1. Polykiselindustrikedjan: Produktionsprocessen är komplex, och nedströms fokuserar på solceller
Polykisel framställs huvudsakligen från industriellt kisel, klor och väte, och finns uppströms om solcells- och halvledarindustrin. Enligt CPIA-data är den nuvarande vanligaste polykiselproduktionsmetoden i världen den modifierade Siemens-metoden, förutom i Kina produceras mer än 95 % av polykiseln med den modifierade Siemens-metoden. Vid framställning av polykisel med den förbättrade Siemens-metoden kombineras först klorgas med vätgas för att generera väteklorid, och sedan reagerar den med kiselpulvret efter krossning och malning av industriellt kisel för att generera triklorsilan, som ytterligare reduceras med vätgas för att generera polykisel. Polykristallint kisel kan smältas och kylas för att tillverka polykristallina kiselgöt, och monokristallint kisel kan också framställas genom Czochralski- eller zonsmältning. Jämfört med polykristallint kisel består enkristallkisel av kristallkorn med samma kristallorientering, så det har bättre elektrisk ledningsförmåga och omvandlingseffektivitet. Både polykristallina kiselgöt och monokristallina kiselstavar kan ytterligare skäras och bearbetas till kiselskivor och celler, som i sin tur blir viktiga delar av solcellsmoduler och används inom solcellsområdet. Dessutom kan enkristallkiselskivor också formas till kiselskivor genom upprepad slipning, polering, epitaxi, rengöring och andra processer, vilka kan användas som substratmaterial för elektroniska halvledarkomponenter.
Föroreningshalten i polykisel är strikt obligatorisk, och industrin kännetecknas av höga kapitalinvesteringar och höga tekniska hinder. Eftersom polykiselns renhet allvarligt kommer att påverka enkristallkiseldragningsprocessen är renhetskraven extremt strikta. Minimirenheten för polykisel är 99,9999 %, och den högsta är oändligt nära 100 %. Dessutom anger Kinas nationella standarder tydliga krav på föroreningshalten, och baserat på detta är polykisel indelat i kvaliteter I, II och III, där innehållet av bor, fosfor, syre och kol är ett viktigt referensindex. "Polysikelindustrins tillträdesvillkor" föreskriver att företag måste ha ett sunt kvalitetsinspektions- och ledningssystem, och produktstandarderna måste strikt följa nationella standarder. Dessutom kräver åtkomstvillkoren även skalan och energiförbrukningen hos polykiselproduktionsföretag, såsom sol- och elektronikkvalitetspolykisel. Projektskalan är större än 3000 ton/år respektive 1000 ton/år, och den lägsta kapitalkvoten i investeringar i nybyggnation, ombyggnad och expansionsprojekt får inte vara lägre än 30 %, så polykisel är en kapitalintensiv industri. Enligt CPIA-statistik har investeringskostnaden för 10 000 tons polykiselproduktionslinjeutrustning som togs i drift 2021 ökat något till 103 miljoner yuan/kt. Anledningen är prisökningen på bulkmetallmaterial. Det förväntas att investeringskostnaden i framtiden kommer att öka med utvecklingen av produktionsutrustningstekniken och att monomererna minskar i takt med att storleken ökar. Enligt föreskrifterna bör energiförbrukningen för polykisel för sol- och elektronikkvalitetsreduktion vara mindre än 60 kWh/kg respektive 100 kWh/kg, och kraven för energiförbrukningsindikatorer är relativt strikta. Polykiselproduktion tenderar att tillhöra den kemiska industrin. Produktionsprocessen är relativt komplex, och tröskeln för tekniska vägar, utrustningsval, driftsättning och drift är hög. Produktionsprocessen involverar många komplexa kemiska reaktioner, och antalet kontrollnoder är mer än 1 000. Det är svårt för nya aktörer att snabbt bemästra moget hantverk. Därför finns det höga kapital- och tekniska hinder inom polykiselproduktionsindustrin, vilket också uppmuntrar polykiseltillverkare att genomföra strikt teknisk optimering av processflöde, förpackning och transportprocess.
