1. Поликремний өнеркәсібі тізбегі: Өндіріс процесі күрделі, ал төменгі ағым фотоэлектрлік жартылай өткізгіштерге бағытталған
Поликремний негізінен өнеркәсіптік кремнийден, хлордан және сутектен өндіріледі және фотоэлектрлік және жартылай өткізгіш өнеркәсіп тізбектерінің жоғарғы жағында орналасқан. CPIA деректері бойынша, әлемдегі қазіргі негізгі поликремний өндірісі әдісі модификацияланған Siemens әдісі болып табылады, Қытайдан басқа, поликремнийдің 95%-дан астамы модификацияланған Siemens әдісімен өндіріледі. Жақсартылған Siemens әдісімен полискремний дайындау процесінде алдымен хлор газы сутегі газымен біріктіріліп, сутегі хлориді түзіледі, содан кейін өнеркәсіптік кремнийді ұсақтап, ұнтақтағаннан кейін кремний ұнтағымен әрекеттесіп, трихлорсилан түзеді, ол сутегі газымен тотықсыздандырылып, полискремний түзіледі. Поликристалды кремнийді балқытып, салқындатып, поликристалды кремний құймаларын жасауға болады, ал монокристалды кремнийді Чохральский немесе аймақтық балқыту арқылы да алуға болады. Поликристалды кремниймен салыстырғанда, монокристалды кремний бірдей кристалды бағыттағы кристалды түйіршіктерден тұрады, сондықтан оның электр өткізгіштігі мен түрлендіру тиімділігі жақсырақ. Поликристалды кремний құймаларын да, монокристалды кремний шыбықтарын да одан әрі кесіп, кремний пластиналары мен ұяшықтарына өңдеуге болады, олар өз кезегінде фотоэлектрлік модульдердің негізгі бөліктеріне айналады және фотоэлектрлік салада қолданылады. Сонымен қатар, монокристалды кремний пластиналарын қайталап ұнтақтау, жылтырату, эпитакси, тазалау және басқа да процестер арқылы кремний пластиналарына айналдыруға болады, оларды жартылай өткізгіш электрондық құрылғылар үшін субстрат материалдары ретінде пайдалануға болады.
Поликремний қоспасының мөлшері қатаң талап етіледі, ал сала жоғары капиталдық инвестициялар мен жоғары техникалық кедергілерге ие. Поликремнийдің тазалығы монокристалды кремнийді тарту процесіне айтарлықтай әсер ететіндіктен, тазалық талаптары өте қатаң. Поликремнийдің минималды тазалығы 99,9999%, ал ең жоғарысы 100%-ға шексіз жақын. Сонымен қатар, Қытайдың ұлттық стандарттары қоспа құрамына нақты талаптар қояды және осыған сүйене отырып, поликремний I, II және III кластарға бөлінеді, олардың ішінде бор, фосфор, оттегі және көміртектің мөлшері маңызды анықтамалық индекс болып табылады. «Поликремний саласына қол жеткізу шарттары» кәсіпорындарда сапалы тексеру және басқару жүйесі болуы керек және өнім стандарттары ұлттық стандарттарға қатаң сәйкес келуі керек деп белгілейді; Сонымен қатар, қолжетімділік шарттары күн энергиясымен жұмыс істейтін, электронды класты поликремний сияқты поликремний өндірісі кәсіпорындарының көлемі мен энергия тұтынуын талап етеді. Жобаның көлемі жылына 3000 тоннадан және 1000 тоннадан асады, ал жаңа құрылыс, қайта құру және кеңейту жобаларына инвестиция салудағы ең төменгі капиталдық қатынас 30%-дан төмен болмауы керек, сондықтан поликремний капиталды көп қажет ететін сала болып табылады. CPIA статистикасына сәйкес, 2021 жылы пайдалануға берілген 10 000 тонналық поликремний өндірісі желісі жабдықтарының инвестициялық құны 103 миллион юань/кт дейін аздап өсті. Себебі, сусымалы металл материалдарының бағасының өсуі. Болашақта инвестициялық құны өндіріс жабдықтары технологиясының дамуымен және мономердің мөлшерінің ұлғаюымен азаюымен артады деп күтілуде. Ережеге сәйкес, күн энергиясымен жұмыс істейтін және электронды класты Чохральский тотықсыздандыру үшін поликремнийдің энергия тұтынуы сәйкесінше 60 кВт/кг және 100 кВт/кг-нан аз болуы керек, ал энергия тұтыну көрсеткіштеріне қойылатын талаптар салыстырмалы түрде қатаң. Поликремний өндірісі химия өнеркәсібіне жатады. Өндіріс процесі салыстырмалы түрде күрделі, ал техникалық бағыттар, жабдықты таңдау, іске қосу және пайдалану үшін қажетті талаптар жоғары. Өндіріс процесі көптеген күрделі химиялық реакцияларды қамтиды, ал басқару түйіндерінің саны 1000-нан асады. Жаңадан келгендер үшін жетілген шеберлікті тез меңгеру қиын. Сондықтан поликремний өндірісі өнеркәсібінде жоғары капиталдық және техникалық кедергілер бар, бұл поликремний өндірушілеріне процесс ағынын, қаптаманы және тасымалдау процесін қатаң техникалық оңтайландыруды жүзеге асыруға ықпал етеді.
