1. Industrijska veriga polisilicija: Proizvodni proces je zapleten, nadaljnji del pa se osredotoča na fotovoltaične polprevodnike
Polisilicij se večinoma proizvaja iz industrijskega silicija, klora in vodika in se nahaja pred verigami fotovoltaične in polprevodniške industrije. Po podatkih CPIA je trenutna glavna metoda proizvodnje polisilicija v svetu modificirana Siemensova metoda, razen na Kitajskem se več kot 95 % polisilicija proizvede po modificirani Siemensovi metodi. V procesu priprave polisilicija po izboljšani Siemensovi metodi se najprej klorov plin kombinira z vodikovim plinom, da nastane vodikov klorid, nato pa reagira s silicijevim prahom po drobljenju in mletju industrijskega silicija, da nastane triklorosilan, ki se nadalje reducira z vodikov plin za ustvarjanje polisilicija. Polikristalni silicij se lahko stopi in ohladi, da se izdelajo polikristalni silicijevi ingoti, monokristalni silicij pa se lahko proizvede tudi s Czochralskim ali conskim taljenjem. V primerjavi s polikristalnim silicijem je monokristalni silicij sestavljen iz kristalnih zrn z enako kristalno orientacijo, zato ima boljšo električno prevodnost in učinkovitost pretvorbe. Tako ingote polikristalnega silicija kot monokristalne silicijeve palice je mogoče nadalje rezati in predelati v silicijeve rezine in celice, ki nato postanejo ključni deli fotonapetostnih modulov in se uporabljajo na fotovoltaičnem področju. Poleg tega se lahko enokristalne silicijeve rezine oblikujejo v silicijeve rezine s ponavljajočim se brušenjem, poliranjem, epitaksijo, čiščenjem in drugimi postopki, ki se lahko uporabljajo kot substratni materiali za polprevodniške elektronske naprave.
Vsebnost nečistoč polisilicija je strogo zahtevana, industrija pa ima značilnosti visokih kapitalskih naložb in visokih tehničnih ovir. Ker bo čistost polisilicija resno vplivala na postopek vlečenja monokristalnega silicija, so zahteve glede čistosti izjemno stroge. Najmanjša čistost polisilicija je 99,9999%, najvišja pa je neskončno blizu 100%. Poleg tega kitajski nacionalni standardi postavljajo jasne zahteve glede vsebnosti nečistoč in na podlagi tega je polisilicij razdeljen na stopnje I, II in III, od katerih je vsebnost bora, fosforja, kisika in ogljika pomemben referenčni indeks. "Pogoji za dostop do industrije polisilicija" določajo, da morajo imeti podjetja zanesljiv inšpekcijski sistem in sistem upravljanja kakovosti, standardi izdelkov pa so strogo v skladu z nacionalnimi standardi; poleg tega pogoji dostopa zahtevajo tudi obseg in porabo energije podjetij za proizvodnjo polisilicija, kot je polisilicij sončnega razreda, elektronski razred Obseg projekta je večji od 3000 ton/leto oziroma 1000 ton/leto in minimalni kapitalski delež pri investicijah v novogradnje in projekte rekonstrukcij in širitev ne sme biti nižji od 30 %, zato je polisilicij kapitalsko intenzivna panoga. Po statističnih podatkih CPIA so se investicijski stroški opreme za proizvodno linijo 10.000 ton polisilicija, ki je začela obratovati leta 2021, nekoliko povečali na 103 milijone juanov/kt. Razlog je podražitev kosovnih kovinskih materialov. Pričakuje se, da se bodo investicijski stroški v prihodnosti povečevali z napredkom tehnologije proizvodne opreme, monomer pa se bo z večanjem velikosti zmanjševal. V skladu s predpisi mora biti poraba energije polisilicija za solarno in elektronsko zmanjšanje Czochralski manjša od 60 kWh/kg oziroma 100 kWh/kg, zahteve za kazalnike porabe energije pa so relativno stroge. Proizvodnja polisilicija večinoma spada v kemično industrijo. Proizvodni proces je razmeroma zapleten, prag tehničnih poti, izbire opreme, zagona in obratovanja pa visok. Proizvodni proces vključuje številne kompleksne kemične reakcije, število krmilnih vozlišč pa je več kot 1000. Novim udeležencem je težko Hitro obvladati zrelo obrt. Zato obstajajo visoke kapitalske in tehnične ovire v industriji proizvodnje polisilicija, kar tudi spodbuja proizvajalce polisilicija, da izvajajo strogo tehnično optimizacijo poteka procesa, pakiranja in transportnega procesa.
