1. Polysilicon industry chain: Ang proseso ng produksyon ay kumplikado, at ang downstream ay nakatuon sa photovoltaic semiconductors
Ang polysilicon ay pangunahing ginawa mula sa pang-industriyang silicon, chlorine at hydrogen, at matatagpuan sa itaas ng agos ng mga chain ng industriya ng photovoltaic at semiconductor. Ayon sa data ng CPIA, ang kasalukuyang pangunahing paraan ng produksyon ng polysilicon sa mundo ay ang binagong pamamaraan ng Siemens, maliban sa China, higit sa 95% ng polysilicon ay ginawa ng binagong pamamaraan ng Siemens. Sa proseso ng paghahanda ng polysilicon sa pamamagitan ng pinahusay na pamamaraan ng Siemens, una, ang chlorine gas ay pinagsama sa hydrogen gas upang makabuo ng hydrogen chloride, at pagkatapos ay tumutugon ito sa silikon na pulbos pagkatapos ng pagdurog at paggiling ng pang-industriya na silikon upang makabuo ng trichlorosilane, na higit na nabawasan ng hydrogen gas upang makabuo ng polysilicon. Ang polycrystalline silicon ay maaaring tunawin at palamig upang makagawa ng polycrystalline silicon ingots, at ang monocrystalline silicon ay maaari ding gawin ng Czochralski o zone melting. Kung ikukumpara sa polycrystalline silicon, ang solong kristal na silicon ay binubuo ng mga butil ng kristal na may parehong kristal na oryentasyon, kaya ito ay may mas mahusay na electrical conductivity at conversion efficiency. Parehong polycrystalline silicon ingots at monocrystalline silicon rods ay maaaring higit pang gupitin at iproseso sa mga silicon na wafer at mga cell, na siya namang nagiging mga pangunahing bahagi ng photovoltaic modules at ginagamit sa photovoltaic field. Bilang karagdagan, ang mga solong kristal na silicon na wafer ay maaari ding mabuo sa mga silicon na wafer sa pamamagitan ng paulit-ulit na paggiling, buli, epitaxy, paglilinis at iba pang mga proseso, na maaaring magamit bilang mga materyal na substrate para sa mga semiconductor na elektronikong aparato.
Ang nilalaman ng polysilicon impurity ay mahigpit na kinakailangan, at ang industriya ay may mga katangian ng mataas na pamumuhunan sa kapital at mataas na teknikal na mga hadlang. Dahil ang kadalisayan ng polysilicon ay seryosong makakaapekto sa nag-iisang kristal na proseso ng pagguhit ng silikon, ang mga kinakailangan sa kadalisayan ay lubhang mahigpit. Ang pinakamababang kadalisayan ng polysilicon ay 99.9999%, at ang pinakamataas ay walang katapusan na malapit sa 100%. Bilang karagdagan, ang mga pambansang pamantayan ng China ay naglagay ng malinaw na mga kinakailangan para sa nilalaman ng karumihan, at batay dito, ang polysilicon ay nahahati sa mga grado I, II, at III, kung saan ang nilalaman ng boron, phosphorus, oxygen at carbon ay isang mahalagang reference index. Ang "Polysilicon Industry Access Conditions" ay nagsasaad na ang mga negosyo ay dapat magkaroon ng mahusay na kalidad ng inspeksyon at sistema ng pamamahala, at ang mga pamantayan ng produkto ay mahigpit na sumusunod sa mga pambansang pamantayan; bilang karagdagan, ang mga kondisyon ng pag-access ay nangangailangan din ng sukat at pagkonsumo ng enerhiya ng mga negosyo sa produksyon ng polysilicon, tulad ng solar-grade, electronic-grade polysilicon. sa pamumuhunan ng mga bagong konstruksiyon at muling pagtatayo at pagpapalawak ng mga proyekto ay hindi dapat mas mababa sa 30%, kaya polysilicon ay isang capital-intensive na industriya. Ayon sa mga istatistika ng CPIA, ang gastos sa pamumuhunan ng 10,000-toneladang kagamitan sa linya ng produksyon ng polysilicon na inilagay noong 2021 ay bahagyang tumaas sa 103 milyong yuan/kt. Ang dahilan ay ang pagtaas ng presyo ng bulk metal materials. Inaasahan na ang gastos sa pamumuhunan sa hinaharap ay tataas sa pag-unlad ng teknolohiya ng kagamitan sa produksyon at pagbaba ng monomer habang lumalaki ang laki. Ayon sa mga regulasyon, ang pagkonsumo ng kuryente ng polysilicon para sa solar-grade at electronic-grade Czochralski reduction ay dapat na mas mababa sa 60 kWh/kg at 100 kWh/kg ayon sa pagkakabanggit, at ang mga kinakailangan para sa mga indicator ng pagkonsumo ng enerhiya ay medyo mahigpit. Ang produksyon ng polysilicon ay may posibilidad na nabibilang sa industriya ng kemikal. Ang proseso ng produksyon ay medyo kumplikado, at ang threshold para sa mga teknikal na ruta, pagpili ng kagamitan, pagkomisyon at pagpapatakbo ay mataas. Ang proseso ng produksyon ay nagsasangkot ng maraming kumplikadong mga reaksiyong kemikal, at ang bilang ng mga control node ay higit sa 1,000. Mahirap para sa mga bagong pasok Mabilis na makabisado ang mature craftsmanship. Samakatuwid, mayroong mataas na kapital at teknikal na mga hadlang sa industriya ng produksyon ng polysilicon, na nagtataguyod din ng mga tagagawa ng polysilicon na magsagawa ng mahigpit na teknikal na pag-optimize ng proseso ng daloy, packaging at proseso ng transportasyon.