2. Поликремнийдің жіктелуі: тазалық пайдалануды анықтайды, ал күн сәулесінің деңгейі негізгі ағымды алады
Элементтік кремнийдің бір түрі болып табылатын поликристалды кремний әртүрлі кристалдық бағдарлары бар кристалдық түйіршіктерден тұрады және негізінен өнеркәсіптік кремний өңдеу арқылы тазартылады. Поликремнийдің сыртқы түрі сұр металл жылтырлығы болып табылады, ал балқу температурасы шамамен 1410℃. Ол бөлме температурасында белсенді емес және балқытылған күйінде белсендірек. Поликремний жартылай өткізгіш қасиеттерге ие және өте маңызды және тамаша жартылай өткізгіш материал болып табылады, бірақ аз мөлшерде қоспалар оның өткізгіштігіне қатты әсер етуі мүмкін. Поликремнийдің көптеген жіктеу әдістері бар. Қытайдың ұлттық стандарттарына сәйкес жоғарыда аталған жіктеуден басқа, мұнда тағы үш маңызды жіктеу әдісі енгізілген. Әртүрлі тазалық талаптары мен қолданылуына сәйкес, поликремнийді күн энергиясымен жұмыс істейтін поликремний және электронды поликремний болып бөлуге болады. Күн энергиясымен жұмыс істейтін поликремний негізінен фотоэлектрлік элементтер өндірісінде қолданылады, ал электронды поликремний интегралды схема өнеркәсібінде чиптер мен басқа да өндірістер үшін шикізат ретінде кеңінен қолданылады. Күн энергиясымен жұмыс істейтін полискремнийдің тазалығы 6 ~ 8N, яғни жалпы қоспа мөлшері 10 -6-дан төмен болуы керек, ал поликремнийдің тазалығы 99,9999% немесе одан жоғары болуы керек. Электронды поликремнийдің тазалық талаптары қатаңырақ, ең азы 9N, ал қазіргі максимум 12N. Электронды поликремний өндірісі салыстырмалы түрде қиын. Электронды поликремний өндіріс технологиясын меңгерген Қытай кәсіпорындары аз, және олар әлі де импортқа салыстырмалы түрде тәуелді. Қазіргі уақытта күн энергиясымен жұмыс істейтін поликремнийдің өндірісі электронды поликремнийге қарағанда әлдеқайда көп, ал біріншісі екіншісінен шамамен 13,8 есе көп.
Кремний материалының қоспа қоспалары мен өткізгіштік түрінің айырмашылығына сәйкес, оны P-типті және N-типті деп бөлуге болады. Кремний бор, алюминий, галлий және т.б. сияқты акцепторлық қоспа элементтерімен қоспаланған кезде, ол тесік өткізгіштікпен басым болады және P-типті болады. Кремний фосфор, мышьяк, сурьма және т.б. сияқты донорлық қоспа элементтерімен қоспаланған кезде, ол электрон өткізгіштікпен басым болады және N-типті болады. P-типті батареяларға негізінен BSF батареялары және PERC батареялары кіреді. 2021 жылы PERC батареялары әлемдік нарықтың 91%-дан астамын құрайды, ал BSF батареялары алынып тасталады. PERC BSF-ті ауыстырған кезеңде P типті ұяшықтардың түрлендіру тиімділігі 20%-дан аздан 23%-дан астамға дейін өсті, бұл теориялық жоғарғы шегі 24,5%-ға жақындап келеді, ал N типті ұяшықтардың теориялық жоғарғы шегі 28,7%-ды құрайды, ал N типті ұяшықтардың түрлендіру тиімділігі жоғары. Жоғары бифасциалды қатынас пен төмен температура коэффициентінің артықшылықтарына байланысты компаниялар N типті батареяларды жаппай өндіру желілерін орналастыра бастады. CPIA болжамына сәйкес, N типті батареялардың үлесі 2022 жылы 3%-дан 13,4%-ға дейін айтарлықтай артады. Алдағы бес жылда N типті батареяны P типті батареяға айналдыру басталады деп күтілуде. Әртүрлі беткі сапасына сәйкес, оны тығыз материал, гүлді қырыққабат материалы және маржан материалы деп бөлуге болады. Тығыз материалдың беті ең төменгі ойыс дәрежесіне, 5 мм-ден аз, түс ауытқуы жоқ, тотығу қабаты жоқ және ең жоғары бағаға ие; Гүлді қырыққабат материалының беті орташа ойыс, 5-20 мм, қимасы орташа және бағасы орташа; ал маржан материалының беті ауыр ойыс, тереңдігі 20 мм-ден үлкен, қимасы бос және бағасы ең төмен. Тығыз материал негізінен монокристалды кремнийді алу үшін қолданылады, ал гүлді қырыққабат материалы мен маржан материалы негізінен поликристалды кремний пластиналарын жасау үшін қолданылады. Кәсіпорындардың күнделікті өндірісінде монокристалды кремний алу үшін тығыз материалды кемінде 30% гүлді қырыққабат материалымен легирлеуге болады. Шикізат құнын үнемдеуге болады, бірақ гүлді қырыққабат материалын пайдалану кристалды тарту тиімділігін белгілі бір дәрежеде төмендетеді. Кәсіпорындар екеуін өлшегеннен кейін тиісті легирлеу коэффициентін таңдауы керек. Жақында тығыз материал мен гүлді қырыққабат материалы арасындағы баға айырмашылығы негізінен 3 юань/кг деңгейінде тұрақтанды. Егер баға айырмашылығы одан әрі кеңейтілсе, компаниялар монокристалды кремний тартуда гүлді қырыққабат материалын көбірек легирлеуді қарастыруы мүмкін.