2. Razvrstitev polisilicija: čistost določa uporabo, solarni razred pa je glavni
Polikristalni silicij, oblika elementarnega silicija, je sestavljen iz kristalnih zrn z različnimi kristalnimi orientacijami in se v glavnem čisti z industrijsko predelavo silicija. Videz polisilicija je siv kovinski lesk, tališče pa je približno 1410 ℃. Pri sobni temperaturi je neaktiven in bolj aktiven v staljenem stanju. Polisilicij ima polprevodniške lastnosti in je izjemno pomemben in odličen polprevodniški material, vendar lahko majhna količina nečistoč močno vpliva na njegovo prevodnost. Obstaja veliko metod za razvrščanje polisilicija. Poleg zgoraj omenjene klasifikacije v skladu s kitajskimi nacionalnimi standardi so tukaj predstavljene še tri pomembnejše metode klasifikacije. Glede na različne zahteve glede čistosti in uporabe lahko polisilicij razdelimo na polisilicij sončne kakovosti in polisilicij elektronske kakovosti. Polisilicij sončne kakovosti se v glavnem uporablja v proizvodnji fotovoltaičnih celic, medtem ko se polisilicij elektronske kakovosti pogosto uporablja v industriji integriranih vezij kot surovina za čipe in drugo proizvodnjo. Čistost polisilicija sončne kakovosti je 6~8N, kar pomeni, da mora biti skupna vsebnost nečistoč nižja od 10 -6, čistost polisilicija pa mora doseči 99,9999 % ali več. Zahteve glede čistosti elektronskega polisilicija so strožje, z najmanj 9N in trenutnim maksimumom 12N. Proizvodnja elektronskega polisilicija je razmeroma težavna. Le malo kitajskih podjetij je obvladalo proizvodno tehnologijo elektronskega polisilicija in so še vedno razmeroma odvisna od uvoza. Trenutno je proizvodnja polisilicija sončne kakovosti veliko večja od proizvodnje polisilicija elektronske kakovosti, pri čemer je prvi približno 13,8-krat večji od drugega.
Glede na razliko v dopirnih nečistočah in vrsti prevodnosti silicijevega materiala ga lahko razdelimo na P-tip in N-tip. Ko je silicij dopiran z akceptorskimi primesnimi elementi, kot so bor, aluminij, galij itd., v njem prevladuje luknjasta prevodnost in je P-tipa. Ko je silicij dopiran z donorskimi nečistočimi elementi, kot so fosfor, arzen, antimon itd., v njem prevladuje elektronska prevodnost in je N-tipa. Baterije tipa P vključujejo predvsem baterije BSF in baterije PERC. Leta 2021 bodo baterije PERC predstavljale več kot 91 % svetovnega trga, baterije BSF pa bodo odpravljene. V obdobju, ko PERC nadomešča BSF, se je učinkovitost pretvorbe celic tipa P povečala z manj kot 20 % na več kot 23 %, kar se bo približalo teoretični zgornji meji 24,5 %, medtem ko je teoretična zgornja meja N- celic tipa 28,7 %, celice tipa N pa imajo visoko učinkovitost pretvorbe. Zaradi prednosti visokega dvofaznega razmerja in nizkega temperaturnega koeficienta so podjetja začela uvajati množične proizvodne linije za baterije tipa N. Po napovedi CPIA se bo delež baterij tipa N znatno povečal s 3 % na 13,4 % leta 2022. Pričakuje se, da bo v naslednjih petih letih uvedena ponovitev baterije tipa N na baterijo tipa P Glede na različno kakovost površine ga lahko razdelimo na gost material, cvetačni material in koralni material. Površina gostega materiala ima najnižjo stopnjo konkavnosti, manjšo od 5 mm, brez barvnih nenormalnosti, brez oksidacijskega vmesnega sloja in najvišjo ceno; površina materiala cvetače ima zmerno stopnjo konkavnosti, 5-20 mm, presek je zmeren, cena pa je srednjega razreda; medtem ko ima površina koralnega materiala resnejšo konkavnost, globina je večja od 20 mm, odsek je ohlapen in cena je najnižja. Gost material se uporablja predvsem za risanje monokristalnega silicija, medtem ko se material cvetače in koralni material uporabljata predvsem za izdelavo polikristalnih silicijevih rezin. V vsakodnevni proizvodnji podjetij se lahko gost material dopira z najmanj 30 % materiala cvetače, da se proizvede monokristalni silicij. Stroške surovin je mogoče prihraniti, vendar bo uporaba materiala cvetače do določene mere zmanjšala učinkovitost vlečenja kristalov. Podjetja morajo po tehtanju obeh izbrati ustrezno razmerje dopinga. Nedavno se je razlika v ceni med gostim materialom in materialom cvetače v bistvu ustalila pri 3 RMB/kg. Če se razlika v ceni še poveča, bodo podjetja morda razmislila o dopingu več materiala cvetače pri vlečenju monokristalnega silicija.