2. Polykiselklassificering: renhet avgör användningen, och solkvaliteten är den vanligaste
Polykristallint kisel, en form av elementärt kisel, består av kristallkorn med olika kristallorienteringar och renas huvudsakligen genom industriell kiselbearbetning. Polykisel har en grå metallisk lyster och smältpunkten är cirka 1410 ℃. Det är inaktivt vid rumstemperatur och mer aktivt i smält tillstånd. Polykisel har halvledaregenskaper och är ett extremt viktigt och utmärkt halvledarmaterial, men en liten mängd föroreningar kan i hög grad påverka dess ledningsförmåga. Det finns många klassificeringsmetoder för polykisel. Utöver den ovan nämnda klassificeringen enligt Kinas nationella standarder introduceras här ytterligare tre viktiga klassificeringsmetoder. Enligt olika renhetskrav och användningsområden kan polykisel delas in i solcellskvalitetspolykisel och elektronikkvalitetspolykisel. Solcellskvalitetspolykisel används huvudsakligen vid produktion av solceller, medan elektronikkvalitetspolykisel används i stor utsträckning inom integrerade kretsar som råmaterial för chips och annan produktion. Renheten hos solkvalitetspolykisel är 6~8N, det vill säga att den totala föroreningshalten måste vara lägre än 10-6, och polykiselns renhet måste nå 99,9999% eller mer. Renhetskraven för elektronikkvalitetspolykisel är strängare, med ett minimum på 9N och en strömstyrka på högst 12N. Produktionen av elektronikkvalitetspolykisel är relativt svår. Det finns få kinesiska företag som bemästrar produktionstekniken för elektronikkvalitetspolykisel, och de är fortfarande relativt beroende av import. För närvarande är produktionen av solkvalitetspolykisel mycket större än den för elektronikkvalitetspolykisel, och den förra är cirka 13,8 gånger större än den för den senare.
Beroende på skillnaden i dopningsföroreningar och konduktivitetstyp hos kiselmaterial kan det delas in i P-typ och N-typ. När kisel dopas med acceptorföroreningar, såsom bor, aluminium, gallium etc., domineras det av hålledning och är av P-typ. När kisel dopas med donatorföroreningar, såsom fosfor, arsenik, antimon etc., domineras det av elektronledning och är av N-typ. P-typbatterier inkluderar huvudsakligen BSF-batterier och PERC-batterier. År 2021 kommer PERC-batterier att stå för mer än 91 % av den globala marknaden, och BSF-batterier kommer att elimineras. Under den period då PERC ersätter BSF har omvandlingseffektiviteten för P-typceller ökat från mindre än 20 % till mer än 23 %, vilket närmar sig den teoretiska övre gränsen på 24,5 %, medan den teoretiska övre gränsen för N-typceller är 28,7 %, och N-typceller har hög omvandlingseffektivitet. På grund av fördelarna med högt bifacialt förhållande och låg temperaturkoefficient har företag börjat driftsätta massproduktionslinjer för N-typbatterier. Enligt CPIA:s prognos kommer andelen N-typbatterier att öka avsevärt från 3 % till 13,4 % år 2022. Det förväntas att iterationen från N-typbatterier till P-typbatterier kommer att inledas under de kommande fem åren. Beroende på de olika ytkvaliteterna kan de delas in i tätt material, blomkålsmaterial och korallmaterial. Ytan på det täta materialet har den lägsta graden av konkavitet, mindre än 5 mm, ingen färgavvikelse, inget oxidationsmellanlager och det högsta priset; Ytan på blomkålsmaterialet har en måttlig grad av konkavitet, 5-20 mm, tvärsnittet är måttligt och priset är i medelklassen; medan korallmaterialets yta har mer allvarlig konkavitet, djupet är större än 20 mm, tvärsnittet är löst och priset är det lägsta. Det täta materialet används huvudsakligen för att dra monokristallint kisel, medan blomkålsmaterialet och korallmaterialet huvudsakligen används för att tillverka polykristallina kiselskivor. I företagens dagliga produktion kan det täta materialet dopas med inte mindre än 30 % blomkålsmaterial för att producera monokristallint kisel. Kostnaden för råvaror kan sparas, men användningen av blomkålsmaterial kommer att minska kristalldragningseffektiviteten i viss mån. Företag måste välja lämpligt dopningsförhållande efter att ha vägt de två. Nyligen har prisskillnaden mellan tätt material och blomkålsmaterial i princip stabiliserats på 3 RMB/kg. Om prisskillnaden ökar ytterligare kan företag överväga att dopa mer blomkålsmaterial i monokristallint kiseldragning.