3. Процесс: Siemens әдісі негізгі ағымды алады, ал энергия тұтыну технологиялық өзгерістердің кілтіне айналады
Поликремний өндірісі процесі шамамен екі кезеңге бөлінеді. Бірінші кезеңде өнеркәсіптік кремний ұнтағы сусыз сутек хлоридімен әрекеттесіп, трихлорсилан мен сутек алынады. Қайталап айдау және тазартудан кейін газ тәрізді трихлорсилан, дихлордигидрокремний және силан алынады; екінші кезең - жоғарыда аталған жоғары таза газды кристалды кремнийге дейін тотықсыздандыру, ал тотықсыздандыру кезеңі модификацияланған Siemens әдісі мен силан сұйық қабат әдісінде ерекшеленеді. Жақсартылған Siemens әдісі жетілген өндіріс технологиясына және жоғары өнім сапасына ие және қазіргі уақытта ең кең таралған өндіріс технологиясы болып табылады. Siemens дәстүрлі өндіріс әдісі - хлор мен сутекті пайдаланып, сусыз сутек хлоридін, сутек хлоридін және ұнтақталған өнеркәсіптік кремнийді синтездеп, белгілі бір температурада трихлорсиланды синтездеу, содан кейін трихлорсиланды бөліп, түзетіп және тазарту. Кремний өзегіне тұндырылған элементтік кремний алу үшін кремний сутек тотықсыздандыру пешінде термиялық тотықсыздандыру реакциясынан өтеді. Осы негізде, жетілдірілген Siemens процесі өндіріс процесінде өндірілген сутегі, сутегі хлориді және кремний тетрахлориді сияқты көптеген қосалқы өнімдерді қайта өңдеуге арналған қолдаушы процесспен жабдықталған, негізінен құйрық газын қалпына келтіруді және кремний тетрахлоридін қайта пайдалану технологиясын қамтиды. Шығарылған газдағы сутегі, сутегі хлориді, трихлорсилан және кремний тетрахлориді құрғақ қалпына келтіру арқылы бөлінеді. Сутегі мен сутегі хлориді трихлорсиланмен синтездеу және тазарту үшін қайта пайдаланылуы мүмкін, ал трихлорсилан тікелей термиялық қалпына келтіруге қайта өңделеді. Тазарту пеште жүзеге асырылады, ал кремний тетрахлориді тазарту үшін пайдаланылуы мүмкін трихлорсилан алу үшін гидрогенделеді. Бұл қадам суық гидрогендеу өңдеуі деп те аталады. Тұйық тізбекті өндірісті жүзеге асыру арқылы кәсіпорындар шикізат пен электр энергиясын тұтынуды айтарлықтай азайта алады, осылайша өндіріс шығындарын тиімді үнемдейді.
Қытайда жақсартылған Siemens әдісін қолдана отырып, полискремний өндіру құнына шикізат, энергия тұтыну, амортизация, өңдеу шығындары және т.б. кіреді. Өнеркәсіптегі технологиялық прогресс шығындарды айтарлықтай төмендетті. Шикізат негізінен өнеркәсіптік кремний мен трихлорсиланға, энергия тұтынуына электр энергиясы мен буға, ал өңдеу шығындарына өндірістік жабдықтарды тексеру және жөндеу шығындары жатады. Байчуань Инфудың 2022 жылдың маусым айының басындағы полискремний өндірісінің шығындары туралы статистикасына сәйкес, шикізат ең жоғары шығын бабы болып табылады, жалпы шығындардың 41%-ын құрайды, оның ішінде өнеркәсіптік кремний кремнийдің негізгі көзі болып табылады. Өнеркәсіпте жиі қолданылатын кремний бірлігінің тұтынуы жоғары тазалықтағы кремний өнімдерінің бірлігіне тұтынылатын кремний мөлшерін білдіреді. Есептеу әдісі - аутсорсингтік өнеркәсіптік кремний ұнтағы мен трихлорсилан сияқты барлық кремний құрамдас материалдарды таза кремнийге айналдыру, содан кейін аутсорсингтік хлорсиланды кремний құрамының коэффициентінен түрлендірілген таза кремний мөлшеріне сәйкес шегеру. CPIA деректері бойынша, кремнийді тұтыну деңгейі 2021 жылы 0,01 кг/кг-Si-ге төмендеп, 1,09 кг/кг-Si құрайды. Суық гидрогенизациялау және қосалқы өнімдерді қайта өңдеудің жақсаруымен 2030 жылға қарай 1,07 кг/кг-ге дейін төмендейді деп күтілуде. кг-Si. Толық емес статистикаға сәйкес, поликремний өнеркәсібіндегі жетекші бес қытайлық компанияның кремнийді тұтынуы салалық орташа көрсеткіштен төмен. Олардың екеуі 2021 жылы сәйкесінше 1,08 кг/кг-Si және 1,05 кг/кг-Si тұтынатыны белгілі. Екінші ең жоғары үлес - энергия тұтыну, жалпы алғанда 32% құрайды, оның ішінде электр энергиясы жалпы шығынның 30% құрайды, бұл электр энергиясының бағасы мен тиімділігі полискремний өндірісі үшін әлі де маңызды факторлар болып табылатынын көрсетеді. Энергия тиімділігін өлшейтін екі негізгі көрсеткіш - кешенді энергия тұтыну және энергия тұтынуды азайту. Энергия тұтынуды азайту дегеніміз - жоғары тазалықтағы кремний материалын алу үшін трихлорсилан мен сутекті азайту процесі. Энергия тұтынуына кремний өзегін алдын ала қыздыру және тұндыру, жылуды сақтау, желдету және басқа да технологиялық қуат тұтыну кіреді. 2021 жылы технологиялық прогресс пен энергияны кешенді пайдалану арқылы поликремний өндірісінің орташа кешенді қуат тұтынуы жылдық көрсеткіштен 5,3%-ға төмендеп, 63 кВт/кг-Si құрайды, ал орташа төмендету қуат тұтынуы жылдық көрсеткіштен 6,1%-ға төмендеп, 46 кВт/кг-Si құрайды, бұл болашақта одан әрі төмендейді деп күтілуде. Сонымен қатар, амортизация да маңызды шығын бабы болып табылады, ол 17%-ды құрайды. Айта кету керек, Байчуань Инфу деректері бойынша, 2022 жылдың маусым айының басында поликремний өндірісінің жалпы құны шамамен 55 816 юань/тоннаны құрады, нарықтағы поликремнийдің орташа бағасы шамамен 260 000 юань/тоннаны құрады, ал жалпы пайда маржасы 70%-ға немесе одан да жоғары болды, сондықтан бұл көптеген кәсіпорындарды поликремний өндірісі қуатын салуға инвестиция салуға тартты.