3. Proces: Siemensova metoda zavzema mainstream, poraba energije pa postane ključna za tehnološke spremembe
Proizvodni proces polisilicija je v grobem razdeljen na dva koraka. V prvem koraku industrijski silicijev prah reagira z brezvodnim vodikovim kloridom, da dobimo triklorosilan in vodik. Po večkratni destilaciji in čiščenju plinasti triklorosilan, diklorodihidrosilicij in silan; drugi korak je redukcija zgoraj omenjenega plina visoke čistosti v kristalni silicij, korak redukcije pa je drugačen pri modificirani Siemensovi metodi in metodi silanske fluidizirane postelje. Izboljšana Siemensova metoda ima zrelo proizvodno tehnologijo in visoko kakovost izdelkov ter je trenutno najbolj razširjena proizvodna tehnologija. Tradicionalna Siemensova proizvodna metoda je uporaba klora in vodika za sintezo brezvodnega vodikovega klorida, vodikovega klorida in industrijskega silicija v prahu za sintezo triklorosilana pri določeni temperaturi, nato pa triklorosilan ločimo, popravimo in očistimo. Silicij je podvržen reakciji termične redukcije v peči za redukcijo vodika, da dobimo elementarni silicij, ki se nanese na silicijevo jedro. Na tej podlagi je izboljšan Siemensov proces opremljen tudi s podpornim postopkom za recikliranje velike količine stranskih produktov, kot so vodik, vodikov klorid in silicijev tetraklorid, ki nastanejo v proizvodnem procesu, predvsem vključno z redukcijsko rekuperacijo izpušnih plinov in ponovno uporabo silicijevega tetraklorida. tehnologija. Vodik, vodikov klorid, triklorosilan in silicijev tetraklorid v izpušnih plinih se ločijo s suho rekuperacijo. Vodik in vodikov klorid se lahko ponovno uporabita za sintezo in čiščenje s triklorosilanom, triklorosilan pa se neposredno reciklira v termično redukcijo. Čiščenje poteka v peči, silicijev tetraklorid pa se hidrogenira, da nastane triklorosilan, ki se lahko uporablja za čiščenje. Ta korak se imenuje tudi obdelava s hladnim hidrogeniranjem. Z realizacijo proizvodnje v zaprtem krogu lahko podjetja bistveno zmanjšajo porabo surovin in električne energije ter tako učinkovito prihranijo stroške proizvodnje.
Stroški proizvodnje polisilicija z izboljšano Siemensovo metodo na Kitajskem vključujejo surovine, porabo energije, amortizacijo, stroške predelave itd. Tehnološki napredek v industriji je znatno znižal stroške. Surovine se v glavnem nanašajo na industrijski silicij in triklorosilan, poraba energije vključuje električno energijo in paro, stroški predelave pa se nanašajo na stroške pregledov in popravil proizvodne opreme. Po statističnih podatkih Baichuan Yingfu o proizvodnih stroških polisilicija v začetku junija 2022 so surovine najvišja stroškovna postavka, ki predstavlja 41 % skupnih stroškov, od katerih je industrijski silicij glavni vir silicija. Poraba enote silicija, ki se običajno uporablja v industriji, predstavlja količino porabljenega silicija na enoto izdelkov iz silicija visoke čistosti. Metoda izračuna je pretvorba vseh materialov, ki vsebujejo silicij, kot sta zunanji industrijski silicijev prah in triklorosilan, v čisti silicij in nato odštevanje zunanjega klorosilana glede na količino čistega silicija, pretvorjenega iz razmerja vsebnosti silicija. Po podatkih CPIA bo raven porabe silicija leta 2021 padla za 0,01 kg/kg-Si na 1,09 kg/kg-Si. Pričakuje se, da bo z izboljšanjem obdelave s hladnim hidrogeniranjem in recikliranjem stranskih produktov zmanjšati na 1,07 kg/kg do leta 2030. kg-Si. Glede na nepopolne statistične podatke je poraba silicija petih največjih kitajskih podjetij v industriji polisilicija nižja od povprečja industrije. Znano je, da bosta dve od njih leta 2021 porabili 1,08 kg/kg-Si oziroma 1,05 kg/kg-Si. Drugi največji delež je poraba energije, ki skupaj predstavlja 32 %, od tega električna energija predstavlja 30 % porabe energije. skupnih stroškov, kar kaže, da sta cena električne energije in učinkovitost še vedno pomembna dejavnika za proizvodnjo polisilicija. Dva glavna indikatorja za merjenje energetske učinkovitosti sta celovita poraba energije in zmanjšanje porabe energije. Zmanjšanje porabe energije se nanaša na postopek redukcije triklorosilana in vodika za ustvarjanje silicijevega materiala visoke čistosti. Poraba energije vključuje predgrevanje in nanašanje silicijevega jedra. , ohranjanje toplote, končno prezračevanje in druga procesna poraba energije. Leta 2021 se bo s tehnološkim napredkom in celovito izrabo energije povprečna celovita poraba energije proizvodnje polisilicija medletno zmanjšala za 5,3 % na 63 kWh/kg-Si, povprečna redukcijska poraba energije pa se bo zmanjšala za 6,1 % letno- medletno na 46kWh/kg-Si, kar naj bi se v prihodnosti še zmanjšalo. . Poleg tega je pomembna postavka stroškov tudi amortizacija, ki predstavlja 17 %. Omeniti velja, da so po podatkih Baichuan Yingfu skupni proizvodni stroški polisilicija v začetku junija 2022 znašali približno 55.816 juanov/tono, povprečna cena polisilicija na trgu je bila približno 260.000 juanov/tono, bruto stopnja dobička pa je bila kar 70 % ali več, zato je privabil veliko število podjetij, ki vlagajo v gradnjo proizvodnih zmogljivosti polisilicija.
