1. Rantaian industri polysilicon: Proses pengeluaran adalah kompleks, dan hiliran memfokuskan pada semikonduktor fotovoltaik
Polysilicon terutamanya dihasilkan daripada silikon industri, klorin dan hidrogen, dan terletak di hulu rantaian industri fotovoltaik dan semikonduktor. Menurut data CPIA, kaedah pengeluaran polysilicon arus perdana di dunia ialah kaedah Siemens yang diubah suai, kecuali China, lebih daripada 95% daripada polysilicon dihasilkan oleh kaedah Siemens yang diubah suai. Dalam proses penyediaan polysilicon dengan kaedah Siemens yang lebih baik, pertama, gas klorin digabungkan dengan gas hidrogen untuk menghasilkan hidrogen klorida, dan kemudian ia bertindak balas dengan serbuk silikon selepas menghancurkan dan mengisar silikon industri untuk menghasilkan trichlorosilane, yang dikurangkan lagi dengan gas hidrogen untuk menghasilkan polisilikon. Silikon polihablur boleh dicairkan dan disejukkan untuk membuat jongkong silikon polihablur, dan silikon monohablur juga boleh dihasilkan oleh Czochralski atau zon lebur. Berbanding dengan silikon polihabluran, silikon kristal tunggal terdiri daripada butiran kristal dengan orientasi kristal yang sama, jadi ia mempunyai kekonduksian elektrik dan kecekapan penukaran yang lebih baik. Kedua-dua jongkong silikon polihablur dan rod silikon monohablur boleh dipotong lagi dan diproses menjadi wafer dan sel silikon, yang seterusnya menjadi bahagian utama modul fotovoltaik dan digunakan dalam medan fotovoltaik. Di samping itu, wafer silikon kristal tunggal juga boleh dibentuk menjadi wafer silikon dengan pengisaran berulang, penggilap, epitaksi, pembersihan dan proses lain, yang boleh digunakan sebagai bahan substrat untuk peranti elektronik semikonduktor.
Kandungan kekotoran polysilicon sangat diperlukan, dan industri mempunyai ciri-ciri pelaburan modal yang tinggi dan halangan teknikal yang tinggi. Oleh kerana ketulenan polysilicon akan menjejaskan proses lukisan silikon kristal tunggal, keperluan ketulenan adalah sangat ketat. Ketulenan minimum polysilicon ialah 99.9999%, dan yang tertinggi adalah hampir tidak terhingga kepada 100%. Di samping itu, piawaian kebangsaan China mengemukakan keperluan yang jelas untuk kandungan kekotoran, dan berdasarkan ini, polysilicon dibahagikan kepada gred I, II, dan III, yang mana kandungan boron, fosforus, oksigen dan karbon merupakan indeks rujukan penting. "Syarat Capaian Industri Polysilicon" menetapkan bahawa perusahaan mesti mempunyai sistem pemeriksaan dan pengurusan kualiti yang baik, dan piawaian produk mematuhi piawaian kebangsaan dengan ketat; selain itu, keadaan capaian juga memerlukan skala dan penggunaan tenaga perusahaan pengeluaran polysilicon, seperti gred solar, polysilicon gred elektronik Skala projek masing-masing lebih daripada 3000 tan/tahun dan 1000 tan/tahun, dan nisbah modal minimum dalam pelaburan projek pembinaan dan pembinaan semula dan pembesaran baharu tidak boleh lebih rendah daripada 30%, jadi polysilicon ialah industri berintensif modal. Menurut statistik CPIA, kos pelaburan peralatan barisan pengeluaran polysilicon 10,000 tan yang mula beroperasi pada 2021 telah meningkat sedikit kepada 103 juta yuan/kt. Sebabnya ialah kenaikan harga bahan logam pukal. Dijangkakan kos pelaburan pada masa hadapan akan meningkat dengan kemajuan teknologi peralatan pengeluaran dan monomer berkurangan apabila saiznya bertambah. Mengikut peraturan, penggunaan kuasa polysilicon untuk pengurangan Czochralski gred suria dan gred elektronik hendaklah kurang daripada 60 kWj/kg dan 100 kWj/kg masing-masing, dan keperluan untuk penunjuk penggunaan tenaga adalah agak ketat. Pengeluaran polysilicon cenderung tergolong dalam industri kimia. Proses pengeluaran agak kompleks, dan ambang untuk laluan teknikal, pemilihan peralatan, pentauliahan dan operasi adalah tinggi. Proses pengeluaran melibatkan banyak tindak balas kimia yang kompleks, dan bilangan nod kawalan adalah lebih daripada 1,000. Sukar untuk pendatang baru Menguasai ketukangan matang dengan cepat. Oleh itu, terdapat halangan modal dan teknikal yang tinggi dalam industri pengeluaran polysilicon, yang juga menggalakkan pengilang polysilicon untuk menjalankan pengoptimuman teknikal yang ketat bagi aliran proses, pembungkusan dan proses pengangkutan.