Поликремний өндірушілері үшін шығындарды азайтудың екі жолы бар: бірі - шикізат шығындарын азайту, екіншісі - энергия тұтынуды азайту. Шикізатқа келетін болсақ, өндірушілер өнеркәсіптік кремний өндірушілерімен ұзақ мерзімді ынтымақтастық туралы келісімдерге қол қою немесе интеграцияланған жоғары және төменгі өндірістік қуаттарды құру арқылы шикізат құнын төмендете алады. Мысалы, поликремний өндірісі зауыттары негізінен өздерінің өнеркәсіптік кремниймен жабдықтауына сүйенеді. Электр энергиясын тұтыну тұрғысынан өндірушілер электр энергиясының төмен бағалары және энергия тұтынуды кешенді жақсарту арқылы электр энергиясының құнын төмендете алады. Кешенді электр энергиясын тұтынудың шамамен 70%-ы электр энергиясын тұтынуды азайту болып табылады, және азайту да жоғары тазалықтағы кристалды кремний өндірісіндегі маңызды буын болып табылады. Сондықтан Қытайдағы поликремний өндірісі қуаттарының көпшілігі Шыңжаң, Ішкі Моңғолия, Сычуань және Юньнань сияқты электр энергиясының бағасы төмен аймақтарда шоғырланған. Дегенмен, екі көміртекті саясаттың дамуымен арзан энергия ресурстарының көп мөлшерін алу қиын. Сондықтан, азайту үшін энергия тұтынуды азайту бүгінгі таңда шығындарды азайтудың анағұрлым мүмкін тәсілі болып табылады. Қазіргі уақытта тотықсыздандыратын қуат тұтынуын азайтудың тиімді жолы - тотықсыздандыратын пештегі кремний өзектерінің санын көбейту, осылайша бір блоктың өнімділігін арттыру. Қазіргі уақытта Қытайдағы негізгі тотықсыздандыратын пеш түрлері - 36 жұп шыбық, 40 жұп шыбық және 48 жұп шыбық. Пеш түрі 60 жұп шыбық және 72 жұп шыбыққа дейін жаңартылды, бірақ сонымен бірге кәсіпорындардың өндіріс технологиясы деңгейіне жоғары талаптар қойылады.
Жақсартылған Siemens әдісімен салыстырғанда, силан сұйықталған қабат әдісінің үш артықшылығы бар: бірі - төмен қуат тұтынуы, екіншісі - жоғары кристалды тарту өнімділігі, ал үшіншісі - оны озық CCZ үздіксіз Чохральски технологиясымен біріктіру тиімдірек. Кремний өнеркәсібі филиалының мәліметтері бойынша, силан сұйықталған қабат әдісінің кешенді қуат тұтынуы жақсартылған Siemens әдісінің 33,33%-ын, ал азайту қуат тұтынуы жақсартылған Siemens әдісінің 10%-ын құрайды. Силан сұйықталған қабат әдісінің энергия тұтынудың айтарлықтай артықшылықтары бар. Кристалды тарту тұрғысынан түйіршікті кремнийдің физикалық қасиеттері бір кристалды кремний тарту штангасындағы кварц тигельді толығымен толтыруды жеңілдетеді. Поликристалды кремний және түйіршікті кремний бір пештің тигельді зарядтау сыйымдылығын 29%-ға арттыра алады, ал зарядтау уақытын 41%-ға қысқартады, бұл бір кристалды кремнийдің тарту тиімділігін айтарлықтай жақсартады. Сонымен қатар, түйіршікті кремнийдің диаметрі кіші және жақсы сұйықтықтылығы бар, бұл CCZ үздіксіз Чохральски әдісіне қолайлы. Қазіргі уақытта орта және төменгі ағыстағы монокристалды тартудың негізгі технологиясы - RCZ монокристалды қайта құю әдісі, ол монокристалды кремний өзегі тартылғаннан кейін кристалды қайта беру және тарту болып табылады. Созу бір уақытта жүзеге асырылады, бұл монокристалды кремний өзегінің салқындату уақытын үнемдейді, сондықтан өндіріс тиімділігі жоғары. CCZ үздіксіз Чохральский әдісінің жылдам дамуы түйіршікті кремнийге деген сұранысты да арттырады. Түйіршікті кремнийдің кейбір кемшіліктері бар, мысалы, үйкеліс нәтижесінде пайда болатын кремний ұнтағының көптігі, үлкен беткі аудан және ластаушы заттардың оңай адсорбциялануы, сондай-ақ балқу кезінде сутегінің сутегіге бірігуі, бұл секіруді тудыруы оңай, бірақ тиісті түйіршікті кремний кәсіпорындарының соңғы хабарландыруларына сәйкес, бұл мәселелер жақсарып келеді және кейбір жетістіктерге қол жеткізілді.