Proizvajalci polisilicija lahko zmanjšajo stroške na dva načina, eden je zmanjšanje stroškov surovin, drugi pa zmanjšanje porabe energije. Kar zadeva surovine, lahko proizvajalci znižajo stroške surovin s podpisom dolgoročnih pogodb o sodelovanju z industrijskimi proizvajalci silicija ali z izgradnjo integriranih proizvodnih zmogljivosti navzgor in navzdol. Na primer, obrati za proizvodnjo polisilicija so v bistvu odvisni od lastne industrijske dobave silicija. Z vidika porabe električne energije lahko proizvajalci znižajo stroške električne energije z nizkimi cenami električne energije in celovitim izboljšanjem porabe energije. Približno 70 % celotne porabe električne energije predstavlja redukcijska poraba električne energije, redukcija pa je tudi ključni člen v proizvodnji kristalnega silicija visoke čistosti. Zato je večina proizvodnih zmogljivosti polisilicija na Kitajskem skoncentrirana v regijah z nizkimi cenami električne energije, kot so Xinjiang, Notranja Mongolija, Sichuan in Yunnan. Vendar pa je z napredovanjem politike dveh ogljikov težko pridobiti veliko količino nizkocenovnih virov energije. Zato je zmanjšanje porabe energije za zmanjšanje danes bolj izvedljivo zmanjšanje stroškov. Pot. Trenutno je učinkovit način za zmanjšanje porabe energije pri redukciji povečanje števila silicijevih jeder v redukcijski peči in s tem povečanje proizvodnje ene enote. Trenutno so glavne vrste redukcijskih peči na Kitajskem 36 parov palic, 40 parov palic in 48 parov palic. Tip peči je nadgrajen na 60 parov palic in 72 parov palic, hkrati pa postavlja tudi višje zahteve za raven proizvodne tehnologije podjetij.
V primerjavi z izboljšano Siemensovo metodo ima silanska metoda z vrtinčeno plastjo tri prednosti, ena je nizka poraba energije, druga je visoka moč vlečenja kristalov, tretja pa je, da je ugodnejša kombinacija z naprednejšo tehnologijo CCZ kontinuiranega Czochralskega. Po podatkih Silicon Industry Branch je celovita poraba energije metode z vrtinčeno posteljo silana 33,33 % izboljšane Siemensove metode, zmanjšanje porabe energije pa 10 % izboljšane Siemensove metode. Metoda z vrtinčeno plastjo silana ima pomembne prednosti pri porabi energije. Kar zadeva vlečenje kristalov, lahko fizikalne lastnosti zrnatega silicija olajšajo popolno polnjenje kremenčevega lončka v členu vlečne palice iz enokristalnega silicija. Polikristalni silicij in zrnati silicij lahko povečata zmogljivost polnjenja lončka z eno pečjo za 29 %, medtem ko skrajšata čas polnjenja za 41 %, kar znatno izboljša učinkovitost vlečenja monokristalnega silicija. Poleg tega ima zrnati silicij majhen premer in dobro fluidnost, kar je bolj primerno za neprekinjeno metodo Czochralski CCZ. Trenutno je glavna tehnologija vlečenja monokristala v srednjem in spodnjem delu metoda ponovnega vlivanja monokristala RCZ, ki pomeni ponovno dovajanje in vlečenje kristala, potem ko je potegnjena enokristalna silicijeva palica. Risba se izvede istočasno, kar prihrani čas hlajenja enokristalne silicijeve palice, zato je proizvodna učinkovitost višja. Hiter razvoj neprekinjene metode Czochralski CCZ bo prav tako povečal povpraševanje po granuliranem siliciju. Čeprav ima zrnati silicij nekaj pomanjkljivosti, kot je več silicijevega prahu, ki nastane zaradi trenja, velika površina in enostavna adsorpcija onesnaževal ter vodik, združen v vodik med taljenjem, kar lahko povzroči preskakovanje, vendar glede na najnovejše objave ustreznega zrnatega silicija podjetij, se te težave izboljšujejo in dosežen je določen napredek.