2. Pag-uuri ng polysilicon: ang kadalisayan ay tumutukoy sa paggamit, at ang solar grade ay sumasakop sa mainstream
Ang polycrystalline silicon, isang anyo ng elemental na silicon, ay binubuo ng mga butil ng kristal na may iba't ibang oryentasyong kristal, at pangunahing dinadalisay ng industriyal na pagpoproseso ng silikon. Ang hitsura ng polysilicon ay gray metallic luster, at ang natutunaw na punto ay humigit-kumulang 1410 ℃. Ito ay hindi aktibo sa temperatura ng silid at mas aktibo sa tunaw na estado. Ang polysilicon ay may mga katangian ng semiconductor at ito ay isang napakahalaga at mahusay na materyal na semiconductor, ngunit ang isang maliit na halaga ng mga impurities ay maaaring lubos na makaapekto sa conductivity nito. Mayroong maraming mga paraan ng pag-uuri para sa polysilicon. Bilang karagdagan sa nabanggit na pag-uuri ayon sa mga pambansang pamantayan ng Tsina, tatlong mas mahalagang paraan ng pag-uuri ang ipinakilala dito. Ayon sa iba't ibang mga kinakailangan at paggamit ng kadalisayan, ang polysilicon ay maaaring nahahati sa solar-grade polysilicon at electronic-grade polysilicon. Pangunahing ginagamit ang solar-grade polysilicon sa paggawa ng mga photovoltaic cell, habang ang electronic-grade polysilicon ay malawakang ginagamit sa industriya ng integrated circuit bilang hilaw na materyal para sa mga chips at iba pang produksyon. Ang kadalisayan ng solar-grade polysilicon ay 6~8N, ibig sabihin, ang kabuuang impurity content ay kinakailangang mas mababa sa 10 -6, at ang kadalisayan ng polysilicon ay dapat umabot sa 99.9999% o higit pa. Ang mga kinakailangan sa kadalisayan ng electronic-grade polysilicon ay mas mahigpit, na may minimum na 9N at kasalukuyang maximum na 12N. Ang paggawa ng electronic-grade polysilicon ay medyo mahirap. Mayroong ilang mga negosyong Tsino na nakabisado ang teknolohiya ng produksyon ng electronic-grade polysilicon, at medyo nakadepende pa rin sila sa mga import. Sa kasalukuyan, ang output ng solar-grade polysilicon ay mas malaki kaysa sa electronic-grade polysilicon, at ang dating ay humigit-kumulang 13.8 beses kaysa sa huli.
Ayon sa pagkakaiba ng doping impurities at conductivity type ng silicon material, maaari itong nahahati sa P-type at N-type. Kapag ang silikon ay na-doped ng mga elemento ng karumihan ng acceptor, tulad ng boron, aluminyo, gallium, atbp., ito ay pinangungunahan ng pagpapadaloy ng butas at P-type. Kapag ang silicon ay doped ng mga donor impurity elements, tulad ng phosphorus, arsenic, antimony, atbp., ito ay pinangungunahan ng electron conduction at N-type. Pangunahing kasama sa mga P-type na baterya ang mga BSF na baterya at PERC na mga baterya. Sa 2021, ang mga baterya ng PERC ay magkakaroon ng higit sa 91% ng pandaigdigang merkado, at ang mga baterya ng BSF ay aalisin. Sa panahon kung kailan pinapalitan ng PERC ang BSF, ang kahusayan ng conversion ng mga P-type na cell ay tumaas mula sa mas mababa sa 20% hanggang sa higit sa 23%, na malapit nang lapitan ang teoretikal na itaas na limitasyon na 24.5%, habang ang teoretikal na itaas na limitasyon ng N- Ang mga cell ng uri ay 28.7%, at ang mga cell ng N-type ay may mataas na kahusayan sa conversion, Dahil sa mga pakinabang ng mataas na bifacial ratio at mababang koepisyent ng temperatura, ang mga kumpanya ay nagsimulang mag-deploy ng mga linya ng mass production para sa mga N-type na baterya. Ayon sa pagtataya ng CPIA, ang proporsyon ng mga N-type na baterya ay tataas nang malaki mula 3% hanggang 13.4% sa 2022. Inaasahan na sa susunod na limang taon, ang pag-ulit ng N-type na baterya sa P-type na baterya ay sisimulan. Ayon sa iba't ibang kalidad ng ibabaw, maaari itong nahahati sa siksik na materyal, materyal ng kuliplor at materyal na coral. Ang ibabaw ng siksik na materyal ay may pinakamababang antas ng concavity, mas mababa sa 5mm, walang abnormality ng kulay, walang interlayer ng oksihenasyon, at ang pinakamataas na presyo; ang ibabaw ng materyal na cauliflower ay may katamtamang antas ng concavity, 5-20mm, ang seksyon ay katamtaman, at ang presyo ay mid-range; habang ang ibabaw ng materyal na coral ay may mas malubhang kalungkutan, Ang lalim ay higit sa 20mm, ang seksyon ay maluwag, at ang presyo ay ang pinakamababa. Ang siksik na materyal ay pangunahing ginagamit upang gumuhit ng monocrystalline na silikon, habang ang cauliflower na materyal at coral na materyal ay pangunahing ginagamit upang gumawa ng polycrystalline silicon na mga wafer. Sa pang-araw-araw na produksyon ng mga negosyo, ang siksik na materyal ay maaaring doped na may hindi bababa sa 30% na cauliflower na materyal upang makagawa ng monocrystalline na silikon. Ang halaga ng mga hilaw na materyales ay maaaring mai-save, ngunit ang paggamit ng materyal na kuliplor ay magbabawas ng kahusayan sa paghila ng kristal sa isang tiyak na lawak. Kailangang piliin ng mga negosyo ang naaangkop na doping ratio pagkatapos timbangin ang dalawa. Kamakailan, ang pagkakaiba sa presyo sa pagitan ng siksik na materyal at cauliflower na materyal ay karaniwang nagpapatatag sa 3 RMB /kg. Kung ang pagkakaiba sa presyo ay lalong lumawak, maaaring isaalang-alang ng mga kumpanya ang pagdo-doping ng mas maraming materyal na cauliflower sa monocrystalline silicon na paghila.