2. Pengelasan polysilicon: ketulenan menentukan penggunaan, dan gred solar menduduki arus perdana
Silikon polihabluran, satu bentuk silikon unsur, terdiri daripada butiran kristal dengan orientasi kristal yang berbeza, dan terutamanya disucikan oleh pemprosesan silikon perindustrian. Penampilan polysilicon adalah kilauan logam kelabu, dan takat lebur adalah kira-kira 1410 ℃. Ia tidak aktif pada suhu bilik dan lebih aktif dalam keadaan cair. Polysilicon mempunyai sifat semikonduktor dan merupakan bahan semikonduktor yang sangat penting dan sangat baik, tetapi sejumlah kecil kekotoran boleh menjejaskan kekonduksiannya. Terdapat banyak kaedah pengelasan untuk polysilicon. Sebagai tambahan kepada klasifikasi yang dinyatakan di atas mengikut piawaian kebangsaan China, tiga kaedah pengelasan yang lebih penting diperkenalkan di sini. Mengikut keperluan dan kegunaan ketulenan yang berbeza, polysilicon boleh dibahagikan kepada polysilicon gred suria dan polysilicon gred elektronik. Polysilicon gred suria digunakan terutamanya dalam pengeluaran sel fotovoltaik, manakala polysilicon gred elektronik digunakan secara meluas dalam industri litar bersepadu sebagai bahan mentah untuk cip dan pengeluaran lain. Ketulenan polysilicon gred suria ialah 6~8N, iaitu, jumlah kandungan kekotoran diperlukan lebih rendah daripada 10 -6, dan ketulenan polysilicon mesti mencapai 99.9999% atau lebih. Keperluan ketulenan polisilikon gred elektronik adalah lebih ketat, dengan minimum 9N dan maksimum semasa 12N. Pengeluaran polysilicon gred elektronik agak sukar. Terdapat beberapa perusahaan China yang telah menguasai teknologi pengeluaran polysilicon gred elektronik, dan mereka masih bergantung pada import. Pada masa ini, keluaran polysilicon gred suria jauh lebih besar daripada polysilicon gred elektronik, dan yang pertama adalah kira-kira 13.8 kali ganda daripada yang kedua.
Mengikut perbezaan kekotoran doping dan jenis kekonduksian bahan silikon, ia boleh dibahagikan kepada jenis P dan jenis N. Apabila silikon didopkan dengan unsur kekotoran penerima, seperti boron, aluminium, galium, dsb., ia didominasi oleh pengaliran lubang dan merupakan jenis P. Apabila silikon didopkan dengan unsur kekotoran penderma, seperti fosforus, arsenik, antimoni, dsb., ia didominasi oleh pengaliran elektron dan merupakan jenis N. Bateri jenis-P terutamanya termasuk bateri BSF dan bateri PERC. Pada tahun 2021, bateri PERC akan menyumbang lebih daripada 91% daripada pasaran global, dan bateri BSF akan dihapuskan. Dalam tempoh apabila PERC menggantikan BSF, kecekapan penukaran sel jenis P telah meningkat daripada kurang daripada 20% kepada lebih daripada 23%, yang akan menghampiri had atas teori 24.5%, manakala had atas teori N- sel jenis ialah 28.7%, dan sel jenis N mempunyai kecekapan penukaran yang tinggi, Oleh kerana kelebihan nisbah dwimuka yang tinggi dan pekali suhu rendah, syarikat telah mula menggunakan barisan pengeluaran besar-besaran untuk bateri jenis N. Menurut ramalan CPIA, bahagian bateri jenis N akan meningkat dengan ketara daripada 3% kepada 13.4% pada tahun 2022. Dijangkakan dalam tempoh lima tahun akan datang, lelaran bateri jenis N kepada bateri jenis P akan dimulakan . Mengikut kualiti permukaan yang berbeza, ia boleh dibahagikan kepada bahan padat, bahan kembang kol dan bahan karang. Permukaan bahan padat mempunyai tahap lekuk yang paling rendah, kurang daripada 5mm, tiada kelainan warna, tiada interlayer pengoksidaan, dan harga tertinggi; permukaan bahan kembang kol mempunyai tahap lekuk yang sederhana, 5-20mm, bahagiannya sederhana, dan harganya adalah jarak pertengahan; manakala permukaan bahan karang mempunyai lekuk yang lebih serius, Kedalaman lebih besar daripada 20mm, bahagiannya longgar, dan harganya adalah yang paling rendah. Bahan padat digunakan terutamanya untuk menarik silikon monohabluran, manakala bahan kembang kol dan bahan karang digunakan terutamanya untuk membuat wafer silikon polihablur. Dalam pengeluaran harian perusahaan, bahan padat boleh didop dengan tidak kurang daripada 30% bahan kembang kol untuk menghasilkan silikon monohablur. Kos bahan mentah boleh dijimatkan, tetapi penggunaan bahan kembang kol akan mengurangkan kecekapan penarikan kristal ke tahap tertentu. Perusahaan perlu memilih nisbah doping yang sesuai selepas menimbang kedua-duanya. Baru-baru ini, perbezaan harga antara bahan padat dan bahan kembang kol pada dasarnya telah stabil pada 3 RMB /kg. Jika perbezaan harga diluaskan lagi, syarikat mungkin mempertimbangkan mendopan lebih banyak bahan kembang kol dalam tarikan silikon monohabluran.