Postopek vrtinčene plasti silana je v Evropi in Združenih državah zrel in je po uvedbi kitajskih podjetij v povojih. Že v osemdesetih letih prejšnjega stoletja je tuji granulirani silicij, ki ga predstavljata REC in MEMC, začel raziskovati proizvodnjo granuliranega silicija in realiziral obsežno proizvodnjo. Med njimi je REC-ova skupna proizvodna zmogljivost zrnatega silicija leta 2010 dosegla 10.500 ton/leto in v primerjavi s svojimi Siemensovimi partnerji v istem obdobju je imela stroškovno prednost za vsaj 2-3 US$/kg. Zaradi potreb po vlečenju monokristalov je proizvodnja granuliranega silicija v podjetju stagnirala in sčasoma ustavila proizvodnjo ter se obrnila na skupno podjetje s Kitajsko, da bi ustanovila proizvodno podjetje za proizvodnjo granuliranega silicija.
4. Surovine: Industrijski silicij je osnovna surovina in dobava lahko zadovolji potrebe po ekspanziji polisilicija
Industrijski silicij je osnovna surovina za proizvodnjo polisilicija. Pričakuje se, da bo kitajska industrijska proizvodnja silicija vztrajno rasla od leta 2022 do 2025. Od leta 2010 do 2021 je kitajska industrijska proizvodnja silicija v fazi širitve, pri čemer povprečna letna stopnja rasti proizvodne zmogljivosti in proizvodnje doseže 7,4 % oziroma 8,6 %. . Po podatkih SMM se je na novo povečalozmogljivost industrijske proizvodnje silicijana Kitajskem bo 890.000 ton in 1,065 milijona ton v letih 2022 in 2023. Ob predpostavki, da bodo industrijska silicijeva podjetja v prihodnosti še vedno vzdrževala stopnjo izkoriščenosti zmogljivosti in stopnjo delovanja približno 60 %, se je Kitajska na novo povečalaproizvodne zmogljivosti v letih 2022 in 2023 bodo prinesle povečanje proizvodnje za 320.000 ton in 383.000 ton. Po ocenah GFCI,Zmogljivost industrijske proizvodnje silicija na Kitajskem v 22/23/24/25 je približno 5,90/697/6,71/6,5 milijona ton, kar ustreza 3,55/391/4,18/4,38 milijona ton.
Stopnja rasti preostalih dveh spodnjih območij prekritega industrijskega silicija je razmeroma počasna in kitajska industrijska proizvodnja silicija lahko v bistvu doseže proizvodnjo polisilicija. Leta 2021 bo kitajska industrijska proizvodna zmogljivost silicija znašala 5,385 milijona ton, kar ustreza proizvodnji 3,213 milijona ton, od tega bodo polisilicij, organski silicij in aluminijeve zlitine porabili 623.000 ton, 898.000 ton oziroma 649.000 ton. Poleg tega se skoraj 780.000 ton proizvodnje porabi za izvoz. Leta 2021 bo poraba polisilicija, organskega silicija in aluminijevih zlitin predstavljala 19 %, 28 % oziroma 20 % industrijskega silicija. Od leta 2022 do 2025 naj bi stopnja rasti proizvodnje organskega silicija ostala okoli 10 %, stopnja rasti proizvodnje aluminijevih zlitin pa nižja od 5 %. Zato menimo, da je količina industrijskega silicija, ki se lahko uporabi za polisilicij v letih 2022–2025, razmeroma zadostna, kar lahko v celoti zadovolji potrebe po polisiliciju. proizvodne potrebe.
