1. Rantaian industri polisilikon: Proses pengeluaran adalah kompleks, dan hiliran memberi tumpuan kepada semikonduktor fotovoltaik
Polisilikon terutamanya dihasilkan daripada silikon, klorin dan hidrogen perindustrian, dan terletak di hulu rantaian industri fotovoltaik dan semikonduktor. Menurut data CPIA, kaedah pengeluaran polisilikon arus perdana semasa di dunia ialah kaedah Siemens yang diubah suai, kecuali China, lebih daripada 95% polisilikon dihasilkan melalui kaedah Siemens yang diubah suai. Dalam proses penyediaan polisilikon melalui kaedah Siemens yang dipertingkatkan, pertama sekali, gas klorin digabungkan dengan gas hidrogen untuk menghasilkan hidrogen klorida, dan kemudian ia bertindak balas dengan serbuk silikon selepas menghancurkan dan mengisar silikon perindustrian untuk menghasilkan triklorosilana, yang selanjutnya dikurangkan oleh gas hidrogen untuk menghasilkan polisilikon. Silikon polikristalin boleh dicairkan dan disejukkan untuk membuat jongkong silikon polikristalin, dan silikon monokristalin juga boleh dihasilkan melalui Czochralski atau pencairan zon. Berbanding dengan silikon polikristalin, 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 polikristalin dan rod silikon monokristalin boleh dipotong dan diproses selanjutnya menjadi wafer dan sel silikon, yang seterusnya menjadi bahagian penting modul fotovoltaik dan digunakan dalam medan fotovoltaik. Di samping itu, wafer silikon kristal tunggal juga boleh dibentuk menjadi wafer silikon melalui pengisaran, penggilapan, epitaksi, pembersihan dan proses lain yang berulang, yang boleh digunakan sebagai bahan substrat untuk peranti elektronik semikonduktor.
Kandungan bendasing polisilikon amat diperlukan, dan industri ini mempunyai ciri-ciri pelaburan modal yang tinggi dan halangan teknikal yang tinggi. Memandangkan ketulenan polisilikon akan memberi kesan serius kepada proses pengeluaran silikon kristal tunggal, keperluan ketulenan adalah sangat ketat. Ketulenan minimum polisilikon ialah 99.9999%, dan yang tertinggi hampir dengan 100%. Di samping itu, piawaian kebangsaan China mengemukakan keperluan yang jelas untuk kandungan bendasing, dan berdasarkan ini, polisilikon dibahagikan kepada gred I, II, dan III, yang mana kandungan boron, fosforus, oksigen dan karbon merupakan indeks rujukan penting. "Syarat Akses Industri Polisilikon" menetapkan bahawa perusahaan mesti mempunyai sistem pemeriksaan dan pengurusan kualiti yang kukuh, dan piawaian produk mematuhi piawaian kebangsaan dengan ketat; Di samping itu, syarat akses juga memerlukan skala dan penggunaan tenaga perusahaan pengeluaran polisilikon, seperti polisilikon gred solar, gred elektronik. Skala projek masing-masing lebih besar daripada 3000 tan/tahun dan 1000 tan/tahun, dan nisbah modal minimum dalam pelaburan projek pembinaan dan pembinaan semula serta pengembangan baharu tidak boleh lebih rendah daripada 30%, jadi polisilikon merupakan industri berintensifkan modal. Menurut statistik CPIA, kos pelaburan peralatan barisan pengeluaran polisilikon 10,000 tan yang beroperasi pada tahun 2021 telah meningkat sedikit kepada 103 juta yuan/kt. Sebabnya ialah kenaikan harga bahan logam pukal. Kos pelaburan pada masa hadapan dijangka akan meningkat dengan kemajuan teknologi peralatan pengeluaran dan pengurangan monomer apabila saiznya meningkat. Mengikut peraturan, penggunaan kuasa polisilikon untuk pengurangan Czochralski gred solar dan gred elektronik masing-masing hendaklah kurang daripada 60 kWh/kg dan 100 kWh/kg, dan keperluan untuk penunjuk penggunaan tenaga agak ketat. Pengeluaran polisilikon 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. Adalah sukar untuk pendatang baharu menguasai kemahiran ketukangan yang matang dengan cepat. Oleh itu, terdapat halangan modal dan teknikal yang tinggi dalam industri pengeluaran polisilikon, yang turut menggalakkan pengeluar polisilikon untuk menjalankan pengoptimuman teknikal yang ketat terhadap aliran proses, pembungkusan dan proses pengangkutan.