3. Proses: Kaedah Siemens menduduki arus perdana, dan penggunaan kuasa menjadi kunci kepada perubahan teknologi
Proses pengeluaran polysilicon secara kasar dibahagikan kepada dua langkah. Dalam langkah pertama, serbuk silikon industri bertindak balas dengan hidrogen klorida kontang untuk mendapatkan trichlorosilane dan hidrogen. Selepas penyulingan dan penulenan berulang, trichlorosilane gas, dichlorodihydrosilicon dan Silane; langkah kedua adalah untuk mengurangkan gas ketulenan tinggi yang disebutkan di atas kepada silikon kristal, dan langkah pengurangan adalah berbeza dalam kaedah Siemens yang diubah suai dan kaedah katil terbendalir silane. Kaedah Siemens yang dipertingkatkan mempunyai teknologi pengeluaran matang dan kualiti produk yang tinggi, dan pada masa ini merupakan teknologi pengeluaran yang paling banyak digunakan. Kaedah pengeluaran tradisional Siemens adalah menggunakan klorin dan hidrogen untuk mensintesis hidrogen klorida kontang, hidrogen klorida dan silikon industri serbuk untuk mensintesis trichlorosilane pada suhu tertentu, dan kemudian memisahkan, membetulkan dan memurnikan trichlorosilane. Silikon mengalami tindak balas pengurangan haba dalam relau pengurangan hidrogen untuk mendapatkan silikon unsur yang dimendapkan pada teras silikon. Atas dasar ini, proses Siemens yang dipertingkatkan juga dilengkapi dengan proses sokongan untuk mengitar semula sejumlah besar produk sampingan seperti hidrogen, hidrogen klorida, dan silikon tetraklorida yang dihasilkan dalam proses pengeluaran, terutamanya termasuk pengurangan pemulihan gas ekor dan penggunaan semula silikon tetraklorida. teknologi. Hidrogen, hidrogen klorida, trichlorosilane, dan silikon tetraklorida dalam gas ekzos dipisahkan dengan pemulihan kering. Hidrogen dan hidrogen klorida boleh digunakan semula untuk sintesis dan penulenan dengan trichlorosilane, dan trichlorosilane secara langsung dikitar semula menjadi pengurangan haba. Pemurnian dijalankan di dalam relau, dan silikon tetraklorida dihidrogenkan untuk menghasilkan trichlorosilane, yang boleh digunakan untuk penulenan. Langkah ini juga dipanggil rawatan hidrogenasi sejuk. Dengan merealisasikan pengeluaran litar tertutup, perusahaan boleh mengurangkan penggunaan bahan mentah dan elektrik dengan ketara, dengan itu menjimatkan kos pengeluaran dengan berkesan.
Kos menghasilkan polysilicon menggunakan kaedah Siemens yang dipertingkatkan di China termasuk bahan mentah, penggunaan tenaga, susut nilai, kos pemprosesan, dll. Kemajuan teknologi dalam industri telah mengurangkan kos dengan ketara. Bahan mentah terutamanya merujuk kepada silikon perindustrian dan trichlorosilane, penggunaan tenaga termasuk elektrik dan wap, dan kos pemprosesan merujuk kepada kos pemeriksaan dan pembaikan peralatan pengeluaran. Menurut statistik Baichuan Yingfu mengenai kos pengeluaran polysilicon pada awal Jun 2022, bahan mentah adalah item kos tertinggi, menyumbang 41% daripada jumlah kos, yang mana silikon industri merupakan sumber utama silikon. Penggunaan unit silikon yang biasa digunakan dalam industri mewakili jumlah silikon yang digunakan setiap unit produk silikon ketulenan tinggi. Kaedah pengiraan adalah untuk menukar semua bahan yang mengandungi silikon seperti serbuk silikon industri penyumberan luar dan trichlorosilane kepada silikon tulen, dan kemudian menolak klorosilan penyumberan luar mengikut Jumlah silikon tulen yang ditukar daripada nisbah kandungan silikon. Menurut data CPIA, tahap penggunaan silikon akan menurun sebanyak 0.01 kg/kg-Si kepada 1.09 kg/kg-Si pada tahun 2021. Dijangkakan bahawa dengan penambahbaikan rawatan penghidrogenan sejuk dan kitar semula produk sampingan, ia dijangka akan menurun kepada 1.07 kg/kg menjelang 2030. kg-Si. Menurut statistik yang tidak lengkap, penggunaan silikon bagi lima syarikat China teratas dalam industri polysilicon adalah lebih rendah daripada purata industri. Adalah diketahui bahawa dua daripada mereka akan menggunakan 1.08 kg/kg-Si dan 1.05 kg/kg-Si masing-masing pada tahun 2021. Perkadaran kedua tertinggi ialah penggunaan tenaga, menyumbang 32% secara keseluruhan, di mana elektrik menyumbang 30% daripada jumlah kos, menunjukkan bahawa harga elektrik dan kecekapan masih merupakan faktor penting untuk pengeluaran polysilicon. Dua penunjuk utama untuk mengukur kecekapan kuasa ialah penggunaan kuasa komprehensif dan penggunaan kuasa pengurangan. Penggunaan kuasa pengurangan merujuk kepada proses mengurangkan trichlorosilane dan hidrogen untuk menghasilkan bahan silikon ketulenan tinggi. Penggunaan kuasa termasuk pemanasan dan pemendapan teras silikon. , pemeliharaan haba, pengudaraan akhir dan penggunaan kuasa proses lain. Pada tahun 2021, dengan kemajuan teknologi dan penggunaan tenaga yang menyeluruh, purata penggunaan kuasa komprehensif pengeluaran polysilicon akan berkurangan sebanyak 5.3% tahun ke tahun kepada 63kWh/kg-Si, dan purata penggunaan kuasa pengurangan akan berkurangan sebanyak 6.1% tahun- pada tahun kepada 46kWj/kg-Si, yang dijangka terus menurun pada masa hadapan. . Di samping itu, susut nilai juga merupakan item penting kos, menyumbang 17%. Perlu diingat bahawa, menurut data Baichuan Yingfu, jumlah kos pengeluaran polysilicon pada awal Jun 2022 adalah kira-kira 55,816 yuan/tan, harga purata polysilicon di pasaran adalah kira-kira 260,000 yuan/tan, dan margin keuntungan kasar adalah setinggi 70% atau lebih, jadi ia menarik sejumlah besar Perusahaan melabur dalam pembinaan kapasiti pengeluaran polysilicon.
