The Analysis of the Present Situation for Industrial Chain, Production and Supply of Polysilicon Industry in China

1. Chuỗi công nghiệp Polysilicon: Quá trình sản xuất rất phức tạp và hạ lưu tập trung vào chất bán dẫn quang điện

Polysilicon chủ yếu được sản xuất từ silicon công nghiệp, clo và hydro, và nằm ở thượng nguồn của các chuỗi ngành công nghiệp quang điện và bán dẫn. Theo dữ liệu của CPIA, phương pháp sản xuất polysilicon chính hiện tại trên thế giới là phương pháp SIEMENS đã được sửa đổi, ngoại trừ Trung Quốc, hơn 95% polysilicon được sản xuất theo phương pháp SIEMENS đã sửa đổi. Trong quá trình chuẩn bị polysilicon bằng phương pháp SIEMENS được cải thiện, trước tiên, khí clo được kết hợp với khí hydro để tạo ra hydro clorua, và sau đó nó phản ứng với bột silicon sau khi nghiền và nghiền silicon công nghiệp để tạo ra trichlorosilane. Silicon polycrystalline có thể được tan chảy và làm mát để tạo ra các thỏi silicon đa tinh thể, và silicon đơn tinh thể cũng có thể được sản xuất bởi czochralski hoặc khu vực tan chảy. So với silicon polycrystalline, silicon tinh thể đơn bao gồm các hạt tinh thể có cùng hướng tinh thể, do đó nó có độ dẫn điện và hiệu quả chuyển đổi tốt hơn. Cả các thỏi silicon polycrystalline và các thanh silicon đơn tinh thể có thể được cắt và xử lý thành các tấm silicon và tế bào, từ đó trở thành các phần chính của các mô -đun quang điện và được sử dụng trong trường quang điện. Ngoài ra, các tấm silicon tinh thể đơn cũng có thể được hình thành thành các tấm silicon bằng cách mài lặp lại, đánh bóng, epitaxy, làm sạch và các quy trình khác, có thể được sử dụng làm vật liệu cơ chất cho các thiết bị điện tử bán dẫn.

Nội dung tạp chất Polysilicon là cần thiết nghiêm ngặt và ngành công nghiệp có đặc điểm của đầu tư vốn cao và các rào cản kỹ thuật cao. Vì độ tinh khiết của polysilicon sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình vẽ silicon tinh thể đơn, nên các yêu cầu độ tinh khiết là vô cùng nghiêm ngặt. Độ tinh khiết tối thiểu của polysilicon là 99,9999%và cao nhất là gần như gần như 100%. Ngoài ra, các tiêu chuẩn quốc gia của Trung Quốc đưa ra các yêu cầu rõ ràng về nội dung tạp chất và dựa trên điều này, polysilicon được chia thành các loại I, II và III, trong đó nội dung của boron, phốt pho, oxy và carbon là một chỉ số tham chiếu quan trọng. "Điều kiện truy cập ngành Polysilicon" quy định rằng các doanh nghiệp phải có hệ thống quản lý và kiểm tra chất lượng âm thanh, và các tiêu chuẩn sản phẩm tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc gia; Ngoài ra, các điều kiện truy cập cũng yêu cầu quy mô và mức tiêu thụ năng lượng của các doanh nghiệp sản xuất polysilicon, chẳng hạn như cấp năng lượng mặt trời, polysilicon điện tử, quy mô dự án lớn hơn 3000 tấn/năm và 1000 tấn/năm, và tỷ lệ đầu tư tối thiểu trong việc đầu tư của các dự án xây dựng và mở rộng mới. Theo thống kê của CPIA, chi phí đầu tư của thiết bị dây chuyền sản xuất Polysilicon 10.000 tấn được đưa vào hoạt động vào năm 2021 đã tăng nhẹ lên 103 triệu nhân dân tệ/kt. Lý do là sự gia tăng giá của vật liệu kim loại số lượng lớn. Dự kiến chi phí đầu tư trong tương lai sẽ tăng theo tiến trình của công nghệ thiết bị sản xuất và giảm monome khi quy mô tăng. Theo các quy định, mức tiêu thụ năng lượng của polysilicon đối với giảm czochralski cấp năng lượng mặt trời và điện tử phải nhỏ hơn 60 kWh/kg và 100 kWh/kg tương ứng và các yêu cầu đối với các chỉ số tiêu thụ năng lượng là tương đối nghiêm ngặt. Sản xuất polysilicon có xu hướng thuộc về ngành công nghiệp hóa học. Quá trình sản xuất tương đối phức tạp và ngưỡng cho các tuyến kỹ thuật, lựa chọn thiết bị, vận hành và vận hành rất cao. Quá trình sản xuất bao gồm nhiều phản ứng hóa học phức tạp và số lượng nút điều khiển là hơn 1.000. Rất khó cho những người mới tham gia nhanh chóng làm chủ nghề thủ công trưởng thành. Do đó, có những rào cản vốn và kỹ thuật cao trong ngành sản xuất polysilicon, cũng thúc đẩy các nhà sản xuất polysilicon thực hiện tối ưu hóa kỹ thuật nghiêm ngặt của quy trình quy trình, bao bì và quá trình vận chuyển.