2. Pengelasan polisilikon: ketulenan menentukan penggunaan, dan gred solar menduduki arus perdana
Silikon polikristalin, sejenis silikon unsur, terdiri daripada butiran kristal dengan orientasi kristal yang berbeza, dan kebanyakannya ditulenkan melalui pemprosesan silikon perindustrian. Rupa polisilikon adalah kilauan logam kelabu, dan takat lebur adalah kira-kira 1410℃. Ia tidak aktif pada suhu bilik dan lebih aktif dalam keadaan lebur. Polisilikon mempunyai sifat semikonduktor dan merupakan bahan semikonduktor yang sangat penting dan sangat baik, tetapi sejumlah kecil bendasing boleh menjejaskan kekonduksiannya. Terdapat banyak kaedah pengelasan untuk polisilikon. Selain pengelasan yang dinyatakan di atas mengikut piawaian kebangsaan China, tiga lagi kaedah pengelasan penting diperkenalkan di sini. Mengikut keperluan dan kegunaan ketulenan yang berbeza, polisilikon boleh dibahagikan kepada polisilikon gred solar dan polisilikon gred elektronik. Polisilikon gred solar terutamanya digunakan dalam pengeluaran sel fotovoltaik, manakala polisilikon gred elektronik digunakan secara meluas dalam industri litar bersepadu sebagai bahan mentah untuk cip dan pengeluaran lain. Ketulenan polisilikon gred solar ialah 6~8N, iaitu jumlah kandungan bendasing dikehendaki lebih rendah daripada 10-6, dan ketulenan polisilikon mesti mencapai 99.9999% atau lebih. Keperluan ketulenan polisilikon gred elektronik lebih ketat, dengan minimum 9N dan maksimum semasa 12N. Pengeluaran polisilikon gred elektronik agak sukar. Terdapat beberapa perusahaan China yang telah menguasai teknologi pengeluaran polisilikon gred elektronik, dan mereka masih agak bergantung pada import. Pada masa ini, output polisilikon gred solar jauh lebih besar daripada polisilikon 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 didop dengan unsur kekotoran penerima, seperti boron, aluminium, galium, dan sebagainya, ia didominasi oleh pengaliran lubang dan merupakan jenis-P. Apabila silikon didop dengan unsur kekotoran penderma, seperti fosforus, arsenik, antimoni, dan sebagainya, ia didominasi oleh pengaliran elektron dan merupakan jenis-N. Bateri jenis-P terutamanya merangkumi bateri BSF dan bateri PERC. Pada tahun 2021, bateri PERC akan menyumbang lebih daripada 91% pasaran global, dan bateri BSF akan dihapuskan. Dalam tempoh PERC menggantikan BSF, kecekapan penukaran sel jenis-P telah meningkat daripada kurang daripada 20% kepada lebih daripada 23%, yang hampir menghampiri had atas teori sebanyak 24.5%, manakala had atas teori sel jenis-N ialah 28.7%, dan sel jenis-N mempunyai kecekapan penukaran yang tinggi. Disebabkan oleh kelebihan nisbah dwimuka yang tinggi dan pekali suhu rendah, syarikat-syarikat telah mula menggunakan barisan pengeluaran besar-besaran untuk bateri jenis-N. Menurut ramalan CPIA, perkadaran 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 cekung terendah, kurang daripada 5mm, tiada keabnormalan warna, tiada lapisan pengoksidaan, dan harga tertinggi; Permukaan bahan kembang kol mempunyai tahap cekung yang sederhana, 5-20mm, keratannya sederhana, dan harganya sederhana; manakala permukaan bahan karang mempunyai cekung yang lebih serius, Kedalamannya lebih besar daripada 20mm, keratannya longgar, dan harganya paling rendah. Bahan padat digunakan terutamanya untuk menarik silikon monokristalin, manakala bahan kembang kol dan bahan karang digunakan terutamanya untuk membuat wafer silikon polikristalin. Dalam pengeluaran harian perusahaan, bahan padat boleh didop dengan tidak kurang daripada 30% bahan kembang kol untuk menghasilkan silikon monokristalin. Kos bahan mentah boleh dijimatkan, tetapi penggunaan bahan kembang kol akan mengurangkan kecekapan penarikan kristal sehingga 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 asasnya stabil pada 3 RMB /kg. Jika perbezaan harga diluaskan lagi, syarikat mungkin mempertimbangkan untuk mendop lebih banyak bahan kembang kol dalam penarikan silikon monokristalin.