3. Proseso: Ang pamamaraan ng Siemens ay sumasakop sa pangunahing, at ang pagkonsumo ng kuryente ay naging susi sa pagbabago sa teknolohiya
Ang proseso ng produksyon ng polysilicon ay halos nahahati sa dalawang hakbang. Sa unang hakbang, ang pang-industriya na silikon na pulbos ay tinutugon sa anhydrous hydrogen chloride upang makakuha ng trichlorosilane at hydrogen. Pagkatapos ng paulit-ulit na paglilinis at pagdalisay, gaseous trichlorosilane, dichlorodihydrosilicon at Silane; ang pangalawang hakbang ay upang bawasan ang nabanggit na mataas na kadalisayan na gas sa mala-kristal na silikon, at ang hakbang ng pagbabawas ay iba sa binagong pamamaraan ng Siemens at sa paraan ng silane fluidized bed. Ang pinahusay na pamamaraan ng Siemens ay may mature na teknolohiya sa produksyon at mataas na kalidad ng produkto, at sa kasalukuyan ay ang pinakakaraniwang ginagamit na teknolohiya sa produksyon. Ang tradisyunal na paraan ng produksyon ng Siemens ay ang paggamit ng chlorine at hydrogen upang i-synthesize ang anhydrous hydrogen chloride, hydrogen chloride at powdered industrial silicon upang synthesize ang trichlorosilane sa isang tiyak na temperatura, at pagkatapos ay paghiwalayin, iwasto at linisin ang trichlorosilane. Ang silikon ay sumasailalim sa isang thermal reduction reaction sa isang hydrogen reduction furnace upang makakuha ng elemental na silikon na idineposito sa silicon core. Sa batayan na ito, ang pinahusay na proseso ng Siemens ay nilagyan din ng isang sumusuportang proseso para sa pag-recycle ng malaking halaga ng mga by-product tulad ng hydrogen, hydrogen chloride, at silicon tetrachloride na ginawa sa proseso ng produksyon, pangunahin kasama ang reduction tail gas recovery at silicon tetrachloride reuse. teknolohiya. Ang hydrogen, hydrogen chloride, trichlorosilane, at silicon tetrachloride sa exhaust gas ay pinaghihiwalay ng dry recovery. Ang hydrogen at hydrogen chloride ay maaaring magamit muli para sa synthesis at purification na may trichlorosilane, at ang trichlorosilane ay direktang nire-recycle sa thermal reduction. Ang paglilinis ay isinasagawa sa hurno, at ang silicon tetrachloride ay hydrogenated upang makagawa ng trichlorosilane, na maaaring magamit para sa paglilinis. Ang hakbang na ito ay tinatawag ding cold hydrogenation treatment. Sa pamamagitan ng pagsasakatuparan ng closed-circuit production, ang mga negosyo ay maaaring makabuluhang bawasan ang pagkonsumo ng mga hilaw na materyales at kuryente, sa gayon ay epektibong makatipid sa mga gastos sa produksyon.
Ang halaga ng paggawa ng polysilicon gamit ang pinahusay na pamamaraan ng Siemens sa China ay kinabibilangan ng mga hilaw na materyales, pagkonsumo ng enerhiya, pagbaba ng halaga, mga gastos sa pagproseso, atbp. Ang pag-unlad ng teknolohiya sa industriya ay makabuluhang nagpababa sa gastos. Ang mga hilaw na materyales ay pangunahing tumutukoy sa pang-industriya na silikon at trichlorosilane, ang pagkonsumo ng enerhiya ay kinabibilangan ng kuryente at singaw, at ang mga gastos sa pagproseso ay tumutukoy sa mga gastos sa inspeksyon at pagkumpuni ng mga kagamitan sa produksyon. Ayon sa mga istatistika ng Baichuan Yingfu sa mga gastos sa produksyon ng polysilicon noong unang bahagi ng Hunyo 2022, ang mga hilaw na materyales ay ang pinakamataas na halaga ng item, na nagkakahalaga ng 41% ng kabuuang gastos, kung saan ang pang-industriyang silikon ang pangunahing pinagmumulan ng silikon. Ang pagkonsumo ng yunit ng silikon na karaniwang ginagamit sa industriya ay kumakatawan sa dami ng natupok na silikon sa bawat yunit ng mga produktong silikon na may mataas na kadalisayan. Ang paraan ng pagkalkula ay upang gawing purong silikon ang lahat ng materyales na naglalaman ng silikon tulad ng na-outsource na pang-industriyang silicon powder at trichlorosilane, at pagkatapos ay ibawas ang outsourced na chlorosilane ayon sa Ang halaga ng purong silikon na na-convert mula sa ratio ng nilalaman ng silikon. Ayon sa data ng CPIA, ang antas ng pagkonsumo ng silikon ay bababa ng 0.01 kg/kg-Si hanggang 1.09 kg/kg-Si sa 2021. Inaasahan na sa pagpapabuti ng cold hydrogenation treatment at by-product recycling, inaasahang bumaba sa 1.07 kg/kg pagsapit ng 2030. kg-Si. Ayon sa hindi kumpletong istatistika, ang pagkonsumo ng silikon ng nangungunang limang kumpanyang Tsino sa industriya ng polysilicon ay mas mababa kaysa sa average ng industriya. Nabatid na dalawa sa kanila ay kumonsumo ng 1.08 kg/kg-Si at 1.05 kg/kg-Si ayon sa pagkakabanggit sa 2021. Ang pangalawang pinakamataas na proporsyon ay ang pagkonsumo ng enerhiya, na nagkakahalaga ng 32% sa kabuuan, kung saan ang kuryente ay nagkakahalaga ng 30% ng kabuuang gastos, na nagpapahiwatig na ang presyo at kahusayan ng kuryente ay mahalaga pa rin na mga salik para sa produksyon ng polysilicon. Ang dalawang pangunahing tagapagpahiwatig upang masukat ang kahusayan ng kuryente ay komprehensibong pagkonsumo ng kuryente at pagbabawas ng pagkonsumo ng kuryente. Ang pagbabawas ng konsumo ng kuryente ay tumutukoy sa proseso ng pagbabawas ng trichlorosilane at hydrogen upang makabuo ng high-purity na materyal na silikon. Kasama sa paggamit ng kuryente ang silicon core preheating at deposition. , pagpapanatili ng init, pagtatapos ng bentilasyon at iba pang pagkonsumo ng kuryente sa proseso. Sa 2021, sa pag-unlad ng teknolohiya at komprehensibong paggamit ng enerhiya, ang average na komprehensibong pagkonsumo ng kuryente ng produksyon ng polysilicon ay bababa ng 5.3% year-on-year hanggang 63kWh/kg-Si, at ang average na pagbabawas ng konsumo ng kuryente ay bababa ng 6.1% year- on-year hanggang 46kWh/kg-Si, na inaasahang bababa pa sa hinaharap. . Bilang karagdagan, ang pamumura ay isa ring mahalagang item ng gastos, na nagkakahalaga ng 17%. Kapansin-pansin na, ayon sa data ng Baichuan Yingfu, ang kabuuang halaga ng produksyon ng polysilicon noong unang bahagi ng Hunyo 2022 ay humigit-kumulang 55,816 yuan/tonelada, ang average na presyo ng polysilicon sa merkado ay humigit-kumulang 260,000 yuan/tonelada, at ang gross profit margin ay kasing taas ng 70% o higit pa, kaya nakakaakit ito ng malaking bilang ng mga Enterprises na namuhunan sa pagtatayo ng kapasidad ng produksyon ng polysilicon.