2. Phân loại Polysilicon: Độ tinh khiết xác định sử dụng và cấp năng lượng mặt trời chiếm giữ dòng chính

Silicon polycrystalline, một dạng silicon nguyên tố, bao gồm các hạt tinh thể với các hướng tinh thể khác nhau, và chủ yếu được tinh chế bằng cách xử lý silicon công nghiệp. Sự xuất hiện của polysilicon là ánh kim loại màu xám, và điểm nóng chảy là khoảng 1410. Nó không hoạt động ở nhiệt độ phòng và hoạt động nhiều hơn ở trạng thái nóng chảy. Polysilicon có tính chất bán dẫn và là một vật liệu bán dẫn cực kỳ quan trọng và tuyệt vời, nhưng một lượng nhỏ tạp chất có thể ảnh hưởng lớn đến độ dẫn của nó. Có nhiều phương pháp phân loại cho polysilicon. Ngoài việc phân loại nêu trên theo tiêu chuẩn quốc gia của Trung Quốc, ba phương pháp phân loại quan trọng hơn được giới thiệu ở đây. Theo các yêu cầu và sử dụng độ tinh khiết khác nhau, polysilicon có thể được chia thành polysilicon cấp năng lượng mặt trời và polysilicon cấp điện tử. Polysilicon cấp năng lượng mặt trời chủ yếu được sử dụng trong việc sản xuất các tế bào quang điện, trong khi polysilicon cấp điện tử được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp mạch tích hợp làm nguyên liệu cho chip và sản xuất khác. Độ tinh khiết của polysilicon cấp mặt trời là 6 ~ 8N, nghĩa là tổng hàm lượng tạp chất được yêu cầu thấp hơn 10 -6 và độ tinh khiết của polysilicon phải đạt 99,9999% trở lên. Các yêu cầu độ tinh khiết của polysilicon cấp điện tử nghiêm ngặt hơn, với tối thiểu 9n và tối đa hiện tại là 12N. Việc sản xuất polysilicon cấp điện tử là tương đối khó khăn. Có rất ít doanh nghiệp Trung Quốc đã thành thạo công nghệ sản xuất của polysilicon cấp điện tử và họ vẫn tương đối phụ thuộc vào nhập khẩu. Hiện tại, đầu ra của polysilicon cấp năng lượng mặt trời lớn hơn nhiều so với polysilicon cấp điện tử, và cái trước là khoảng 13,8 lần so với sau này.

