1. Lanțul industrial al polisiliconului: Procesul de producție este complex, iar segmentul din aval se concentrează pe semiconductorii fotovoltaici
Polisiliconul este produs în principal din siliciu industrial, clor și hidrogen și este situat în amonte de lanțurile industriei fotovoltaice și a semiconductorilor. Conform datelor CPIA, metoda principală de producție a polisiliconului în lume este metoda Siemens modificată, cu excepția Chinei, unde peste 95% din polisilicon este produs prin metoda Siemens modificată. În procesul de preparare a polisiliconului prin metoda Siemens îmbunătățită, mai întâi, clorul gazos este combinat cu hidrogen gazos pentru a genera clorură de hidrogen, apoi reacționează cu pulberea de siliciu după zdrobirea și măcinarea siliciului industrial pentru a genera triclorosilan, care este redus în continuare cu hidrogen gazos pentru a genera polisilicon. Siliciul policristalin poate fi topit și răcit pentru a obține lingouri de siliciu policristalin, iar siliciul monocristalin poate fi produs și prin topire Czochralski sau topire zonală. Comparativ cu siliciul policristalin, siliciul monocristalin este compus din granule cristaline cu aceeași orientare cristalină, deci are o conductivitate electrică și o eficiență de conversie mai bune. Atât lingourile de siliciu policristalin, cât și barele de siliciu monocristalin pot fi tăiate și procesate în continuare în napolitane și celule de siliciu, care la rândul lor devin părți cheie ale modulelor fotovoltaice și sunt utilizate în domeniul fotovoltaic. În plus, napolitanele de siliciu monocristalin pot fi, de asemenea, formate în napolitane de siliciu prin procese repetate de șlefuire, lustruire, epitaxie, curățare și alte procese, putând fi utilizate ca materiale de substrat pentru dispozitive electronice semiconductoare.
Conținutul de impurități de polisilicon este strict necesar, iar industria are caracteristici de investiții de capital ridicate și bariere tehnice ridicate. Deoarece puritatea polisiliconului va afecta serios procesul de tragere a siliciului monocristalin, cerințele de puritate sunt extrem de stricte. Puritatea minimă a polisiliconului este de 99,9999%, iar cea mai mare este infinit aproape de 100%. În plus, standardele naționale ale Chinei stabilesc cerințe clare pentru conținutul de impurități și, pe baza acestora, polisiliconul este împărțit în clasele I, II și III, dintre care conținutul de bor, fosfor, oxigen și carbon este un indice de referință important. „Condițiile de acces la industria polisiliconului” stipulează că întreprinderile trebuie să aibă un sistem solid de inspecție și management al calității, iar standardele produselor trebuie să respecte strict standardele naționale; În plus, condițiile de acces impun și amploarea și consumul de energie al întreprinderilor producătoare de polisilicon, cum ar fi polisiliconul de calitate solară și electronică. Amploarea proiectului este mai mare de 3000 de tone/an, respectiv 1000 de tone/an, iar rata minimă de capital în investițiile în construcții noi și proiecte de reconstrucție și extindere nu trebuie să fie mai mică de 30%, astfel încât polisiliconul este o industrie cu capital intensiv. Conform statisticilor CPIA, costul investiției pentru echipamentele pentru liniile de producție de polisilicon de 10.000 de tone, puse în funcțiune în 2021, a crescut ușor, ajungând la 103 milioane de yuani/kt. Motivul este creșterea prețului materialelor metalice vrac. Se așteaptă ca, în viitor, costul investiției să crească odată cu progresul tehnologiei echipamentelor de producție, iar monomerii să scadă odată cu creșterea dimensiunii. Conform reglementărilor, consumul de energie al polisiliconului pentru reducerea Czochralski de calitate solară și electronică ar trebui să fie mai mic de 60 kWh/kg, respectiv 100 kWh/kg, iar cerințele pentru indicatorii de consum de energie sunt relativ stricte. Producția de polisilicon tinde să aparțină industriei chimice. Procesul de producție este relativ complex, iar pragul pentru rutele tehnice, selecția echipamentelor, punerea în funcțiune și operarea este ridicat. Procesul de producție implică multe reacții chimice complexe, iar numărul de noduri de control este mai mare de 1.000. Este dificil pentru noii intrați să stăpânească rapid măiestria matură. Prin urmare, există bariere tehnice și de capital ridicate în industria producției de polisilicon, ceea ce încurajează, de asemenea, producătorii de polisilicon să efectueze o optimizare tehnică strictă a fluxului de proces, a ambalării și a procesului de transport.
