1. ห่วงโซ่อุตสาหกรรมโพลีซิลิคอน: กระบวนการผลิตมีความซับซ้อน และปลายน้ำมุ่งเน้นไปที่เซมิคอนดักเตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
โพลีซิลิคอนส่วนใหญ่ผลิตจากซิลิคอนอุตสาหกรรม คลอรีน และไฮโดรเจน และตั้งอยู่ต้นน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์และเซมิคอนดักเตอร์ จากข้อมูลของ CPIA วิธีการผลิตโพลีซิลิคอนกระแสหลักในปัจจุบันในโลกคือวิธีดัดแปลงของซีเมนส์ ยกเว้นประเทศจีน มากกว่า 95% ของโพลีซิลิคอนผลิตโดยวิธีดัดแปลงของซีเมนส์ ในกระบวนการเตรียมโพลีซิลิคอนโดยวิธีของซีเมนส์ที่ได้รับการปรับปรุง ประการแรก ก๊าซคลอรีนจะถูกรวมเข้ากับก๊าซไฮโดรเจนเพื่อสร้างไฮโดรเจนคลอไรด์ จากนั้นจะทำปฏิกิริยากับผงซิลิกอนหลังจากการบดและบดซิลิคอนอุตสาหกรรมเพื่อสร้างไตรคลอโรซิเลน ซึ่งลดลงอีกโดย ก๊าซไฮโดรเจนเพื่อสร้างโพลีซิลิคอน โพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอนสามารถหลอมและระบายความร้อนให้กลายเป็นแท่งซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ และซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์สามารถผลิตได้โดย Czochralski หรือการหลอมแบบโซน เมื่อเปรียบเทียบกับซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ ซิลิกอนผลึกเดี่ยวจะประกอบด้วยเม็ดคริสตัลที่มีการวางแนวคริสตัลเหมือนกัน ดังนั้นจึงมีค่าการนำไฟฟ้าและประสิทธิภาพการแปลงที่ดีกว่า ทั้งแท่งซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์และแท่งซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์สามารถตัดและแปรรูปเพิ่มเติมเป็นเวเฟอร์และเซลล์ซิลิคอนได้ ซึ่งจะกลายเป็นส่วนสำคัญของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์และนำไปใช้ในสนามไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ นอกจากนี้ เวเฟอร์ซิลิคอนผลึกเดี่ยวยังสามารถสร้างเป็นเวเฟอร์ซิลิคอนได้โดยการบด การขัดเงา การลอกผิว การทำความสะอาด และกระบวนการอื่นๆ ซ้ำๆ ซึ่งสามารถใช้เป็นวัสดุซับสเตรตสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์
จำเป็นต้องมีเนื้อหาปนเปื้อนโพลีซิลิคอนอย่างเคร่งครัด และอุตสาหกรรมมีลักษณะของการลงทุนที่สูงและมีอุปสรรคทางเทคนิคสูง เนื่องจากความบริสุทธิ์ของโพลีซิลิคอนจะส่งผลอย่างมากต่อกระบวนการวาดซิลิคอนผลึกเดี่ยว ข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์จึงเข้มงวดมาก ความบริสุทธิ์ขั้นต่ำของโพลีซิลิคอนคือ 99.9999% และค่าสูงสุดคือใกล้ 100% อย่างไม่สิ้นสุด นอกจากนี้ มาตรฐานแห่งชาติของจีนได้เสนอข้อกำหนดที่ชัดเจนสำหรับเนื้อหาที่ไม่บริสุทธิ์ และด้วยเหตุนี้ โพลีซิลิคอนจึงถูกแบ่งออกเป็นเกรด I, II และ III ซึ่งเนื้อหาของโบรอน ฟอสฟอรัส ออกซิเจน และคาร์บอนเป็นดัชนีอ้างอิงที่สำคัญ "เงื่อนไขการเข้าถึงอุตสาหกรรมโพลีซิลิคอน" กำหนดว่าองค์กรจะต้องมีระบบการตรวจสอบและการจัดการคุณภาพเสียง และมาตรฐานผลิตภัณฑ์ปฏิบัติตามมาตรฐานระดับชาติอย่างเคร่งครัด นอกจากนี้ เงื่อนไขการเข้าถึงยังต้องการขนาดและการใช้พลังงานขององค์กรการผลิตโพลีซิลิคอน เช่น โพลีซิลิคอนเกรดพลังงานแสงอาทิตย์ เกรดอิเล็กทรอนิกส์ ขนาดของโครงการมากกว่า 3,000 ตัน/ปี และ 1,000 ตัน/ปี ตามลำดับ และอัตราส่วนเงินทุนขั้นต่ำ ในการลงทุนในโครงการก่อสร้างใหม่และการฟื้นฟูและขยายจะต้องไม่ต่ำกว่า 30% ดังนั้นโพลีซิลิคอนจึงเป็นอุตสาหกรรมที่ต้องใช้เงินทุนสูง ตามสถิติของ CPIA ต้นทุนการลงทุนของอุปกรณ์สายการผลิตโพลีซิลิคอนขนาด 10,000 ตันที่เริ่มดำเนินการในปี 2564 เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเป็น 103 ล้านหยวน/กิโลตัน เหตุผลก็คือราคาวัสดุโลหะจำนวนมากเพิ่มขึ้น คาดว่าต้นทุนการลงทุนในอนาคตจะเพิ่มขึ้นตามความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอุปกรณ์การผลิตและโมโนเมอร์ที่ลดลงตามขนาดที่เพิ่มขึ้น ตามกฎระเบียบ การใช้พลังงานของโพลีซิลิคอนสำหรับการลด Czochralski เกรดพลังงานแสงอาทิตย์และเกรดอิเล็กทรอนิกส์ควรน้อยกว่า 60 kWh/kg และ 100 kWh/kg ตามลำดับ และข้อกำหนดสำหรับตัวชี้วัดการใช้พลังงานค่อนข้างเข้มงวด การผลิตโพลีซิลิคอนมีแนวโน้มที่จะเป็นของอุตสาหกรรมเคมี กระบวนการผลิตค่อนข้างซับซ้อน และเกณฑ์สำหรับเส้นทางทางเทคนิค การเลือกอุปกรณ์ การทดสอบการใช้งาน และการดำเนินงานก็อยู่ในระดับสูง กระบวนการผลิตเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อนหลายอย่าง และจำนวนโหนดควบคุมมากกว่า 1,000 เป็นเรื่องยากสำหรับผู้มาใหม่ เชี่ยวชาญงานฝีมือที่เป็นผู้ใหญ่ได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงมีเงินทุนสูงและอุปสรรคทางเทคนิคในอุตสาหกรรมการผลิตโพลีซิลิคอน ซึ่งส่งเสริมผู้ผลิตโพลีซิลิคอนให้ดำเนินการเพิ่มประสิทธิภาพทางเทคนิคที่เข้มงวดของกระบวนการไหล กระบวนการบรรจุภัณฑ์ และการขนส่ง