Theo sự khác biệt của tạp chất doping và loại dẫn điện của vật liệu silicon, nó có thể được chia thành loại p và loại n. Khi silicon pha tạp với các yếu tố tạp chất chấp nhận, chẳng hạn như boron, nhôm, gallium, v.v., nó bị chi phối bởi dẫn truyền lỗ và là loại p. Khi silicon pha tạp với các yếu tố tạp chất của nhà tài trợ, chẳng hạn như phốt pho, asen, antimon, v.v., nó bị chi phối bởi dẫn truyền electron và là loại N. Pin loại P chủ yếu bao gồm pin BSF và pin PERC. Vào năm 2021, pin PERC sẽ chiếm hơn 91% thị trường toàn cầu và pin BSF sẽ bị loại bỏ. Trong khoảng thời gian khi PERC thay thế BSF, hiệu quả chuyển đổi của các tế bào loại P đã tăng từ dưới 20%lên hơn 23% Dây chuyền sản xuất hàng loạt cho pin loại N. Theo dự báo của CPIA, tỷ lệ pin loại N sẽ tăng đáng kể từ 3% lên 13,4% vào năm 2022. Dự kiến trong năm năm tới, việc lặp lại của pin loại N thành pin loại P sẽ được sử dụng. Bề mặt của vật liệu dày đặc có mức độ đồng bào thấp nhất, dưới 5 mm, không có bất thường màu, không có lớp oxy hóa và giá cao nhất; Bề mặt của vật liệu súp lơ có mức độ lõm vừa phải, 5-20mm, phần vừa phải và giá là tầm trung; Mặc dù bề mặt của vật liệu san hô có độ lõm nghiêm trọng hơn, độ sâu lớn hơn 20 mm, phần này lỏng lẻo và giá là thấp nhất. Vật liệu dày đặc được sử dụng chủ yếu để vẽ silicon đơn tinh thể, trong khi vật liệu súp lơ và vật liệu san hô chủ yếu được sử dụng để tạo ra các tấm silicon polycrystalline. Trong sản xuất hàng ngày của các doanh nghiệp, vật liệu dày đặc có thể được pha tạp với vật liệu súp lơ không dưới 30% để tạo ra silicon đơn tinh thể. Chi phí của nguyên liệu thô có thể được tiết kiệm, nhưng việc sử dụng vật liệu súp lơ sẽ làm giảm hiệu quả kéo tinh thể đến một mức độ nhất định. Các doanh nghiệp cần chọn tỷ lệ doping thích hợp sau khi cân hai. Gần đây, sự khác biệt về giá giữa vật liệu dày đặc và vật liệu súp lơ về cơ bản đã ổn định ở mức 3 RMB /kg. Nếu sự khác biệt về giá được mở rộng hơn nữa, các công ty có thể xem xét việc pha tạp hơn vật liệu súp lơ trong kéo silicon đơn tinh thể.

3. Quá trình: Phương pháp Siemens chiếm dòng chính và mức tiêu thụ điện

Quá trình sản xuất của polysilicon được chia thành hai bước. Trong bước đầu tiên, bột silicon công nghiệp được phản ứng với hydro clorua khan để thu được trichlorosilane và hydro. Sau khi chưng cất và tinh chế lặp đi lặp lại, trichlorosilane khí, dichlorodihydrosilicon và silane; Bước thứ hai là giảm khí có độ tinh khiết cao ở trên thành silicon tinh thể, và bước giảm khác nhau trong phương pháp Siemens đã sửa đổi và phương pháp giường chất lỏng silane. Phương pháp Siemens được cải tiến có công nghệ sản xuất trưởng thành và chất lượng sản phẩm cao, và hiện là công nghệ sản xuất được sử dụng rộng rãi nhất. Phương pháp sản xuất SIEMENS truyền thống là sử dụng clo và hydro để tổng hợp hydro clorua khan, hydro clorua và silicon công nghiệp bột để tổng hợp trichlorosilane ở một nhiệt độ nhất định, sau đó tách rời, điều chỉnh và tinh chế trichlorosilane. Silicon trải qua phản ứng giảm nhiệt trong lò khử hydro để thu được silicon nguyên tố lắng đọng trên lõi silicon. Trên cơ sở này, quy trình SIEMENS được cải thiện cũng được trang bị quy trình hỗ trợ để tái chế một lượng lớn các sản phẩm phụ như hydro, hydro clorua và silicon tetrachloride được sản xuất trong quá trình sản xuất, chủ yếu bao gồm thu hồi khí đuôi và công nghệ Tetrachloride silicon. Hydrogen, hydro clorua, trichlorosilane và silicon tetrachloride trong khí thải được phân tách bằng phục hồi khô. Hydrogen và hydro clorua có thể được tái sử dụng để tổng hợp và tinh chế với trichlorosilane, và trichlorosilane được tái chế trực tiếp thành giảm nhiệt. Tinh chế được thực hiện trong lò, và silicon tetrachloride được hydro hóa để tạo ra trichlorosilane, có thể được sử dụng để tinh chế. Bước này cũng được gọi là điều trị hydro hóa lạnh. Bằng cách hiện thực hóa sản xuất mạch kín, các doanh nghiệp có thể giảm đáng kể việc tiêu thụ nguyên liệu và điện, do đó tiết kiệm chi phí sản xuất một cách hiệu quả.