5. Dobava polisilicija:Kitajskazavzema prevladujoč položaj, proizvodnja pa se postopoma zbira v vodilnih podjetjih
V zadnjih letih se je svetovna proizvodnja polisilicija iz leta v leto povečevala in se postopoma zbrala na Kitajskem. Od leta 2017 do 2021 se je svetovna letna proizvodnja polisilicija povečala s 432.000 ton na 631.000 ton, z najhitrejšo rastjo leta 2021, s stopnjo rasti 21,11 %. V tem obdobju se je svetovna proizvodnja polisilicija postopoma koncentrirala na Kitajskem, delež kitajske proizvodnje polisilicija pa se je povečal s 56,02 % v letu 2017 na 80,03 % v letu 2021. Če primerjamo prvih deset podjetij v svetovni proizvodni zmogljivosti polisilicija v letih 2010 in 2021, je lahko ugotovili, da se je število kitajskih podjetij povečalo s 4 na 8, delež proizvodnih zmogljivosti nekaterih ameriških in korejskih podjetij pa se je znatno zmanjšal, tako da so izpadle iz prvih desetih ekip, kot so HEMOLOCK, OCI, REC in MEMC; koncentracija industrije se je močno povečala, skupna proizvodna zmogljivost desetih največjih podjetij v panogi pa se je povečala s 57,7 % na 90,3 %. Leta 2021 je pet kitajskih podjetij, ki predstavljajo več kot 10 % proizvodnih zmogljivosti, kar predstavlja skupno 65,7 %. . Obstajajo trije glavni razlogi za postopen prenos industrije polisilicija na Kitajsko. Prvič, kitajski proizvajalci polisilicija imajo pomembne prednosti v smislu stroškov surovin, električne energije in dela. Plače delavcev so nižje od plač v tujini, zato so skupni proizvodni stroški na Kitajskem veliko nižji kot v tujini in bodo še naprej upadali s tehnološkim napredkom; drugič, kakovost kitajskih izdelkov iz polisilicija se nenehno izboljšuje, večina jih je na prvovrstni ravni sončnega razreda, posamezna napredna podjetja pa izpolnjujejo zahteve glede čistosti. V proizvodni tehnologiji višjega elektronskega polisilicija so bili narejeni preboji, ki postopoma uvajajo zamenjavo domačega elektronskega polisilicija za uvoz, kitajska vodilna podjetja pa aktivno spodbujajo gradnjo elektronskih polisilicijevih projektov. Proizvodnja silicijevih rezin na Kitajskem je več kot 95 % celotne svetovne proizvodnje, kar je postopoma povečalo stopnjo samozadostnosti polisilicija za Kitajsko, ki je do določene mere stisnila trg čezmorskih podjetij za polisilicij.
Od leta 2017 do 2021 se bo letna proizvodnja polisilicija na Kitajskem vztrajno povečevala, predvsem na območjih, bogatih z viri energije, kot so Xinjiang, Notranja Mongolija in Sečuan. Leta 2021 se bo kitajska proizvodnja polisilicija povečala s 392.000 ton na 505.000 ton, kar je 28,83-odstotno povečanje. Z vidika proizvodne zmogljivosti je kitajska proizvodna zmogljivost polisilicija na splošno naraščala, vendar se je leta 2020 zmanjšala zaradi zaustavitve nekaterih proizvajalcev. Poleg tega stopnja izkoriščenosti zmogljivosti kitajskih podjetij s polisilicijem od leta 2018 nenehno narašča in stopnja izkoriščenosti zmogljivosti v letu 2021 bo dosegla 97,12 %. Kar zadeva province, je kitajska proizvodnja polisilicija leta 2021 v glavnem koncentrirana na območjih z nizkimi cenami električne energije, kot so Xinjiang, Notranja Mongolija in Sečuan. Proizvodnja Xinjianga je 270.400 ton, kar je več kot polovica celotne proizvodnje na Kitajskem.
Za kitajsko industrijo polisilicija je značilna visoka stopnja koncentracije, z vrednostjo CR6 77 %, v prihodnosti pa bo nadaljnji trend naraščanja. Proizvodnja polisilicija je industrija z visokim kapitalom in visokimi tehničnimi ovirami. Cikel gradnje in proizvodnje projekta je običajno dve leti ali več. Novim proizvajalcem je težko vstopiti v industrijo. Sodeč po znanih načrtovanih širitvah in novih projektih v naslednjih treh letih bodo oligopolni proizvajalci v panogi zaradi lastne tehnološke in obsegovne prednosti še naprej širili svoje proizvodne zmogljivosti, njihov monopolni položaj pa se bo še krepil.
Ocenjuje se, da bo dobava polisilicija na Kitajskem povzročila obsežno rast od leta 2022 do 2025, proizvodnja polisilicija pa bo leta 2025 dosegla 1,194 milijona ton, kar bo spodbudilo širitev svetovnega obsega proizvodnje polisilicija. Leta 2021 so veliki proizvajalci z močnim dvigom cen polisilicija na Kitajskem investirali v gradnjo novih proizvodnih linij in hkrati pritegnili nove proizvajalce, da se pridružijo industriji. Ker bodo projekti iz polisilicija od gradnje do proizvodnje trajali vsaj leto in pol do dve leti, bo novogradnja v letu 2021 zaključena. Proizvodna zmogljivost se običajno začne s proizvodnjo v drugi polovici leta 2022 in 2023. To je zelo skladno z novimi projektnimi načrti, ki so jih trenutno objavili glavni proizvajalci. Nova proizvodna zmogljivost v letih 2022–2025 je v glavnem koncentrirana v letih 2022 in 2023. Po tem, ko se ponudba in povpraševanje po polisiliciju ter cena postopoma stabilizirajo, se bo skupna proizvodna zmogljivost v industriji postopoma stabilizirala. Navzdol, torej stopnja rasti proizvodnih zmogljivosti se postopoma zmanjšuje. Poleg tega je stopnja izkoriščenosti zmogljivosti podjetij s polisilicijem v zadnjih dveh letih ostala na visoki ravni, vendar bo potreben čas, da se proizvodna zmogljivost novih projektov poveča, novi udeleženci pa bodo potrebovali postopek, da obvladajo ustrezna tehnologija priprave. Zato bo stopnja izkoriščenosti zmogljivosti novih projektov polisilicija v naslednjih nekaj letih nizka. Iz tega je mogoče predvideti proizvodnjo polisilicija v letih 2022–2025, proizvodnja polisilicija v letu 2025 pa naj bi znašala približno 1,194 milijona ton.