Силан сұйықталған қабат процесі Еуропа мен Америка Құрама Штаттарында жетілген және Қытай кәсіпорындары енгізілгеннен кейін бастапқы кезеңінде. 1980 жылдардың басында REC және MEMC ұсынған шетелдік түйіршікті кремний түйіршікті кремний өндірісін зерттей бастады және кең көлемді өндірісті жүзеге асырды. Олардың ішінде REC-тің түйіршікті кремний өндірісінің жалпы қуаты 2010 жылы жылына 10 500 тоннаға жетті және сол кезеңдегі Siemens әріптестерімен салыстырғанда, оның құны кем дегенде 2-3 АҚШ доллары/кг болды. Монокристалды тарту қажеттіліктеріне байланысты компанияның түйіршікті кремний өндірісі тоқтап қалды және ақырында өндірісті тоқтатты, ал түйіршікті кремний өндірісімен айналысатын өндірістік кәсіпорын құру үшін Қытаймен бірлескен кәсіпорынға бет бұрды.
4. Шикізат: Өнеркәсіптік кремний негізгі шикізат болып табылады, және оны жеткізу полискремнийді кеңейту қажеттіліктерін қанағаттандыра алады
Өнеркәсіптік кремний поликремний өндірісінің негізгі шикізаты болып табылады. Қытайдың өнеркәсіптік кремний өндірісі 2022 жылдан 2025 жылға дейін тұрақты түрде өседі деп күтілуде. 2010 жылдан 2021 жылға дейін Қытайдың өнеркәсіптік кремний өндірісі кеңею кезеңінде, өндіріс қуаты мен өнімнің орташа жылдық өсу қарқыны сәйкесінше 7,4% және 8,6% құрайды. SMM деректері бойынша, жаңадан өскенөнеркәсіптік кремний өндірісінің қуатыҚытайда 2022 және 2023 жылдары 890 000 тонна және 1,065 миллион тонна болады. Өнеркәсіптік кремний компаниялары болашақта қуатты пайдалану деңгейін және жұмыс істеу деңгейін шамамен 60% сақтайды деп есептесек, Қытайдың жаңадан өскен2022 және 2023 жылдары өндірістік қуаттылық өндірісті 320 000 тоннаға және 383 000 тоннаға арттырады. GFCI бағалауы бойынша,Қытайдың өнеркәсіптік кремний өндірісі қуаты 22/23/24/25 жағдайында шамамен 5,90/697/6,71/6,5 миллион тоннаны құрады, бұл 3,55/391/4,18/4,38 миллион тоннаға сәйкес келеді.
Қалған екі төменгі ағыстағы өнеркәсіптік кремнийдің өсу қарқыны салыстырмалы түрде баяу, және Қытайдың өнеркәсіптік кремний өндірісі негізінен поликремний өндірісін қамтамасыз ете алады. 2021 жылы Қытайдың өнеркәсіптік кремний өндірісінің қуаты 5,385 миллион тоннаны құрайды, бұл 3,213 миллион тонна өнімге сәйкес келеді, оның ішінде поликремний, органикалық кремний және алюминий қорытпалары сәйкесінше 623 000 тонна, 898 000 тонна және 649 000 тонна тұтынады. Сонымен қатар, шамамен 780 000 тонна өнім экспортқа пайдаланылады. 2021 жылы поликремний, органикалық кремний және алюминий қорытпаларын тұтыну өнеркәсіптік кремнийдің сәйкесінше 19%, 28% және 20% құрайды. 2022 жылдан 2025 жылға дейін органикалық кремний өндірісінің өсу қарқыны шамамен 10% деңгейінде қалады деп күтілуде, ал алюминий қорытпасын өндірудің өсу қарқыны 5%-дан төмен. Сондықтан, біз 2022-2025 жылдары поликремний үшін пайдалануға болатын өнеркәсіптік кремний мөлшері салыстырмалы түрде жеткілікті деп санаймыз, бұл поликремний өндірісінің қажеттіліктерін толық қанағаттандыра алады.