2. การจำแนกประเภทโพลีซิลิคอน: ความบริสุทธิ์กำหนดการใช้งาน และเกรดพลังงานแสงอาทิตย์ตรงบริเวณกระแสหลัก
โพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอน รูปแบบของธาตุซิลิกอน ประกอบด้วยเม็ดคริสตัลที่มีทิศทางของคริสตัลที่แตกต่างกัน และส่วนใหญ่ทำให้บริสุทธิ์โดยการประมวลผลซิลิคอนทางอุตสาหกรรม ลักษณะของโพลีซิลิคอนเป็นเงาโลหะสีเทา และมีจุดหลอมเหลวประมาณ 1,410 ℃ ไม่ทำงานที่อุณหภูมิห้องและมีฤทธิ์มากขึ้นในสถานะหลอมเหลว โพลีซิลิคอนมีคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์และเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่สำคัญและยอดเยี่ยมอย่างยิ่ง แต่สิ่งเจือปนจำนวนเล็กน้อยอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อการนำไฟฟ้า มีวิธีการจำแนกประเภทโพลีซิลิคอนหลายวิธี นอกเหนือจากการจำแนกประเภทที่กล่าวข้างต้นตามมาตรฐานแห่งชาติของจีนแล้ว ยังมีการแนะนำวิธีการจำแนกประเภทที่สำคัญอีกสามวิธีที่นี่ ตามความต้องการและการใช้ความบริสุทธิ์ที่แตกต่างกัน โพลีซิลิคอนสามารถแบ่งออกเป็นโพลีซิลิคอนเกรดพลังงานแสงอาทิตย์และโพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์ โพลีซิลิคอนเกรดพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ ในขณะที่โพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมวงจรรวมเป็นวัตถุดิบสำหรับชิปและการผลิตอื่นๆ ความบริสุทธิ์ของโพลีซิลิคอนเกรดพลังงานแสงอาทิตย์คือ 6 ~ 8N นั่นคือปริมาณสิ่งเจือปนทั้งหมดจะต้องต่ำกว่า 10 -6 และความบริสุทธิ์ของโพลีซิลิคอนจะต้องสูงถึง 99.9999% หรือมากกว่า ข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์ของโพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์นั้นเข้มงวดมากขึ้น โดยมีขั้นต่ำ 9N และกระแสสูงสุดที่ 12N การผลิตโพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์ค่อนข้างยาก มีวิสาหกิจจีนเพียงไม่กี่แห่งที่เชี่ยวชาญเทคโนโลยีการผลิตโพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์ และยังค่อนข้างต้องพึ่งพาการนำเข้า ในปัจจุบัน ผลผลิตของโพลีซิลิคอนเกรดพลังงานแสงอาทิตย์มีขนาดใหญ่กว่าโพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์มากและอย่างแรกนั้นประมาณ 13.8 เท่าของอย่างหลัง
ตามความแตกต่างของสารเจือปนและประเภทการนำไฟฟ้าของวัสดุซิลิกอน มันสามารถแบ่งออกเป็นชนิด P และชนิด N เมื่อซิลิคอนถูกเจือด้วยองค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ของตัวรับ เช่น โบรอน อลูมิเนียม แกลเลียม ฯลฯ ซิลิคอนจะถูกครอบงำโดยการนำรูและเป็นประเภท P เมื่อซิลิคอนถูกเจือด้วยองค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ของผู้บริจาค เช่น ฟอสฟอรัส สารหนู พลวง ฯลฯ ซิลิคอนจะถูกควบคุมโดยการนำอิเล็กตรอนและเป็นชนิด N แบตเตอรี่ชนิด P ส่วนใหญ่ประกอบด้วยแบตเตอรี่ BSF และแบตเตอรี่ PERC ในปี 2564 แบตเตอรี่ PERC จะมีสัดส่วนมากกว่า 91% ของตลาดโลก และแบตเตอรี่ BSF จะถูกเลิกใช้งาน ในช่วงที่ PERC เข้ามาแทนที่ BSF ประสิทธิภาพการแปลงของเซลล์ประเภท P ได้เพิ่มขึ้นจากน้อยกว่า 20% เป็นมากกว่า 23% ซึ่งกำลังจะเข้าใกล้ขีดจำกัดบนทางทฤษฎีที่ 24.5% ในขณะที่ขีดจำกัดบนทางทฤษฎีของ N- เซลล์ประเภท N คือ 28.7% และเซลล์ประเภท N มีประสิทธิภาพการแปลงสูง เนื่องจากข้อดีของอัตราส่วนสองหน้าสูงและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำ บริษัทต่างๆ จึงเริ่มปรับใช้สายการผลิตจำนวนมากสำหรับแบตเตอรี่ประเภท N ตามการคาดการณ์ของ CPIA สัดส่วนของแบตเตอรี่ประเภท N จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญจาก 3% เป็น 13.4% ในปี 2022 คาดว่าในอีกห้าปีข้างหน้า การเปลี่ยนแบตเตอรี่ประเภท N ไปเป็นแบตเตอรี่ประเภท P จะเริ่มดำเนินการ ตามคุณภาพพื้นผิวที่แตกต่างกันสามารถแบ่งออกเป็นวัสดุที่มีความหนาแน่นวัสดุดอกกะหล่ำและวัสดุปะการัง พื้นผิวของวัสดุหนาแน่นมีระดับความเว้าต่ำสุด น้อยกว่า 5 มม. ไม่มีความผิดปกติของสี ไม่มีชั้นออกซิเดชัน และราคาสูงสุด พื้นผิวของวัสดุกะหล่ำดอกมีความเว้าปานกลาง 5-20 มม. ส่วนปานกลางและราคาอยู่ในช่วงกลาง ในขณะที่พื้นผิวของวัสดุปะการังมีความเว้าที่รุนแรงมากขึ้น ความลึกมากกว่า 20 มม. ส่วนนั้นหลวม และราคาต่ำที่สุด วัสดุที่มีความหนาแน่นส่วนใหญ่จะใช้ในการวาดซิลิกอนโมโนคริสตัลไลน์ ในขณะที่วัสดุดอกกะหล่ำและวัสดุปะการังส่วนใหญ่จะใช้ในการทำเวเฟอร์ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ ในการผลิตรายวันขององค์กร วัสดุที่มีความหนาแน่นสามารถเจือด้วยวัสดุดอกกะหล่ำไม่น้อยกว่า 30% เพื่อผลิตซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ สามารถประหยัดต้นทุนวัตถุดิบได้ แต่การใช้วัสดุกะหล่ำดอกจะลดประสิทธิภาพการดึงคริสตัลลงในระดับหนึ่ง องค์กรจำเป็นต้องเลือกอัตราส่วนยาสลบที่เหมาะสมหลังจากชั่งน้ำหนักทั้งสองค่าแล้ว ล่าสุด ส่วนต่างราคาระหว่างวัสดุที่มีความหนาแน่นและวัสดุดอกกะหล่ำมีความเสถียรโดยพื้นฐานอยู่ที่ 3 หยวน /กก. หากราคาที่แตกต่างกันกว้างขึ้น บริษัทอาจพิจารณาเติมวัสดุดอกกะหล่ำมากขึ้นในการดึงซิลิคอนแบบโมโนคริสตัลไลน์
3. กระบวนการ: วิธีการของซีเมนส์ใช้กระแสหลัก และการใช้พลังงานกลายเป็นกุญแจสำคัญในการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยี
กระบวนการผลิตโพลีซิลิคอนแบ่งออกเป็นสองขั้นตอนคร่าวๆ ในขั้นตอนแรก ผงซิลิกอนอุตสาหกรรมจะทำปฏิกิริยากับแอนไฮดรัสไฮโดรเจนคลอไรด์เพื่อให้ได้ไตรคลอโรซิเลนและไฮโดรเจน หลังจากการกลั่นและการทำให้บริสุทธิ์ซ้ำแล้วซ้ำอีก ก๊าซไตรคลอโรไซเลน ไดคลอโรไดไฮโดรซิลิคอน และไซเลน ขั้นตอนที่สองคือการลดก๊าซความบริสุทธิ์สูงที่กล่าวข้างต้นให้เป็นผลึกซิลิคอน และขั้นตอนการลดจะแตกต่างกันในวิธีการของซีเมนส์ที่ได้รับการดัดแปลงและวิธีไซเลนฟลูอิไดซ์เบด วิธีการของซีเมนส์ที่ได้รับการปรับปรุงนั้นมีเทคโนโลยีการผลิตที่สมบูรณ์และคุณภาพของผลิตภัณฑ์สูงและปัจจุบันเป็นเทคโนโลยีการผลิตที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด วิธีการผลิตแบบดั้งเดิมของซีเมนส์คือการใช้คลอรีนและไฮโดรเจนในการสังเคราะห์แอนไฮดรัสไฮโดรเจนคลอไรด์ ไฮโดรเจนคลอไรด์ และซิลิกอนอุตสาหกรรมที่เป็นผงเพื่อสังเคราะห์ไตรคลอโรไซเลนที่อุณหภูมิที่กำหนด จากนั้นแยก แก้ไข และทำให้ไตรคลอโรซิเลนบริสุทธิ์ ซิลิคอนจะผ่านปฏิกิริยาลดความร้อนในเตาลดไฮโดรเจนเพื่อให้ได้ธาตุซิลิกอนที่สะสมอยู่บนแกนซิลิกอน บนพื้นฐานนี้ กระบวนการที่ได้รับการปรับปรุงของ Siemens ยังมาพร้อมกับกระบวนการสนับสนุนสำหรับการรีไซเคิลผลพลอยได้จำนวนมาก เช่น ไฮโดรเจน ไฮโดรเจนคลอไรด์ และซิลิคอนเตตราคลอไรด์ที่ผลิตในกระบวนการผลิต ซึ่งส่วนใหญ่รวมถึงการนำก๊าซหางกลับมาใช้ใหม่และการนำซิลิคอนเตตระคลอไรด์กลับมาใช้ใหม่ เทคโนโลยี. ไฮโดรเจน ไฮโดรเจนคลอไรด์ ไตรคลอโรไซเลน และซิลิคอนเตตราคลอไรด์ในก๊าซไอเสียจะถูกแยกออกจากกันโดยการนำกลับคืนแบบแห้ง ไฮโดรเจนและไฮโดรเจนคลอไรด์สามารถนำมาใช้ซ้ำสำหรับการสังเคราะห์และทำให้บริสุทธิ์ด้วยไตรคลอโรซิเลน และไตรคลอโรซิเลนจะถูกรีไซเคิลโดยตรงเพื่อลดความร้อน การทำให้บริสุทธิ์จะดำเนินการในเตาเผา และซิลิคอนเตตระคลอไรด์จะถูกเติมไฮโดรเจนเพื่อผลิตไตรคลอโรซิเลน ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการทำให้บริสุทธิ์ได้ ขั้นตอนนี้เรียกอีกอย่างว่าการบำบัดด้วยไฮโดรจิเนชันแบบเย็น ด้วยการตระหนักถึงการผลิตแบบปิด องค์กรต่างๆ สามารถลดการใช้วัตถุดิบและไฟฟ้าได้อย่างมาก จึงช่วยลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ต้นทุนการผลิตโพลีซิลิคอนโดยใช้วิธีปรับปรุงของซีเมนส์ในประเทศจีน ได้แก่ วัตถุดิบ การใช้พลังงาน ค่าเสื่อมราคา ต้นทุนการประมวลผล ฯลฯ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมได้ผลักดันต้นทุนให้ลดลงอย่างมาก วัตถุดิบส่วนใหญ่หมายถึงซิลิคอนอุตสาหกรรมและไตรคลอโรไซเลน การใช้พลังงานรวมถึงไฟฟ้าและไอน้ำ และต้นทุนการประมวลผลหมายถึงต้นทุนการตรวจสอบและซ่อมแซมอุปกรณ์การผลิต จากสถิติของ Baichuan Yingfu เกี่ยวกับต้นทุนการผลิตโพลีซิลิคอนเมื่อต้นเดือนมิถุนายน 2022 วัตถุดิบเป็นรายการที่มีต้นทุนสูงสุด โดยคิดเป็น 41% ของต้นทุนทั้งหมด โดยมีซิลิคอนอุตสาหกรรมเป็นแหล่งหลักของซิลิคอน ปริมาณการใช้หน่วยซิลิคอนที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมแสดงถึงปริมาณของซิลิคอนที่ใช้ต่อหน่วยของผลิตภัณฑ์ซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูง วิธีการคำนวณคือการแปลงวัสดุที่มีซิลิกอนทั้งหมด เช่น ผงซิลิกอนอุตสาหกรรมที่จัดจ้างจากภายนอก และไตรคลอโรซิเลนให้เป็นซิลิคอนบริสุทธิ์ จากนั้นหักคลอโรซิเลนที่จัดจ้างจากภายนอกตามปริมาณของซิลิคอนบริสุทธิ์ที่แปลงจากอัตราส่วนปริมาณซิลิกอน จากข้อมูลของ CPIA ระดับการใช้ซิลิคอนจะลดลง 0.01 กก./กก.-Si เป็น 1.09 กก./กก.-Si ในปี 2021 เป็นที่คาดกันว่าด้วยการปรับปรุงการบำบัดด้วยไฮโดรจิเนชันเย็นและการรีไซเคิลผลิตภัณฑ์พลอยได้ คาดว่าจะสามารถ ลดลงเหลือ 1.07 กก./กก. ภายในปี 2573 กก.