים של השקעת הון גבוהה וחסמים טכניים גבוהים. מכיוון שטוהר הפוליסיליקון ישפיע ברצינות על תהליך ציור הסיליקון עם גביש יחיד, דרישות הטוהר הן קפדניות ביותר. הטוהר המינימלי של פוליסיליקון הוא 99.9999%, והגבוה ביותר הוא קרוב לאין ערוך ל-100%. בנוסף, התקנים הלאומיים של סין הציגו דרישות ברורות לתכולת הטומאה, ועל בסיס זה, פוליסיליקון מחולק לדרגות I, II ו-III, אשר תכולת הבור, הזרחן, החמצן והפחמן היא מדד התייחסות חשוב. "תנאי גישה לתעשיית הפוליסיליקון" קובעים שארגונים חייבים להיות בעלי מערכת פיקוח וניהול איכות תקינה, ותקני המוצר תואמים בקפדנות את התקנים הלאומיים; בנוסף, תנאי הגישה דורשים גם היקף וצריכת אנרגיה של מפעלי ייצור פוליסיליקון, כגון פוליסיליקון בדרגה סולרית, בדרגה אלקטרונית. סולם הפרויקט גדול מ-3000 טון לשנה ו-1000 טון לשנה בהתאמה, ויחס ההון המינימלי בהשקעה של פרויקטים של בנייה חדשה ובנייה מחדש והרחבה לא תפחת מ-30%, כך שפוליסיליקון היא תעשייה עתירת הון. על פי סטטיסטיקות CPIA, עלות ההשקעה של ציוד קו ייצור מפוליסיליקון בנפח 10,000 טון שהופעל בשנת 2021 עלתה מעט ל-103 מיליון יואן/קאט. הסיבה היא העלייה במחיר חומרי מתכת בתפזורת. צפוי כי עלות ההשקעה בעתיד תגדל עם התקדמות טכנולוגיית ציוד הייצור וירידה במונומר ככל שהגודל יגדל. על פי התקנות, צריכת החשמל של פוליסיליקון להפחתת צ'וקרלסקי בדרגה סולרית ובדרגה אלקטרונית צריכה להיות פחות מ-60 קוט"ש/ק"ג ו-100 קוט"ש/ק"ג בהתאמה, והדרישות לאינדיקטורים של צריכת אנרגיה קפדניות יחסית. ייצור פוליסיליקון נוטה להיות שייך לתעשייה הכימית. תהליך הייצור מורכב יחסית, והסף למסלולים טכניים, בחירת ציוד, הפעלה ותפעול גבוה. תהליך הייצור כרוך בתגובות כימיות רבות ומורכבות, ומספר צמתי הבקרה הוא יותר מ-1,000. קשה למצטרפים חדשים לשלוט במהירות באומנות בוגרת. לכן, קיימים חסמים הון וטכניים גבוהים בתעשיית ייצור הפוליסיליקון, אשר מקדמת גם את יצרני הפוליסיליקון לבצע אופטימיזציה טכנית קפדנית של זרימת התהליך, תהליך האריזה וההובלה.
2. סיווג פוליסיליקון: טוהר קובע את השימוש, ודרגת שמש תופסת את הזרם המרכזי
סיליקון פולי-גבישי, צורה של סיליקון יסודי, מורכב מגרגרי גביש בעלי אוריינטציות גבישיות שונות, ומטוהר בעיקר על ידי עיבוד סיליקון תעשייתי. המראה של פוליסיליקון הוא ברק מתכתי אפור, ונקודת ההיתוך היא בערך 1410℃. הוא לא פעיל בטמפרטורת החדר ופעיל יותר במצב מותך. לפוליסיליקון תכונות מוליכים למחצה והוא חומר מוליך למחצה חשוב ומצוין ביותר, אך כמות קטנה של זיהומים יכולה להשפיע רבות על המוליכות שלו. ישנן שיטות סיווג רבות לפוליסיליקון. בנוסף לסיווג הנ"ל על פי התקנים הלאומיים של סין, מוצגות כאן שלוש שיטות סיווג חשובות נוספות. על פי דרישות טוהר ושימושים שונים, ניתן לחלק את הפוליסיליקון לפוליסיליקון בדרגת שמש ופוליסיליקון בדרגה אלקטרונית. פוליסיליקון בדרגה סולרית משמש בעיקר בייצור תאים פוטו-וולטאיים, בעוד שפוליסיליקון בדרגה אלקטרונית נמצא בשימוש נרחב בתעשיית המעגלים המשולבים כחומר גלם לייצור שבבים וייצור אחר. טוהר הפוליסיליקון בדרגת שמש הוא 6~8N, כלומר, תכולת הטומאה הכוללת נדרשת להיות נמוכה מ-10 -6, וטוהר הפוליסיליקון חייב להגיע ל-99.9999% או יותר. דרישות הטוהר של פוליסיליקון בדרגה אלקטרונית מחמירות יותר, עם מינימום של 9N ומקסימום נוכחי של 12N. הייצור של פוליסיליקון בדרגה אלקטרונית קשה יחסית. יש מעט מפעלים סיניים ששולטים בטכנולוגיית הייצור של פוליסיליקון בדרגה אלקטרונית, והם עדיין תלויים יחסית ביבוא. נכון לעכשיו, התפוקה של פוליסיליקון בדרגת שמש גדולה בהרבה מזו של פוליסיליקון בדרגה אלקטרונית, והראשון הוא בערך פי 13.8 מזה של האחרון.