5. Поликремниймен жабдықтау:Қытайбасым жағдайды алады, ал өндіріс біртіндеп жетекші кәсіпорындарға жиналады
Соңғы жылдары әлемдік поликремний өндірісі жылдан жылға артып, біртіндеп Қытайда өсті. 2017 жылдан 2021 жылға дейін әлемдік жылдық поликремний өндірісі 432 000 тоннадан 631 000 тоннаға дейін өсті, ең жылдам өсім 2021 жылы байқалды, өсу қарқыны 21,11% құрады. Осы кезеңде әлемдік поликремний өндірісі біртіндеп Қытайда шоғырланды, ал Қытайдың поликремний өндірісінің үлесі 2017 жылғы 56,02%-дан 2021 жылы 80,03%-ға дейін өсті. 2010 және 2021 жылдардағы әлемдік поликремний өндірісі бойынша алғашқы он компанияны салыстыра отырып, қытайлық компаниялардың саны 4-тен 8-ге дейін өскенін, ал кейбір американдық және кореялық компаниялардың өндірістік қуатының үлесі айтарлықтай төмендеп, HEMOLOCK, OCI, REC және MEMC сияқты алғашқы ондыққа кірмегенін көруге болады; саланың шоғырлануы айтарлықтай өсті, ал саланың алғашқы он компаниясының жалпы өндірістік қуаты 57,7%-дан 90,3%-ға дейін өсті. 2021 жылы өндірістік қуаттың 10%-дан астамын құрайтын бес қытайлық компания бар, бұл жалпы 65,7%-ды құрайды. Поликремний өнеркәсібін Қытайға біртіндеп ауыстырудың үш негізгі себебі бар. Біріншіден, қытайлық поликремний өндірушілері шикізат, электр энергиясы және еңбек шығындары тұрғысынан айтарлықтай артықшылықтарға ие. Жұмысшылардың жалақысы шетелдерге қарағанда төмен, сондықтан Қытайдағы жалпы өндіріс құны шетелдерге қарағанда әлдеқайда төмен және технологиялық прогресспен бірге төмендей береді; екіншіден, қытайлық поликремний өнімдерінің сапасы үнемі жақсарып келеді, олардың көпшілігі күн энергиясымен жұмыс істейтін бірінші дәрежелі деңгейде, ал жеке дамыған кәсіпорындар тазалық талаптарына сай келеді. Жоғары электронды сапалы поликремний өндірісі технологиясында серпіліс жасалды, импортты отандық электронды сапалы поликремниймен алмастыру біртіндеп басталды, ал Қытайдың жетекші кәсіпорындары электронды сапалы поликремний жобаларын салуды белсенді түрде ілгерілетуде. Қытайдағы кремний пластиналарының өндіріс көлемі әлемдік жалпы өндіріс көлемінің 95%-дан астамын құрайды, бұл Қытай үшін поликремнийдің өзін-өзі қамтамасыз ету деңгейін біртіндеп арттырып, шетелдік поликремний кәсіпорындарының нарығын белгілі бір дәрежеде қысып тастады.
2017 жылдан 2021 жылға дейін Қытайдағы поликремнийдің жылдық өндірісі тұрақты түрде артады, негізінен Шыңжаң, Ішкі Моңғолия және Сычуань сияқты энергетикалық ресурстарға бай аудандарда. 2021 жылы Қытайдың поликремний өндірісі 392 000 тоннадан 505 000 тоннаға дейін артады, бұл 28,83%-ға өседі. Өндіріс қуаты тұрғысынан Қытайдың поликремний өндірісі қуаты жалпы алғанда өсу үрдісінде болды, бірақ 2020 жылы кейбір өндірушілердің жабылуына байланысты төмендеді. Сонымен қатар, Қытайдың поликремний кәсіпорындарының қуатты пайдалану деңгейі 2018 жылдан бері үздіксіз өсіп келеді, ал 2021 жылы қуатты пайдалану деңгейі 97,12%-ға жетеді. Провинциялар тұрғысынан алғанда, Қытайдың 2021 жылы поликремний өндірісі негізінен Шыңжаң, Ішкі Моңғолия және Сычуань сияқты электр энергиясының бағасы төмен аудандарда шоғырланған. Шыңжаңның өндірісі 270 400 тоннаны құрайды, бұл Қытайдағы жалпы өндірістің жартысынан көбін құрайды.
Қытайдың полискремний өнеркәсібі жоғары концентрация деңгейімен сипатталады, CR6 мәні 77% құрайды және болашақта одан әрі өсу үрдісі болады. Поликремний өндірісі - жоғары капитал және жоғары техникалық кедергілер бар сала. Жобаның құрылысы мен өндіріс циклі әдетте екі жыл немесе одан да көп. Жаңа өндірушілердің салаға кіруі қиын. Белгілі жоспарланған кеңею мен алдағы үш жылдағы жаңа жобаларға қарағанда, саладағы олигополиялық өндірушілер өздерінің технологиялық және масштабтық артықшылықтарының арқасында өндірістік қуаттарын кеңейтуді жалғастырады және олардың монополиялық жағдайы арта береді.
Қытайдың поликремниймен қамтамасыз етілуі 2022 жылдан 2025 жылға дейін кең көлемді өсімге әкеледі, ал поликремний өндірісі 2025 жылы 1,194 миллион тоннаға жетеді, бұл жаһандық поликремний өндірісінің кеңеюіне ықпал етеді деп есептеледі. 2021 жылы Қытайда поликремний бағасының күрт өсуіне байланысты ірі өндірушілер жаңа өндіріс желілерін салуға инвестиция салды және сонымен бірге салаға жаңа өндірушілерді тартты. Поликремний жобалары құрылыстан өндіріске дейін кем дегенде бір жарым-екі жылға созылатындықтан, 2021 жылы жаңа құрылыс аяқталады. Өндіріс қуаты, әдетте, 2022 және 2023 жылдардың екінші жартысында іске қосылады. Бұл қазіргі уақытта ірі өндірушілер жариялаған жаңа жоба жоспарларына өте сәйкес келеді. 2022-2025 жылдардағы жаңа өндірістік қуаттар негізінен 2022 және 2023 жылдарға шоғырланған. Осыдан кейін, поликремнийге деген сұраныс пен ұсыныс және баға біртіндеп тұрақтанған сайын, саладағы жалпы өндірістік қуат біртіндеп тұрақтанады. Төмендеу, яғни өндірістік қуаттың өсу қарқыны біртіндеп төмендейді. Сонымен қатар, поликремний кәсіпорындарының қуатты пайдалану деңгейі соңғы екі жылда жоғары деңгейде қалды, бірақ жаңа жобалардың өндірістік қуатының артуы үшін уақыт қажет болады және жаңадан келгендердің тиісті дайындау технологиясын меңгеруі үшін белгілі бір процесс қажет болады. Сондықтан, алдағы бірнеше жылда жаңа поликремний жобаларының қуатты пайдалану деңгейі төмен болады. Осыдан 2022-2025 жылдардағы поликремний өндірісін болжауға болады, ал 2025 жылы поликремний өндірісі шамамен 1,194 миллион тонна болады деп күтілуде.