Terdapat dua cara untuk pengeluar polysilicon mengurangkan kos, satu adalah untuk mengurangkan kos bahan mentah, dan satu lagi adalah untuk mengurangkan penggunaan kuasa. Dari segi bahan mentah, pengeluar boleh mengurangkan kos bahan mentah dengan menandatangani perjanjian kerjasama jangka panjang dengan pengeluar silikon industri, atau membina kapasiti pengeluaran huluan dan hiliran bersepadu. Sebagai contoh, loji pengeluaran polysilicon pada asasnya bergantung kepada bekalan silikon perindustrian mereka sendiri. Dari segi penggunaan elektrik, pengilang boleh mengurangkan kos elektrik melalui harga elektrik yang rendah dan penambahbaikan penggunaan tenaga yang menyeluruh. Kira-kira 70% daripada penggunaan elektrik komprehensif adalah pengurangan penggunaan elektrik, dan pengurangan juga merupakan pautan utama dalam pengeluaran silikon kristal ketulenan tinggi. Oleh itu, kebanyakan kapasiti pengeluaran polysilicon di China tertumpu di kawasan dengan harga elektrik yang rendah seperti Xinjiang, Inner Mongolia, Sichuan dan Yunnan. Walau bagaimanapun, dengan kemajuan dasar dua karbon, adalah sukar untuk mendapatkan sejumlah besar sumber kuasa kos rendah. Oleh itu, mengurangkan penggunaan kuasa untuk pengurangan adalah pengurangan kos yang lebih boleh dilaksanakan pada hari ini. Cara. Pada masa ini, cara yang berkesan untuk mengurangkan penggunaan kuasa pengurangan adalah dengan menambah bilangan teras silikon dalam relau pengurangan, dengan itu mengembangkan output unit tunggal. Pada masa ini, jenis relau pengurangan arus perdana di China ialah 36 pasang rod, 40 pasang rod dan 48 pasang rod. Jenis relau dinaik taraf kepada 60 pasang rod dan 72 pasang rod, tetapi pada masa yang sama, ia juga mengemukakan keperluan yang lebih tinggi untuk tahap teknologi pengeluaran perusahaan.
Berbanding dengan kaedah Siemens yang dipertingkatkan, kaedah katil terbendalir silane mempunyai tiga kelebihan, satu ialah penggunaan kuasa yang rendah, satu lagi ialah keluaran penarik kristal yang tinggi, dan yang ketiga ialah ia lebih sesuai untuk digabungkan dengan teknologi Czochralski berterusan CCZ yang lebih maju. Menurut data Cawangan Industri Silikon, penggunaan kuasa komprehensif kaedah katil terbendalir silane ialah 33.33% daripada kaedah Siemens yang dipertingkatkan, dan penggunaan kuasa pengurangan ialah 10% daripada kaedah Siemens yang dipertingkatkan. Kaedah katil terbendalir silane mempunyai kelebihan penggunaan tenaga yang ketara. Dari segi tarikan kristal, sifat fizikal silikon berbutir boleh memudahkan untuk mengisi sepenuhnya mangkuk kuarza dalam pautan batang penarik silikon kristal tunggal. Silikon polihablur dan silikon berbutir boleh meningkatkan kapasiti pengecasan pijar relau tunggal sebanyak 29%, sambil mengurangkan masa pengecasan sebanyak 41%, dengan ketara meningkatkan kecekapan tarikan silikon kristal tunggal. Di samping itu, silikon berbutir mempunyai diameter kecil dan kecairan yang baik, yang lebih sesuai untuk kaedah Czochralski berterusan CCZ. Pada masa ini, teknologi utama penarikan kristal tunggal di bahagian tengah dan bawah adalah kaedah penuangan semula kristal tunggal RCZ, iaitu untuk menyuap semula dan menarik kristal selepas batang silikon kristal tunggal ditarik. Lukisan dijalankan pada masa yang sama, yang menjimatkan masa penyejukan rod silikon kristal tunggal, jadi kecekapan pengeluaran lebih tinggi. Perkembangan pesat kaedah Czochralski berterusan CCZ juga akan meningkatkan permintaan untuk silikon berbutir. Walaupun silikon berbutir mempunyai beberapa kelemahan, seperti lebih banyak serbuk silikon yang dihasilkan oleh geseran, luas permukaan yang besar dan penjerapan bahan pencemar yang mudah, dan hidrogen digabungkan menjadi hidrogen semasa lebur, yang mudah menyebabkan ponteng, tetapi menurut pengumuman terbaru silikon berbutir yang berkaitan. perusahaan, masalah ini sedang diperbaiki dan Beberapa kemajuan telah dicapai.