3. Process: Siemens metod är allmänt känd, och strömförbrukning blir nyckeln till teknisk förändring
Produktionsprocessen för polykisel är grovt uppdelad i två steg. I det första steget reagerar industriellt kiselpulver med vattenfri väteklorid för att erhålla triklorsilan och väte. Efter upprepad destillation och rening, gasformig triklorsilan, diklordihydrokisel och silan; det andra steget är att reducera den ovan nämnda högrena gasen till kristallint kisel, och reduktionssteget skiljer sig åt i den modifierade Siemens-metoden och silanfluidiserad bädd-metoden. Den förbättrade Siemens-metoden har mogen produktionsteknik och hög produktkvalitet, och är för närvarande den mest använda produktionstekniken. Den traditionella Siemens-produktionsmetoden är att använda klor och väte för att syntetisera vattenfri väteklorid, väteklorid och pulveriserat industriellt kisel för att syntetisera triklorsilan vid en viss temperatur, och sedan separera, rektera och rena triklorsilanen. Kislet genomgår en termisk reduktionsreaktion i en vätgasreduktionsugn för att erhålla elementärt kisel avsatt på kiselkärnan. På grundval av detta är den förbättrade Siemens-processen också utrustad med en stödjande process för återvinning av en stor mängd biprodukter såsom väte, väteklorid och kiseltetraklorid som produceras i produktionsprocessen, huvudsakligen inklusive reduktion av restgasåtervinning och återanvändningsteknik för kiseltetraklorid. Väte, väteklorid, triklorsilan och kiseltetraklorid i avgaserna separeras genom torr återvinning. Väte och väteklorid kan återanvändas för syntes och rening med triklorsilan, och triklorsilan återvinns direkt till termisk reduktion. Rening utförs i ugnen, och kiseltetraklorid hydreras för att producera triklorsilan, som kan användas för rening. Detta steg kallas även kallhydreringsbehandling. Genom att genomföra sluten produktion kan företag avsevärt minska förbrukningen av råvaror och el, vilket effektivt sparar produktionskostnader.
Kostnaden för att producera polykisel med den förbättrade Siemens-metoden i Kina inkluderar råvaror, energiförbrukning, avskrivningar, bearbetningskostnader etc. De tekniska framstegen inom branschen har avsevärt sänkt kostnaden. Råvarorna avser huvudsakligen industriellt kisel och triklorsilan, energiförbrukningen inkluderar el och ånga, och bearbetningskostnaderna avser inspektions- och reparationskostnader för produktionsutrustning. Enligt Baichuan Yingfus statistik över polykiselproduktionskostnader i början av juni 2022 är råvaror den högsta kostnadsposten och står för 41 % av den totala kostnaden, varav industriellt kisel är den huvudsakliga källan till kisel. Den kiselenhetsförbrukning som vanligtvis används i branschen representerar mängden kisel som förbrukas per enhet av högrena kiselprodukter. Beräkningsmetoden är att omvandla alla kiselinnehållande material, såsom outsourcat industriellt kiselpulver och triklorsilan, till ren kisel, och sedan dra av den outsourcade klorsilanen enligt Mängden ren kisel som omvandlas från kiselinnehållsförhållandet. Enligt CPIA-data kommer kiselförbrukningen att minska med 0,01 kg/kg-Si till 1,09 kg/kg-Si år 2021. Det förväntas att den, med förbättringen av kallhydrogeneringsbehandling och återvinning av biprodukter, minskar till 1,07 kg/kg år 2030. Enligt ofullständig statistik är kiselförbrukningen för de fem största kinesiska företagen inom polykiselindustrin lägre än branschgenomsnittet. Det är känt att två av dem kommer att förbruka 1,08 kg/kg-Si respektive 1,05 kg/kg-Si år 2021. Den näst högsta andelen är energiförbrukning, som står för 32 % totalt, varav el står för 30 % av den totala kostnaden, vilket indikerar att elpris och effektivitet fortfarande är viktiga faktorer för polykiselproduktion. De två viktigaste indikatorerna för att mäta energieffektiviteten är omfattande energiförbrukning och minskad energiförbrukning. Minskad energiförbrukning avser processen att reducera triklorsilan och väte för att generera högrent kiselmaterial. Energiförbrukningen inkluderar förvärmning och deponering av kiselkärnan, värmebevarande, slutventilation och annan processenergiförbrukning. År 2021, med tekniska framsteg och omfattande energianvändning, kommer den genomsnittliga totala energiförbrukningen för polykiselproduktion att minska med 5,3 % jämfört med föregående år till 63 kWh/kg-Si, och den genomsnittliga minskade energiförbrukningen kommer att minska med 6,1 % jämfört med föregående år till 46 kWh/kg-Si, vilket förväntas minska ytterligare i framtiden. Dessutom är avskrivningar också en viktig kostnadspost och står för 17 %. Det är värt att notera att enligt Baichuan Yingfu-data var den totala produktionskostnaden för polykisel i början av juni 2022 cirka 55 816 yuan/ton, det genomsnittliga priset för polykisel på marknaden var cirka 260 000 yuan/ton och bruttovinstmarginalen var så hög som 70 % eller mer, så det lockade ett stort antal företag att investera i byggandet av polykiselproduktionskapacitet.