3. Proses: Kaedah Siemens menduduki arus perdana, dan penggunaan kuasa menjadi kunci kepada perubahan teknologi
Proses pengeluaran polisilikon secara kasarnya dibahagikan kepada dua langkah. Dalam langkah pertama, serbuk silikon perindustrian direaksikan dengan hidrogen klorida anhidrus untuk mendapatkan triklorosilana dan hidrogen. Selepas penyulingan dan penulenan berulang, gas triklorosilana, diklorodihidrosilikon dan silana; langkah kedua adalah untuk mengurangkan gas ketulenan tinggi yang dinyatakan di atas kepada silikon kristal, dan langkah penurunan adalah berbeza dalam kaedah Siemens yang diubah suai dan kaedah katil bendalir silana. Kaedah Siemens yang dipertingkatkan mempunyai teknologi pengeluaran yang matang dan kualiti produk yang tinggi, dan kini merupakan teknologi pengeluaran yang paling banyak digunakan. Kaedah pengeluaran Siemens tradisional adalah menggunakan klorin dan hidrogen untuk mensintesis hidrogen klorida anhidrus, hidrogen klorida dan silikon perindustrian serbuk untuk mensintesis triklorosilana pada suhu tertentu, dan kemudian memisahkan, membetulkan dan menulenkan triklorosilana. Silikon menjalani tindak balas penurunan haba dalam relau penurunan hidrogen untuk mendapatkan silikon unsur yang termendap pada teras silikon. Atas dasar ini, proses Siemens yang dipertingkatkan juga dilengkapi dengan proses sokongan untuk mengitar semula sejumlah besar hasil sampingan seperti hidrogen, hidrogen klorida, dan silikon tetraklorida yang dihasilkan dalam proses pengeluaran, terutamanya termasuk teknologi pemulihan gas ekor pengurangan dan penggunaan semula silikon tetraklorida. Hidrogen, hidrogen klorida, triklorosilana, dan silikon tetraklorida dalam gas ekzos dipisahkan melalui pemulihan kering. Hidrogen dan hidrogen klorida boleh digunakan semula untuk sintesis dan penulenan dengan triklorosilana, dan triklorosilana dikitar semula secara langsung menjadi pengurangan haba. Penulenan dijalankan di dalam relau, dan silikon tetraklorida dihidrogenkan untuk menghasilkan triklorosilana, yang boleh digunakan untuk penulenan. Langkah ini juga dipanggil rawatan penghidrogenan sejuk. Dengan merealisasikan pengeluaran litar tertutup, perusahaan boleh mengurangkan penggunaan bahan mentah dan elektrik dengan ketara, sekali gus menjimatkan kos pengeluaran dengan berkesan.
Kos penghasilan polisilikon menggunakan kaedah Siemens yang dipertingkatkan di China termasuk bahan mentah, penggunaan tenaga, susut nilai, kos pemprosesan, dan sebagainya. Kemajuan teknologi dalam industri telah menurunkan kos dengan ketara. Bahan mentah terutamanya merujuk kepada silikon industri dan triklorosilana, penggunaan tenaga termasuk elektrik dan wap, dan kos pemprosesan merujuk kepada kos pemeriksaan dan pembaikan peralatan pengeluaran. Menurut statistik Baichuan Yingfu mengenai kos pengeluaran polisilikon pada awal Jun 2022, bahan mentah merupakan item kos tertinggi, menyumbang 41% daripada jumlah kos, di mana silikon industri merupakan sumber utama silikon. Penggunaan unit silikon yang biasa digunakan dalam industri mewakili jumlah silikon yang digunakan bagi setiap unit produk silikon berketulenan tinggi. Kaedah pengiraan adalah untuk menukar semua bahan yang mengandungi silikon seperti serbuk silikon industri dan triklorosilana yang disumber luar kepada silikon tulen, dan kemudian menolak klorosilana yang disumber 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 peningkatan rawatan penghidrogenan sejuk dan kitar semula produk sampingan, ia dijangka menurun kepada 1.07 kg/kg menjelang 2030. kg-Si. Menurut statistik yang tidak lengkap, penggunaan silikon lima syarikat teratas China dalam industri polisilikon adalah lebih rendah daripada purata industri. Diketahui bahawa dua daripadanya 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 dan kecekapan elektrik masih merupakan faktor penting untuk pengeluaran polisilikon. Dua penunjuk utama untuk mengukur kecekapan kuasa ialah penggunaan kuasa yang komprehensif dan pengurangan penggunaan kuasa. Pengurangan penggunaan kuasa merujuk kepada proses pengurangan triklorosilana dan hidrogen untuk menghasilkan bahan silikon berketulenan tinggi. Penggunaan kuasa termasuk pemanasan awal dan pemendapan teras silikon, pemeliharaan haba, pengudaraan akhir dan penggunaan kuasa proses lain. Pada tahun 2021, dengan kemajuan teknologi dan penggunaan tenaga yang komprehensif, purata penggunaan kuasa komprehensif pengeluaran polisilikon akan menurun sebanyak 5.3% tahun ke tahun kepada 63kWh/kg-Si, dan purata pengurangan penggunaan kuasa akan menurun sebanyak 6.1% tahun ke tahun kepada 46kWh/kg-Si, yang dijangka akan terus menurun pada masa hadapan. Di samping itu, susut nilai juga merupakan item kos yang penting, menyumbang 17%. Perlu diingatkan bahawa, menurut data Baichuan Yingfu, jumlah kos pengeluaran polisilikon pada awal Jun 2022 adalah kira-kira 55,816 yuan/tan, harga purata polisilikon di pasaran adalah kira-kira 260,000 yuan/tan, dan margin keuntungan kasar adalah setinggi 70% atau lebih, jadi ia menarik sebilangan besar Perusahaan melabur dalam pembinaan kapasiti pengeluaran polisilikon.