proses katil terbendalir silane sudah matang di Eropah dan Amerika Syarikat, dan ia masih di peringkat awal selepas pengenalan perusahaan China. Seawal 1980-an, silikon berbutir asing yang diwakili oleh REC dan MEMC mula meneroka pengeluaran silikon berbutir dan merealisasikan pengeluaran berskala besar. Antaranya, jumlah kapasiti pengeluaran silikon berbutir REC mencecah 10,500 tan/tahun pada 2010, dan berbanding dengan rakan sejawatannya Siemens dalam tempoh yang sama, ia mempunyai kelebihan kos sekurang-kurangnya AS$2-3/kg. Disebabkan oleh keperluan penarikan kristal tunggal, pengeluaran silikon berbutir syarikat itu terbantut dan akhirnya menghentikan pengeluaran, dan beralih kepada usaha sama dengan China untuk menubuhkan perusahaan pengeluaran untuk terlibat dalam pengeluaran silikon berbutir.
4. Bahan mentah: Silikon industri adalah bahan mentah teras, dan bekalan boleh memenuhi keperluan pengembangan polysilicon
Silikon industri adalah bahan mentah teras untuk pengeluaran polisilikon. Output silikon perindustrian China dijangka berkembang dengan stabil dari 2022 hingga 2025. Dari 2010 hingga 2021, pengeluaran silikon perindustrian China berada di peringkat pengembangan, dengan purata kadar pertumbuhan tahunan kapasiti pengeluaran dan output masing-masing mencapai 7.4% dan 8.6%. . Menurut data SMM, yang baru meningkatkapasiti pengeluaran silikon industridi China akan menjadi 890,000 tan dan 1.065 juta tan pada 2022 dan 2023. Dengan mengandaikan bahawa syarikat silikon perindustrian masih akan mengekalkan kadar penggunaan kapasiti dan kadar operasi kira-kira 60% pada masa hadapan, China yang baru meningkatkapasiti pengeluaran pada 2022 dan 2023 akan membawa peningkatan output sebanyak 320,000 tan dan 383,000 tan. Menurut anggaran GFCI,Kapasiti pengeluaran silikon perindustrian China pada 22/23/24/25 adalah kira-kira 5.90/697/6.71/6.5 juta tan, bersamaan dengan 3.55/391/4.18/4.38 juta tan.
Kadar pertumbuhan baki dua kawasan hiliran silikon perindustrian bertindih adalah agak perlahan, dan pengeluaran silikon perindustrian China pada asasnya boleh memenuhi pengeluaran polysilicon. Pada tahun 2021, kapasiti pengeluaran silikon perindustrian China ialah 5.385 juta tan, bersamaan dengan pengeluaran sebanyak 3.213 juta tan, yang mana polysilicon, silikon organik dan aloi aluminium akan menggunakan masing-masing 623,000 tan, 898,000 tan dan 649,000 tan. Di samping itu, hampir 780,000 tan keluaran digunakan untuk Eksport. Pada tahun 2021, penggunaan polysilicon, silikon organik, dan aloi aluminium masing-masing akan menyumbang 19%, 28% dan 20% daripada silikon industri. Dari 2022 hingga 2025, kadar pertumbuhan pengeluaran silikon organik dijangka kekal sekitar 10%, dan kadar pertumbuhan pengeluaran aloi aluminium adalah lebih rendah daripada 5%. Oleh itu, kami percaya bahawa jumlah silikon industri yang boleh digunakan untuk polysilicon pada 2022-2025 adalah agak mencukupi, yang dapat memenuhi sepenuhnya keperluan polysilicon. keperluan pengeluaran.