על פי ההבדל בין זיהומי סימום וסוג מוליכות של חומר סיליקון, ניתן לחלק אותו לסוג P וסוג N. כאשר הסיליקון מסומם ביסודות טומאה קבלנים, כגון בורון, אלומיניום, גליום וכו', הוא נשלט על ידי הולכת חורים והוא מסוג P. כאשר הסיליקון מסומם ביסודות טומאה תורם, כגון זרחן, ארסן, אנטימון וכו', הוא נשלט על ידי הולכת אלקטרונים והוא מסוג N. סוללות מסוג P כוללות בעיקר סוללות BSF וסוללות PERC. בשנת 2021, סוללות PERC יהוו יותר מ-91% מהשוק העולמי, וסוללות BSF יבוטלו. במהלך התקופה שבה PERC מחליף את BSF, יעילות ההמרה של תאים מסוג P עלתה מפחות מ-20% ליותר מ-23%, שעומדת להתקרב לגבול העליון התיאורטי של 24.5%, בעוד שהגבול העליון התיאורטי של N- סוג התאים הוא 28.7%, ולתאים מסוג N יש יעילות המרה גבוהה, בשל היתרונות של יחס דו-צדדי גבוה ומקדם טמפרטורה נמוך, חברות החלו לפרוס קווי ייצור המוני עבור סוללות מסוג N. על פי התחזית של CPIA, שיעור הסוללות מסוג N יגדל באופן משמעותי מ-3% ל-13.4% בשנת 2022. הצפי הוא שבחמש השנים הקרובות, תתחיל האיטרציה של סוללה מסוג N לסוללה מסוג P. על פי איכות פני השטח השונה, ניתן לחלק אותו לחומר צפוף, חומר כרובית וחומר אלמוגים. פני השטח של החומר הצפוף הם בעלי דרגת הקיעור הנמוכה ביותר, פחות מ-5 מ"מ, ללא חריגות בצבע, ללא שכבת ביניים חמצון והמחיר הגבוה ביותר; לפני השטח של חומר הכרובית יש דרגת קיעור מתונה, 5-20 מ"מ, החתך בינוני והמחיר בינוני; בעוד שלפני חומר האלמוגים יש קיעור רציני יותר, העומק גדול מ-20 מ"מ, הקטע רופף והמחיר הוא הנמוך ביותר. החומר הצפוף משמש בעיקר לשרטוט סיליקון חד גבישי, בעוד שחומר הכרובית וחומר האלמוגים משמשים בעיקר לייצור פרוסות סיליקון רב גבישיות. בייצור היומיומי של מפעלים ניתן לסמם את החומר הצפוף בלא פחות מ-30% חומר כרובית לייצור סיליקון חד גבישי. ניתן לחסוך בעלות חומרי הגלם, אך השימוש בחומר כרובית יפחית את יעילות משיכת הגביש במידה מסוימת. ארגונים צריכים לבחור את יחס הסימום המתאים לאחר שקלול השניים. לאחרונה, הפרש המחיר בין חומר צפוף לחומר כרובית התייצב בעצם על 3 RMB/kg. אם ההבדל במחיר יתרחב עוד יותר, חברות עשויות לשקול לסום יותר חומרי כרובית במשיכת סיליקון חד גבישי.
3. תהליך: שיטת סימנס תופסת את המיינסטרים, וצריכת החשמל הופכת למפתח לשינוי טכנולוגי
תהליך הייצור של פוליסיליקון מחולק באופן גס לשני שלבים. בשלב הראשון מגיבים אבקת סיליקון תעשייתית עם מימן כלורי נטול מים לקבלת טריכלורוסילן ומימן. לאחר זיקוק וטיהור חוזרים ונשנים, trichlorosilane גזי, dichlorodihydrosilicon ו- Silane; השלב השני הוא הפחתת הגז הטוהר הגבוה שהוזכר לעיל לסיליקון גבישי, ושלב ההפחתה שונה בשיטת סימנס המותאמת ובשיטת המיטה הנוזלת של סילאן. לשיטת סימנס המשופרת טכנולוגיית ייצור בוגרת ואיכות מוצר גבוהה, והיא כיום טכנולוגיית הייצור הנפוצה ביותר. שיטת הייצור המסורתית של סימנס היא שימוש בכלור ומימן כדי לסנתז מימן כלורי מימן, מימן כלורי וסיליקון תעשייתי אבקת לסינתזה של טריכלורוסילאן בטמפרטורה מסוימת, ולאחר מכן להפריד, לתקן ולטהר את הטריכלורוסילאן. הסיליקון עובר תגובת הפחתה תרמית בכבשן הפחתת מימן כדי להשיג סיליקון יסודי המופקד על ליבת הסיליקון. על בסיס זה, תהליך סימנס המשופר מצויד גם בתהליך תומך למיחזור כמות גדולה של תוצרי לוואי כגון מימן, מימן כלורי וסיליקון טטרכלוריד המיוצרים בתהליך הייצור, בעיקר כולל הפחתת גז זנב ושימוש חוזר בסיליקון טטרכלוריד. טֶכנוֹלוֹגִיָה. מימן, מימן כלורי, טריכלורוסילאן וסיליקון טטרכלוריד בגז הפליטה מופרדים על ידי התאוששות יבשה. ניתן לעשות שימוש חוזר במימן ובמימן כלורי לסינתזה וטיהור עם טריכלורוסילאן, וטריכלורוסילאן ממוחזר ישירות להפחתה תרמית. טיהור מתבצע בכבשן, וסיליקון טטרכלוריד עובר הידרוגן לייצור טריכלורוסילאן, שניתן להשתמש בו לטיהור. שלב זה נקרא גם טיפול הידרוגנציה קרה. על ידי מימוש ייצור במעגל סגור, ארגונים יכולים להפחית משמעותית את צריכת חומרי הגלם והחשמל, ובכך לחסוך ביעילות בעלויות הייצור.