Mayroong dalawang paraan para mabawasan ng mga tagagawa ng polysilicon ang mga gastos, ang isa ay upang bawasan ang mga gastos sa hilaw na materyal, at ang isa ay upang bawasan ang pagkonsumo ng kuryente. Sa mga tuntunin ng mga hilaw na materyales, maaaring bawasan ng mga tagagawa ang gastos ng mga hilaw na materyales sa pamamagitan ng paglagda ng mga pangmatagalang kasunduan sa pakikipagtulungan sa mga tagagawa ng pang-industriya na silikon, o pagbuo ng pinagsamang upstream at downstream na kapasidad ng produksyon. Halimbawa, ang mga planta ng produksyon ng polysilicon ay karaniwang umaasa sa kanilang sariling pang-industriyang supply ng silikon. Sa mga tuntunin ng pagkonsumo ng kuryente, maaaring bawasan ng mga tagagawa ang mga gastos sa kuryente sa pamamagitan ng mababang presyo ng kuryente at komprehensibong pagpapabuti ng pagkonsumo ng enerhiya. Humigit-kumulang 70% ng komprehensibong pagkonsumo ng kuryente ay pagbabawas ng konsumo ng kuryente, at ang pagbabawas ay isa ring mahalagang link sa produksyon ng high-purity crystalline na silikon. Samakatuwid, karamihan sa kapasidad ng produksyon ng polysilicon sa China ay puro sa mga rehiyon na may mababang presyo ng kuryente tulad ng Xinjiang, Inner Mongolia, Sichuan at Yunnan. Gayunpaman, sa pagsulong ng dalawang-carbon na patakaran, mahirap makakuha ng malaking halaga ng murang mapagkukunan ng kuryente. Samakatuwid, ang pagbabawas ng pagkonsumo ng kuryente para sa pagbawas ay isang mas magagawang pagbawas sa gastos ngayon. Paraan. Sa kasalukuyan, ang mabisang paraan upang mabawasan ang pagkonsumo ng kuryente ay upang madagdagan ang bilang ng mga silicon core sa reduction furnace, at sa gayon ay mapalawak ang output ng isang yunit. Sa kasalukuyan, ang mga pangunahing uri ng reduction furnace sa China ay 36 na pares ng rods, 40 pares ng rods at 48 pares ng rods. Ang uri ng furnace ay na-upgrade sa 60 pares ng mga rod at 72 na mga pares ng mga rod, ngunit sa parehong oras, ito ay naglalagay din ng mas mataas na mga kinakailangan para sa antas ng teknolohiya ng produksyon ng mga negosyo.
Kung ikukumpara sa pinahusay na pamamaraan ng Siemens, ang paraan ng silane fluidized bed ay may tatlong pakinabang, ang isa ay mababa ang pagkonsumo ng kuryente, ang isa pa ay ang mataas na crystal pulling output, at ang pangatlo ay ang mas kanais-nais na pagsamahin sa mas advanced na CCZ na tuloy-tuloy na Czochralski na teknolohiya. Ayon sa data ng Silicon Industry Branch, ang komprehensibong pagkonsumo ng kuryente ng silane fluidized bed method ay 33.33% ng pinabuting pamamaraan ng Siemens, at ang pagbabawas ng konsumo ng kuryente ay 10% ng pinabuting pamamaraan ng Siemens. Ang paraan ng silane fluidized bed ay may makabuluhang pakinabang sa pagkonsumo ng enerhiya. Sa mga tuntunin ng paghila ng kristal, ang mga pisikal na katangian ng butil-butil na silikon ay maaaring gawing mas madali upang ganap na punan ang quartz crucible sa nag-iisang crystal silicon na pulling rod link. Maaaring pataasin ng polycrystalline silicon at granular silicon ang kapasidad ng pag-charge ng single furnace crucible ng 29%, habang binabawasan ang oras ng pag-charge ng 41%, na makabuluhang nagpapabuti sa kahusayan ng paghila ng single crystal silicon. Bilang karagdagan, ang butil na silikon ay may maliit na diameter at mahusay na pagkalikido, na mas angkop para sa patuloy na pamamaraan ng CCZ na Czochralski. Sa kasalukuyan, ang pangunahing teknolohiya ng single crystal pulling sa gitna at lower reach ay ang RCZ single crystal re-casting method, na kung saan ay ang muling pagpapakain at hilahin ang kristal pagkatapos mahila ang isang kristal na silicon rod. Ang pagguhit ay isinasagawa nang sabay-sabay, na nakakatipid sa oras ng paglamig ng solong kristal na silikon na baras, kaya ang kahusayan ng produksyon ay mas mataas. Ang mabilis na pag-unlad ng tuloy-tuloy na pamamaraan ng CCZ na Czochralski ay magpapalaki rin ng pangangailangan para sa butil-butil na silikon. Bagama't may ilang disadvantages ang granular silicon, tulad ng mas maraming silicon powder na nabuo sa pamamagitan ng friction, malaking surface area at madaling adsorption ng mga pollutant, at hydrogen na pinagsama sa hydrogen sa panahon ng pagtunaw, na madaling maging sanhi ng paglaktaw, ngunit ayon sa pinakabagong mga anunsyo ng may-katuturang butil na silikon negosyo, ang mga problemang ito ay pinagbubuti at ang ilang pag-unlad ay nagawa.