2. Clasificarea polisiliconului: puritatea determină utilizarea, iar gradul solar ocupă principala poziție.
Siliciul policristalin, o formă de siliciu elementar, este compus din granule cristaline cu diferite orientări cristaline și este purificat în principal prin procesarea industrială a siliciului. Aspectul polisiliconului este cu luciu metalic gri, iar punctul de topire este de aproximativ 1410 ℃. Este inactiv la temperatura camerei și mai activ în stare topită. Polisiliconul are proprietăți semiconductoare și este un material semiconductor extrem de important și excelent, dar o cantitate mică de impurități îi poate afecta foarte mult conductivitatea. Există numeroase metode de clasificare pentru polisilicon. Pe lângă clasificarea menționată mai sus, conform standardelor naționale ale Chinei, aici sunt introduse încă trei metode importante de clasificare. Conform diferitelor cerințe de puritate și utilizări, polisiliconul poate fi împărțit în polisilicon de calitate solară și polisilicon de calitate electronică. Polisiliconul de calitate solară este utilizat în principal în producția de celule fotovoltaice, în timp ce polisiliconul de calitate electronică este utilizat pe scară largă în industria circuitelor integrate ca materie primă pentru cipuri și alte producții. Puritatea polisiliconului de calitate solară este de 6~8N, adică conținutul total de impurități trebuie să fie mai mic de 10-6, iar puritatea polisiliconului trebuie să atingă 99,9999% sau mai mult. Cerințele de puritate pentru polisiliconul de calitate electronică sunt mai stricte, cu un minim de 9N și un maxim actual de 12N. Producția de polisilicon de calitate electronică este relativ dificilă. Există puține întreprinderi chineze care stăpânesc tehnologia de producție a polisiliconului de calitate electronică și acestea sunt încă relativ dependente de importuri. În prezent, producția de polisilicon de calitate solară este mult mai mare decât cea de polisilicon de calitate electronică, iar prima este de aproximativ 13,8 ori mai mare decât cea de-a doua.
Conform diferenței dintre impuritățile de dopare și tipul de conductivitate al siliciului, acesta poate fi împărțit în tip P și tip N. Atunci când siliciul este dopat cu elemente de impuritate acceptoare, cum ar fi borul, aluminiul, galiul etc., este dominat de conducția de goluri și este de tip P. Când siliciul este dopat cu elemente de impuritate donoare, cum ar fi fosforul, arsenicul, antimoniul etc., este dominat de conducția de electroni și este de tip N. Bateriile de tip P includ în principal bateriile BSF și bateriile PERC. În 2021, bateriile PERC vor reprezenta peste 91% din piața globală, iar bateriile BSF vor fi eliminate. În perioada în care PERC înlocuiește BSF, eficiența de conversie a celulelor de tip P a crescut de la mai puțin de 20% la peste 23%, ceea ce este pe cale să se apropie de limita superioară teoretică de 24,5%, în timp ce limita superioară teoretică a celulelor de tip N este de 28,7%, iar celulele de tip N au o eficiență de conversie ridicată. Datorită avantajelor raportului bifacial ridicat și ale coeficientului de temperatură scăzut, companiile au început să implementeze linii de producție în masă pentru bateriile de tip N. Conform previziunilor CPIA, proporția bateriilor de tip N va crește semnificativ de la 3% la 13,4% în 2022. Se așteaptă ca în următorii cinci ani să se inițieze trecerea de la baterii de tip N la baterii de tip P. În funcție de calitatea diferită a suprafeței, aceasta poate fi împărțită în material dens, material conopidă și material coral. Suprafața materialului dens are cel mai mic grad de concavitate, mai puțin de 5 mm, fără anomalii de culoare, fără strat intermediar de oxidare și cel mai mare preț; Suprafața materialului de conopidă are un grad moderat de concavitate, 5-20 mm, secțiunea este moderată, iar prețul este mediu; în timp ce suprafața materialului de coral are o concavitate mai accentuată, adâncimea este mai mare de 20 mm, secțiunea este liberă, iar prețul este cel mai mic. Materialul dens este utilizat în principal pentru extragerea siliciului monocristalin, în timp ce materialul de conopidă și materialul de coral sunt utilizate în principal pentru a fabrica napolitane de siliciu policristalin. În producția zilnică a întreprinderilor, materialul dens poate fi dopat cu cel puțin 30% material de conopidă pentru a produce siliciu monocristalin. Costul materiilor prime poate fi economisit, dar utilizarea materialului de conopidă va reduce într-o anumită măsură eficiența de extragere a cristalelor. Întreprinderile trebuie să aleagă raportul de dopare adecvat după ce au cântărit cele două. Recent, diferența de preț dintre materialul dens și materialul de conopidă s-a stabilizat practic la 3 RMB/kg. Dacă diferența de preț se mărește în continuare, companiile ar putea lua în considerare doparea unei cantități mai mari de material de conopidă în extragerea siliciului monocristalin.