עלות ייצור הפוליסיליקון בשיטת סימנס המשופרת בסין כוללת חומרי גלם, צריכת אנרגיה, פחת, עלויות עיבוד וכו'. ההתקדמות הטכנולוגית בתעשייה הורידה משמעותית את העלות. חומרי הגלם מתייחסים בעיקר לסיליקון תעשייתי וטריכלורוסילאן, צריכת האנרגיה כוללת חשמל וקיטור, ועלויות העיבוד מתייחסות לעלויות הבדיקה והתיקון של ציוד הייצור. לפי הנתונים הסטטיסטיים של Baichuan Yingfu על עלויות ייצור הפוליסיליקון בתחילת יוני 2022, חומרי הגלם הם פריט העלות הגבוה ביותר, המהווים 41% מהעלות הכוללת, שסיליקון תעשייתי הוא המקור העיקרי לסיליקון. צריכת יחידת הסיליקון הנפוצה בתעשייה מייצגת את כמות הסיליקון הנצרכת ליחידה של מוצרי סיליקון בטוהר גבוה. שיטת החישוב היא להמיר את כל החומרים המכילים סיליקון כגון אבקת סיליקון תעשייתי במיקור חוץ וטריכלורוסילאן לסיליקון טהור, ולאחר מכן לנכות את הכלורוסילין במיקור חוץ לפי כמות הסיליקון הטהור שהומרה מיחס תכולת הסיליקון. על פי נתוני CPIA, רמת צריכת הסיליקון תרד ב-0.01 ק"ג/ק"ג-Si ל-1.09 ק"ג/ק"ג-Si בשנת 2021. צפוי כי עם שיפור הטיפול בהידרוגנציה קרה ומיחזור תוצרי לוואי, צפויה ירידה ל-1.07 ק"ג/ק"ג עד 2030. ק"ג-Si. לפי סטטיסטיקה חלקית, צריכת הסיליקון של חמש החברות הסיניות המובילות בתעשיית הפוליסיליקון נמוכה מהממוצע בתעשייה. ידוע כי שניים מהם יצרכו 1.08 ק"ג/ק"ג-Si ו-1.05 ק"ג/ק"ג-Si בהתאמה בשנת 2021. השיעור השני בגובהו הוא צריכת האנרגיה, המהווה 32% בסך הכל, מתוכם החשמל מהווה 30% מ- עלות כוללת, המעידה על כך שמחיר החשמל והיעילות הם עדיין גורמים חשובים לייצור פוליסיליקון. שני האינדיקטורים העיקריים למדידת יעילות ההספק הם צריכת חשמל מקיפה והפחתת צריכת החשמל. צריכת החשמל ההפחתה מתייחסת לתהליך של הפחתת טריכלורוסילאן ומימן ליצירת חומר סיליקון בטוהר גבוה. צריכת החשמל כוללת חימום מוקדם של ליבת סיליקון ותצהיר. , שימור חום, אוורור קצה וצריכת חשמל אחרת בתהליך. בשנת 2021, עם התקדמות טכנולוגית וניצול מקיף של אנרגיה, צריכת החשמל המקיפה הממוצעת של ייצור הפוליסיליקון תרד ב-5.3% משנה לשנה ל-63kWh/kg-Si, וצריכת החשמל הממוצעת להפחתה תקטן ב-6.1% בשנה- בשנה ל-46kWh/kg-Si, שצפוי לרדת עוד יותר בעתיד. . בנוסף, פחת הוא גם סעיף עלות חשוב, המהווה 17%. ראוי לציין שלפי נתוני Baichuan Yingfu, עלות הייצור הכוללת של פוליסיליקון בתחילת יוני 2022 הייתה כ-55,816 יואן/טון, המחיר הממוצע של פוליסיליקון בשוק היה כ-260,000 יואן/טון, ושולי הרווח הגולמי היו עד 70% או יותר, אז זה משך מספר רב של ארגונים שמשקיעים בבניית כושר ייצור פוליסיליקון.