Ang proseso ng silane fluidized bed ay mature na sa Europa at Estados Unidos, at ito ay nasa simula pa lamang pagkatapos ng pagpapakilala ng mga negosyong Tsino. Noong unang bahagi ng 1980s, ang dayuhang butil na silikon na kinakatawan ng REC at MEMC ay nagsimulang galugarin ang produksyon ng butil na silikon at natanto ang malakihang produksyon. Kabilang sa mga ito, ang kabuuang kapasidad ng produksyon ng REC ng butil-butil na silikon ay umabot sa 10,500 tonelada/taon noong 2010, at kumpara sa mga katapat nitong Siemens sa parehong panahon, mayroon itong bentahe sa gastos na hindi bababa sa US$2-3/kg. Dahil sa mga pangangailangan ng single crystal pulling, ang produksyon ng butil ng silikon ng kumpanya ay tumitigil at kalaunan ay huminto sa produksyon, at bumaling sa isang joint venture sa China upang magtatag ng isang production enterprise na makisali sa produksyon ng granular silicon.
4. Mga hilaw na materyales: Ang pang-industriya na silikon ay ang pangunahing hilaw na materyal, at ang supply ay maaaring matugunan ang mga pangangailangan ng polysilicon expansion
Ang pang-industriya na silikon ay ang pangunahing hilaw na materyal para sa produksyon ng polysilicon. Inaasahan na ang pang-industriya na silikon na output ng Tsina ay patuloy na lalago mula 2022 hanggang 2025. Mula 2010 hanggang 2021, ang industriyal na produksiyon ng silikon ng Tsina ay nasa yugto ng pagpapalawak, na may average na taunang rate ng paglago ng kapasidad ng produksyon at output na umaabot sa 7.4% at 8.6%, ayon sa pagkakabanggit . Ayon sa datos ng SMM, ang bagong tumaaskapasidad ng produksyon ng silikon na pang-industriyasa Tsina ay magiging 890,000 tonelada at 1.065 milyong tonelada sa 2022 at 2023 . Sa pag-aakala na ang mga pang-industriyang kumpanya ng silikon ay mananatili pa rin sa isang kapasidad na rate ng paggamit at operating rate na humigit-kumulang 60% sa hinaharap, ang bagong pagtaas ng Chinaang kapasidad ng produksyon sa 2022 at 2023 ay magdadala ng pagtaas ng output na 320,000 tonelada at 383,000 tonelada. Ayon sa mga pagtatantya ng GFCI,Ang kapasidad ng produksyon ng silikon na pang-industriya ng China sa 22/23/24/25 ay humigit-kumulang 5.90/697/6.71/6.5 milyong tonelada, katumbas ng 3.55/391/4.18/4.38 milyong tonelada.
Ang rate ng paglago ng natitirang dalawang bahagi sa ibaba ng agos ng superimposed na pang-industriyang silikon ay medyo mabagal, at ang pang-industriya na produksiyon ng silikon ng Tsina ay karaniwang nakakatugon sa produksyon ng polysilicon. Sa 2021, ang kapasidad ng produksyon ng silicon na pang-industriya ng China ay magiging 5.385 milyong tonelada, na tumutugma sa isang output na 3.213 milyong tonelada, kung saan ang polysilicon, organic silicon, at aluminum alloys ay kumonsumo ng 623,000 tonelada, 898,000 tonelada, at 649,000 tonelada, ayon sa pagkakabanggit. Bilang karagdagan, halos 780,000 tonelada ng output ang ginagamit para sa Pag-export. Sa 2021, ang pagkonsumo ng polysilicon, organic silicon, at aluminum alloys ay magkakaroon ng 19%, 28%, at 20% ng industrial silicon, ayon sa pagkakabanggit. Mula 2022 hanggang 2025, ang rate ng paglago ng produksyon ng organikong silikon ay inaasahang mananatili sa humigit-kumulang 10%, at ang rate ng paglago ng produksyon ng aluminyo haluang metal ay mas mababa sa 5%. Samakatuwid, naniniwala kami na ang dami ng pang-industriyang silikon na maaaring magamit para sa polysilicon sa 2022-2025 ay medyo sapat, na maaaring ganap na matugunan ang mga pangangailangan ng polysilicon. pangangailangan sa produksyon.