Terdapat dua cara untuk pengeluar polisilikon mengurangkan kos, satu adalah dengan mengurangkan kos bahan mentah, dan yang satu lagi adalah dengan mengurangkan penggunaan kuasa. Dari segi bahan mentah, pengeluar boleh mengurangkan kos bahan mentah dengan menandatangani perjanjian kerjasama jangka panjang dengan pengeluar silikon perindustrian, atau membina kapasiti pengeluaran huluan dan hiliran bersepadu. Contohnya, loji pengeluaran polisilikon pada asasnya bergantung pada bekalan silikon perindustrian mereka sendiri. Dari segi penggunaan elektrik, pengeluar boleh mengurangkan kos elektrik melalui harga elektrik yang rendah dan peningkatan penggunaan tenaga yang komprehensif. Kira-kira 70% daripada penggunaan elektrik yang komprehensif adalah pengurangan penggunaan elektrik, dan pengurangan juga merupakan penghubung utama dalam pengeluaran silikon kristal berketulenan tinggi. Oleh itu, kebanyakan kapasiti pengeluaran polisilikon di China tertumpu di kawasan yang mempunyai harga elektrik yang rendah seperti Xinjiang, Mongolia Dalam, Sichuan dan Yunnan. Walau bagaimanapun, dengan kemajuan dasar dua karbon, sukar untuk mendapatkan sejumlah besar sumber kuasa kos rendah. Oleh itu, mengurangkan penggunaan kuasa untuk pengurangan adalah cara yang lebih sesuai untuk mengurangkan kos pada masa kini. Pada masa ini, cara yang berkesan untuk mengurangkan penggunaan kuasa pengurangan adalah dengan meningkatkan bilangan teras silikon dalam relau pengurangan, sekali gus mengembangkan output satu unit. 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 silana mempunyai tiga kelebihan, satu ialah penggunaan kuasa yang rendah, yang satu lagi ialah output tarikan kristal yang tinggi, dan yang ketiga ialah ia lebih sesuai untuk digabungkan dengan teknologi Czochralski berterusan CCZ yang lebih canggih. Menurut data Cawangan Industri Silikon, penggunaan kuasa komprehensif kaedah katil terbendalir silana ialah 33.33% daripada kaedah Siemens yang dipertingkatkan, dan penggunaan kuasa pengurangan ialah 10% daripada kaedah Siemens yang dipertingkatkan. Kaedah katil terbendalir silana mempunyai kelebihan penggunaan tenaga yang ketara. Dari segi tarikan kristal, sifat fizikal silikon berbutir boleh memudahkan pengisian sepenuhnya mangkuk pijar kuarza dalam pautan rod penarik silikon kristal tunggal. Silikon polikristalin dan silikon berbutir boleh meningkatkan kapasiti pengecasan mangkuk pijar relau tunggal sebanyak 29%, sambil mengurangkan masa pengecasan sebanyak 41%, sekali gus meningkatkan kecekapan tarikan silikon kristal tunggal dengan ketara. Di samping itu, silikon berbutir mempunyai diameter kecil dan kebendalir yang baik, yang lebih sesuai untuk kaedah Czochralski berterusan CCZ. Pada masa ini, teknologi utama penarikan hablur tunggal di bahagian tengah dan bawah ialah kaedah penuangan semula hablur tunggal RCZ, iaitu memasukkan semula dan menarik hablur selepas rod silikon hablur tunggal ditarik. Penarikan dilakukan pada masa yang sama, yang menjimatkan masa penyejukan rod silikon hablur tunggal, jadi kecekapan pengeluaran adalah 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 mudah diserap bahan pencemar, dan hidrogen digabungkan menjadi hidrogen semasa pencairan, yang mudah menyebabkan lompatan, tetapi menurut pengumuman terkini perusahaan silikon berbutir yang berkaitan, masalah ini sedang diperbaiki dan beberapa kemajuan telah dicapai.