ישנן שתי דרכים עבור יצרני הפוליסיליקון להפחית עלויות, האחת היא להפחית את עלויות חומרי הגלם, והשנייה היא להפחית את צריכת החשמל. מבחינת חומרי גלם, יצרנים יכולים להוזיל את עלות חומרי הגלם על ידי חתימה על הסכמי שיתוף פעולה ארוכי טווח עם יצרני סיליקון תעשייתיים, או בניית יכולת ייצור משולבת במעלה הזרם ובהמשך. לדוגמה, מפעלי ייצור פוליסיליקון מסתמכים בעצם על אספקת סיליקון תעשייתית משלהם. מבחינת צריכת החשמל, היצרנים יכולים להוזיל את עלויות החשמל באמצעות מחירי חשמל נמוכים ושיפור מקיף בצריכת האנרגיה. כ-70% מצריכת החשמל הכוללת היא הפחתת צריכת החשמל, והפחתה היא גם חוליה מרכזית בייצור סיליקון גבישי בטוהר גבוה. לכן, רוב כושר ייצור הפוליסיליקון בסין מתרכז באזורים עם מחירי חשמל נמוכים כמו שינג'יאנג, מונגוליה הפנימית, סצ'ואן ויונאן. עם זאת, עם התקדמות מדיניות שני הפחמנים, קשה להשיג כמות גדולה של משאבי חשמל בעלות נמוכה. לכן, הפחתת צריכת החשמל לצורך הפחתה היא הפחתת עלויות ריאלית יותר כיום. דֶרֶך. נכון להיום, הדרך היעילה להפחתת צריכת החשמל היא להגדיל את מספר ליבות הסיליקון בכבשן ההפחתה, ובכך להרחיב את התפוקה של יחידה אחת. כיום, סוגי תנורי ההפחתה המרכזיים בסין הם 36 זוגות מוטות, 40 זוגות מוטות ו-48 זוגות מוטות. סוג הכבשן משודרג ל-60 זוגות מוטות ו-72 זוגות מוטות, אך במקביל, הוא גם מציב דרישות גבוהות יותר לרמת טכנולוגיית הייצור של ארגונים.
בהשוואה לשיטת סימנס המשופרת, לשיטת המיטה הנוזלית של סילאן יש שלושה יתרונות, האחד הוא צריכת חשמל נמוכה, השני הוא תפוקת משיכת גבישים גבוהה, והשלישי הוא שהוא נוח יותר לשילוב עם טכנולוגיית CCZ רציפה Czochralski המתקדמת יותר. על פי נתוני סניף תעשיית הסיליקון, צריכת החשמל המקיפה של שיטת המיטה הנוזלית של סילאן היא 33.33% משיטת סימנס המשופרת, וצריכת החשמל ההפחתה היא 10% משיטת סימנס המשופרת. לשיטת מיטת נוזל סילאן יש יתרונות משמעותיים בצריכת אנרגיה. במונחים של משיכת גבישים, התכונות הפיזיקליות של סיליקון גרגירי יכולות להקל על מילוי מלא של כור היתוך הקוורץ בקישור מוט המשיכה של סיליקון גביש יחיד. סיליקון פולי-גבישי וסיליקון גרגירי יכולים להגדיל את קיבולת הטעינה של כור היתוך בכבשן יחיד ב-29%, תוך צמצום זמן הטעינה ב-41%, ולשפר משמעותית את יעילות המשיכה של סיליקון גביש יחיד. בנוסף, לסיליקון גרגירי קוטר קטן ונזילות טובה, המתאים יותר לשיטת CCZ Continuous Czochralski. נכון לעכשיו, הטכנולוגיה העיקרית של משיכת גביש יחיד בטווח האמצעי והתחתון היא שיטת היציקה מחדש של גביש יחיד RCZ, שהיא להזין מחדש ולמשוך את הגביש לאחר משיכת מוט סיליקון קריסטל יחיד. השרטוט מתבצע במקביל, מה שחוסך את זמן הקירור של מוט הסיליקון הקריסטל הבודד, כך שיעילות הייצור גבוהה יותר. הפיתוח המהיר של שיטת CCZ הרציפה Czochralski יגביר גם את הביקוש לסיליקון גרגירי. אמנם יש לסיליקון גרגירי כמה חסרונות, כמו יותר אבקת סיליקון שנוצרת מחיכוך, שטח פנים גדול וספיחה קלה של מזהמים, ומימן משולב למימן במהלך ההמסה, שקל לגרום לדילוג, אבל לפי ההכרזות האחרונות של סיליקון גרגירי רלוונטי. ארגונים, בעיות אלו משתפרות ונעשתה התקדמות מסוימת.