Chi phí sản xuất polysilicon bằng phương pháp SIEMENS được cải thiện ở Trung Quốc bao gồm nguyên liệu thô, tiêu thụ năng lượng, khấu hao, chi phí xử lý, v.v ... Tiến bộ công nghệ trong ngành đã giảm đáng kể chi phí. Các nguyên liệu thô chủ yếu đề cập đến silicon công nghiệp và trichlorosilane, mức tiêu thụ năng lượng bao gồm điện và hơi nước, và chi phí xử lý đề cập đến chi phí kiểm tra và sửa chữa của thiết bị sản xuất. Theo thống kê của Baichuan Yingfu về chi phí sản xuất polysilicon vào đầu tháng 6 năm 2022, nguyên liệu thô là mặt hàng chi phí cao nhất, chiếm 41% tổng chi phí, trong đó silicon công nghiệp là nguồn chính của silicon. Tiêu thụ đơn vị silicon thường được sử dụng trong ngành đại diện cho lượng silicon tiêu thụ trên mỗi đơn vị các sản phẩm silicon tinh khiết cao. Phương pháp tính toán là để chuyển đổi tất cả các vật liệu chứa silicon như bột silicon công nghiệp thuê ngoài và trichlorosilane thành silicon tinh khiết, sau đó khấu trừ chlorosilane thuê ngoài theo lượng silicon tinh khiết được chuyển đổi từ tỷ lệ hàm lượng silicon. Theo dữ liệu CPIA, mức độ tiêu thụ silicon sẽ giảm 0,01 kg/kg-si xuống còn 1,09 kg/kg-si vào năm 2021. Dự kiến sẽ cải thiện việc điều trị hydro hóa lạnh và tái chế sản phẩm phụ, dự kiến sẽ giảm xuống 1,07 kg/kg. Theo thống kê không đầy đủ, mức tiêu thụ silicon của năm công ty hàng đầu Trung Quốc trong ngành công nghiệp polysilicon thấp hơn mức trung bình của ngành. Được biết, hai trong số chúng sẽ tiêu thụ 1,08 kg/kg-si và 1,05 kg/kg-si tương ứng vào năm 2021. Tỷ lệ cao thứ hai là mức tiêu thụ năng lượng, chiếm 32% trong đó tổng số tiền điện cho thấy 30% chi phí, cho thấy giá điện và hiệu quả vẫn là các yếu tố quan trọng đối với Polysilic. Hai chỉ số chính để đo lường hiệu quả năng lượng là tiêu thụ năng lượng toàn diện và giảm tiêu thụ năng lượng. Tiêu thụ năng lượng giảm đề cập đến quá trình giảm trichlorosilane và hydro để tạo ra vật liệu silicon tinh khiết cao. Tiêu thụ năng lượng bao gồm làm nóng và lắng đọng lõi silicon. , bảo quản nhiệt, thông gió cuối và tiêu thụ năng lượng quá trình khác. Vào năm 2021, với tiến bộ công nghệ và sử dụng toàn diện năng lượng, mức tiêu thụ năng lượng toàn diện trung bình của sản xuất polysilicon sẽ giảm 5,3% so với năm trước xuống còn 63kWh/kg-Si và mức tiêu thụ năng lượng trung bình sẽ giảm 6,1% so với năm trước xuống 46kWh/kg-SI, dự kiến sẽ giảm thêm trong tương lai. . Ngoài ra, khấu hao cũng là một khoản chi phí quan trọng, chiếm 17%. Điều đáng chú ý là, theo dữ liệu của Baichuan Yingfu, tổng chi phí sản xuất của polysilicon vào đầu tháng 6 năm 2022 là khoảng 55.816 nhân dân tệ/tấn, giá trung bình của polysilicon trên thị trường là khoảng 260.000 nhân dân tệ.