5. Bekalan polysilicon:Chinamenduduki kedudukan dominan, dan pengeluaran secara beransur-ansur berkumpul kepada perusahaan terkemuka
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengeluaran polysilicon global telah meningkat dari tahun ke tahun, dan secara beransur-ansur berkumpul di China. Dari 2017 hingga 2021, pengeluaran polysilicon tahunan global telah meningkat daripada 432,000 tan kepada 631,000 tan, dengan pertumbuhan terpantas pada 2021, dengan kadar pertumbuhan 21.11%. Dalam tempoh ini, pengeluaran polysilicon global secara beransur-ansur tertumpu di China , dan bahagian pengeluaran polysilicon China meningkat daripada 56.02% pada 2017 kepada 80.03% pada 2021. Membandingkan sepuluh syarikat teratas dalam kapasiti pengeluaran polysilicon global pada 2010 dan 2021, ia boleh mendapati bahawa bilangan syarikat China telah meningkat daripada 4 kepada 8, dan bahagian kapasiti pengeluaran beberapa syarikat Amerika dan Korea telah menurun dengan ketara, jatuh daripada sepuluh pasukan teratas, seperti HEMOLOCK , OCI, REC dan MEMC; kepekatan industri telah meningkat dengan ketara, dan jumlah kapasiti pengeluaran sepuluh syarikat teratas dalam industri telah meningkat daripada 57.7% kepada 90.3%. Pada 2021, terdapat lima syarikat China yang menyumbang lebih daripada 10% kapasiti pengeluaran, menyumbang sejumlah 65.7%. . Terdapat tiga sebab utama untuk pemindahan beransur-ansur industri polysilicon ke China. Pertama, pengeluar polysilicon China mempunyai kelebihan yang ketara dari segi bahan mentah, elektrik dan kos buruh. Gaji pekerja adalah lebih rendah daripada negara asing, jadi kos pengeluaran keseluruhan di China jauh lebih rendah daripada negara asing, dan akan terus menurun dengan kemajuan teknologi; kedua, kualiti produk polysilicon China sentiasa bertambah baik, kebanyakannya berada di peringkat kelas pertama gred suria, dan perusahaan maju individu berada dalam keperluan ketulenan. Kejayaan telah dibuat dalam teknologi pengeluaran polysilicon gred elektronik yang lebih tinggi, secara beransur-ansur membawa kepada penggantian polysilicon gred elektronik domestik untuk import, dan perusahaan terkemuka China sedang giat mempromosikan pembinaan projek polysilicon gred elektronik. Keluaran pengeluaran wafer silikon di China adalah lebih daripada 95% daripada jumlah keluaran pengeluaran global, yang secara beransur-ansur meningkatkan kadar sara diri polysilicon untuk China, yang telah memerah pasaran perusahaan polysilicon luar negara pada tahap tertentu.
Dari 2017 hingga 2021, pengeluaran tahunan polysilicon di China akan meningkat secara berterusan, terutamanya di kawasan yang kaya dengan sumber kuasa seperti Xinjiang, Inner Mongolia dan Sichuan. Pada 2021, pengeluaran polysilicon China akan meningkat daripada 392,000 tan kepada 505,000 tan, peningkatan sebanyak 28.83%. Dari segi kapasiti pengeluaran, kapasiti pengeluaran polysilicon China secara amnya berada pada aliran menaik, tetapi ia telah menurun pada tahun 2020 disebabkan oleh penutupan beberapa pengeluar. Di samping itu, kadar penggunaan kapasiti perusahaan polysilicon China telah meningkat secara berterusan sejak 2018, dan kadar penggunaan kapasiti pada 2021 akan mencapai 97.12%. Dari segi wilayah, pengeluaran polysilicon China pada 2021 tertumpu terutamanya di kawasan dengan harga elektrik yang rendah seperti Xinjiang, Inner Mongolia dan Sichuan. Keluaran Xinjiang ialah 270,400 tan, iaitu lebih separuh daripada jumlah keluaran di China.
Industri polysilicon China dicirikan oleh tahap kepekatan yang tinggi, dengan nilai CR6 sebanyak 77%, dan akan terdapat aliran menaik selanjutnya pada masa hadapan. Pengeluaran polysilicon adalah industri yang mempunyai modal yang tinggi dan halangan teknikal yang tinggi. Kitaran pembinaan dan pengeluaran projek biasanya dua tahun atau lebih. Sukar untuk pengeluar baru memasuki industri. Berdasarkan rancangan pengembangan dan projek baharu yang diketahui dalam tempoh tiga tahun akan datang, pengeluar oligopoli dalam industri akan terus mengembangkan kapasiti pengeluaran mereka berdasarkan kelebihan teknologi dan skala mereka sendiri, dan kedudukan monopoli mereka akan terus meningkat.
Dianggarkan bahawa bekalan polysilicon China akan membawa pertumbuhan berskala besar dari 2022 hingga 2025, dan pengeluaran polysilicon akan mencapai 1.194 juta tan pada 2025, memacu pengembangan skala pengeluaran polysilicon global. Pada tahun 2021, dengan kenaikan mendadak dalam harga polysilicon di China, pengeluar utama telah melabur dalam pembinaan barisan pengeluaran baharu, dan pada masa yang sama menarik pengeluar baharu untuk menyertai industri. Memandangkan projek polysilicon akan mengambil masa sekurang-kurangnya satu setengah hingga dua tahun daripada pembinaan kepada pengeluaran, pembinaan baharu pada 2021 akan disiapkan. Kapasiti pengeluaran biasanya dimasukkan ke dalam pengeluaran pada separuh kedua 2022 dan 2023. Ini sangat konsisten dengan rancangan projek baharu yang diumumkan oleh pengeluar utama pada masa ini. Kapasiti pengeluaran baharu pada 2022-2025 tertumpu terutamanya pada 2022 dan 2023. Selepas itu, apabila bekalan dan permintaan polysilicon dan harga secara beransur-ansur stabil, jumlah kapasiti pengeluaran dalam industri akan beransur-ansur stabil. Turun, iaitu, kadar pertumbuhan kapasiti pengeluaran berkurangan secara beransur-ansur. Di samping itu, kadar penggunaan kapasiti perusahaan polysilicon kekal pada tahap yang tinggi dalam tempoh dua tahun yang lalu, tetapi ia akan mengambil masa untuk kapasiti pengeluaran projek baharu untuk meningkat, dan ia akan mengambil satu proses untuk peserta baru untuk menguasai teknologi penyediaan yang berkaitan. Oleh itu, kadar penggunaan kapasiti projek polysilicon baharu dalam beberapa tahun akan datang adalah rendah. Daripada ini, pengeluaran polysilicon pada 2022-2025 boleh diramalkan, dan pengeluaran polysilicon pada 2025 dijangka kira-kira 1.194 juta tan.