3. Proces: Metoda Siemens ocupă un loc central, iar consumul de energie devine cheia schimbării tehnologice
Procesul de producție a polisiliconului este împărțit aproximativ în două etape. În prima etapă, pulberea de siliciu industrial reacționează cu clorură de hidrogen anhidră pentru a obține triclorosilan și hidrogen. După distilare și purificare repetate, se obțin triclorosilan gazos, diclorodihidrosilicon și silan; a doua etapă constă în reducerea gazului de înaltă puritate menționat mai sus la siliciu cristalin, iar etapa de reducere este diferită de metoda Siemens modificată și metoda cu pat fluidizat de silan. Metoda Siemens îmbunătățită are o tehnologie de producție matură și o calitate ridicată a produsului și este în prezent cea mai utilizată tehnologie de producție. Metoda tradițională de producție Siemens constă în utilizarea clorului și hidrogenului pentru a sintetiza clorură de hidrogen anhidră, clorură de hidrogen și siliciu industrial pulverulent pentru a sintetiza triclorosilan la o anumită temperatură, apoi separarea, rectificarea și purificarea triclorosilanului. Siliciul suferă o reacție de reducere termică într-un cuptor de reducere a hidrogenului pentru a obține siliciu elementar depus pe miezul de siliciu. Pe această bază, procesul Siemens îmbunătățit este echipat și cu un proces de susținere pentru reciclarea unei cantități mari de produse secundare, cum ar fi hidrogenul, clorura de hidrogen și tetraclorura de siliciu produse în procesul de producție, incluzând în principal recuperarea gazelor de eșapament și tehnologia de reutilizare a tetraclorurii de siliciu. Hidrogenul, clorura de hidrogen, triclorosilanul și tetraclorura de siliciu din gazele de eșapament sunt separate prin recuperare uscată. Hidrogenul și clorura de hidrogen pot fi reutilizate pentru sinteză și purificare cu triclorosilan, iar triclorosilanul este reciclat direct în reducerea termică. Purificarea se efectuează în cuptor, iar tetraclorura de siliciu este hidrogenată pentru a produce triclorosilan, care poate fi utilizat pentru purificare. Această etapă se numește și tratament de hidrogenare la rece. Prin realizarea producției cu circuit închis, întreprinderile pot reduce semnificativ consumul de materii prime și energie electrică, economisind astfel eficient costurile de producție.
Costul producerii polisiliconului folosind metoda Siemens îmbunătățită în China include materiile prime, consumul de energie, amortizarea, costurile de procesare etc. Progresul tehnologic din industrie a redus semnificativ costurile. Materiile prime se referă în principal la siliciu industrial și triclorosilan, consumul de energie include electricitate și abur, iar costurile de procesare se referă la costurile de inspecție și reparare a echipamentelor de producție. Conform statisticilor Baichuan Yingfu privind costurile de producție a polisiliconului la începutul lunii iunie 2022, materiile prime reprezintă cel mai mare element de cost, reprezentând 41% din costul total, din care siliciul industrial este principala sursă de siliciu. Consumul unitar de siliciu utilizat în mod obișnuit în industrie reprezintă cantitatea de siliciu consumată per unitate de produse din siliciu de înaltă puritate. Metoda de calcul constă în convertirea tuturor materialelor care conțin siliciu, cum ar fi pulberea de siliciu industrial externalizat și triclorosilanul, în siliciu pur, apoi deducerea clorosilanului externalizat conform cantității de siliciu pur convertit din raportul conținutului de siliciu. Conform datelor CPIA, nivelul consumului de siliciu va scădea cu 0,01 kg/kg-Si, ajungând la 1,09 kg/kg-Si în 2021. Se așteaptă ca, odată cu îmbunătățirea tratamentului de hidrogenare la rece și a reciclării produselor secundare, acesta să scadă la 1,07 kg/kg până în 2030. kg-Si. Conform unor statistici incomplete, consumul de siliciu al primelor cinci companii chineze din industria polisiliconului este mai mic decât media industriei. Se știe că două dintre acestea vor consuma 1,08 kg/kg-Si, respectiv 1,05 kg/kg-Si în 2021. A doua cea mai mare proporție este consumul de energie, reprezentând 32% în total, din care energia electrică reprezintă 30% din costul total, indicând faptul că prețul energiei electrice și eficiența sunt încă factori importanți pentru producția de polisilicon. Cei doi indicatori principali pentru măsurarea eficienței energetice sunt consumul global de energie și reducerea consumului de energie. Reducerea consumului de energie se referă la procesul de reducere a triclorosilanului și a hidrogenului pentru a genera material siliciu de înaltă puritate. Consumul de energie include preîncălzirea și depunerea miezului de siliciu, conservarea căldurii, ventilația finală și alte consumuri de energie din proces. În 2021, odată cu progresul tehnologic și utilizarea cuprinzătoare a energiei, consumul mediu global de energie pentru producția de polisilicon va scădea cu 5,3% față de anul precedent, la 63 kWh/kg-Si, iar consumul mediu de energie redus va scădea cu 6,1% față de anul precedent, la 46 kWh/kg-Si, valoare care se așteaptă să scadă și mai mult în viitor. În plus, amortizarea este, de asemenea, un element important de cost, reprezentând 17%. Este demn de remarcat faptul că, conform datelor Baichuan Yingfu, costul total de producție al polisiliconului la începutul lunii iunie 2022 a fost de aproximativ 55.816 yuani/tonă, prețul mediu al polisiliconului pe piață a fost de aproximativ 260.000 yuani/tonă, iar marja de profit brut a fost de până la 70% sau mai mult, ceea ce a atras un număr mare de întreprinderi care investesc în construirea capacității de producție de polisilicon.