Có hai cách để các nhà sản xuất polysilicon giảm chi phí, một cách là giảm chi phí nguyên liệu và cách kia là giảm mức tiêu thụ điện năng. Về nguyên liệu thô, các nhà sản xuất có thể giảm chi phí nguyên liệu bằng cách ký các thỏa thuận hợp tác lâu dài với các nhà sản xuất silicon công nghiệp, hoặc xây dựng năng lực sản xuất ngược dòng và hạ nguồn. Ví dụ, các nhà máy sản xuất polysilicon về cơ bản dựa vào nguồn cung cấp silicon công nghiệp của riêng họ. Về tiêu thụ điện, các nhà sản xuất có thể giảm chi phí điện bằng giá điện thấp và cải thiện tiêu thụ năng lượng toàn diện. Khoảng 70% mức tiêu thụ điện toàn diện là giảm tiêu thụ điện, và giảm cũng là một liên kết chính trong việc sản xuất silicon tinh thể tinh khiết cao. Do đó, hầu hết khả năng sản xuất polysilicon ở Trung Quốc tập trung ở các khu vực có giá điện thấp như Tân Cương, Nội Mông, Tứ Xuyên và Vân Nam. Tuy nhiên, với sự tiến bộ của chính sách hai carbon, rất khó để có được một lượng lớn tài nguyên năng lượng chi phí thấp. Do đó, giảm mức tiêu thụ điện để giảm là giảm chi phí khả thi hơn ngày nay. Đường. Hiện tại, cách hiệu quả để giảm mức tiêu thụ năng lượng là tăng số lượng lõi silicon trong lò giảm, do đó mở rộng đầu ra của một đơn vị. Hiện tại, các loại lò giảm chính ở Trung Quốc là 36 cặp que, 40 cặp thanh và 48 cặp thanh. Loại lò được nâng cấp lên 60 cặp thanh và 72 cặp thanh, nhưng đồng thời, nó cũng đưa ra các yêu cầu cao hơn đối với cấp độ công nghệ sản xuất của các doanh nghiệp.

So với phương pháp Siemens được cải thiện, phương pháp giường lỏng silane có ba ưu điểm, một là tiêu thụ năng lượng thấp, loại còn lại là sản lượng kéo tinh thể cao và thứ ba là thuận lợi hơn khi kết hợp với công nghệ CZochralski liên tục CCZ tiên tiến hơn. Theo dữ liệu của ngành công nghiệp Silicon, mức tiêu thụ năng lượng toàn diện của phương pháp giường lỏng silane là 33,33% phương pháp SIEMENS được cải thiện và mức tiêu thụ năng lượng giảm là 10% phương pháp SIEMENS được cải thiện. Phương pháp giường chất lỏng silane có lợi thế tiêu thụ năng lượng đáng kể. Về mặt kéo tinh thể, các tính chất vật lý của silicon hạt có thể giúp dễ dàng lấp đầy hoàn toàn thạch anh trong liên kết thanh kéo silicon tinh thể đơn. Silicon polycrystalline và silicon hạt có thể tăng công suất sạc lò một lò đơn tới 29%, đồng thời giảm thời gian sạc 41%, cải thiện đáng kể hiệu quả kéo của silicon tinh thể đơn. Ngoài ra, silicon hạt có đường kính nhỏ và tính lưu động tốt, phù hợp hơn với phương pháp Czochralski liên tục CCZ. Hiện tại, công nghệ chính của việc kéo tinh thể đơn ở tầm giữa và thấp hơn là phương pháp tái tạo tinh thể đơn RCZ, đó là cho ăn lại và kéo tinh thể sau khi kéo một thanh silicon tinh thể duy nhất được kéo. Bản vẽ được thực hiện cùng một lúc, giúp tiết kiệm thời gian làm mát của thanh silicon tinh thể đơn, do đó hiệu quả sản xuất cao hơn. Sự phát triển nhanh chóng của phương pháp Czochralski liên tục CCZ cũng sẽ thúc đẩy nhu cầu về silicon hạt. Mặc dù silicon hạt có một số nhược điểm, chẳng hạn như nhiều bột silicon được tạo ra bởi ma sát, diện tích bề mặt lớn và sự hấp phụ dễ dàng của các chất ô nhiễm và hydro kết hợp thành hydro trong quá trình nóng chảy, điều này rất dễ bị bỏ qua, nhưng theo thông báo mới nhất của doanh nghiệp silicon liên quan.