Koncentracija čezmorskih proizvodnih zmogljivosti je relativno visoka, stopnja in hitrost povečanja proizvodnje v naslednjih treh letih pa ne bo tako visoka kot na Kitajskem. Čezmorska proizvodna zmogljivost polisilicija je v glavnem koncentrirana v štirih vodilnih podjetjih, ostalo pa so večinoma majhne proizvodne zmogljivosti. Kar zadeva proizvodne zmogljivosti, Wacker Chem zaseda polovico čezmorskih proizvodnih zmogljivosti polisilicija. Njegove tovarne v Nemčiji in ZDA imajo proizvodne zmogljivosti 60.000 ton oziroma 20.000 ton. Močna širitev globalne proizvodne zmogljivosti polisilicija v letu 2022 in pozneje lahko povzroči. Zaskrbljeno zaradi presežne ponudbe je podjetje še vedno v stanju čakanja in ne načrtuje dodajanja novih proizvodnih zmogljivosti. Južnokorejski polisilicijski velikan OCI postopoma seli svojo linijo za proizvodnjo polisilicija sončne kakovosti v Malezijo, hkrati pa ohranja prvotno linijo za proizvodnjo polisilicija elektronske kakovosti na Kitajskem, ki naj bi leta 2022 dosegla 5000 ton. Proizvodna zmogljivost OCI v Maleziji bo dosegla 27 000 ton in 30.000 ton v letih 2020 in 2021, s čimer bi dosegli nizke stroške porabe energije in se izognili visokim kitajskim tarifam za polisilicij v ZDA in Južni Koreji. Podjetje načrtuje proizvodnjo 95.000 ton, vendar začetni datum ni jasen. V naslednjih štirih letih naj bi se povečala na ravni 5.000 ton letno. Norveško podjetje REC ima dve proizvodni bazi v zvezni državi Washington in Montani v ZDA z letno proizvodno zmogljivostjo 18.000 ton solarnega polisilicija in 2.000 ton elektronskega polisilicija. REC, ki je bil v globoki finančni stiski, se je odločil za prekinitev proizvodnje, nato pa se je leta 2021 spodbujen z dvigom cen polisilicija odločil, da ponovno zažene proizvodnjo 18.000 ton projektov v zvezni državi Washington in 2.000 ton v Montani do konca leta 2023 , in lahko dokonča povečanje proizvodne zmogljivosti leta 2024. Hemlock je največji proizvajalec polisilicija v Združenih državah, specializiran za polisilicij visoke čistosti elektronske kakovosti. Visokotehnološke ovire v proizvodnji otežujejo zamenjavo izdelkov podjetja na trgu. V kombinaciji z dejstvom, da podjetje ne načrtuje gradnje novih projektov v nekaj letih, se pričakuje, da bo proizvodna zmogljivost podjetja 2022-2025. Letna proizvodnja ostaja 18.000 ton. Poleg tega bo leta 2021 nova proizvodna zmogljivost podjetij, razen zgoraj navedenih štirih podjetij, znašala 5000 ton. Zaradi nerazumevanja proizvodnih načrtov vseh podjetij se tukaj predvideva, da bo nova proizvodna zmogljivost od leta 2022 do 2025 znašala 5000 ton letno.