תהליך המיטה הנוזלית של סילאן בשל באירופה ובארצות הברית, והוא נמצא בחיתוליו לאחר הצגת ארגונים סיניים. כבר בשנות ה-80, סיליקון גרגירי זר המיוצג על ידי REC ו-MEMC החלו לחקור את ייצור הסיליקון הגרגירי והבינו ייצור בקנה מידה גדול. ביניהם, כושר הייצור הכולל של סיליקון גרגירי של REC הגיע ל-10,500 טון לשנה ב-2010, ובהשוואה למקבילותיה של סימנס באותה תקופה, היה לה יתרון בעלויות של לפחות 2-3 דולר ארה"ב/ק"ג. עקב הצרכים של משיכת גביש יחיד, ייצור הסיליקון הגרגירי של החברה עמד בקיפאון ובסופו של דבר הפסיק את הייצור, ופנה למיזם משותף עם סין להקמת מפעל ייצור לעסוק בייצור סיליקון גרגירי.
4. חומרי גלם: סיליקון תעשייתי הוא חומר הגלם המרכזי, וההיצע יכול לענות על הצרכים של הרחבת פוליסיליקון
סיליקון תעשייתי הוא חומר הגלם הליבה לייצור פוליסיליקון. צפוי שתפוקת הסיליקון התעשייתי של סין תגדל בהתמדה מ-2022 עד 2025. מ-2010 עד 2021, ייצור הסיליקון התעשייתי של סין נמצא בשלב התרחבות, כאשר קצב הצמיחה השנתי הממוצע של כושר הייצור והתפוקה מגיע ל-7.4% ו-8.6%, בהתאמה. . על פי נתוני SMM, הגידול החדשכושר ייצור סיליקון תעשייתיבסין יהיו 890,000 טון ו-1.065 מיליון טון ב-2022 וב-2023. בהנחה שחברות סיליקון תעשייתיות ימשיכו לשמור על קצב ניצול קיבולת וקצב תפעול של כ-60% בעתיד, הגידול החדש של סיןכושר הייצור בשנים 2022 ו-2023 יביא לגידול תפוקה של 320,000 טון ו-383,000 טון. על פי ההערכות של GFCI,כושר ייצור הסיליקון התעשייתי של סין ב-22/23/24/25 הוא כ-5.90/697/6.71/6.5 מיליון טון, המקביל ל-3.55/391/4.18/4.38 מיליון טון.
קצב הצמיחה של שני האזורים הנותרים במורד הזרם של סיליקון תעשייתי מרוכז הוא איטי יחסית, וייצור הסיליקון התעשייתי של סין יכול בעצם לעמוד בייצור הפוליסיליקון. בשנת 2021, כושר ייצור הסיליקון התעשייתי של סין יהיה 5.385 מיליון טון, המקביל לתפוקה של 3.213 מיליון טון, מתוכם פוליסיליקון, סיליקון אורגני וסגסוגות אלומיניום יצרכו 623,000 טון, 898,000 טון ו-649,000 טון בהתאמה. בנוסף, כמעט 780,000 טון של תפוקה משמשים לייצוא. בשנת 2021, צריכת פוליסיליקון, סיליקון אורגני וסגסוגות אלומיניום תהווה 19%, 28% ו-20% מהסיליקון התעשייתי, בהתאמה. משנת 2022 עד 2025, קצב הצמיחה של ייצור הסיליקון האורגני צפוי להישאר בסביבות 10%, וקצב הצמיחה של ייצור סגסוגת אלומיניום נמוך מ-5%. לכן, אנו מאמינים כי כמות הסיליקון התעשייתי שניתן להשתמש בה לפוליסיליקון בשנים 2022-2025 מספקת יחסית, שיכולה לענות באופן מלא על צרכי הפוליסיליקון. צרכי ייצור.
5. אספקת פוליסיליקון:סִיןתופסת עמדה דומיננטית, והייצור מתאסף בהדרגה למפעלים מובילים
בשנים האחרונות, ייצור הפוליסיליקון העולמי גדל משנה לשנה, והתאסף בהדרגה בסין. מ-2017 עד 2021, ייצור הפוליסיליקון השנתי העולמי עלה מ-432,000 טון ל-631,000 טון, עם הצמיחה המהירה ביותר ב-2021, עם קצב צמיחה של 21.11%. במהלך תקופה זו, ייצור הפוליסיליקון העולמי התרכז בהדרגה בסין, ושיעור ייצור הפוליסיליקון בסין גדל מ-56.02% בשנת 2017 ל-80.03% בשנת 2021. בהשוואה בין עשר החברות המובילות בכושר הייצור העולמי של פוליסיליקון בשנים 2010 ו-2021, ניתן מצא שמספר החברות הסיניות גדל מ-4 ל-8, ושיעור כושר הייצור של כמה חברות אמריקאיות וקוריאניות ירד באופן משמעותי, ונפל מעשרת הקבוצות המובילות, כגון HEMOLOCK, OCI, REC ו-MEMC; ריכוז הענף גדל באופן משמעותי, וכושר הייצור הכולל של עשר החברות המובילות בענף גדל מ-57.7% ל-90.3%. בשנת 2021, ישנן חמש חברות סיניות המהוות יותר מ-10% מכושר הייצור, המהוות בסך הכל 65.7%. . ישנן שלוש סיבות עיקריות להעברה הדרגתית של תעשיית הפוליסיליקון לסין. ראשית, ליצרני הפוליסיליקון הסיניים יש יתרונות משמעותיים מבחינת חומרי גלם, חשמל ועלויות עבודה. שכרם של העובדים נמוך מזה של מדינות זרות, ולכן עלות הייצור הכוללת בסין נמוכה בהרבה מזו של מדינות זרות, ותמשיך לרדת עם ההתקדמות הטכנולוגית; שנית, איכות מוצרי הפוליסיליקון הסיניים משתפרת כל הזמן, רובם ברמה סולארית ממדרגה ראשונה, וארגונים מתקדמים בודדים עומדים בדרישות הטוהר. פריצות דרך נעשו בטכנולוגיית הייצור של פוליסיליקון בדרגה אלקטרונית גבוהה יותר, המביאה בהדרגה להחלפה של פוליסיליקון בדרגה אלקטרונית מקומית ביבוא, ומפעלים מובילים בסין מקדמים באופן פעיל בניית פרויקטים של פוליסיליקון בדרגה אלקטרונית. תפוקת הייצור של פרוסות סיליקון בסין היא יותר מ-95% מסך תפוקת הייצור העולמית, מה שהגדיל בהדרגה את שיעור ההסתפקות העצמית של פוליסיליקון עבור סין, מה שסחט את השוק של מפעלי סיליקון בחו"ל במידה מסוימת.