Există două modalități prin care producătorii de polisilicon pot reduce costurile: una este reducerea costurilor materiilor prime, iar cealaltă este reducerea consumului de energie. În ceea ce privește materiile prime, producătorii pot reduce costul acestora prin semnarea unor acorduri de cooperare pe termen lung cu producătorii industriali de siliciu sau prin construirea unei capacități de producție integrate în amonte și aval. De exemplu, fabricile de producție de polisilicon se bazează practic pe propria aprovizionare cu siliciu industrial. În ceea ce privește consumul de energie electrică, producătorii pot reduce costurile energiei electrice prin intermediul unor prețuri scăzute la energie electrică și al unei îmbunătățiri cuprinzătoare a consumului de energie. Aproximativ 70% din consumul cuprinzător de energie electrică este reprezentat de reducerea consumului de energie electrică, iar reducerea este, de asemenea, o verigă cheie în producția de siliciu cristalin de înaltă puritate. Prin urmare, cea mai mare parte a capacității de producție de polisilicon din China este concentrată în regiuni cu prețuri scăzute la energie electrică, cum ar fi Xinjiang, Mongolia Interioară, Sichuan și Yunnan. Cu toate acestea, odată cu avansarea politicii celor două tipuri de carbon, este dificil să se obțină o cantitate mare de resurse energetice cu costuri reduse. Prin urmare, reducerea consumului de energie pentru reducerea costurilor este o modalitate mai fezabilă de reducere a acestora în prezent. În prezent, modalitatea eficientă de a reduce consumul de energie pentru reducere este creșterea numărului de miezuri de siliciu din cuptorul de reducere, extinzând astfel producția unei singure unități. În prezent, principalele tipuri de cuptoare de reducere din China sunt 36 de perechi de tije, 40 de perechi de tije și 48 de perechi de tije. Tipul de cuptor a fost modernizat la 60 de perechi de tije și 72 de perechi de tije, dar, în același timp, impune cerințe mai ridicate pentru nivelul tehnologic de producție al întreprinderilor.
Comparativ cu metoda Siemens îmbunătățită, metoda cu pat fluidizat de silan are trei avantaje: unul este consumul redus de energie, celălalt este randamentul ridicat de extragere a cristalelor, iar al treilea este faptul că este mai favorabilă combinarea cu tehnologia Czochralski continuă CCZ, mai avansată. Conform datelor din cadrul filialei industriei siliciului, consumul total de energie al metodei cu pat fluidizat de silan este de 33,33% față de metoda Siemens îmbunătățită, iar reducerea consumului de energie este de 10% față de metoda Siemens îmbunătățită. Metoda cu pat fluidizat de silan are avantaje semnificative în ceea ce privește consumul de energie. În ceea ce privește extragerea cristalelor, proprietățile fizice ale siliciului granular pot facilita umplerea completă a creuzetului de cuarț din legătura tijei de extragere a siliciului monocristalin. Siliciul policristalin și siliciul granular pot crește capacitatea de încărcare a creuzetului cu un singur cuptor cu 29%, reducând în același timp timpul de încărcare cu 41%, îmbunătățind semnificativ eficiența de extragere a siliciului monocristalin. În plus, siliciul granular are un diametru mic și o fluiditate bună, ceea ce este mai potrivit pentru metoda Czochralski continuă CCZ. În prezent, principala tehnologie de extragere a monocristalului în zonele medii și inferioare este metoda de re-turnare a monocristalului RCZ, care constă în re-alimentarea și extragerea cristalului după ce o tijă de siliciu monocristal este extrasă. Extragerea se realizează simultan, ceea ce economisește timpul de răcire al tijei de siliciu monocristal, astfel încât eficiența producției este mai mare. Dezvoltarea rapidă a metodei Czochralski continue CCZ va duce, de asemenea, la creșterea cererii de siliciu granular. Deși siliciul granular prezintă unele dezavantaje, cum ar fi creșterea cantității de pulbere de siliciu generată prin frecare, suprafața mare și adsorbția ușoară a poluanților, precum și combinarea hidrogenului în hidrogen în timpul topirii, ceea ce provoacă ușor sărituri, conform ultimelor anunțuri ale întreprinderilor relevante de siliciu granular, aceste probleme sunt în curs de îmbunătățire și s-au înregistrat unele progrese.