-ศรี จากสถิติที่ไม่สมบูรณ์ การบริโภคซิลิคอนของบริษัทจีนชั้นนำ 5 อันดับแรกในอุตสาหกรรมโพลีซิลิคอนนั้นต่ำกว่าค่าเฉลี่ยของอุตสาหกรรม เป็นที่ทราบกันดีว่าในปี 2564 ทั้งสองแห่งจะใช้ 1.08 กก./กก.-ซี และ 1.05 กก./กก.-ซี ตามลำดับ สัดส่วนที่สูงเป็นอันดับสองคือการใช้พลังงาน คิดเป็นร้อยละ 32 ทั้งหมด โดยไฟฟ้าคิดเป็นร้อยละ 30 ของพลังงานทั้งหมด ต้นทุนรวมแสดงให้เห็นว่าราคาไฟฟ้าและประสิทธิภาพยังคงเป็นปัจจัยสำคัญในการผลิตโพลีซิลิคอน ตัวชี้วัดหลักสองประการในการวัดประสิทธิภาพการใช้พลังงานคือการใช้พลังงานที่ครอบคลุมและการลดการใช้พลังงาน การลดการใช้พลังงานหมายถึงกระบวนการลดไตรคลอโรไซเลนและไฮโดรเจนเพื่อสร้างวัสดุซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์สูง การใช้พลังงานรวมถึงการอุ่นและการสะสมของแกนซิลิกอน การเก็บรักษาความร้อน การระบายอากาศขั้นสุดท้าย และการใช้พลังงานในกระบวนการอื่น ๆ ในปี 2021 ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการใช้พลังงานอย่างครอบคลุม การใช้พลังงานโดยรวมโดยรวมของการผลิตโพลีซิลิคอนจะลดลง 5.3% เมื่อเทียบเป็นรายปี เหลือ 63kWh/kg-Si และการใช้พลังงานที่ลดลงโดยเฉลี่ยจะลดลง 6.1% เมื่อเทียบเป็นรายปี ต่อปีเป็น 46kWh/kg-Si ซึ่งคาดว่าจะลดลงอีกในอนาคต - นอกจากนี้ค่าเสื่อมราคายังเป็นรายการต้นทุนที่สำคัญอีกด้วย ซึ่งคิดเป็นร้อยละ 17 เป็นที่น่าสังเกตว่าตามข้อมูลของ Baichuan Yingfu ต้นทุนการผลิตโพลีซิลิคอนทั้งหมดในช่วงต้นเดือนมิถุนายน 2565 อยู่ที่ประมาณ 55,816 หยวน/ตัน ราคาเฉลี่ยของโพลีซิลิคอนในตลาดอยู่ที่ประมาณ 260,000 หยวน/ตัน และอัตรากำไรขั้นต้นอยู่ที่ สูงถึง 70% ขึ้นไป จึงดึงดูดองค์กรจำนวนมากที่ลงทุนในการก่อสร้างกำลังการผลิตโพลีซิลิคอน
มีสองวิธีสำหรับผู้ผลิตโพลีซิลิคอนในการลดต้นทุน วิธีแรกคือการลดต้นทุนวัตถุดิบ และอีกวิธีคือลดการใช้พลังงาน ในส่วนของวัตถุดิบ ผู้ผลิตสามารถลดต้นทุนวัตถุดิบได้ด้วยการลงนามข้อตกลงความร่วมมือระยะยาวกับผู้ผลิตซิลิคอนในอุตสาหกรรม หรือสร้างกำลังการผลิตต้นน้ำและปลายน้ำแบบครบวงจร ตัวอย่างเช่น โรงงานผลิตโพลีซิลิคอนโดยพื้นฐานแล้วอาศัยการจัดหาซิลิคอนทางอุตสาหกรรมของตนเอง ในแง่ของปริมาณการใช้ไฟฟ้า ผู้ผลิตสามารถลดต้นทุนค่าไฟฟ้าได้ด้วยราคาค่าไฟฟ้าที่ต่ำและการปรับปรุงการใช้พลังงานอย่างครอบคลุม ประมาณ 70% ของปริมาณการใช้ไฟฟ้าโดยรวมคือการลดปริมาณการใช้ไฟฟ้า และการลดลงยังเป็นส่วนเชื่อมโยงสำคัญในการผลิตผลึกซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูง ดังนั้น กำลังการผลิตโพลีซิลิคอนส่วนใหญ่ในจีนจึงกระจุกตัวอยู่ในภูมิภาคที่มีราคาไฟฟ้าต่ำ เช่น ซินเจียง มองโกเลียใน เสฉวน และยูนนาน อย่างไรก็ตาม ด้วยความก้าวหน้าของนโยบายคาร์บอนสองตัว จึงเป็นเรื่องยากที่จะได้รับแหล่งพลังงานไฟฟ้าราคาประหยัดจำนวนมาก ดังนั้นการลดการใช้พลังงานเพื่อลดค่าใช้จ่ายจึงเป็นการลดต้นทุนที่เป็นไปได้มากขึ้นในปัจจุบัน ทาง. ปัจจุบัน วิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดการใช้พลังงานคือการเพิ่มจำนวนแกนซิลิกอนในเตาลดขนาด ซึ่งจะเป็นการขยายเอาต์พุตของหน่วยเดียว ปัจจุบันประเภทเตาลดกระแสหลักในประเทศจีน ได้แก่ แท่ง 36 คู่ แท่ง 40 คู่ และแท่ง 48 คู่ ประเภทเตาเผาได้รับการอัพเกรดเป็นแท่ง 60 คู่และแท่ง 72 คู่ แต่ในขณะเดียวกัน ยังได้เพิ่มข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับระดับเทคโนโลยีการผลิตขององค์กรอีกด้วย
เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการของ Siemens ที่ปรับปรุงแล้ว วิธีไซเลนฟลูอิไดซ์เบดมีข้อดีสามประการ ข้อหนึ่งคือการใช้พลังงานต่ำ อีกวิธีหนึ่งคือเอาต์พุตการดึงคริสตัลสูง และข้อที่สามคือ การผสมผสานกับเทคโนโลยี Czochralski ต่อเนื่อง CCZ ขั้นสูงกว่าจะเหมาะกว่า จากข้อมูลของสาขาอุตสาหกรรมซิลิคอน การใช้พลังงานที่ครอบคลุมของวิธีไซเลนฟลูอิไดซ์เบดคือ 33.33% ของวิธีซีเมนส์ที่ปรับปรุงแล้ว และการใช้พลังงานที่ลดลงคือ 10% ของวิธีซีเมนส์ที่ปรับปรุงแล้ว วิธีฟลูอิไดซ์เบดแบบไซเลนมีข้อดีด้านการใช้พลังงานอย่างมาก ในแง่ของการดึงคริสตัล คุณสมบัติทางกายภาพของซิลิกอนที่เป็นเม็ดสามารถทำให้ง่ายต่อการเติมเบ้าหลอมควอตซ์จนเต็มในข้อต่อแกนดึงซิลิกอนผลึกเดี่ยว ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์และซิลิกอนแบบเม็ดสามารถเพิ่มความสามารถในการชาร์จเบ้าหลอมของเตาเดี่ยวได้ 29% ในขณะที่ลดเวลาในการชาร์จลง 41% ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการดึงของซิลิคอนผลึกเดี่ยวได้อย่างมาก นอกจากนี้ ซิลิคอนแบบเม็ดยังมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและมีความลื่นไหลได้ดี ซึ่งเหมาะสำหรับวิธี Czochralski แบบต่อเนื่องของ CCZ มากกว่า ในปัจจุบัน เทคโนโลยีหลักของการดึงคริสตัลเดี่ยวที่บริเวณตรงกลางและด้านล่างคือวิธีการหล่อคริสตัลเดี่ยว RCZ ซึ่งคือการป้อนใหม่และดึงคริสตัลหลังจากดึงแท่งซิลิคอนคริสตัลเดี่ยว การวาดภาพจะดำเนินการในเวลาเดียวกัน ซึ่งช่วยประหยัดเวลาในการระบายความร้อนของแท่งซิลิกอนผลึกเดี่ยว ดังนั้นประสิทธิภาพการผลิตจึงสูงขึ้น การพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิธี Czochralski ต่อเนื่องของ CCZ จะช่วยเพิ่มความต้องการซิลิคอนแบบเม็ดมากขึ้น แม้ว่าซิลิกอนที่เป็นเม็ดจะมีข้อเสียอยู่บ้าง เช่น ผงซิลิกอนที่เกิดจากแรงเสียดทานจะมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่และการดูดซับมลพิษได้ง่าย และไฮโดรเจนที่รวมกันเป็นไฮโดรเจนในระหว่างการหลอมละลาย ซึ่งทำให้เกิดการข้ามได้ง่าย แต่ตามประกาศล่าสุดของซิลิคอนที่เป็นเม็ดที่เกี่ยวข้อง ปัญหาเหล่านี้กำลังได้รับการปรับปรุงและมีความคืบหน้าไปบ้างแล้ว
กระบวนการฟลูอิไดซ์เบดของไซเลนเติบโตเต็มที่ในยุโรปและสหรัฐอเมริกา และอยู่ในวัยเด็กหลังจากการแนะนำของวิสาหกิจจีน ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 ซิลิคอนเม็ดละเอียดจากต่างประเทศซึ่งเป็นตัวแทนโดย REC และ MEMC เริ่มสำรวจการผลิตซิลิกอนแบบเม็ดและตระหนักถึงการผลิตขนาดใหญ่ ในบรรดากำลังการผลิตเหล่านี้ กำลังการผลิตซิลิคอนเม็ดของ REC อยู่ที่ 10,500 ตัน/ปีในปี 2553 และเมื่อเทียบกับคู่แข่งของ Siemens ในช่วงเวลาเดียวกัน ก็มีความได้เปรียบด้านต้นทุนอย่างน้อย 2-3 เหรียญสหรัฐฯ/กิโลกรัม เนื่องจากความต้องการในการดึงผลึกเดี่ยว การผลิตซิลิกอนแบบเม็ดของบริษัทจึงหยุดนิ่งและหยุดการผลิตในที่สุด และหันไปร่วมทุนกับจีนเพื่อก่อตั้งองค์กรการผลิตเพื่อมีส่วนร่วมในการผลิตซิลิกอนแบบเม็ด
4. วัตถุดิบ: ซิลิคอนอุตสาหกรรมเป็นวัตถุดิบหลัก และอุปทานสามารถตอบสนองความต้องการของการขยายตัวของโพลีซิลิคอน
ซิลิคอนอุตสาหกรรมเป็นวัตถุดิบหลักสำหรับการผลิตโพลีซิลิคอน คาดว่าผลผลิตซิลิกอนอุตสาหกรรมของจีนจะเติบโตอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 2565 ถึง 2568 ตั้งแต่ปี 2553 ถึง 2564 การผลิตซิลิกอนอุตสาหกรรมของจีนอยู่ในขั้นตอนการขยายตัว โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีของกำลังการผลิตและผลผลิตอยู่ที่ 7.4% และ 8.6% ตามลำดับ . ตามข้อมูล SMM เพิ่มขึ้นใหม่กำลังการผลิตซิลิกอนอุตสาหกรรมในประเทศจีนจะอยู่ที่ 890,000 ตัน และ 1.065 ล้านตัน ในปี 2565 และ 2566 สมมติว่าบริษัทซิลิคอนอุตสาหกรรมจะยังคงรักษาอัตราการใช้กำลังการผลิตและอัตราการดำเนินงานไว้ที่ประมาณ 60% ในอนาคต จีนจะเพิ่มกำลังการผลิตใหม่กำลังการผลิตในปี 2565 และ 2566 จะทำให้ผลผลิตเพิ่มขึ้น 320,000 ตัน และ 383,000 ตัน ตามการประมาณการของ GFCI พบว่ากำลังการผลิตซิลิคอนอุตสาหกรรมของจีนในวันที่ 22/23/24/25 อยู่ที่ประมาณ 5.90/697/6.71/6.5 ล้านตัน ซึ่งเท่ากับ 3.55/391/4.18/4.38 ล้านตัน
อัตราการเติบโตของพื้นที่ปลายน้ำอีก 2 แห่งที่เหลือของซิลิคอนอุตสาหกรรมที่ทับซ้อนกันนั้นค่อนข้างช้า และการผลิตซิลิกอนอุตสาหกรรมของจีนโดยทั่วไปสามารถตอบสนองการผลิตโพลีซิลิคอนได้ ในปี 2564 กำลังการผลิตซิลิกอนอุตสาหกรรมของจีนจะอยู่ที่ 5.385 ล้านตัน ซึ่งสอดคล้องกับผลผลิต 3.213 ล้านตัน โดยโพลีซิลิคอน ซิลิกอนอินทรีย์ และโลหะผสมอลูมิเนียมจะใช้ 623,000 ตัน 898,000 ตัน และ 649,000 ตัน ตามลำดับ นอกจากนี้ ผลผลิตเกือบ 780,000 ตันยังใช้เพื่อการส่งออกอีกด้วย ในปี 2564 ปริมาณการใช้โพลีซิลิคอน ซิลิกอนอินทรีย์ และโลหะผสมอะลูมิเนียมจะคิดเป็นสัดส่วน 19%, 28% และ 20% ของซิลิคอนอุตสาหกรรม ตามลำดับ ตั้งแต่ปี 2022 ถึง 2025 คาดว่าอัตราการเติบโตของการผลิตซิลิกอนอินทรีย์จะยังคงอยู่ที่ประมาณ 10% และอัตราการเติบโตของการผลิตโลหะผสมอลูมิเนียมจะต่ำกว่า 5% ดังนั้นเราจึงเชื่อว่าปริมาณซิลิคอนอุตสาหกรรมที่สามารถใช้สำหรับโพลีซิลิคอนได้ในปี 2565-2568 นั้นค่อนข้างเพียงพอ ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของโพลีซิลิคอนได้อย่างเต็มที่ ความต้องการการผลิต
5. อุปทานโพลีซิลิคอน:จีนครองตำแหน่งที่โดดเด่นและการผลิตค่อยๆรวบรวมไปยังองค์กรชั้นนำ