מ-2017 עד 2021, התפוקה השנתית של פוליסיליקון בסין תגדל בהתמדה, בעיקר באזורים עשירים במשאבי חשמל כמו שינג'יאנג, מונגוליה הפנימית וסצ'ואן. בשנת 2021, ייצור הפוליסיליקון בסין יגדל מ-392,000 טון ל-505,000 טון, גידול של 28.83%. מבחינת כושר הייצור, כושר ייצור הפוליסיליקון של סין נמצא בדרך כלל במגמת עלייה, אך היא ירדה בשנת 2020 עקב השבתת חלק מהיצרנים. בנוסף, שיעור ניצול הקיבולת של מפעלי פוליסיליקון סיניים גדל ברציפות מאז 2018, ושיעור ניצול הקיבולת ב-2021 יגיע ל-97.12%. מבחינת מחוזות, ייצור הפוליסיליקון בסין בשנת 2021 מתרכז בעיקר באזורים עם מחירי חשמל נמוכים כמו שינג'יאנג, מונגוליה הפנימית וסצ'ואן. התפוקה של שינג'יאנג היא 270,400 טון, שהם יותר ממחצית מהתפוקה הכוללת בסין.
תעשיית הפוליסיליקון בסין מאופיינת ברמת ריכוז גבוהה, עם ערך CR6 של 77%, ובעתיד תהיה מגמת עלייה נוספת. ייצור פוליסיליקון הוא תעשייה עם הון גבוה וחסמים טכניים גבוהים. מחזור הבנייה והייצור של הפרויקט הוא בדרך כלל שנתיים או יותר. קשה ליצרנים חדשים להיכנס לתעשייה. אם לשפוט מההרחבה המתוכננת הידועה והפרויקטים החדשים בשלוש השנים הקרובות, יצרנים אוליגופוליסטיים בענף ימשיכו להרחיב את כושר הייצור שלהם מתוקף יתרונות הטכנולוגיה והגודל שלהם, ומעמד המונופול שלהם ימשיך לעלות.
ההערכה היא שאספקת הפוליסיליקון של סין תביא לצמיחה בקנה מידה גדול מ-2022 עד 2025, וייצור הפוליסיליקון יגיע ל-1.194 מיליון טון בשנת 2025, מה שמניע את הרחבת היקף ייצור הפוליסיליקון העולמי. בשנת 2021, עם העלייה החדה במחיר הפוליסיליקון בסין, יצרנים גדולים השקיעו בבניית קווי ייצור חדשים, ובמקביל משכו יצרנים חדשים להצטרף לתעשייה. מכיוון שפרויקטי פוליסיליקון יימשכו לפחות שנה וחצי עד שנתיים מהבנייה לייצור, בנייה חדשה ב-2021 תושלם. כושר הייצור מוכנס בדרך כלל לייצור במחצית השנייה של 2022 ו-2023. זה מאוד עקבי עם תוכניות הפרויקט החדשות שהוכרזו על ידי היצרנים הגדולים כיום. כושר הייצור החדש בשנים 2022-2025 מתרכז בעיקר בשנים 2022 ו-2023. לאחר מכן, ככל שההיצע והביקוש של הפוליסיליקון והמחיר יתייצבו בהדרגה, כושר הייצור הכולל בענף יתייצב בהדרגה. למטה, כלומר, קצב הצמיחה של כושר הייצור יורד בהדרגה. בנוסף, שיעור ניצול הקיבולת של מפעלי פוליסיליקון נותר ברמה גבוהה בשנתיים האחרונות, אך ייקח זמן עד שכושר הייצור של פרויקטים חדשים יתגבר, וייקח תהליך עד שהמצטרפים החדשים ישלטו טכנולוגיית הכנה רלוונטית. לפיכך, שיעור ניצול הקיבולת של פרויקטים חדשים מפוליסיליקון בשנים הקרובות יהיה נמוך. מכאן ניתן לחזות את ייצור הפוליסיליקון בשנים 2022-2025, ותפוקת הפוליסיליקון ב-2025 צפויה לעמוד על כ-1.194 מיליון טון.