Procesul de silan în pat fluidizat este matur în Europa și Statele Unite și se află la începuturile sale după introducerea întreprinderilor chineze. Încă din anii 1980, siliciul granular străin, reprezentat de REC și MEMC, a început să exploreze producția de siliciu granular și a realizat producție la scară largă. Printre acestea, capacitatea totală de producție a REC de siliciu granular a ajuns la 10.500 de tone/an în 2010 și, comparativ cu omologii săi Siemens în aceeași perioadă, avea un avantaj de cost de cel puțin 2-3 USD/kg. Datorită nevoilor de extragere a monocristalului, producția de siliciu granular a companiei a stagnat și în cele din urmă a oprit producția, orientându-se către o societate mixtă cu China pentru a înființa o întreprindere de producție care să se ocupe de producția de siliciu granular.
4. Materii prime: Siliciul industrial este materia primă principală, iar aprovizionarea poate satisface nevoile de expansiune a polisiliconului
Siliciul industrial este materia primă principală pentru producția de polisilicon. Se așteaptă ca producția industrială de siliciu a Chinei să crească constant între 2022 și 2025. Între 2010 și 2021, producția industrială de siliciu a Chinei se află în faza de expansiune, rata medie anuală de creștere a capacității de producție și a producției ajungând la 7,4%, respectiv 8,6%. Conform datelor SMM, noua creștere...capacitatea industrială de producție de siliciuîn China va fi de 890.000 de tone și 1,065 milioane de tone în 2022 și 2023. Presupunând că firmele industriale de siliciu vor menține în continuare o rată de utilizare a capacității și o rată de operare de aproximativ 60% în viitor, noua creștere a producției din ChinaCapacitatea de producție în 2022 și 2023 va duce la o creștere a producției de 320.000 de tone, respectiv 383.000 de tone. Conform estimărilor GFCI,Capacitatea de producție industrială de siliciu a Chinei în perioadele 22/23/24/25 este de aproximativ 5,90/697/6,71/6,5 milioane de tone, ceea ce corespunde la 3,55/391/4,18/4,38 milioane de tone.
Rata de creștere a celorlalte două zone din aval ale siliciului industrial suprapus este relativ lentă, iar producția de siliciu industrial a Chinei poate acoperi practic producția de polisiliciu. În 2021, capacitatea de producție de siliciu industrial a Chinei va fi de 5,385 milioane de tone, corespunzând unei producții de 3,213 milioane de tone, din care polisiliciu, siliciu organic și aliaje de aluminiu vor consuma 623.000 de tone, 898.000 de tone și, respectiv, 649.000 de tone. În plus, aproape 780.000 de tone din producție vor fi utilizate pentru export. În 2021, consumul de polisiliciu, siliciu organic și aliaje de aluminiu va reprezenta 19%, 28% și, respectiv, 20% din siliciul industrial. Din 2022 până în 2025, se așteaptă ca rata de creștere a producției de siliciu organic să rămână în jur de 10%, iar rata de creștere a producției de aliaje de aluminiu să fie mai mică de 5%. Prin urmare, considerăm că cantitatea de siliciu industrial care poate fi utilizată pentru polisilicon în perioada 2022-2025 este relativ suficientă, putând satisface pe deplin nevoile de producție a polisiliconului.