Proses katil bendalir silana telah matang di Eropah dan Amerika Syarikat, dan ia masih di peringkat awal selepas pengenalan perusahaan China. Seawal tahun 1980-an, silikon berbutir asing yang diwakili oleh REC dan MEMC mula meneroka pengeluaran silikon berbutir dan mencapai pengeluaran berskala besar. Antaranya, jumlah kapasiti pengeluaran silikon berbutir REC mencapai 10,500 tan/tahun pada tahun 2010, dan berbanding dengan rakan sejawatnya di Siemens dalam tempoh yang sama, ia mempunyai kelebihan kos sekurang-kurangnya US$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 bagi terlibat dalam pengeluaran silikon berbutir.
4. Bahan mentah: Silikon perindustrian adalah bahan mentah teras, dan bekalannya dapat memenuhi keperluan pengembangan polisilikon
Silikon perindustrian merupakan bahan mentah teras untuk pengeluaran polisilikon. Output silikon perindustrian China dijangka akan berkembang dengan stabil dari tahun 2022 hingga 2025. Dari tahun 2010 hingga 2021, pengeluaran silikon perindustrian China berada dalam peringkat pengembangan, dengan kadar pertumbuhan tahunan purata kapasiti pengeluaran dan output masing-masing mencapai 7.4% dan 8.6%. Menurut data SMM, peningkatan yang barukapasiti pengeluaran silikon perindustriandi China akan menjadi 890,000 tan dan 1.065 juta tan pada tahun 2022 dan 2023. Dengan mengandaikan bahawa syarikat silikon perindustrian masih akan mengekalkan kadar penggunaan kapasiti dan kadar operasi kira-kira 60% pada masa hadapan, peningkatan baru Chinakapasiti pengeluaran pada tahun 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 agak perlahan, dan pengeluaran silikon perindustrian China pada dasarnya boleh memenuhi pengeluaran polisilikon. Pada tahun 2021, kapasiti pengeluaran silikon perindustrian China akan menjadi 5.385 juta tan, bersamaan dengan output sebanyak 3.213 juta tan, yang mana polisilikon, silikon organik, dan aloi aluminium masing-masing akan menggunakan 623,000 tan, 898,000 tan, dan 649,000 tan. Di samping itu, hampir 780,000 tan output digunakan untuk Eksport. Pada tahun 2021, penggunaan polisilikon, silikon organik, dan aloi aluminium masing-masing akan menyumbang 19%, 28%, dan 20% daripada silikon perindustrian. Dari tahun 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 perindustrian yang boleh digunakan untuk polisilikon pada tahun 2022-2025 adalah agak mencukupi, yang dapat memenuhi sepenuhnya keperluan pengeluaran polisilikon.
5. Bekalan polisilikon:Chinamenduduki kedudukan dominan, dan pengeluaran secara beransur-ansur dikumpulkan ke perusahaan terkemuka
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengeluaran polisilikon global telah meningkat tahun demi tahun, dan secara beransur-ansur berkumpul di China. Dari tahun 2017 hingga 2021, pengeluaran polisilikon tahunan global telah meningkat daripada 432,000 tan kepada 631,000 tan, dengan pertumbuhan terpantas pada tahun 2021, dengan kadar pertumbuhan sebanyak 21.11%. Dalam tempoh ini, pengeluaran polisilikon global secara beransur-ansur tertumpu di China, dan perkadaran pengeluaran polisilikon China meningkat daripada 56.02% pada tahun 2017 kepada 80.03% pada tahun 2021. Membandingkan sepuluh syarikat teratas dalam kapasiti pengeluaran polisilikon global pada tahun 2010 dan 2021, dapat dilihat bahawa bilangan syarikat China telah meningkat daripada 4 kepada 8, dan perkadaran 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 tahun 2021, terdapat lima syarikat China yang menyumbang lebih daripada 10% daripada kapasiti pengeluaran, menyumbang sejumlah 65.7%. Terdapat tiga sebab utama pemindahan industri polisilikon secara beransur-ansur ke China. Pertama, pengeluar polisilikon China mempunyai kelebihan yang ketara dari segi bahan mentah, elektrik dan kos buruh. Upah 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 polisilikon China sentiasa bertambah baik, kebanyakannya berada pada tahap kelas pertama gred solar, dan perusahaan maju individu berada dalam keperluan ketulenan. Terobosan telah dibuat dalam teknologi pengeluaran polisilikon gred elektronik yang lebih tinggi, secara beransur-ansur membawa penggantian polisilikon gred elektronik domestik untuk import, dan perusahaan terkemuka China secara aktif mempromosikan pembinaan projek polisilikon gred elektronik. Output pengeluaran wafer silikon di China adalah lebih daripada 95% daripada jumlah output pengeluaran global, yang secara beransur-ansur telah meningkatkan kadar kemandirian polisilikon untuk China, yang telah menekan pasaran perusahaan polisilikon luar negara sehingga tahap tertentu.