ריכוז כושר הייצור בחו"ל גבוה יחסית, וקצב ומהירות הגידול בייצור בשלוש השנים הקרובות לא יהיו גבוהים כמו זה של סין. כושר ייצור הפוליסיליקון בחו"ל מרוכז בעיקר בארבע חברות מובילות, והשאר בעיקר כושר ייצור קטן. מבחינת כושר הייצור, Wacker Chem תופסת מחצית מכושר ייצור הפוליסיליקון בחו"ל. למפעלים שלה בגרמניה ובארצות הברית קיבולות ייצור של 60,000 טון ו-20,000 טון, בהתאמה. ההתרחבות החדה של כושר ייצור הפוליסיליקון העולמי בשנת 2022 ואילך עשויה להביא לידי חשש מהיצע יתר, החברה עדיין במצב של המתנה ולא תכננה להוסיף כושר ייצור חדש. ענקית הפוליסיליקון הדרום קוריאנית OCI מעבירה בהדרגה את קו ייצור הפוליסיליקון שלה בדרגת שמש למלזיה תוך שמירה על קו הייצור המקורי של פוליסיליקון בסין, המתוכנן להגיע ל-5,000 טון בשנת 2022. כושר הייצור של OCI במלזיה יגיע ל-27,000 טון. 30,000 טון בשנים 2020 ו-2021, השגת עלויות צריכת אנרגיה נמוכות והתחמקות מהמכסים הגבוהים של סין על פוליסיליקון בארצות הברית ובדרום קוריאה. החברה מתכננת לייצר 95,000 טון אך תאריך ההתחלה אינו ברור. הוא צפוי לגדול ברמה של 5,000 טון בשנה בארבע השנים הקרובות. לחברת REC הנורבגית יש שני בסיסי ייצור במדינת וושינגטון ובמונטנה, ארה"ב, עם כושר ייצור שנתי של 18,000 טון של פוליסיליקון סולארי ו-2,000 טון של פוליסיליקון בדרגה אלקטרונית. REC, שהייתה במצוקה כלכלית עמוקה, בחרה להשעות את הייצור, ולאחר מכן מעוררת העלייה במחירי הפוליסיליקון ב-2021, החברה החליטה להפעיל מחדש את הייצור של 18,000 טון של פרויקטים במדינת וושינגטון ו-2,000 טון במונטנה עד סוף 2023. , ויכול להשלים את הגדלת כושר הייצור בשנת 2024. הרוש היא יצרנית הפוליסיליקון הגדולה ביותר בארצות הברית, המתמחה בפוליסיליקון בדרגה אלקטרונית בטוהר גבוה. חסמי ההייטק לייצור מקשים על החלפת מוצרי החברה בשוק. בשילוב עם העובדה שהחברה אינה מתכננת לבנות פרויקטים חדשים בתוך שנים ספורות, צפוי כי כושר הייצור של החברה יהיה 2022-2025. התפוקה השנתית נותרה על 18,000 טון. כמו כן, בשנת 2021 כושר הייצור החדש של חברות שאינן ארבע החברות הנ"ל יעמוד על 5,000 טון. בשל חוסר ההבנה של תוכניות הייצור של כל החברות, מניחים כאן כי כושר הייצור החדש יעמוד על 5,000 טון בשנה מ-2022 עד 2025.
על פי כושר הייצור בחו"ל, ההערכה היא כי ייצור הפוליסיליקון בחו"ל יעמוד בשנת 2025 על כ-176,000 טון, בהנחה ששיעור הניצול של כושר ייצור הפוליסיליקון בחו"ל יישאר ללא שינוי. לאחר שמחיר הפוליסיליקון עלה בחדות ב-2021, חברות סיניות הגדילו את הייצור והרחיבו את הייצור. לעומת זאת, חברות בחו"ל זהירות יותר בתוכניות שלהן לפרויקטים חדשים. הסיבה לכך היא שהדומיננטיות של תעשיית הפוליסיליקון כבר נמצאת בשליטת סין, והגדלת הייצור באופן עיוור עשויה להביא להפסדים. מצד העלות, צריכת האנרגיה היא המרכיב הגדול ביותר בעלות הפוליסיליקון, כך שמחיר החשמל חשוב מאוד, ולשינג'יאנג, מונגוליה הפנימית, סצ'ואן ואזורים נוספים יש יתרונות ברורים. מצד הביקוש, כמורד הזרם הישיר של הפוליסיליקון, ייצור פרוסות הסיליקון בסין מהווה יותר מ-99% מסך כל העולם. תעשיית הפוליסיליקון במורד הזרם מרוכזת בעיקר בסין. מחיר הפוליסיליקון המיוצר נמוך, עלות ההובלה נמוכה והביקוש מובטח במלואו. שנית, סין הטילה מכסים גבוהים יחסית לאנטי-דמפינג על יבוא של פוליסיליקון בדרגה סולרית מארצות הברית ודרום קוריאה, מה שדיכא מאוד את צריכת הסיליקון מארה"ב ודרום קוריאה. היו זהירים בבניית פרויקטים חדשים; בנוסף, בשנים האחרונות, מפעלי פוליסיליקון סיניים בחו"ל איטו להתפתח עקב השפעת המכסים, וכמה קווי ייצור הצטמצמו או אפילו נסגרו, ושיעורם בייצור העולמי יורד משנה לשנה, כך שהם לא יהיה ניתן להשוואה לעליית מחירי הפוליסיליקון בשנת 2021, מכיוון שהרווחים הגבוהים של החברה הסינית, התנאים הפיננסיים אינם מספיקים כדי לתמוך בהרחבת כושר הייצור המהירה והגדולה שלה.