5. Furnizare de polisilicon:Chinaocupă o poziție dominantă, iar producția se adună treptat la întreprinderile de top
În ultimii ani, producția globală de polisilicon a crescut an de an și s-a consolidat treptat în China. Din 2017 până în 2021, producția anuală globală de polisilicon a crescut de la 432.000 de tone la 631.000 de tone, cea mai rapidă creștere înregistrându-se în 2021, cu o rată de creștere de 21,11%. În această perioadă, producția globală de polisilicon s-a concentrat treptat în China, iar proporția producției de polisilicon a Chinei a crescut de la 56,02% în 2017 la 80,03% în 2021. Comparând primele zece companii în ceea ce privește capacitatea de producție globală de polisilicon în 2010 și 2021, se poate constata că numărul companiilor chineze a crescut de la 4 la 8, iar proporția capacității de producție a unor companii americane și coreene a scăzut semnificativ, echipe precum HEMOLOCK, OCI, REC și MEMC ieșind din top zece. Concentrarea industriei a crescut semnificativ, iar capacitatea totală de producție a primelor zece companii din industrie a crescut de la 57,7% la 90,3%. În 2021, existau cinci companii chineze care reprezentau peste 10% din capacitatea de producție, reprezentând un total de 65,7%. Există trei motive principale pentru transferul treptat al industriei polisiliconului către China. În primul rând, producătorii chinezi de polisilicon au avantaje semnificative în ceea ce privește materiile prime, energia electrică și costurile forței de muncă. Salariile lucrătorilor sunt mai mici decât cele din țările străine, astfel încât costul total de producție în China este mult mai mic decât cel din țările străine și va continua să scadă odată cu progresul tehnologic; în al doilea rând, calitatea produselor chinezești din polisilicon este în continuă îmbunătățire, majoritatea fiind la nivelul de primă clasă pentru energia solară, iar întreprinderile individuale avansate respectă cerințele de puritate. S-au făcut progrese în tehnologia de producție a polisiliconului de calitate electronică superioară, ceea ce a dus treptat la înlocuirea polisiliconului electronic autohton cu importuri, iar întreprinderile chineze de top promovează activ construirea de proiecte de polisilicon de calitate electronică. Producția de napolitane de siliciu din China reprezintă peste 95% din producția globală totală, ceea ce a crescut treptat rata de autosuficiență a polisiliconului pentru China, ceea ce a comprimat într-o oarecare măsură piața întreprinderilor de polisilicon de peste hotare.
Din 2017 până în 2021, producția anuală de polisilicon din China va crește constant, în principal în zone bogate în resurse energetice, cum ar fi Xinjiang, Mongolia Interioară și Sichuan. În 2021, producția de polisilicon a Chinei va crește de la 392.000 de tone la 505.000 de tone, o creștere de 28,83%. În ceea ce privește capacitatea de producție, capacitatea de producție de polisilicon a Chinei a fost în general pe o tendință ascendentă, dar a scăzut în 2020 din cauza închiderii unor producători. În plus, rata de utilizare a capacității întreprinderilor chineze de polisilicon a crescut continuu din 2018, iar rata de utilizare a capacității în 2021 va ajunge la 97,12%. În ceea ce privește provinciile, producția de polisilicon a Chinei în 2021 este concentrată în principal în zone cu prețuri scăzute la electricitate, cum ar fi Xinjiang, Mongolia Interioară și Sichuan. Producția din Xinjiang este de 270.400 de tone, ceea ce reprezintă mai mult de jumătate din producția totală a Chinei.
Industria polisiliconului din China este caracterizată de un grad ridicat de concentrare, cu o valoare CR6 de 77%, și va exista o tendință ascendentă în viitor. Producția de polisilicon este o industrie cu capital ridicat și bariere tehnice ridicate. Ciclul de construcție și producție al proiectelor este de obicei de doi ani sau mai mult. Este dificil pentru noii producători să intre în industrie. Judecând după expansiunea planificată cunoscută și noile proiecte din următorii trei ani, producătorii oligopolistici din industrie vor continua să își extindă capacitatea de producție în virtutea propriei tehnologii și avantaje de scară, iar poziția lor de monopol va continua să crească.