5. Supply ng polysilicon:Tsinasumasakop sa isang nangingibabaw na posisyon, at ang produksyon ay unti-unting nagtitipon sa mga nangungunang negosyo
Sa mga nagdaang taon, ang pandaigdigang produksyon ng polysilicon ay tumaas taon-taon, at unti-unting natipon sa China. Mula 2017 hanggang 2021, ang pandaigdigang taunang produksyon ng polysilicon ay tumaas mula 432,000 tonelada hanggang 631,000 tonelada, na may pinakamabilis na paglago noong 2021, na may rate ng paglago na 21.11%. Sa panahong ito, unti-unting tumutok ang pandaigdigang polysilicon production sa China , at tumaas ang proporsyon ng polysilicon production ng China mula 56.02% noong 2017 hanggang 80.03% noong 2021. Kung ikukumpara ang nangungunang sampung kumpanya sa pandaigdigang kapasidad ng produksyon ng polysilicon noong 2010 at 2021, maaari itong maging nalaman na ang bilang ng mga kumpanyang Tsino ay tumaas mula 4 hanggang 8, at ang proporsyon ng kapasidad ng produksyon ng ilang kumpanyang Amerikano at Koreano ay bumaba nang malaki, na bumagsak sa nangungunang sampung koponan, tulad ng HEMOLOCK , OCI, REC at MEMC; ang konsentrasyon ng industriya ay tumaas nang malaki, at ang kabuuang kapasidad ng produksyon ng nangungunang sampung kumpanya sa industriya ay tumaas mula 57.7% hanggang 90.3%. Noong 2021, mayroong limang kumpanyang Tsino na nagkakahalaga ng higit sa 10% ng kapasidad ng produksyon, na may kabuuang 65.7%. . May tatlong pangunahing dahilan para sa unti - unting paglipat ng industriya ng polysilicon sa Tsina . Una, ang mga tagagawa ng polysilicon ng Tsino ay may malaking pakinabang sa mga tuntunin ng mga hilaw na materyales, kuryente at mga gastos sa paggawa. Ang sahod ng mga manggagawa ay mas mababa kaysa sa mga dayuhang bansa, kaya ang kabuuang gastos sa produksyon sa Tsina ay mas mababa kaysa sa mga dayuhang bansa, at patuloy na bababa sa pag-unlad ng teknolohiya; pangalawa, ang kalidad ng mga produktong Chinese polysilicon ay patuloy na bumubuti, karamihan sa mga ito ay nasa solar-grade first-class na antas, at ang mga indibidwal na advanced na negosyo ay nasa mga kinakailangan sa kadalisayan. Nagawa ang mga tagumpay sa teknolohiya ng produksyon ng mas mataas na electronic-grade polysilicon, unti-unting pinapalitan ang domestic electronic-grade polysilicon para sa mga import, at aktibong isinusulong ng mga nangungunang negosyo ng China ang pagtatayo ng mga proyektong electronic-grade polysilicon. Ang produksyon na output ng mga silicon wafer sa Tsina ay higit sa 95% ng kabuuang pandaigdigang produksyon na output, na unti-unting tumaas ang self-sufficiency rate ng polysilicon para sa Tsina, na pumipilit sa merkado ng mga negosyong polysilicon sa ibang bansa sa isang tiyak na lawak.
Mula 2017 hanggang 2021, ang taunang output ng polysilicon sa China ay tataas nang tuluy-tuloy, pangunahin sa mga lugar na mayaman sa mga mapagkukunan ng kuryente tulad ng Xinjiang, Inner Mongolia, at Sichuan. Sa 2021, ang produksyon ng polysilicon ng China ay tataas mula 392,000 tonelada hanggang 505,000 tonelada, isang pagtaas ng 28.83%. Sa mga tuntunin ng kapasidad ng produksyon, ang kapasidad ng produksyon ng polysilicon ng China ay karaniwang tumataas, ngunit ito ay bumaba noong 2020 dahil sa pagsasara ng ilang mga tagagawa. Bilang karagdagan, ang rate ng paggamit ng kapasidad ng mga Chinese polysilicon enterprise ay patuloy na tumataas mula noong 2018, at ang rate ng paggamit ng kapasidad sa 2021 ay aabot sa 97.12%. Sa mga tuntunin ng mga lalawigan, ang produksyon ng polysilicon ng China sa 2021 ay pangunahing nakakonsentra sa mga lugar na may mababang presyo ng kuryente gaya ng Xinjiang, Inner Mongolia, at Sichuan. Ang output ng Xinjiang ay 270,400 tonelada, na higit sa kalahati ng kabuuang output sa China.
Ang industriya ng polysilicon ng China ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na antas ng konsentrasyon, na may halagang CR6 na 77%, at magkakaroon ng karagdagang pagtaas ng trend sa hinaharap. Ang produksyon ng polysilicon ay isang industriya na may mataas na kapital at mataas na teknikal na hadlang. Ang ikot ng paggawa at produksyon ng proyekto ay karaniwang dalawang taon o higit pa. Mahirap para sa mga bagong tagagawa na pumasok sa industriya. Sa paghusga mula sa kilalang nakaplanong pagpapalawak at mga bagong proyekto sa susunod na tatlong taon, ang mga oligopolistikong tagagawa sa industriya ay patuloy na magpapalawak ng kanilang kapasidad sa produksyon sa pamamagitan ng kanilang sariling teknolohiya at mga bentahe sa laki, at ang kanilang monopolyong posisyon ay patuloy na tataas.