Dari tahun 2017 hingga 2021, pengeluaran tahunan polisilikon di China akan meningkat secara berterusan, terutamanya di kawasan yang kaya dengan sumber kuasa seperti Xinjiang, Inner Mongolia, dan Sichuan. Pada tahun 2021, pengeluaran polisilikon China akan meningkat daripada 392,000 tan kepada 505,000 tan, peningkatan sebanyak 28.83%. Dari segi kapasiti pengeluaran, kapasiti pengeluaran polisilikon China secara amnya berada pada trend menaik, tetapi ia telah menurun pada tahun 2020 disebabkan oleh penutupan beberapa pengeluar. Di samping itu, kadar penggunaan kapasiti perusahaan polisilikon China telah meningkat secara berterusan sejak tahun 2018, dan kadar penggunaan kapasiti pada tahun 2021 akan mencapai 97.12%. Dari segi wilayah, pengeluaran polisilikon China pada tahun 2021 terutamanya tertumpu di kawasan yang mempunyai harga elektrik yang rendah seperti Xinjiang, Inner Mongolia, dan Sichuan. Output Xinjiang ialah 270,400 tan, iaitu lebih separuh daripada jumlah output di China.
Industri polisilikon China dicirikan oleh tahap kepekatan yang tinggi, dengan nilai CR6 sebanyak 77%, dan akan terdapat trend menaik selanjutnya pada masa hadapan. Pengeluaran polisilikon merupakan industri dengan modal yang tinggi dan halangan teknikal yang tinggi. Kitaran pembinaan dan pengeluaran projek biasanya dua tahun atau lebih. Sukar untuk pengeluar baharu memasuki industri ini. Berdasarkan pengembangan yang dirancang dan projek baharu yang diketahui dalam tempoh tiga tahun akan datang, pengeluar oligopoli dalam industri ini akan terus mengembangkan kapasiti pengeluaran mereka berdasarkan teknologi dan kelebihan skala mereka sendiri, dan kedudukan monopoli mereka akan terus meningkat.
Dianggarkan bahawa bekalan polisilikon China akan membawa pertumbuhan berskala besar dari tahun 2022 hingga 2025, dan pengeluaran polisilikon akan mencapai 1.194 juta tan pada tahun 2025, memacu pengembangan skala pengeluaran polisilikon global. Pada tahun 2021, dengan kenaikan mendadak harga polisilikon di China, pengeluar utama telah melabur dalam pembinaan barisan pengeluaran baharu, dan pada masa yang sama menarik pengeluar baharu untuk menyertai industri ini. Memandangkan projek polisilikon akan mengambil masa sekurang-kurangnya satu setengah hingga dua tahun dari pembinaan hingga pengeluaran, pembinaan baharu pada tahun 2021 akan siap. Kapasiti pengeluaran biasanya dimasukkan ke dalam pengeluaran pada separuh kedua tahun 2022 dan 2023. Ini sangat konsisten dengan rancangan projek baharu yang diumumkan oleh pengeluar utama pada masa ini. Kapasiti pengeluaran baharu pada tahun 2022-2025 tertumpu terutamanya pada tahun 2022 dan 2023. Selepas itu, apabila penawaran dan permintaan polisilikon dan harga secara beransur-ansur stabil, jumlah kapasiti pengeluaran dalam industri akan secara beransur-ansur stabil. Turun, iaitu kadar pertumbuhan kapasiti pengeluaran secara beransur-ansur menurun. Di samping itu, kadar penggunaan kapasiti perusahaan polisilikon kekal pada tahap yang tinggi dalam