Se estimează că oferta de polisilicon a Chinei va iniția o creștere la scară largă între 2022 și 2025, iar producția de polisilicon va ajunge la 1,194 milioane de tone în 2025, impulsionând extinderea producției globale de polisilicon. În 2021, odată cu creșterea bruscă a prețului polisiliconului în China, marii producători au investit în construcția de noi linii de producție și, în același timp, au atras noi producători să se alăture industriei. Întrucât proiectele de polisilicon vor dura cel puțin un an și jumătate până la doi ani de la construcție până la producție, noile construcții din 2021 vor fi finalizate. Capacitatea de producție este, în general, pusă în producție în a doua jumătate a anilor 2022 și 2023. Acest lucru este în concordanță cu noile planuri de proiect anunțate de marii producători în prezent. Noua capacitate de producție în perioada 2022-2025 este concentrată în principal în 2022 și 2023. Ulterior, pe măsură ce oferta și cererea de polisilicon și prețul se stabilizează treptat, capacitatea totală de producție din industrie se va stabiliza treptat. Adică, rata de creștere a capacității de producție scade treptat. În plus, rata de utilizare a capacității întreprinderilor de polisilicon a rămas la un nivel ridicat în ultimii doi ani, dar va fi nevoie de timp pentru ca capacitatea de producție a noilor proiecte să crească și va fi nevoie de un proces pentru ca noii intrați să stăpânească tehnologia de preparare relevantă. Prin urmare, rata de utilizare a capacității noilor proiecte de polisilicon în următorii ani va fi scăzută. Din acest motiv, se poate prezice producția de polisilicon în perioada 2022-2025, iar producția de polisilicon în 2025 este de așteptat să fie de aproximativ 1,194 milioane de tone.
Concentrarea capacității de producție în străinătate este relativ mare, iar rata și viteza de creștere a producției în următorii trei ani nu vor fi la fel de mari ca cele din China. Capacitatea de producție de polisilicon în străinătate este concentrată în principal în patru companii lider, iar restul reprezintă în principal capacități de producție mici. În ceea ce privește capacitatea de producție, Wacker Chem ocupă jumătate din capacitatea de producție de polisilicon în străinătate. Fabricile sale din Germania și Statele Unite au capacități de producție de 60.000 de tone, respectiv 20.000 de tone. Expansiunea accentuată a capacității globale de producție de polisilicon în 2022 și ulterior ar putea duce la... Îngrijorată de supraofertă, compania se află încă într-o stare de așteptare și nu a planificat să adauge noi capacități de producție. Gigantul sud-coreean al polisiliconului, OCI, își mută treptat linia de producție de polisilicon de calitate solară în Malaezia, păstrând în același timp linia originală de producție de polisilicon de calitate electronică din China, care este planificată să ajungă la 5.000 de tone în 2022. Capacitatea de producție a OCI în Malaezia va ajunge la 27.000 de tone și, respectiv, 30.000 de tone în 2020 și 2021, atingând costuri reduse de consum de energie și evitând tarifele ridicate impuse de China la polisilicon în Statele Unite și Coreea de Sud. Compania intenționează să producă 95.000 de tone, dar data începerii este neclară. Se așteaptă ca producția să crească la nivelul de 5.000 de tone pe an în următorii patru ani. Compania norvegiană REC are două baze de producție în statul Washington și Montana, SUA, cu o capacitate anuală de producție de 18.000 de tone de polisilicon de calitate solară și 2.000 de tone de polisilicon de calitate electronică. REC, aflată în dificultăți financiare profunde, a ales să suspende producția, iar apoi, stimulată de creșterea prețurilor la polisilicon în 2021, compania a decis să reia producția a 18.000 de tone pentru proiecte în statul Washington și 2.000 de tone în Montana până la sfârșitul anului 2023, putând finaliza creșterea capacității de producție în 2024. Hemlock este cel mai mare producător de polisilicon din Statele Unite, specializat în polisilicon electronic de înaltă puritate. Barierele tehnologice avansate în calea producției îngreunează înlocuirea produselor companiei pe piață. Combinat cu faptul că firma nu intenționează să construiască noi proiecte în următorii câțiva ani, se așteaptă ca capacitatea de producție a companiei să fie între 2022 și 2025. Producția anuală rămâne la 18.000 de tone. În plus, în 2021, noua capacitate de producție a companiilor, altele decât cele patru menționate mai sus, va fi de 5.000 de tone. Din cauza lipsei de înțelegere a planurilor de producție ale tuturor companiilor, se presupune aici că noua capacitate de producție va fi de 5.000 de tone pe an, între 2022 și 2025.