Tinataya na ang supply ng polysilicon ng China ay maghahatid ng malakihang paglago mula 2022 hanggang 2025, at ang produksyon ng polysilicon ay aabot sa 1.194 milyong tonelada sa 2025, na nagtutulak sa pagpapalawak ng pandaigdigang sukat ng produksyon ng polysilicon. Noong 2021, sa matinding pagtaas ng presyo ng polysilicon sa China, ang mga pangunahing tagagawa ay namuhunan sa pagtatayo ng mga bagong linya ng produksyon, at sa parehong oras ay nakakaakit ng mga bagong tagagawa na sumali sa industriya. Dahil ang mga proyektong polysilicon ay tatagal ng hindi bababa sa isa at kalahati hanggang dalawang taon mula sa konstruksyon hanggang sa produksyon, ang bagong konstruksyon sa 2021 ay matatapos. Ang kapasidad ng produksyon ay karaniwang inilalagay sa produksyon sa ikalawang kalahati ng 2022 at 2023. Ito ay lubos na naaayon sa mga bagong plano ng proyekto na inihayag ng mga pangunahing tagagawa sa kasalukuyan. Ang bagong kapasidad ng produksyon sa 2022-2025 ay pangunahing naka-concentrate sa 2022 at 2023. Pagkatapos nito, habang ang supply at demand ng polysilicon at ang presyo ay unti-unting tumatag, ang kabuuang kapasidad ng produksyon sa industriya ay unti-unting magpapatatag. Pababa, iyon ay, unti-unting bumababa ang rate ng paglago ng kapasidad ng produksyon. Bilang karagdagan, ang rate ng paggamit ng kapasidad ng mga polysilicon enterprise ay nanatili sa isang mataas na antas sa nakalipas na dalawang taon, ngunit ito ay magtatagal para sa produksyon ng kapasidad ng mga bagong proyekto upang rampa up, at ito ay mangangailangan ng isang proseso para sa mga bagong pasok upang makabisado ang kaugnay na teknolohiya sa paghahanda. Samakatuwid, mababa ang kapasidad ng paggamit ng mga bagong proyektong polysilicon sa susunod na ilang taon. Mula dito, ang produksyon ng polysilicon sa 2022-2025 ay maaaring mahulaan, at ang produksyon ng polysilicon sa 2025 ay inaasahang magiging halos 1.194 milyong tonelada.
Ang konsentrasyon ng kapasidad ng produksyon sa ibang bansa ay medyo mataas, at ang rate at bilis ng pagtaas ng produksyon sa susunod na tatlong taon ay hindi kasing taas ng China. Ang kapasidad ng produksyon ng polysilicon sa ibang bansa ay pangunahing nakakonsentra sa apat na nangungunang kumpanya, at ang iba ay higit sa lahat ay maliit na kapasidad ng produksyon. Sa mga tuntunin ng kapasidad ng produksyon, sinakop ng Wacker Chem ang kalahati ng kapasidad ng produksyon ng polysilicon sa ibang bansa. Ang mga pabrika nito sa Alemanya at Estados Unidos ay may mga kapasidad sa produksyon na 60,000 tonelada at 20,000 tonelada, ayon sa pagkakabanggit. Ang matalim na pagpapalawak ng pandaigdigang kapasidad ng produksyon ng polysilicon sa 2022 at higit pa ay maaaring magdulot ng Nababahala tungkol sa labis na suplay, ang kumpanya ay nasa isang wait-and-see state pa rin at hindi nagplanong magdagdag ng bagong kapasidad sa produksyon. Ang South Korean polysilicon giant OCI ay unti-unting nililipat ang solar-grade polysilicon production line nito sa Malaysia habang pinapanatili ang orihinal na electronic-grade polysilicon production line sa China, na pinaplanong umabot sa 5,000 tonelada sa 2022. Ang kapasidad ng produksyon ng OCI sa Malaysia ay aabot sa 27,000 tonelada at 30,000 tonelada sa 2020 at 2021, na nakakamit ng mababang gastos sa pagkonsumo ng enerhiya at umiiwas sa mataas na taripa ng China sa polysilicon sa United States at South Korea. Plano ng kumpanya na gumawa ng 95,000 tonelada ngunit ang petsa ng pagsisimula ay hindi malinaw. Inaasahang tataas ito sa antas na 5,000 tonelada kada taon sa susunod na apat na taon. Ang kumpanyang Norwegian na REC ay may dalawang base ng produksyon sa estado ng Washington at Montana, USA, na may taunang kapasidad sa produksyon na 18,000 tonelada ng solar-grade polysilicon at 2,000 tonelada ng electronic-grade polysilicon. Ang REC, na nasa matinding problema sa pananalapi, ay piniling suspindihin ang produksyon, at pagkatapos ay pinasigla ng pagtaas ng presyo ng polysilicon noong 2021, nagpasya ang kumpanya na i-restart ang produksyon ng 18,000 tonelada ng mga proyekto sa estado ng Washington at 2,000 tonelada sa Montana sa pagtatapos ng 2023 , at maaaring kumpletuhin ang ramp-up ng kapasidad ng produksyon sa 2024. Ang Hemlock ay ang pinakamalaking producer ng polysilicon sa United States, na dalubhasa sa high-purity na electronic-grade polysilicon. Ang mga high-tech na hadlang sa produksyon ay nagpapahirap sa mga produkto ng kumpanya na mapalitan sa merkado. Kasama ang katotohanan na ang kumpanya ay hindi nagpaplano na magtayo ng mga bagong proyekto sa loob ng ilang taon, inaasahan na ang kapasidad ng produksyon ng kumpanya ay magiging 2022-2025. Ang taunang output ay nananatili sa 18,000 tonelada. Bilang karagdagan, sa 2021, ang bagong kapasidad ng produksyon ng mga kumpanya maliban sa apat na kumpanya sa itaas ay magiging 5,000 tonelada. Dahil sa kakulangan ng pag-unawa sa mga plano ng produksyon ng lahat ng mga kumpanya, ipinapalagay dito na ang bagong kapasidad ng produksyon ay magiging 5,000 tonelada bawat taon mula 2022 hanggang 2025.