Det finns två sätt för polykiseltillverkare att minska kostnaderna, det ena är att minska råvarukostnaderna och det andra är att minska energiförbrukningen. När det gäller råvaror kan tillverkare minska råvarukostnaderna genom att teckna långsiktiga samarbetsavtal med industriella kiseltillverkare eller bygga integrerad uppströms- och nedströms produktionskapacitet. Till exempel är polykiselproduktionsanläggningar i grunden beroende av sin egen industriella kiselförsörjning. När det gäller elförbrukning kan tillverkare minska elkostnaderna genom låga elpriser och omfattande förbättringar av energiförbrukningen. Cirka 70 % av den totala elförbrukningen är minskad elförbrukning, och minskning är också en viktig länk i produktionen av högrent kristallint kisel. Därför är den största delen av polykiselproduktionskapaciteten i Kina koncentrerad till regioner med låga elpriser som Xinjiang, Inre Mongoliet, Sichuan och Yunnan. Men med utvecklingen av tvåkolspolitiken är det svårt att få tag på en stor mängd billiga energiresurser. Därför är minskad energiförbrukning för att minska kostnaderna en mer genomförbar metod idag. För närvarande är det effektiva sättet att minska reduktionsenergiförbrukningen att öka antalet kiselkärnor i reduktionsugnen, vilket utökar produktionen från en enda enhet. För närvarande är de vanligaste reduktionsugnstyperna i Kina 36 par stavar, 40 par stavar och 48 par stavar. Ugnstypen uppgraderas till 60 par stavar och 72 par stavar, men samtidigt ställer det också högre krav på företagens produktionstekniska nivå.
Jämfört med den förbättrade Siemens-metoden har silanfluidiserad bädd-metoden tre fördelar: låg strömförbrukning, hög kristalldragningseffekt och en mer gynnsam kombination med den mer avancerade CCZ kontinuerliga Czochralski-tekniken. Enligt data från Silicon Industry Branch är den totala strömförbrukningen för silanfluidiserad bädd-metoden 33,33 % av den förbättrade Siemens-metoden, och den minskade strömförbrukningen är 10 % av den förbättrade Siemens-metoden. Silanfluidiserad bädd-metoden har betydande fördelar vad gäller energiförbrukning. När det gäller kristalldragning kan de fysikaliska egenskaperna hos granulärt kisel göra det lättare att helt fylla kvartsdegeln i enkristallkiseldragstångslänken. Polykristallint kisel och granulärt kisel kan öka laddningskapaciteten för enkristallkiseln med 29 %, samtidigt som laddningstiden minskas med 41 %, vilket avsevärt förbättrar drageffektiviteten hos enkristallkisel. Dessutom har granulärt kisel en liten diameter och god fluiditet, vilket är mer lämpligt för CCZ kontinuerliga Czochralski-metod. För närvarande är den huvudsakliga tekniken för att dra ut enkristaller i mellersta och nedre delarna RCZ-enkristallomgjutningsmetoden, vilket innebär att man matar om och drar ut kristallen efter att en enkristallkiselstav har dragits ut. Dragningen utförs samtidigt, vilket sparar kyltiden för enkristallkiselstaven, så produktionseffektiviteten är högre. Den snabba utvecklingen av CCZ kontinuerliga Czochralski-metoden kommer också att driva upp efterfrågan på granulärt kisel. Även om granulärt kisel har vissa nackdelar, såsom mer kiselpulver som genereras genom friktion, stor yta och enkel adsorption av föroreningar, och väte som kombineras till väte under smältning, vilket lätt orsakar hopp, men enligt de senaste tillkännagivandena från relevanta granulära kiselföretag förbättras dessa problem och vissa framsteg har gjorts.