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การผลิตโพลีซิลิคอนทั่วโลกเพิ่มขึ้นทุกปี และค่อยๆ รวมตัวกันในประเทศจีน ตั้งแต่ปี 2017 ถึง 2021 การผลิตโพลีซิลิคอนต่อปีทั่วโลกเพิ่มขึ้นจาก 432,000 ตันเป็น 631,000 ตัน โดยเติบโตเร็วที่สุดในปี 2021 ด้วยอัตราการเติบโต 21.11% ในช่วงเวลานี้ การผลิตโพลีซิลิคอนทั่วโลกค่อยๆ กระจุกตัวอยู่ในจีน และสัดส่วนการผลิตโพลีซิลิคอนของจีนเพิ่มขึ้นจาก 56.02% ในปี 2560 เป็น 80.03% ในปี 2564 เมื่อเปรียบเทียบบริษัท 10 อันดับแรกในกำลังการผลิตโพลีซิลิคอนทั่วโลกในปี 2553 และ 2564 ก็สามารถเป็น พบว่าจำนวนบริษัทจีนเพิ่มขึ้นจาก 4 เป็น 8 แห่ง และสัดส่วนกำลังการผลิตของบริษัทอเมริกันและเกาหลีบางแห่งลดลงอย่างเห็นได้ชัด หลุดจาก 10 ทีมชั้นนำ เช่น HEMOLOCK, OCI, REC และ MEMC; ความเข้มข้นของอุตสาหกรรมเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และกำลังการผลิตรวมของบริษัทชั้นนำ 10 อันดับแรกในอุตสาหกรรมเพิ่มขึ้นจาก 57.7% เป็น 90.3% ในปี 2564 มีบริษัทจีน 5 แห่งที่มีกำลังการผลิตมากกว่า 10% คิดเป็นทั้งหมด 65.7% - มีเหตุผลหลักสามประการที่ทำให้อุตสาหกรรมโพลีซิลิคอนค่อยๆ ถ่ายโอนไปยังประเทศจีน ประการแรก ผู้ผลิตโพลีซิลิคอนของจีนมีข้อได้เปรียบที่สำคัญทั้งในด้านวัตถุดิบ ค่าไฟฟ้า และค่าแรง ค่าจ้างคนงานต่ำกว่าต่างประเทศ ดังนั้นต้นทุนการผลิตโดยรวมในจีนจึงต่ำกว่าต่างประเทศมากและจะยังคงลดลงตามความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ประการที่สอง คุณภาพของผลิตภัณฑ์โพลีซิลิคอนของจีนได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในระดับเฟิร์สคลาสเกรดพลังงานแสงอาทิตย์ และองค์กรขั้นสูงแต่ละรายอยู่ในข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์ ความก้าวหน้าเกิดขึ้นในเทคโนโลยีการผลิตโพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์ที่สูงขึ้น โดยค่อยๆ นำไปสู่การทดแทนโพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์ในประเทศเพื่อการนำเข้า และองค์กรชั้นนำของจีนก็กำลังส่งเสริมการก่อสร้างโครงการโพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์อย่างแข็งขัน ผลผลิตซิลิคอนเวเฟอร์ในจีนมากกว่า 95% ของผลผลิตทั่วโลก ซึ่งค่อยๆ เพิ่มอัตราการพึ่งพาตนเองของโพลีซิลิคอนสำหรับจีน ซึ่งบีบตลาดของบริษัทโพลีซิลิคอนในต่างประเทศในระดับหนึ่ง
ตั้งแต่ปี 2017 ถึง 2021 ผลผลิตโพลีซิลิคอนต่อปีในจีนจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยส่วนใหญ่ในพื้นที่ที่อุดมไปด้วยแหล่งพลังงาน เช่น ซินเจียง มองโกเลียใน และเสฉวน ในปี 2564 การผลิตโพลีซิลิคอนของจีนจะเพิ่มขึ้นจาก 392,000 ตันเป็น 505,000 ตัน เพิ่มขึ้น 28.83% ในแง่ของกำลังการผลิต โดยทั่วไปกำลังการผลิตโพลีซิลิคอนของจีนมีแนวโน้มสูงขึ้น แต่ก็ลดลงในปี 2020 เนื่องจากการปิดตัวของผู้ผลิตบางราย นอกจากนี้ อัตราการใช้กำลังการผลิตของบริษัทโพลีซิลิคอนของจีนได้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 2561 และอัตราการใช้กำลังการผลิตในปี 2564 จะสูงถึง 97.12% ในแง่ของจังหวัด การผลิตโพลีซิลิคอนของจีนในปี 2021 ส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในพื้นที่ที่มีราคาไฟฟ้าต่ำ เช่น ซินเจียง มองโกเลียใน และเสฉวน ผลผลิตของซินเจียงอยู่ที่ 270,400 ตัน ซึ่งมากกว่าครึ่งหนึ่งของผลผลิตทั้งหมดในประเทศจีน
อุตสาหกรรมโพลีซิลิคอนของจีนมีลักษณะความเข้มข้นในระดับสูง โดยมีค่า CR6 อยู่ที่ 77% และจะมีแนวโน้มสูงขึ้นอีกในอนาคต การผลิตโพลีซิลิคอนเป็นอุตสาหกรรมที่มีเงินทุนสูงและมีอุปสรรคทางเทคนิคสูง วงจรการก่อสร้างและการผลิตโครงการมักใช้เวลาสองปีหรือมากกว่านั้น เป็นเรื่องยากสำหรับผู้ผลิตรายใหม่ที่จะเข้าสู่อุตสาหกรรม เมื่อพิจารณาจากแผนการขยายธุรกิจและโครงการใหม่ๆ ในอีกสามปีข้างหน้า ผู้ผลิตผู้ขายน้อยรายในอุตสาหกรรมจะยังคงขยายกำลังการผลิตของตนต่อไปโดยอาศัยเทคโนโลยีและความได้เปรียบในขนาดของตนเอง และตำแหน่งการผูกขาดของพวกเขาจะยังคงเพิ่มขึ้นต่อไป
เป็นที่คาดกันว่าอุปทานโพลีซิลิคอนของจีนจะนำไปสู่การเติบโตอย่างมากตั้งแต่ปี 2565 ถึง 2568 และการผลิตโพลีซิลิคอนจะสูงถึง 1.194 ล้านตันในปี 2568 ซึ่งผลักดันให้เกิดการขยายตัวของขนาดการผลิตโพลีซิลิคอนทั่วโลก ในปี 2021 เนื่องจากราคาโพลีซิลิคอนในประเทศจีนพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ผู้ผลิตรายใหญ่จึงได้ลงทุนในการก่อสร้างสายการผลิตใหม่และในขณะเดียวกันก็ดึงดูดผู้ผลิตรายใหม่ให้เข้าร่วมอุตสาหกรรม เนื่องจากโครงการโพลีซิลิคอนจะใช้เวลาอย่างน้อยหนึ่งปีครึ่งถึงสองปีตั้งแต่การก่อสร้างจนถึงการผลิต การก่อสร้างใหม่ในปี 2564 จึงจะแล้วเสร็จ โดยทั่วไปกำลังการผลิตจะเริ่มการผลิตในช่วงครึ่งหลังของปี 2565 และ 2566 ซึ่งสอดคล้องกับแผนโครงการใหม่ที่ประกาศโดยผู้ผลิตรายใหญ่ในปัจจุบันมาก กำลังการผลิตใหม่ในปี 2565-2568 ส่วนใหญ่จะกระจุกตัวในปี 