Conform capacității de producție din străinătate, se estimează că producția de polisilicon din străinătate în 2025 va fi de aproximativ 176.000 de tone, presupunând că rata de utilizare a capacității de producție de polisilicon din străinătate rămâne neschimbată. După ce prețul polisiliconului a crescut brusc în 2021, companiile chineze și-au mărit producția și și-au extins producția. În schimb, companiile din străinătate sunt mai precaute în planurile lor pentru noi proiecte. Acest lucru se datorează faptului că dominația industriei polisiliconului este deja sub controlul Chinei, iar creșterea orbește a producției poate aduce pierderi. Din punct de vedere al costurilor, consumul de energie este cea mai mare componentă a costului polisiliconului, astfel încât prețul energiei electrice este foarte important, iar Xinjiang, Mongolia Interioară, Sichuan și alte regiuni au avantaje evidente. Din punct de vedere al cererii, ca aval direct al polisiliconului, producția de plachete de siliciu din China reprezintă peste 99% din totalul mondial. Industria din aval a polisiliconului este concentrată în principal în China. Prețul polisiliconului produs este scăzut, costul de transport este scăzut, iar cererea este pe deplin garantată. În al doilea rând, China a impus tarife antidumping relativ mari la importurile de polisilicon de calitate solară din Statele Unite și Coreea de Sud, ceea ce a redus considerabil consumul de polisilicon din Statele Unite și Coreea de Sud. Fiți precauți în construirea de noi proiecte; în plus, în ultimii ani, întreprinderile chineze de polisilicon de peste mări s-au dezvoltat lent din cauza impactului tarifelor, iar unele linii de producție au fost reduse sau chiar închise, iar ponderea lor în producția globală a scăzut de la an la an, astfel încât acestea nu vor fi comparabile cu creșterea prețurilor la polisilicon din 2021, deoarece, având în vedere profiturile mari ale companiei chineze, condițiile financiare nu sunt suficiente pentru a susține extinderea rapidă și la scară largă a capacității de producție.
Pe baza previziunilor respective privind producția de polisilicon în China și în străinătate din 2022 până în 2025, se poate rezuma valoarea estimată a producției globale de polisilicon. Se estimează că producția globală de polisilicon în 2025 va ajunge la 1,371 milioane de tone. Conform valorii prognozate a producției de polisilicon, se poate obține o estimare aproximativă a cotei Chinei la nivel global. Se așteaptă ca ponderea Chinei să crească treptat din 2022 până în 2025 și să depășească 87% în 2025.
6, Rezumat și Perspectivă
Polisiliconul este situat în aval de siliciul industrial și în amonte de întregul lanț al industriei fotovoltaice și a semiconductorilor, iar statutul său este foarte important. Lanțul industriei fotovoltaice este, în general, polisilicon-placă de siliciu-celulă-modul-capacitate instalată fotovoltaică, iar lanțul industriei semiconductorilor este, în general, polisilicon-placă de siliciu monocristalin-placă de siliciu-cip. Diferite utilizări au cerințe diferite privind puritatea polisiliconului. Industria fotovoltaică utilizează în principal polisilicon de calitate solară, iar industria semiconductorilor utilizează polisilicon de calitate electronică. Primul are un interval de puritate de 6N-8N, în timp ce cel de-al doilea necesită o puritate de 9N sau mai mult.
Timp de ani de zile, procesul principal de producție a polisiliconului a fost metoda Siemens îmbunătățită în întreaga lume. În ultimii ani, unele companii au explorat activ metoda patului fluidizat de silan cu cost redus, ceea ce poate avea un impact asupra modelului de producție. Polisiliconul în formă de tijă produs prin metoda Siemens modificată are caracteristicile de consum ridicat de energie, cost ridicat și puritate ridicată, în timp ce siliciul granular produs prin metoda patului fluidizat de silan are caracteristicile de consum redus de energie, cost redus și puritate relativ scăzută. Unele companii chineze au realizat producția în masă de siliciu granular și tehnologia de utilizare a siliciului granular pentru extragerea polisiliconului, dar aceasta nu a fost promovată pe scară largă. Posibilitatea ca siliciul granular să îl înlocuiască pe primul în viitor depinde de posibilitatea ca avantajul de cost să acopere dezavantajul de calitate, de efectul aplicațiilor din aval și de îmbunătățirea siguranței silanului. În ultimii ani, producția globală de polisilicon a crescut de la an la an și s-a consolidat treptat în China. Între 2017 și 2021, producția globală anuală de polisilicon va crește de la 432.000 de tone la 631.000 de tone, cea mai rapidă creștere înregistrându-se în 2021. În această perioadă, producția globală de polisilicon a devenit treptat din ce în ce mai concentrată în China, iar proporția producției de polisilicon din China a crescut de la 56,02% în 2017 la 80,03% în 2021. Între 2022 și 2025, oferta de polisilicon va înregistra o creștere la scară largă. Se estimează că producția de polisilicon în 2025 va fi de 1,194 milioane de tone în China, iar producția externă va ajunge la 176.000 de tone. Prin urmare, producția globală de polisilicon în 2025 va fi de aproximativ 1,37 milioane de tone.
(Acest articol este destinat doar clienților UrbanMines și nu reprezintă sfaturi de investiții)