Glede na čezmorske proizvodne zmogljivosti se ocenjuje, da bo čezmorska proizvodnja polisilicija leta 2025 znašala približno 176.000 ton, ob predpostavki, da stopnja izkoriščenosti čezmorskih proizvodnih zmogljivosti polisilicija ostane nespremenjena. Potem ko je leta 2021 cena polisilicija močno narasla, so kitajska podjetja povečala proizvodnjo in razširila proizvodnjo. Nasprotno pa so čezmorska podjetja bolj previdna pri načrtih za nove projekte. To je zato, ker prevlado industrije polisilicija že nadzoruje Kitajska in slepo povečevanje proizvodnje lahko povzroči izgube. S stroškovne strani je poraba energije največji sestavni del stroškov polisilicija, zato je cena električne energije zelo pomembna, Xinjiang, Notranja Mongolija, Sečuan in druge regije pa imajo očitne prednosti. S strani povpraševanja predstavlja kitajska proizvodnja silicijevih rezin, ki je neposredno dolvodno od polisilicija, več kot 99 % celotne svetovne proizvodnje. Nadaljnja industrija polisilicija je v glavnem skoncentrirana na Kitajskem. Cena proizvedenega polisilicija je nizka, prevozni stroški so nizki, povpraševanje pa je popolnoma zagotovljeno. Drugič, Kitajska je uvedla razmeroma visoke protidampinške carine na uvoz polisilicija sončne kakovosti iz Združenih držav in Južne Koreje, kar je močno zmanjšalo porabo polisilicija iz Združenih držav in Južne Koreje. Bodite previdni pri gradnji novih projektov; poleg tega so se v zadnjih letih kitajska čezmorska podjetja za polisilicij počasi razvijala zaradi vpliva tarif, nekatere proizvodne linije so bile zmanjšane ali celo zaprte, njihov delež v svetovni proizvodnji pa se iz leta v leto zmanjšuje, tako da ne bo primerljivo z dvigom cen polisilicija v letu 2021, saj zaradi visokih dobičkov kitajskega podjetja finančni pogoji ne zadoščajo za hitro in obsežno širitev proizvodnih zmogljivosti.
Na podlagi ustreznih napovedi proizvodnje polisilicija na Kitajskem in v tujini od leta 2022 do 2025 je mogoče povzeti predvideno vrednost svetovne proizvodnje polisilicija. Ocenjuje se, da bo svetovna proizvodnja polisilicija leta 2025 dosegla 1,371 milijona ton. Glede na napovedano vrednost proizvodnje polisilicija je mogoče približno pridobiti delež Kitajske v svetovnem deležu. Pričakuje se, da se bo delež Kitajske od leta 2022 do leta 2025 postopoma povečeval in bo leta 2025 presegel 87 %.
6, Povzetek in obeti
Polisilicij se nahaja za industrijskim silicijem in pred celotno verigo fotovoltaične in polprevodniške industrije, zato je njegov status zelo pomemben. Veriga fotovoltaične industrije je na splošno polisilicij-silicijeva rezina-celica-modul-fotovoltaična inštalirana zmogljivost, veriga polprevodniške industrije pa je na splošno polisilicij-monokristalna silicijeva rezina-silicijeva rezina-čip. Različne uporabe imajo različne zahteve glede čistosti polisilicija. Fotovoltaična industrija večinoma uporablja polisilicij sončne kakovosti, industrija polprevodnikov pa polisilicij elektronske kakovosti. Prvi ima razpon čistosti 6N-8N, medtem ko drugi zahteva čistost 9N ali več.
Že leta je glavni proizvodni proces polisilicija po vsem svetu izboljšana Siemensova metoda. V zadnjih letih so nekatera podjetja dejavno raziskovala cenejše metode silanske fluidizirane postelje, kar lahko vpliva na proizvodni vzorec. Paličasti polisilicij, proizveden po modificirani Siemensovi metodi, ima značilnosti visoke porabe energije, visokih stroškov in visoke čistosti, medtem ko ima zrnat silicij, proizveden po metodi silanske vrtinčene postelje, nizko porabo energije, nizke stroške in relativno nizko čistost. . Nekatera kitajska podjetja so realizirala množično proizvodnjo zrnatega silicija in tehnologijo uporabe zrnatega silicija za vlečenje polisilicija, vendar ni bila široko promovirana. Ali lahko zrnati silicij v prihodnosti nadomesti prvega, je odvisno od tega, ali lahko stroškovna prednost pokrije pomanjkljivost kakovosti, učinek nadaljnjih aplikacij in izboljšanje varnosti silana. V zadnjih letih se je svetovna proizvodnja polisilicija iz leta v leto povečevala in se postopoma združila na Kitajskem. Od leta 2017 do 2021 se bo svetovna letna proizvodnja polisilicija povečala s 432.000 ton na 631.000 ton, z najhitrejšo rastjo leta 2021. V tem obdobju se je svetovna proizvodnja polisilicija postopoma vse bolj koncentrirala na Kitajsko, delež Kitajske v proizvodnji polisilicija pa se je povečal s 56,02 % leta 2017 na 80,03 % leta 2021. Od leta 2022 do 2025 bo dobava polisilicija povzročila obsežno rast. Ocenjuje se, da bo proizvodnja polisilicija leta 2025 na Kitajskem znašala 1,194 milijona ton, čezmorska proizvodnja pa bo dosegla 176.000 ton. Zato bo svetovna proizvodnja polisilicija leta 2025 približno 1,37 milijona ton.
(Ta članek je samo za referenco strank UrbanMines in ne predstavlja nobenih naložbenih nasvetov）