2565 และ 2566 หลังจากนั้น เนื่องจากอุปสงค์และอุปทานของโพลีซิลิคอนและราคาค่อยๆ คงที่ กำลังการผลิตรวมในอุตสาหกรรมก็จะค่อยๆ มีเสถียรภาพ ลงมาคืออัตราการเติบโตของกำลังการผลิตค่อยๆลดลง นอกจากนี้ อัตราการใช้กำลังการผลิตของบริษัทโพลีซิลิคอนยังคงอยู่ในระดับสูงในช่วงสองปีที่ผ่านมา แต่จะต้องใช้เวลาสักระยะในการเพิ่มกำลังการผลิตของโครงการใหม่ และจะต้องอาศัยกระบวนการสำหรับผู้เข้าใหม่เพื่อควบคุม เทคโนโลยีการเตรียมการที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นอัตราการใช้กำลังการผลิตของโครงการโพลีซิลิคอนใหม่ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าจะต่ำ จากนี้จึงสามารถคาดการณ์การผลิตโพลีซิลิคอนได้ในปี 2565-2568 และคาดว่าการผลิตโพลีซิลิคอนในปี 2568 จะอยู่ที่ประมาณ 1.194 ล้านตัน
ความเข้มข้นของกำลังการผลิตในต่างประเทศค่อนข้างสูง และอัตราและความเร็วของการผลิตที่เพิ่มขึ้นในอีกสามปีข้างหน้าจะไม่สูงเท่ากับของจีน กำลังการผลิตโพลีซิลิคอนในต่างประเทศส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในบริษัทชั้นนำ 4 แห่ง และส่วนที่เหลือส่วนใหญ่เป็นกำลังการผลิตขนาดเล็ก ในแง่ของกำลังการผลิต Wacker Chem ครอบครองครึ่งหนึ่งของกำลังการผลิตโพลีซิลิคอนในต่างประเทศ โรงงานในประเทศเยอรมนีและสหรัฐอเมริกามีกำลังการผลิต 60,000 ตัน และ 20,000 ตัน ตามลำดับ การขยายกำลังการผลิตโพลีซิลิคอนทั่วโลกอย่างรวดเร็วในปี 2565 และปีต่อๆ ไปอาจนำมาซึ่งความกังวลเกี่ยวกับอุปทานล้น บริษัทยังคงอยู่ในสถานะรอดูและไม่ได้วางแผนที่จะเพิ่มกำลังการผลิตใหม่ OCI บริษัทยักษ์ใหญ่ด้านโพลีซิลิคอนของเกาหลีใต้ กำลังค่อยๆ ย้ายสายการผลิตโพลีซิลิคอนเกรดพลังงานแสงอาทิตย์ไปยังมาเลเซีย โดยยังคงรักษาสายการผลิตโพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์เดิมในจีน ซึ่งมีแผนจะเพิ่มเป็น 5,000 ตันในปี 2565 กำลังการผลิตของ OCI ในมาเลเซียจะสูงถึง 27,000 ตันและ 30,000 ตันในปี 2563 และ 2564 บรรลุต้นทุนการใช้พลังงานต่ำ และหลีกเลี่ยงภาษีศุลกากรสูงของจีนสำหรับโพลีซิลิคอนในสหรัฐอเมริกาและเกาหลีใต้ บริษัทมีแผนการผลิต 95,000 ตัน แต่กำหนดวันเริ่มผลิตไม่ชัดเจน คาดว่าจะเพิ่มขึ้นที่ระดับ 5,000 ตันต่อปีในอีก 4 ปีข้างหน้า REC บริษัทนอร์เวย์มีฐานการผลิตสองแห่งในรัฐวอชิงตันและมอนแทนา สหรัฐอเมริกา โดยมีกำลังการผลิตโพลีซิลิคอนเกรดพลังงานแสงอาทิตย์ 18,000 ตันต่อปี และโพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์ 2,000 ตันต่อปี REC ซึ่งประสบปัญหาทางการเงินอย่างมาก เลือกที่จะระงับการผลิต และจากนั้นได้รับแรงกระตุ้นจากราคาโพลีซิลิคอนที่เพิ่มสูงขึ้นในปี 2564 บริษัทจึงตัดสินใจเริ่มการผลิตโครงการ 18,000 ตันในรัฐวอชิงตันและ 2,000 ตันในรัฐมอนแทนาอีกครั้งภายในสิ้นปี 2566 และสามารถขยายกำลังการผลิตให้แล้วเสร็จได้ในปี 2567 Hemlock คือผู้ผลิตโพลีซิลิคอนรายใหญ่ที่สุดในสหรัฐอเมริกา โดยเชี่ยวชาญด้านโพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความบริสุทธิ์สูง อุปสรรคด้านเทคโนโลยีขั้นสูงในการผลิตทำให้ผลิตภัณฑ์ของบริษัทถูกแทนที่ในตลาดได้ยาก ประกอบกับการที่บริษัทไม่มีแผนที่จะสร้างโครงการใหม่ภายในไม่กี่ปี คาดว่ากำลังการผลิตของบริษัทจะอยู่ในปี 2565-2568 ผลผลิตประจำปียังคงอยู่ที่ 18,000 ตัน นอกจากนี้ ในปี 2564 กำลังการผลิตใหม่ของบริษัทอื่นนอกเหนือจากสี่บริษัทข้างต้นจะอยู่ที่ 5,000 ตัน เนื่องจากขาดความเข้าใจในแผนการผลิตของทุกบริษัท จึงสันนิษฐานว่ากำลังการผลิตใหม่จะอยู่ที่ 5,000 ตันต่อปีตั้งแต่ปี 2565 ถึง 2568
จากกำลังการผลิตในต่างประเทศ คาดว่าการผลิตโพลีซิลิคอนในต่างประเทศในปี 2568 จะอยู่ที่ประมาณ 176,000 ตัน โดยสมมติว่าอัตราการใช้กำลังการผลิตโพลีซิลิคอนในต่างประเทศยังคงไม่เปลี่ยนแปลง หลังจากที่ราคาโพลีซิลิคอนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในปี 2564 บริษัทจีนก็ได้เพิ่มการผลิตและขยายการผลิต ในทางตรงกันข้าม บริษัทต่างชาติกลับระมัดระวังในการวางแผนสำหรับโครงการใหม่มากขึ้น นี่เป็นเพราะการครอบงำของอุตสาหกรรมโพลีซิลิคอนนั้นอยู่ในการควบคุมของจีนแล้ว และการผลิตที่เพิ่มขึ้นอย่างสุ่มสี่สุ่มห้าอาจทำให้เกิดความสูญเสีย จากด้านต้นทุน การใช้พลังงานเป็นองค์ประกอบที่ใหญ่ที่สุดของต้นทุนโพลีซิลิคอน ดังนั้นราคาไฟฟ้าจึงมีความสำคัญมาก และซินเจียง มองโกเลียใน เสฉวน และภูมิภาคอื่น ๆ มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจน จากด้านอุปสงค์ ซึ่งเป็นปลายน้ำโดยตรงของโพลีซิลิคอน การผลิตแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนของจีนคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 99% ของทั้งหมดทั่วโลก อุตสาหกรรมปลายน้ำของโพลีซิลิคอนส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในประเทศจีน ราคาของโพลีซิลิคอนที่ผลิตต่ำ ค่าขนส่งต่ำ และรับประกันความต้องการอย่างเต็มที่ ประการที่สอง จีนได้กำหนดอัตราภาษีต่อต้านการทุ่มตลาดที่ค่อนข้างสูงสำหรับการนำเข้าโพลีซิลิคอนเกรดพลังงานแสงอาทิตย์จากสหรัฐอเมริกาและเกาหลีใต้ ซึ่งได้ระงับการบริโภคโพลีซิลิคอนจากสหรัฐอเมริกาและเกาหลีใต้อย่างมาก ระมัดระวังในการสร้างโครงการใหม่ นอกจากนี้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัท โพลีซิลิคอนในต่างประเทศของจีนมีการพัฒนาช้าเนื่องจากผลกระทบของภาษีและสายการผลิตบางส่วนลดลงหรือปิดตัวลงและสัดส่วนการผลิตทั่วโลกก็ลดลงทุกปีดังนั้นพวกเขา จะไม่สามารถเทียบเคียงได้กับราคาโพลีซิลิคอนที่เพิ่มขึ้นในปี 2564 เนื่องจากบริษัทจีนมีกำไรสูง ภาวะทางการเงินไม่เพียงพอที่จะรองรับการขยายกำลังการผลิตขนาดใหญ่อย่างรวดเร็ว
จากการคาดการณ์ตามลำดับของการผลิตโพลีซิลิคอนในประเทศจีนและต่างประเทศตั้งแต่ปี 2565 ถึง 2568 สามารถสรุปมูลค่าที่คาดการณ์ของการผลิตโพลีซิลิคอนทั่วโลกได้ คาดว่าการผลิตโพลีซิลิคอนทั่วโลกในปี 2568 จะสูงถึง 1.371 ล้านตัน ตามมูลค่าคาดการณ์ของการผลิตโพลีซิลิคอน ส่วนแบ่งของจีนในสัดส่วนทั่วโลกสามารถหาได้คร่าวๆ คาดว่าส่วนแบ่งของจีนจะค่อยๆ ขยายตัวจากปี 2565 เป็นปี 2568 และจะเกิน 87% ในปี 2568
6 สรุปและแนวโน้ม
โพลีซิลิคอนตั้งอยู่ปลายน้ำของซิลิคอนอุตสาหกรรมและต้นน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และเซมิคอนดักเตอร์ทั้งหมด และสถานะของมันมีความสำคัญมาก ห่วงโซ่อุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์โดยทั่วไปคือกำลังการผลิตติดตั้งโพลีซิลิคอน - ซิลิคอนเวเฟอร์ - เซลล์ - โมดูล - ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ และห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์โดยทั่วไปคือโพลีซิลิคอน - โมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอนเวเฟอร์ - ซิลิคอนเวเฟอร์ - ชิป การใช้งานที่แตกต่างกันมีข้อกำหนดเกี่ยวกับความบริสุทธิ์ของโพลีซิลิคอนที่แตกต่างกัน อุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ใช้โพลีซิลิคอนเกรดพลังงานแสงอาทิตย์ และอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ใช้โพลีซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์ แบบแรกมีช่วงความบริสุทธิ์ 6N-8N ในขณะที่แบบหลังต้องมีความบริสุทธิ์ 9N หรือมากกว่า
หลายปีที่ผ่านมา กระบวนการผลิตโพลีซิลิคอนกระแสหลักเป็นวิธีการปรับปรุงของซีเมนส์ทั่วโลก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัทบางแห่งได้สำรวจวิธีการฟลูอิไดซ์เบดของไซเลนที่มีต้นทุนต่ำกว่า ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อรูปแบบการผลิต โพลีซิลิคอนรูปแท่งที่ผลิตโดยวิธีซีเมนส์ดัดแปลงมีลักษณะการใช้พลังงานสูง ต้นทุนสูง และมีความบริสุทธิ์สูง ในขณะที่ซิลิกอนเม็ดที่ผลิตโดยวิธีฟลูอิไดซ์เบดไซเลนมีลักษณะการใช้พลังงานต่ำ ต้นทุนต่ำ และความบริสุทธิ์ค่อนข้างต่ำ . บริษัทจีนบางแห่งได้ตระหนักถึงการผลิตซิลิกอนแบบเม็ดจำนวนมากและเทคโนโลยีการใช้ซิลิกอนแบบเม็ดเพื่อดึงโพลีซิลิคอน แต่ยังไม่ได้รับการส่งเสริมอย่างกว้างขวาง การที่ซิลิคอนแบบเม็ดสามารถทดแทนแบบเดิมได้ในอนาคตหรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับว่าความได้เปรียบด้านต้นทุนสามารถครอบคลุมข้อเสียด้านคุณภาพ ผลกระทบของการใช้งานขั้นปลายน้ำ และการปรับปรุงความปลอดภัยของไซเลนหรือไม่ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การผลิตโพลีซิลิคอนทั่วโลกเพิ่มขึ้นทุกปี และค่อยๆ รวมตัวกันที่ประเทศจีน ตั้งแต่ปี 2560 ถึงปี 2564 การผลิตโพลีซิลิคอนทั่วโลกประจำปีจะเพิ่มขึ้นจาก 432,000 ตันเป็น 631,000 ตัน โดยจะเติบโตเร็วที่สุดในปี 2564 ในช่วงเวลาดังกล่าว การผลิตโพลีซิลิคอนทั่วโลกค่อยๆ กระจุกตัวไปที่จีนมากขึ้นเรื่อยๆ และสัดส่วนการผลิตโพลีซิลิคอนของจีนก็เพิ่มขึ้นจาก 56.02% ในปี 2560 เป็น 80.03% ในปี 2564 ตั้งแต่ปี 2565 ถึง 2568 อุปทานโพลีซิลิคอนจะนำไปสู่การเติบโตในวงกว้าง คาดว่าการผลิตโพลีซิลิคอนในปี 2568 จะอยู่ที่ 1.194 ล้านตันในประเทศจีน และการผลิตในต่างประเทศจะสูงถึง 176,000 ตัน ดังนั้นการผลิตโพลีซิลิคอนทั่วโลกในปี 2568 จะอยู่ที่ประมาณ 1.37 ล้านตัน
(บทความนี้มีไว้เพื่อการอ้างอิงของลูกค้าของ UrbanMines เท่านั้น และไม่ได้เป็นตัวแทนของคำแนะนำในการลงทุนใดๆ)