בהתבסס על התחזיות המתאימות של ייצור פוליסיליקון בסין ובחו"ל מ-2022 עד 2025, ניתן לסכם את הערך החזוי של ייצור פוליסיליקון העולמי. ההערכה היא כי ייצור הפוליסיליקון העולמי בשנת 2025 יגיע ל-1.371 מיליון טון. על פי הערך החזוי של ייצור הפוליסיליקון, ניתן לקבל בערך את חלקה של סין בשיעור הגלובלי. צפוי כי חלקה של סין יתרחב בהדרגה מ-2022 ל-2025, והוא יעלה על 87% ב-2025.
6, סיכום ואאוטלוק
פוליסיליקון ממוקם במורד הסיליקון התעשייתי ובמעלה הזרם של כל שרשרת תעשיית הפוטו-וולטאים והמוליכים למחצה, ומעמדו חשוב מאוד. שרשרת התעשייה הפוטו-וולטאית היא בדרך כלל קיבולת מותקנת של פוליסיליקון-סיליקון פרוסות-תא-מודול-פוטו-וולטאיות, ושרשרת תעשיית המוליכים למחצה היא בדרך כלל פוליסיליקון-מונו-גבישי סיליקון פרוסות סיליקון-שבב. לשימושים שונים יש דרישות שונות על טוהר הפוליסיליקון. התעשייה הפוטו-וולטאית משתמשת בעיקר בפוליסיליקון סולארי, ותעשיית המוליכים למחצה משתמשת בפוליסיליקון בדרגה אלקטרונית. לראשון יש טווח טוהר של 6N-8N, בעוד שהאחרון דורש טוהר של 9N או יותר.
במשך שנים, תהליך הייצור המרכזי של פוליסיליקון הוא שיטת סימנס המשופרת בכל העולם. בשנים האחרונות, חברות מסוימות בחנו באופן פעיל את שיטת המיטה הנוזלית של סילאן בעלות נמוכה יותר, אשר עשויה להשפיע על דפוס הייצור. לפוליסיליקון בצורת מוט המיוצר בשיטת סימנס שונה יש מאפיינים של צריכת אנרגיה גבוהה, עלות גבוהה וטוהר גבוה, בעוד שהסיליקון הגרגירי המיוצר בשיטת המיטה הנזילה של סילאן הוא בעל מאפיינים של צריכת אנרגיה נמוכה, עלות נמוכה וטוהר נמוך יחסית. . כמה חברות סיניות הבינו את הייצור ההמוני של סיליקון גרגירי ואת הטכנולוגיה של שימוש בסיליקון גרגירי למשיכת פוליסיליקון, אבל זה לא זכה לקידום נרחב. האם סיליקון גרגירי יכול להחליף את הקודם בעתיד תלוי אם יתרון העלות יכול לכסות את החיסרון האיכותי, את ההשפעה של יישומים במורד הזרם ושיפור בטיחות הסילאן. בשנים האחרונות, ייצור הפוליסיליקון העולמי גדל משנה לשנה, ומתאספים בהדרגה בסין. מ-2017 עד 2021, ייצור הפוליסיליקון השנתי העולמי יגדל מ-432,000 טון ל-631,000 טון, עם הצמיחה המהירה ביותר בשנת 2021. במהלך התקופה, ייצור הפוליסיליקון העולמי התרכז בהדרגה יותר ויותר לסין, ושיעור ייצור הפוליסיליקון בסין גדל מ-2017. 56.02% ב-2017 ל-80.03% ב-2021. מ-2022 עד 2025, אספקת הפוליסיליקון תביא לצמיחה בקנה מידה גדול. ההערכה היא כי ייצור הפוליסיליקון ב-2025 יעמוד על 1.194 מיליון טון בסין, והייצור בחו"ל יגיע ל-176,000 טון. לפיכך, ייצור הפוליסיליקון העולמי בשנת 2025 יהיה כ-1.37 מיליון טון.
(מאמר זה מיועד רק להתייחסות ללקוחות של UrbanMines ואינו מייצג ייעוץ השקעות כלשהו)