Silanfluidiserad bäddprocess är mogen i Europa och USA, och den är i sin linda efter introduktionen av kinesiska företag. Redan på 1980-talet började utländska granulära kiselproducenter, representerade av REC och MEMC, utforska produktionen av granulärt kisel och realiserade storskalig produktion. Bland dem nådde REC:s totala produktionskapacitet av granulärt kisel 10 500 ton/år år 2010, och jämfört med sina Siemens-motsvarigheter under samma period hade de en kostnadsfördel på minst 2–3 USD/kg. På grund av behovet av enkristallutvinning stagnerade företagets granulära kiselproduktion och stoppade så småningom produktionen, och de vände sig till ett joint venture med Kina för att etablera ett produktionsföretag för att bedriva produktion av granulärt kisel.
4. Råvaror: Industriell kisel är den viktigaste råvaran, och utbudet kan möta behoven för polykiselexpansion
Industriell kisel är den viktigaste råvaran för polykiselproduktion. Det förväntas att Kinas industriella kiselproduktion kommer att växa stadigt från 2022 till 2025. Från 2010 till 2021 befinner sig Kinas industriella kiselproduktion i expansionsfasen, med en genomsnittlig årlig tillväxttakt för produktionskapacitet och produktion på 7,4 % respektive 8,6 %. Enligt SMM-data ökade den nyligenindustriell kiselproduktionskapaciteti Kina kommer att vara 890 000 ton respektive 1,065 miljoner ton under 2022 och 2023. Om man antar att industriella kiselföretag fortfarande kommer att upprätthålla en kapacitetsutnyttjandegrad och driftsgrad på cirka 60 % i framtiden, kommer Kinas nyligen ökadeProduktionskapaciteten under 2022 och 2023 kommer att medföra en produktionsökning på 320 000 ton respektive 383 000 ton. Enligt GFCI:s uppskattningar,Kinas industriella kiselproduktionskapacitet under 22/23/24/25 är cirka 5,90/697/6,71/6,5 miljoner ton, vilket motsvarar 3,55/391/4,18/4,38 miljoner ton.
Tillväxttakten för de återstående två nedströmsområdena för superponerat industriellt kisel är relativt långsam, och Kinas industriella kiselproduktion kan i princip tillgodose produktionen av polykisel. År 2021 kommer Kinas industriella kiselproduktionskapacitet att vara 5,385 miljoner ton, vilket motsvarar en produktion på 3,213 miljoner ton, varav polykisel, organiskt kisel och aluminiumlegeringar kommer att förbruka 623 000 ton, 898 000 ton respektive 649 000 ton. Dessutom används nästan 780 000 ton av produktionen för export. År 2021 kommer förbrukningen av polykisel, organiskt kisel och aluminiumlegeringar att stå för 19 %, 28 % respektive 20 % av industriellt kisel. Från 2022 till 2025 förväntas tillväxttakten för organisk kiselproduktion ligga kvar på cirka 10 %, och tillväxttakten för aluminiumlegeringsproduktion är lägre än 5 %. Därför anser vi att mängden industriellt kisel som kan användas för polykisel under 2022–2025 är relativt tillräcklig, vilket fullt ut kan möta behoven för polykiselproduktion.