Ayon sa kapasidad ng produksyon sa ibang bansa, tinatantya na ang produksyon ng polysilicon sa ibang bansa sa 2025 ay magiging mga 176,000 tonelada, sa pag-aakalang ang rate ng paggamit ng kapasidad ng produksyon ng polysilicon sa ibang bansa ay nananatiling hindi nagbabago. Matapos tumaas nang husto ang presyo ng polysilicon noong 2021, ang mga kumpanyang Tsino ay tumaas ang produksyon at pinalawak ang produksyon. Sa kabaligtaran, ang mga kumpanya sa ibang bansa ay mas maingat sa kanilang mga plano para sa mga bagong proyekto. Ito ay dahil ang pangingibabaw ng industriya ng polysilicon ay nasa kontrol na ng China, at ang bulag na pagtaas ng produksyon ay maaaring magdulot ng pagkalugi. Mula sa bahagi ng gastos, ang pagkonsumo ng enerhiya ay ang pinakamalaking bahagi ng halaga ng polysilicon, kaya ang presyo ng kuryente ay napakahalaga, at ang Xinjiang, Inner Mongolia, Sichuan at iba pang mga rehiyon ay may malinaw na mga pakinabang. Mula sa panig ng demand, bilang direktang ibaba ng polysilicon, ang produksyon ng silicon wafer ng China ay nagkakahalaga ng higit sa 99% ng kabuuan ng mundo. Ang downstream na industriya ng polysilicon ay higit sa lahat puro sa China. Ang presyo ng polysilicon na ginawa ay mababa, ang gastos sa transportasyon ay mababa, at ang demand ay ganap na garantisadong. Pangalawa, ang China ay nagpataw ng medyo mataas na anti-dumping tariffs sa mga pag-import ng solar-grade polysilicon mula sa United States at South Korea, na lubos na napigilan ang pagkonsumo ng polysilicon mula sa United States at South Korea . Maging maingat sa pagbuo ng mga bagong proyekto; bilang karagdagan, sa mga nagdaang taon, ang mga negosyo ng polysilicon sa ibang bansa ng China ay mabagal na umunlad dahil sa epekto ng mga taripa, at ang ilang mga linya ng produksyon ay nabawasan o nagsara pa nga, at ang kanilang proporsyon sa pandaigdigang produksyon ay bumababa taon-taon, kaya sila ay hindi maihahambing sa pagtaas ng mga presyo ng polysilicon sa 2021 bilang mataas na kita ng kumpanyang Tsino, ang mga kondisyon sa pananalapi ay hindi sapat upang suportahan ang mabilis at malakihang pagpapalawak ng kapasidad ng produksyon.
Batay sa kani-kanilang mga pagtataya ng produksyon ng polysilicon sa China at sa ibang bansa mula 2022 hanggang 2025, ang hinulaang halaga ng pandaigdigang produksyon ng polysilicon ay maaaring buuin. Tinatayang aabot sa 1.371 milyong tonelada ang pandaigdigang produksyon ng polysilicon sa 2025. Ayon sa tinatayang halaga ng produksyon ng polysilicon, ang bahagi ng Tsina sa pandaigdigang proporsyon ay maaaring halos makuha. Inaasahang unti-unting lalawak ang bahagi ng China mula 2022 hanggang 2025, at lalampas ito sa 87% sa 2025.
6, Buod at Outlook
Ang polysilicon ay matatagpuan sa ibaba ng agos ng pang-industriyang silikon at sa itaas ng buong kadena ng industriya ng photovoltaic at semiconductor, at ang katayuan nito ay napakahalaga. Ang kadena ng industriya ng photovoltaic ay karaniwang polysilicon-silicon wafer-cell-module-photovoltaic na naka-install na kapasidad, at ang semiconductor industry chain ay karaniwang polysilicon-monocrystalline silicon wafer-silicon wafer-chip. Ang iba't ibang gamit ay may iba't ibang pangangailangan sa kadalisayan ng polysilicon. Ang industriya ng photovoltaic ay pangunahing gumagamit ng solar-grade polysilicon, at ang industriya ng semiconductor ay gumagamit ng electronic-grade polysilicon. Ang una ay may purity range na 6N-8N, habang ang huli ay nangangailangan ng purity na 9N o higit pa.
Sa loob ng maraming taon, ang pangunahing proseso ng produksyon ng polysilicon ay ang pinahusay na pamamaraan ng Siemens sa buong mundo. Sa mga nakalipas na taon, aktibong ginalugad ng ilang kumpanya ang mas mababang gastos na paraan ng silane fluidized bed, na maaaring magkaroon ng epekto sa pattern ng produksyon. Ang hugis ng baras na polysilicon na ginawa ng binagong pamamaraan ng Siemens ay may mga katangian ng mataas na pagkonsumo ng enerhiya, mataas na gastos at mataas na kadalisayan, habang ang butil-butil na silikon na ginawa ng paraan ng silane fluidized bed ay may mga katangian ng mababang pagkonsumo ng enerhiya, mababang gastos at medyo mababa ang kadalisayan. . Napagtanto ng ilang kumpanyang Tsino ang mass production ng butil-butil na silikon at ang teknolohiya ng paggamit ng butil-butil na silikon upang hilahin ang polysilicon, ngunit hindi ito malawak na na-promote. Kung mapapalitan ng butil-butil na silikon ang dating sa hinaharap ay depende sa kung ang kalamangan sa gastos ay maaaring masakop ang kawalan ng kalidad, ang epekto ng mga aplikasyon sa ibaba ng agos, at ang pagpapabuti ng kaligtasan ng silane. Sa mga nagdaang taon, ang pandaigdigang produksyon ng polysilicon ay tumaas taon-taon, at unti-unting nagtitipon sa China. Mula 2017 hanggang 2021, ang pandaigdigang taunang produksyon ng polysilicon ay tataas mula 432,000 tonelada hanggang 631,000 tonelada, na may pinakamabilis na paglago noong 2021. Sa panahon, ang pandaigdigang produksyon ng polysilicon ay unti-unting naging mas puro sa China, at ang proporsyon ng produksyon ng polysilicon ng China ay tumaas mula sa 56.02% sa 2017 hanggang 80.03% sa 2021. Mula 2022 hanggang 2025, ang supply ng polysilicon ay maghahatid ng malakihang paglago. Tinatayang ang produksyon ng polysilicon sa 2025 ay magiging 1.194 milyong tonelada sa China, at ang produksyon sa ibang bansa ay aabot sa 176,000 tonelada. Samakatuwid, ang pandaigdigang produksyon ng polysilicon sa 2025 ay magiging mga 1.37 milyong tonelada.
(Ang artikulong ito ay para lamang sa sanggunian ng mga customer ng UrbanMines at hindi kumakatawan sa anumang payo sa pamumuhunan）