tempoh dua tahun yang lalu, tetapi kapasiti pengeluaran projek baharu akan mengambil masa untuk meningkat, dan ia akan mengambil proses untuk peserta baharu menguasai teknologi penyediaan yang berkaitan. Oleh itu, kadar penggunaan kapasiti projek polisilikon baharu dalam beberapa tahun akan datang akan menjadi rendah. Daripada ini, pengeluaran polisilikon pada tahun 2022-2025 boleh diramalkan, dan pengeluaran polisilikon pada tahun 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 polisilikon luar negara tertumpu terutamanya di empat syarikat terkemuka, dan selebihnya adalah kapasiti pengeluaran yang kecil. Dari segi kapasiti pengeluaran, Wacker Chem menduduki separuh daripada kapasiti pengeluaran polisilikon luar negara. Kilang-kilangnya di Jerman dan Amerika Syarikat masing-masing mempunyai kapasiti pengeluaran sebanyak 60,000 tan dan 20,000 tan. Pengembangan mendadak kapasiti pengeluaran polisilikon global pada tahun 2022 dan seterusnya mungkin menyebabkan lebihan bekalan. Bimbang tentang lebihan bekalan, syarikat itu masih dalam keadaan tunggu dan lihat dan belum merancang untuk menambah kapasiti pengeluaran baharu. Syarikat gergasi polisilikon Korea Selatan, OCI, secara beransur-ansur memindahkan barisan pengeluaran polisilikon gred solarnya ke Malaysia sambil mengekalkan barisan pengeluaran polisilikon gred elektronik asal di China, yang dirancang untuk mencapai 5,000 tan pada tahun 2022. Kapasiti pengeluaran OCI di Malaysia akan mencapai 27,000 tan dan 30,000 tan pada tahun 2020 dan 2021, mencapai kos penggunaan tenaga yang rendah dan mengelakkan tarif tinggi China ke atas polisilikon di Amerika Syarikat dan Korea Selatan. Syarikat itu merancang untuk menghasilkan 95,000 tan tetapi tarikh mulanya 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 polisilikon gred solar dan 2,000 tan polisilikon gred elektronik. REC, yang berada dalam kesusahan kewangan yang teruk, memilih untuk menggantung pengeluaran, dan kemudian dirangsang oleh ledakan harga polisilikon pada tahun 2021, syarikat itu memutuskan untuk memulakan semula pengeluaran 18,000 tan projek di negeri Washington dan 2,000 tan di Montana menjelang akhir tahun 2023, dan boleh menyelesaikan peningkatan kapasiti pengeluaran pada tahun 2024. Hemlock ialah pengeluar polisilikon terbesar di Amerika Syarikat, yang mengkhusus dalam polisilikon gred elektronik ketulenan tinggi. Halangan berteknologi tinggi terhadap pengeluaran menyukarkan produk syarikat digantikan di pasaran. Digabungkan dengan fakta bahawa syarikat itu tidak merancang untuk membina projek baharu dalam beberapa tahun, dijangkakan kapasiti pengeluaran syarikat akan menjadi 2022-2025. Output tahunan kekal pada 18,000 tan. Di samping itu, pada tahun 2021, kapasiti pengeluaran baharu syarikat selain daripada empat syarikat di atas akan menjadi 5,000 tan. Disebabkan kurangnya pemahaman tentang rancangan pengeluaran semua syarikat, diandaikan di sini bahawa kapasiti pengeluaran baharu akan menjadi 5,000 tan setahun dari 2022 hingga 2025.