5. Tillförsel av polykisel:Kinaintar en dominerande position, och produktionen samlas gradvis till ledande företag
Under senare år har den globala polykiselproduktionen ökat år för år och har gradvis ökat i Kina. Från 2017 till 2021 har den globala årliga polykiselproduktionen ökat från 432 000 ton till 631 000 ton, med den snabbaste tillväxten under 2021, med en tillväxttakt på 21,11 %. Under denna period koncentrerades den globala polykiselproduktionen gradvis till Kina, och andelen av Kinas polykiselproduktion ökade från 56,02 % år 2017 till 80,03 % år 2021. Om man jämför de tio största företagen med global polykiselproduktionskapacitet under 2010 och 2021 kan man konstatera att antalet kinesiska företag har ökat från 4 till 8, och andelen produktionskapacitet för vissa amerikanska och koreanska företag har minskat avsevärt, vilket har fallit ut bland de tio största företagen, såsom HEMOLOCK, OCI, REC och MEMC. Branschkoncentrationen har ökat avsevärt, och den totala produktionskapaciteten för de tio största företagen i branschen har ökat från 57,7 % till 90,3 %. År 2021 står fem kinesiska företag för mer än 10 % av produktionskapaciteten, vilket motsvarar totalt 65,7 %. Det finns tre huvudskäl till den gradvisa överföringen av polykiselindustrin till Kina. För det första har kinesiska polykiseltillverkare betydande fördelar när det gäller råvaror, el och arbetskraftskostnader. Arbetarnas löner är lägre än i utlandet, så den totala produktionskostnaden i Kina är mycket lägre än i utlandet och kommer att fortsätta att minska med tekniska framsteg. För det andra förbättras kvaliteten på kinesiska polykiselprodukter ständigt, varav de flesta är på solkvalitetsnivå av högsta klass, och enskilda avancerade företag uppfyller renhetskraven. Genombrott har gjorts inom produktionstekniken för polykisel av högre elektronikkvalitet, vilket gradvis inleder en ersättning av importerad polykisel av inhemsk elektronikkvalitet, och ledande kinesiska företag främjar aktivt byggandet av polykiselprojekt av elektronikkvalitet. Produktionen av kiselskivor i Kina är mer än 95 % av den totala globala produktionen, vilket gradvis har ökat Kinas självförsörjningsgrad för polykisel, vilket i viss mån har pressat marknaden för utländska polykiselföretag.
Från 2017 till 2021 kommer den årliga produktionen av polykisel i Kina att öka stadigt, främst i områden rika på energiresurser som Xinjiang, Inre Mongoliet och Sichuan. År 2021 kommer Kinas polykiselproduktion att öka från 392 000 ton till 505 000 ton, en ökning med 28,83 %. När det gäller produktionskapacitet har Kinas polykiselproduktionskapacitet generellt sett haft en uppåtgående trend, men den har minskat under 2020 på grund av nedstängningen av vissa tillverkare. Dessutom har kapacitetsutnyttjandegraden för kinesiska polykiselföretag ökat kontinuerligt sedan 2018, och kapacitetsutnyttjandegraden år 2021 kommer att nå 97,12 %. När det gäller provinser är Kinas polykiselproduktion år 2021 huvudsakligen koncentrerad till områden med låga elpriser som Xinjiang, Inre Mongoliet och Sichuan. Xinjiangs produktion är 270 400 ton, vilket är mer än hälften av den totala produktionen i Kina.
Kinas polykiselindustri kännetecknas av en hög grad av koncentration, med ett CR6-värde på 77 %, och det kommer att bli en ytterligare uppåtgående trend i framtiden. Polykiselproduktion är en industri med höga kapital- och tekniska hinder. Projektets bygg- och produktionscykel är vanligtvis två år eller mer. Det är svårt för nya tillverkare att komma in i branschen. Att döma av den kända planerade expansionen och nya projekt under de kommande tre åren kommer oligopolistiska tillverkare i branschen att fortsätta att utöka sin produktionskapacitet i kraft av sin egen teknik och skalfördelar, och deras monopolställning kommer att fortsätta att öka.
Det uppskattas att Kinas polykiselutbud kommer att innebära en storskalig tillväxt från 2022 till 2025, och polykiselproduktionen kommer att nå 1,194 miljoner ton år 2025, vilket driver expansionen av den globala polykiselproduktionen. År 2021, med den kraftiga ökningen av polykiselpriset i Kina, har stora tillverkare investerat i byggandet av nya produktionslinjer och samtidigt lockat nya tillverkare till branschen. Eftersom polykiselprojekt kommer att ta minst ett och ett halvt till två år från konstruktion till produktion, kommer nybyggnation under 2021 att vara färdigställd. Produktionskapaciteten tas generellt i produktion under andra halvåret 2022 och 2023. Detta är mycket i linje med de nya projektplaner som stora tillverkare för närvarande har tillkännagivit. Den nya produktionskapaciteten under 2022-2025 är huvudsakligen koncentrerad till 2022 och 2023. Därefter, i takt med att utbud och efterfrågan på polykisel samt priset gradvis stabiliseras, kommer den totala produktionskapaciteten i branschen gradvis att stabiliseras. Nedåt, det vill säga tillväxttakten för produktionskapaciteten minskar gradvis. Dessutom har kapacitetsutnyttjandegraden för polykiselföretag legat kvar på en hög nivå under de senaste två åren, men det kommer att ta tid för produktionskapaciteten för nya projekt att öka, och det kommer att krävas en process för nya aktörer att bemästra relevant bearbetningsteknik. Därför kommer kapacitetsutnyttjandegraden för nya polykiselprojekt under de närmaste åren att vara låg. Utifrån detta kan polykiselproduktionen under 2022-2025 förutsägas, och polykiselproduktionen under 2025 förväntas bli cirka 1,194 miljoner ton.