Kepekatan kapasiti pengeluaran luar negara agak tinggi, dan kadar serta kelajuan peningkatan pengeluaran dalam tempoh tiga tahun akan datang tidak akan setinggi China. Kapasiti pengeluaran polysilicon luar negara terutamanya tertumpu pada empat syarikat terkemuka, dan selebihnya adalah kapasiti pengeluaran yang kecil. Dari segi kapasiti pengeluaran, Wacker Chem menduduki separuh daripada kapasiti pengeluaran polysilicon luar negara. Kilangnya di Jerman dan Amerika Syarikat mempunyai kapasiti pengeluaran masing-masing 60,000 tan dan 20,000 tan. Pengembangan mendadak kapasiti pengeluaran polysilicon global pada tahun 2022 dan seterusnya mungkin membawa kebimbangan mengenai lebihan bekalan, syarikat itu masih dalam keadaan tunggu dan lihat dan tidak merancang untuk menambah kapasiti pengeluaran baharu. OCI gergasi polysilicon Korea Selatan secara beransur-ansur memindahkan barisan pengeluaran polysilicon gred solarnya ke Malaysia sambil mengekalkan barisan pengeluaran polysilicon gred elektronik asal di China, yang dirancang untuk mencapai 5,000 tan pada 2022. Kapasiti pengeluaran OCI di Malaysia akan mencapai 27,000 tan dan 30,000 tan pada 2020 dan 2021, mencapai kos penggunaan tenaga yang rendah dan mengelak tarif tinggi China ke atas polysilicon di Amerika Syarikat dan Korea Selatan. Syarikat itu merancang untuk mengeluarkan 95,000 tan tetapi tarikh mula tidak jelas. Ia dijangka meningkat pada tahap 5,000 tan setahun dalam tempoh empat tahun akan datang. Syarikat Norway REC mempunyai dua pangkalan pengeluaran di negeri Washington dan Montana, Amerika Syarikat, dengan kapasiti pengeluaran tahunan sebanyak 18,000 tan polysilicon gred suria dan 2,000 tan polysilicon gred elektronik. REC, yang mengalami kesulitan kewangan yang mendalam, memilih untuk menggantung pengeluaran, dan kemudian dirangsang oleh ledakan harga polysilicon pada 2021, syarikat itu memutuskan untuk memulakan semula pengeluaran 18,000 tan projek di negeri Washington dan 2,000 tan di Montana menjelang akhir 2023 , dan boleh melengkapkan peningkatan kapasiti pengeluaran pada tahun 2024. Hemlock ialah pengeluar polysilicon terbesar di Amerika Syarikat, mengkhusus dalam polysilicon gred elektronik ketulenan tinggi. Halangan berteknologi tinggi terhadap pengeluaran menyukarkan produk syarikat untuk diganti di pasaran. Digabungkan dengan fakta bahawa syarikat itu tidak merancang untuk membina projek baharu dalam masa beberapa tahun, dijangka kapasiti pengeluaran syarikat adalah 2022-2025. Keluaran tahunan kekal pada 18,000 tan. Di samping itu, pada 2021, kapasiti pengeluaran baharu syarikat selain daripada empat syarikat di atas ialah 5,000 tan. Oleh kerana kekurangan pemahaman tentang rancangan pengeluaran semua syarikat, diandaikan di sini bahawa kapasiti pengeluaran baharu ialah 5,000 tan setahun dari 2022 hingga 2025.