Mengikut kapasiti pengeluaran luar negara, dianggarkan pengeluaran polisilikon luar negara pada tahun 2025 akan menjadi kira-kira 176,000 tan, dengan mengandaikan bahawa kadar penggunaan kapasiti pengeluaran polisilikon luar negara kekal tidak berubah. Selepas harga polisilikon meningkat mendadak pada tahun 2021, syarikat-syarikat China telah meningkatkan pengeluaran dan mengembangkan pengeluaran. Sebaliknya, syarikat-syarikat luar negara lebih berhati-hati dalam rancangan mereka untuk projek baharu. Ini kerana dominasi industri polisilikon sudah berada dalam kawalan China, dan peningkatan pengeluaran secara membuta tuli boleh membawa kerugian. Dari segi kos, penggunaan tenaga merupakan komponen terbesar kos polisilikon, jadi harga elektrik adalah sangat penting, dan Xinjiang, Mongolia Dalam, Sichuan dan wilayah 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 polisilikon terutamanya tertumpu di China. Harga polisilikon yang dihasilkan adalah rendah, kos pengangkutan adalah rendah, dan permintaan dijamin sepenuhnya. Kedua, China telah mengenakan tarif anti-lambakan yang agak tinggi ke atas import polisilikon gred solar dari Amerika Syarikat dan Korea Selatan, yang telah banyak menyekat penggunaan polisilikon dari Amerika Syarikat dan Korea Selatan. Berhati-hati dalam membina projek baharu; di samping itu, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, perusahaan polisilikon luar negara China telah lambat berkembang disebabkan oleh kesan tarif, dan beberapa barisan pengeluaran telah dikurangkan atau ditutup, dan perkadaran mereka dalam pengeluaran global telah menurun dari tahun ke tahun, jadi mereka tidak akan setanding dengan kenaikan harga polisilikon pada tahun 2021 memandangkan keuntungan tinggi syarikat China, keadaan kewangan tidak mencukupi untuk menyokong pengembangan kapasiti pengeluarannya yang pesat dan berskala besar.
Berdasarkan ramalan pengeluaran polisilikon masing-masing di China dan luar negara dari tahun 2022 hingga 2025, nilai ramalan pengeluaran polisilikon global dapat diringkaskan. Dianggarkan bahawa pengeluaran polisilikon global pada tahun 2025 akan mencapai 1.371 juta tan. Menurut nilai ramalan pengeluaran polisilikon, bahagian China dalam perkadaran global dapat diperoleh secara kasar. Dijangkakan bahawa bahagian China akan berkembang secara beransur-ansur dari tahun 2022 hingga 2025, dan ia akan melebihi 87% pada tahun 2025.
6, Ringkasan dan Tinjauan
Polisilikon terletak di hilir silikon perindustrian dan di hulu keseluruhan rantaian industri fotovoltaik dan semikonduktor, dan statusnya sangat penting. Rantaian industri fotovoltaik secara amnya mempunyai kapasiti terpasang polisilikon-silikon wafer-sel-modul-fotovoltaik, dan rantaian industri semikonduktor secara amnya mempunyai polisilikon-silikon monokristalin wafer-silikon wafer-cip-silikon. Kegunaan yang berbeza mempunyai keperluan ketulenan polisilikon yang berbeza. Industri fotovoltaik terutamanya menggunakan polisilikon gred solar, dan industri semikonduktor menggunakan polisilikon gred elektronik. Yang pertama mempunyai julat ketulenan 6N-8N, manakala yang kedua memerlukan ketulenan 9N atau lebih.
Selama bertahun-tahun, proses pengeluaran polisilikon arus perdana telah menjadi kaedah Siemens yang dipertingkatkan di seluruh dunia. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, sesetengah syarikat telah secara aktif meneroka kaedah katil bendalir silana berkos rendah, yang mungkin memberi kesan kepada 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 bendalir silana mempunyai ciri-ciri penggunaan tenaga yang rendah, kos yang 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 belum dipromosikan secara meluas. Sama ada silikon berbutir boleh menggantikan yang sebelumnya pada masa hadapan bergantung kepada sama ada kelebihan kos boleh menampung kekurangan kualiti, kesan aplikasi hiliran, dan peningkatan keselamatan silana. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengeluaran polisilikon global telah meningkat tahun demi tahun, dan secara beransur-ansur berkumpul di China. Dari tahun 2017 hingga 2021, pengeluaran polisilikon tahunan global akan meningkat daripada 432,000 tan kepada 631,000 tan, dengan pertumbuhan terpantas pada tahun 2021. Dalam tempoh tersebut, pengeluaran polisilikon global secara beransur-ansur menjadi semakin tertumpu ke China, dan bahagian pengeluaran polisilikon China meningkat daripada 56.02% pada tahun 2017 kepada 80.03% pada tahun 2021. Dari tahun 2022 hingga 2025, bekalan polisilikon akan membawa kepada pertumbuhan berskala besar. Dianggarkan bahawa pengeluaran polisilikon pada tahun 2025 akan menjadi 1.194 juta tan di China, dan pengeluaran luar negara akan mencapai 176,000 tan. Oleh itu, pengeluaran polisilikon global pada tahun 2025 akan menjadi kira-kira 1.37 juta tan.
(Artikel ini hanya untuk rujukan pelanggan UrbanMines dan tidak mewakili sebarang nasihat pelaburan)