Koncentrationen av utländsk produktionskapacitet är relativt hög, och produktionsökningstakten och -hastigheten under de kommande tre åren kommer inte att vara lika hög som i Kina. Den utländska produktionskapaciteten för polykisel är huvudsakligen koncentrerad till fyra ledande företag, och resten har huvudsakligen liten produktionskapacitet. När det gäller produktionskapacitet upptar Wacker Chem hälften av den utländska produktionskapaciteten för polykisel. Dess fabriker i Tyskland och USA har en produktionskapacitet på 60 000 ton respektive 20 000 ton. Den kraftiga expansionen av den globala produktionskapaciteten för polykisel under 2022 och framåt kan leda till ett överutbud, företaget är fortfarande avvaktande och har inte planerat att lägga till ny produktionskapacitet. Den sydkoreanska polykiseljätten OCI flyttar gradvis sin produktionslinje för solcellsbaserad polykisel till Malaysia samtidigt som man behåller den ursprungliga produktionslinjen för elektronikbaserad polykisel i Kina, vilken planeras att nå 5 000 ton år 2022. OCIs produktionskapacitet i Malaysia kommer att nå 27 000 ton respektive 30 000 ton år 2020 och 2021, vilket ger låga energikostnader och kringgår Kinas höga tullar på polykisel i USA och Sydkorea. Företaget planerar att producera 95 000 ton, men startdatumet är oklart. Den förväntas öka med 5 000 ton per år under de kommande fyra åren. Det norska företaget REC har två produktionsbaser i delstaten Washington och Montana, USA, med en årlig produktionskapacitet på 18 000 ton solcellsbaserad polykisel och 2 000 ton elektronikbaserad polykisel. REC, som befann sig i djup ekonomisk nöd, valde att avbryta produktionen. Sedan, stimulerat av den kraftiga prisuppgången på polykisel under 2021, beslutade företaget att återuppta produktionen av 18 000 ton i projekt i delstaten Washington och 2 000 ton i Montana i slutet av 2023, och kan slutföra upptrappningen av produktionskapaciteten under 2024. Hemlock är den största polykiselproducenten i USA och specialiserar sig på högren polykisel av elektronisk kvalitet. De högteknologiska hindren för produktionen gör det svårt för företagets produkter att ersättas på marknaden. I kombination med det faktum att företaget inte planerar att bygga nya projekt inom några år förväntas företagets produktionskapacitet vara 2022-2025. Den årliga produktionen ligger kvar på 18 000 ton. Dessutom kommer den nya produktionskapaciteten för andra företag än de fyra ovanstående företagen att vara 5 000 ton under 2021. På grund av bristande förståelse för alla företags produktionsplaner antas det här att den nya produktionskapaciteten kommer att vara 5 000 ton per år från 2022 till 2025.