Mengikut kapasiti pengeluaran luar negara, dianggarkan pengeluaran polysilicon luar negara pada tahun 2025 adalah kira-kira 176,000 tan, dengan mengandaikan bahawa kadar penggunaan kapasiti pengeluaran polysilicon luar negara kekal tidak berubah. Selepas harga polysilicon meningkat secara mendadak pada 2021, syarikat China telah meningkatkan pengeluaran dan mengembangkan pengeluaran. Sebaliknya, syarikat luar negara lebih berhati-hati dalam rancangan mereka untuk projek baharu. Ini kerana penguasaan industri polysilicon sudah berada dalam kawalan China, dan pengeluaran yang meningkat secara membuta tuli mungkin membawa kerugian. Dari segi kos, penggunaan tenaga adalah komponen terbesar kos polysilicon, jadi harga elektrik adalah sangat penting, dan Xinjiang, Inner Mongolia, Sichuan dan kawasan lain mempunyai kelebihan yang jelas. Dari segi permintaan, sebagai hiliran langsung polisilikon, pengeluaran wafer silikon China menyumbang lebih daripada 99% daripada jumlah keseluruhan dunia. Industri hiliran polysilicon terutamanya tertumpu di China. Harga polysilicon yang dihasilkan adalah rendah, kos pengangkutan rendah, dan permintaan dijamin sepenuhnya. Kedua, China telah mengenakan tarif anti-lambakan yang agak tinggi ke atas import polysilicon gred solar dari Amerika Syarikat dan Korea Selatan, yang telah menyekat penggunaan polysilicon dari Amerika Syarikat dan Korea Selatan. Berhati-hati dalam membina projek baharu; di samping itu, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, perusahaan polysilicon luar negara China telah lambat berkembang kerana kesan tarif, dan beberapa barisan pengeluaran telah dikurangkan atau bahkan ditutup, dan perkadaran mereka dalam pengeluaran global telah menurun dari tahun ke tahun, jadi mereka tidak akan setanding dengan kenaikan harga polysilicon pada 2021 kerana keuntungan tinggi syarikat China, keadaan kewangan tidak mencukupi untuk menyokong pengembangan kapasiti pengeluarannya yang pesat dan berskala besar.
Berdasarkan ramalan masing-masing pengeluaran polysilicon di China dan luar negara dari 2022 hingga 2025, nilai ramalan pengeluaran polysilicon global boleh disimpulkan. Dianggarkan pengeluaran polysilicon global pada 2025 akan mencapai 1.371 juta tan. Mengikut nilai ramalan pengeluaran polysilicon, bahagian China dalam perkadaran global boleh diperoleh secara kasar . Dijangka bahagian China akan berkembang secara beransur-ansur dari 2022 hingga 2025, dan ia akan melebihi 87% pada 2025.
6, Ringkasan dan Tinjauan
Polysilicon terletak di hilir silikon perindustrian dan huluan keseluruhan rantaian industri fotovoltaik dan semikonduktor, dan statusnya sangat penting. Rantaian industri fotovoltaik secara amnya ialah kapasiti terpasang polysilicon-silicon wafer-cell-modul-photovoltaic, dan rantai industri semikonduktor secara amnya polysilicon-monocrystalline silicon wafer-silicon wafer-chip. Penggunaan yang berbeza mempunyai keperluan yang berbeza pada ketulenan polysilicon. Industri fotovoltaik terutamanya menggunakan polysilicon gred suria, dan industri semikonduktor menggunakan polysilicon gred elektronik. Yang pertama mempunyai julat ketulenan 6N-8N, manakala yang kedua memerlukan ketulenan 9N atau lebih.
Selama bertahun-tahun, proses pengeluaran arus perdana polysilicon telah menjadi kaedah Siemens yang lebih baik di seluruh dunia. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, beberapa syarikat telah meneroka secara aktif kaedah katil terbendalir silane kos rendah, yang mungkin mempunyai kesan ke atas corak pengeluaran. Polisilikon berbentuk rod yang dihasilkan oleh kaedah Siemens yang diubah suai mempunyai ciri-ciri penggunaan tenaga yang tinggi, kos yang tinggi dan ketulenan yang tinggi, manakala silikon berbutir yang dihasilkan oleh kaedah katil terbendalir silane mempunyai ciri-ciri penggunaan tenaga yang rendah, kos rendah dan ketulenan yang agak rendah. . Sesetengah syarikat China telah menyedari pengeluaran besar-besaran silikon berbutir dan teknologi menggunakan silikon berbutir untuk menarik polisilikon, tetapi ia tidak dipromosikan secara meluas. Sama ada silikon berbutir boleh menggantikan bekas pada masa hadapan bergantung kepada sama ada kelebihan kos boleh menampung kelemahan kualiti, kesan aplikasi hiliran, dan peningkatan keselamatan silane. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengeluaran polysilicon global telah meningkat dari tahun ke tahun, dan secara beransur-ansur berkumpul di China. Dari 2017 hingga 2021, pengeluaran polysilicon tahunan global akan meningkat daripada 432,000 tan kepada 631,000 tan, dengan pertumbuhan terpantas pada 2021. Dalam tempoh tersebut, pengeluaran polysilicon global secara beransur-ansur menjadi lebih dan lebih tertumpu kepada China, dan bahagian pengeluaran polysilicon China meningkat daripada 56.02% pada 2017 kepada 80.03% pada 2021. Dari 2022 hingga 2025, bekalan polysilicon akan membawa kepada pertumbuhan berskala besar. Dianggarkan bahawa pengeluaran polysilicon pada 2025 akan menjadi 1.194 juta tan di China, dan pengeluaran luar negara akan mencapai 176,000 tan. Oleh itu, pengeluaran polysilicon global pada 2025 adalah kira-kira 1.37 juta tan.
(Artikel ini hanya untuk rujukan pelanggan UrbanMines dan tidak mewakili sebarang nasihat pelaburan）