Шетелдік өндіріс қуаттарының шоғырлануы салыстырмалы түрде жоғары, алдағы үш жылда өндірістің өсу қарқыны мен жылдамдығы Қытайдікіндей жоғары болмайды. Шетелдік поликремний өндірісінің қуаты негізінен төрт жетекші компанияда шоғырланған, ал қалғандары негізінен шағын өндіріс қуаттары. Өндіріс қуаты тұрғысынан Wacker Chem шетелдік поликремний өндірісінің жартысын алады. Германия мен Америка Құрама Штаттарындағы зауыттарының өндіріс қуаты сәйкесінше 60 000 тонна және 20 000 тоннаны құрайды. 2022 жылы және одан кейінгі жылдары әлемдік поликремний өндірісінің қуатының күрт кеңеюі ... тудыруы мүмкін. Шамадан тыс ұсынысқа алаңдайтын компания әлі де күту күйінде және жаңа өндіріс қуаттарын қосуды жоспарламаған. Оңтүстік Кореяның поликремний алыбы OCI күн энергиясымен жұмыс істейтін поликремний өндірісі желісін біртіндеп Малайзияға көшіруде, ал Қытайдағы бастапқы электронды поликремний өндірісі желісін сақтап қалуда, оның 2022 жылы 5000 тоннаға жетуі жоспарлануда. OCI компаниясының Малайзиядағы өндірістік қуаты 2020 және 2021 жылдары 27 000 тоннаға және 30 000 тоннаға жетеді, бұл энергия тұтыну шығындарын төмендетуге және Қытайдың АҚШ пен Оңтүстік Кореядағы поликремнийге қойылған жоғары тарифтерінен жалтаруға мүмкіндік береді. Компания 95 000 тонна өндіруді жоспарлап отыр, бірақ басталу күні белгісіз. Алдағы төрт жылда ол жылына 5000 тонна деңгейіне дейін артады деп күтілуде. Норвегиялық REC компаниясының Вашингтон штатында және АҚШ-тың Монтана штатында екі өндірістік базасы бар, олардың жылдық өндірістік қуаты 18 000 тонна күн энергиясымен жұмыс істейтін поликремний және 2000 тонна электронды поликремний. Қаржылық қиындықтарға тап болған REC компаниясы өндірісті тоқтата тұруды жөн көрді, содан кейін 2021 жылы поликремний бағасының күрт өсуіне байланысты компания 2023 жылдың соңына дейін Вашингтон штатында 18 000 тонна және Монтана штатында 2000 тонна жобалардың өндірісін қайта бастау туралы шешім қабылдады және 2024 жылы өндіріс қуатын арттыруды аяқтай алады. Hemlock - Америка Құрама Штаттарындағы ең ірі поликремний өндірушісі, жоғары тазалықтағы электронды класты поликремнийге маманданған. Өндірістегі жоғары технологиялық кедергілер компания өнімдерінің нарықта алмастырылуын қиындатады. Компания бірнеше жыл ішінде жаңа жобалар салуды жоспарламағандықтан, компанияның өндіріс қуаты 2022-2025 жылдар аралығында болады деп күтілуде. Жылдық өнім көлемі 18 000 тонна деңгейінде қалады. Сонымен қатар, 2021 жылы жоғарыда аталған төрт компаниядан басқа компаниялардың жаңа өндіріс қуаты 5000 тоннаны құрайды. Барлық компаниялардың өндіріс жоспарларын түсінбеуіне байланысты, мұнда жаңа өндіріс қуаты 2022 жылдан 2025 жылға дейін жылына 5000 тонна болады деп болжануда.