Enligt utländsk produktionskapacitet uppskattas att den utländska polykiselproduktionen år 2025 kommer att vara cirka 176 000 ton, förutsatt att utnyttjandegraden för den utländska polykiselproduktionskapaciteten förblir oförändrad. Efter att priset på polykisel steg kraftigt under 2021 har kinesiska företag ökat produktionen och utökat produktionen. Däremot är utländska företag mer försiktiga i sina planer för nya projekt. Detta beror på att polykiselindustrins dominans redan är under Kinas kontroll, och att blint öka produktionen kan medföra förluster. Från kostnadssidan är energiförbrukningen den största komponenten av kostnaden för polykisel, så elpriset är mycket viktigt, och Xinjiang, Inre Mongoliet, Sichuan och andra regioner har uppenbara fördelar. Från efterfrågesidan, som direkt nedströms för polykisel, står Kinas kiselskivsproduktion för mer än 99 % av världens totala produktion. Nedströmsindustrin för polykisel är huvudsakligen koncentrerad till Kina. Priset på producerad polykisel är lågt, transportkostnaden är låg och efterfrågan är helt garanterad. För det andra har Kina infört relativt höga antidumpningstullar på import av solcellskvalitetspolykisel från USA och Sydkorea, vilket kraftigt har minskat konsumtionen av polykisel från USA och Sydkorea. Var försiktig med att bygga nya projekt. Dessutom har kinesiska utländska polykiselföretag under senare år haft en långsam utveckling på grund av tullarnas inverkan, och vissa produktionslinjer har minskat eller till och med stängts ner, och deras andel av den globala produktionen har minskat år för år, så de kommer inte att vara jämförbara med ökningen av polykiselpriserna under 2021. Det kinesiska företagets höga vinster och ekonomiska förutsättningar är inte tillräckliga för att stödja en snabb och storskalig expansion av produktionskapaciteten.
Baserat på respektive prognoser för polykiselproduktion i Kina och utomlands från 2022 till 2025 kan det förutspådda värdet av den globala polykiselproduktionen sammanfattas. Det uppskattas att den globala polykiselproduktionen år 2025 kommer att uppgå till 1,371 miljoner ton. Enligt det prognostiserade värdet av polykiselproduktionen kan Kinas andel av den globala andelen beräknas grovt. Det förväntas att Kinas andel gradvis kommer att öka från 2022 till 2025 och överstiga 87 % år 2025.
6, Sammanfattning och framtidsutsikter
Polykisel finns nedströms industriellt kisel och uppströms hela den fotovoltaiska och halvledarindustrin, och dess status är mycket viktig. Den fotovoltaiska industrikedjan är generellt sett polykisel-kiselskiselwafer-cell-modul-fotovoltaisk installerad kapacitet, och halvledarindustrikedjan är generellt sett polykisel-monokristallin kiselskiva-kiselskiva-chip. Olika användningsområden har olika krav på polykiselns renhet. Den fotovoltaiska industrin använder huvudsakligen polykisel av solkvalitet, och halvledarindustrin använder polykisel av elektronikkvalitet. Den förra har ett renhetsintervall på 6N-8N, medan den senare kräver en renhet på 9N eller mer.
I åratal har den gängse produktionsprocessen för polykisel varit den förbättrade Siemens-metoden över hela världen. Under senare år har vissa företag aktivt utforskat den billigare metoden med silanfluidiserad bädd, vilket kan ha en inverkan på produktionsmönstret. Den stavformade polykiseln som produceras med den modifierade Siemens-metoden har egenskaper som hög energiförbrukning, hög kostnad och hög renhet, medan den granulära kiseln som produceras med silanfluidiserad bädd-metoden har egenskaper som låg energiförbrukning, låg kostnad och relativt låg renhet. Vissa kinesiska företag har insett massproduktion av granulär kisel och tekniken att använda granulär kisel för att utvinna polykisel, men det har inte marknadsförts i stor utsträckning. Huruvida granulär kisel kan ersätta det förra i framtiden beror på om kostnadsfördelen kan täcka över kvalitetsnackdelen, effekten av nedströmsapplikationer och förbättringen av silansäkerheten. Under senare år har den globala polykiselproduktionen ökat år för år och gradvis ökat i Kina. Från 2017 till 2021 kommer den globala årliga polykiselproduktionen att öka från 432 000 ton till 631 000 ton, med den snabbaste tillväxten under 2021. Under perioden blev den globala polykiselproduktionen gradvis mer och mer koncentrerad till Kina, och Kinas andel av polykiselproduktionen ökade från 56,02 % år 2017 till 80,03 % år 2021. Från 2022 till 2025 kommer tillgången på polykisel att inleda en storskalig tillväxt. Det uppskattas att polykiselproduktionen år 2025 kommer att vara 1,194 miljoner ton i Kina, och den utländska produktionen kommer att uppgå till 176 000 ton. Därför kommer den globala polykiselproduktionen år 2025 att vara cirka 1,37 miljoner ton.
(Denna artikel är endast avsedd för UrbanMines kunder och utgör inte någon investeringsrådgivning)