Шетелдік өндіріс қуаттылығына сәйкес, шетелдік поликремний өндірісі қуатын пайдалану деңгейі өзгеріссіз қалады деп есептесек, 2025 жылы шетелдік поликремний өндірісі шамамен 176 000 тоннаны құрайды деп есептеледі. Поликремний бағасы 2021 жылы күрт өскеннен кейін, қытайлық компаниялар өндірісті арттырып, өндірісті кеңейтті. Керісінше, шетелдік компаниялар жаңа жобаларға арналған жоспарларында абай болады. Себебі, поликремний өнеркәсібінің басымдығы қазірдің өзінде Қытайдың бақылауында, ал өндірісті соқыр түрде арттыру шығындарға әкелуі мүмкін. Шығындар жағынан энергия тұтыну поликремний құнының ең үлкен құрамдас бөлігі болып табылады, сондықтан электр энергиясының бағасы өте маңызды, ал Шыңжаң, Ішкі Моңғолия, Сычуань және басқа да аймақтар айқын артықшылықтарға ие. Сұраныс жағынан, поликремнийдің тікелей төменгі ағысы ретінде Қытайдың кремний пластинасын өндіру әлемдік жалпы өнімнің 99%-дан астамын құрайды. Поликремнийдің төменгі ағысы өнеркәсібі негізінен Қытайда шоғырланған. Өндірілген поликремнийдің бағасы төмен, тасымалдау құны төмен және сұраныс толық кепілдендірілген. Екіншіден, Қытай Америка Құрама Штаттары мен Оңтүстік Кореядан келетін күн энергиясымен жұмыс істейтін поликремний импортына салыстырмалы түрде жоғары демпингке қарсы тарифтер енгізді, бұл Америка Құрама Штаттары мен Оңтүстік Кореядан келетін поликремний тұтынуды айтарлықтай төмендетті. Жаңа жобаларды салуда абай болыңыз; сонымен қатар, соңғы жылдары Қытайдың шетелдегі поликремний кәсіпорындары тарифтердің әсерінен баяу дамып келеді, ал кейбір өндіріс желілері қысқартылды немесе тіпті жабылды, ал олардың әлемдік өндірістегі үлесі жыл сайын азайып келеді, сондықтан олар 2021 жылы поликремний бағасының өсуімен салыстыруға келмейді, себебі қытайлық компаниялардың жоғары пайдасы, қаржылық жағдайлары өндіріс қуатын тез және кең көлемде кеңейтуге жеткіліксіз.
Қытайда және шетелде 2022 жылдан 2025 жылға дейінгі поликремний өндірісінің тиісті болжамдарына сүйене отырып, жаһандық поликремний өндірісінің болжамды құнын қорытындылауға болады. 2025 жылы жаһандық поликремний өндірісі 1,371 миллион тоннаға жетеді деп болжануда. Поликремний өндірісінің болжамды құнына сәйкес, Қытайдың жаһандық үлесіндегі үлесін шамамен алуға болады. Қытайдың үлесі 2022 жылдан 2025 жылға дейін біртіндеп кеңейіп, 2025 жылы 87%-дан асады деп күтілуде.
6, Қысқаша мазмұны және болжам
Поликремний өнеркәсіптік кремнийден төмен және бүкіл фотоэлектрлік және жартылай өткізгіштік өнеркәсіп тізбегінің жоғарғы жағында орналасқан және оның мәртебесі өте маңызды. Фотоэлектрлік өнеркәсіп тізбегі, әдетте, поликремний-кремний пластинасы-ұяшық-модуль-фотовольтаикалық орнатылған қуаттан тұрады, ал жартылай өткізгіштік өнеркәсіп тізбегі, әдетте, поликремний-монокристалды кремний пластинасы-кремний пластинасы-чиптен тұрады. Әр түрлі қолданыстарда полискремнийдің тазалығына қойылатын талаптар әртүрлі. Фотоэлектрлік өнеркәсіп негізінен күн энергиясымен жұмыс істейтін полискремнийді, ал жартылай өткізгіштік өнеркәсіп электронды поликремнийді пайдаланады. Біріншісінің тазалық диапазоны 6N-8N, ал екіншісі 9N немесе одан жоғары тазалықты қажет етеді.
Көптеген жылдар бойы бүкіл әлемде полискремнийдің негізгі өндіріс процесі Siemens әдісін жетілдіру арқылы жүзеге асырылды. Соңғы жылдары кейбір компаниялар өндіріс үлгісіне әсер етуі мүмкін арзан силан сұйықталған қабат әдісін белсенді түрде зерттеп келеді. Модификацияланған Siemens әдісімен өндірілген өзек тәрізді полискремний жоғары энергия тұтыну, жоғары құны және жоғары тазалық сипаттамаларына ие, ал силан сұйықталған қабат әдісімен өндірілген түйіршікті кремний төмен энергия тұтыну, төмен құны және салыстырмалы түрде төмен тазалық сипаттамаларына ие. Кейбір қытайлық компаниялар түйіршікті кремнийді жаппай өндіруді және поликремнийді тарту үшін түйіршікті кремнийді пайдалану технологиясын жүзеге асырды, бірақ ол кеңінен насихатталмады. Түйіршікті кремний болашақта біріншісін алмастыра ала ма, жоқ па, бұл баға артықшылығының сапа кемшілігін жаба алатындығына, төменгі ағымдағы қолданудың әсеріне және силан қауіпсіздігінің жақсаруына байланысты. Соңғы жылдары жаһандық поликремний өндірісі жыл сайын артып келеді және біртіндеп Қытайда жиналуда. 2017 жылдан 2021 жылға дейін жаһандық жылдық поликремний өндірісі 432 000 тоннадан 631 000 тоннаға дейін артады, бұл 2021 жылы ең жылдам өсім болады. Осы кезеңде жаһандық поликремний өндірісі біртіндеп Қытайға шоғырлана бастады, ал Қытайдағы поликремний өндірісінің үлесі 2017 жылғы 56,02%-дан 2021 жылы 80,03%-ға дейін өсті. 2022 жылдан 2025 жылға дейін поликремний жеткізілімі кең көлемде өсуге әкеледі. Қытайда поликремний өндірісі 2025 жылы 1,194 миллион тоннаны, ал шетелде өндіріс 176 000 тоннаны құрайды деп болжануда. Сондықтан, 2025 жылы жаһандық поликремний өндірісі шамамен 1,37 миллион тоннаны құрайды.
(Бұл мақала тек UrbanMines тұтынушыларына арналған және ешқандай инвестициялық кеңес болып табылмайды)