Quá trình giường lỏng của Silane đã trưởng thành ở châu Âu và Hoa Kỳ, và nó đang ở giai đoạn sơ khai sau khi giới thiệu các doanh nghiệp Trung Quốc. Ngay từ những năm 1980, silicon hạt nước ngoài được đại diện bởi REC và MEMC bắt đầu khám phá việc sản xuất silicon hạt và nhận ra sản xuất quy mô lớn. Trong số đó, tổng công suất sản xuất của silicon hạt lên tới 10.500 tấn/năm vào năm 2010 và so với các đối tác của Siemens trong cùng thời kỳ, nó có lợi thế chi phí ít nhất là 2-3 USD/kg. Do nhu cầu kéo tinh thể đơn, sản xuất silicon hạt của công ty bị đình trệ và cuối cùng đã ngừng sản xuất, và chuyển sang liên doanh với Trung Quốc để thành lập một doanh nghiệp sản xuất để tham gia vào việc sản xuất silicon hạt.

4. Nguyên liệu thô: Silicon công nghiệp là nguyên liệu thô và nguồn cung có thể đáp ứng nhu cầu mở rộng polysilicon

Silicon công nghiệp là nguyên liệu thô cốt lõi để sản xuất polysilicon. Dự kiến sản lượng silicon công nghiệp của Trung Quốc sẽ tăng trưởng đều đặn từ năm 2022 đến năm 2025. Từ năm 2010 đến năm 2021, sản xuất silicon công nghiệp của Trung Quốc đang trong giai đoạn mở rộng, với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm của năng lực sản xuất và sản lượng lần lượt đạt 7,4% và 8,6%. Theo dữ liệu SMM, mới tăng lênnăng lực sản xuất silicon công nghiệpỞ Trung Quốc sẽ là 890.000 tấn và 1,065 triệu tấn vào năm 2022 và 2023. Giả sử rằng các công ty silicon công nghiệp vẫn sẽ duy trì tỷ lệ sử dụng công suất và tỷ lệ vận hành khoảng 60% trong tương lai, Trung Quốc mới tăng lênCông suất sản xuất vào năm 2022 và 2023 sẽ mang lại sự gia tăng sản lượng 320.000 tấn và 383.000 tấn. Theo ước tính của GFCI,Công suất sản xuất silicon công nghiệp của Trung Quốc trong 23/22/24/25 là khoảng 5,90/697/6,71/6,5 triệu tấn, tương ứng với 3,55/391/4.18/4.38 triệu tấn.

Tốc độ tăng trưởng của hai khu vực hạ lưu còn lại của silicon công nghiệp chồng chất tương đối chậm và sản xuất silicon công nghiệp của Trung Quốc về cơ bản có thể đáp ứng việc sản xuất polysilicon. Năm 2021, công suất sản xuất silicon công nghiệp của Trung Quốc sẽ là 5,385 triệu tấn, tương ứng với sản lượng 3,213 triệu tấn, trong đó polysilicon, silicon hữu cơ và hợp kim nhôm sẽ tiêu thụ lần lượt là 623.000 tấn, 898.000 tấn. Ngoài ra, gần 780.000 tấn sản lượng được sử dụng để xuất khẩu. Năm 2021, việc tiêu thụ polysilicon, hợp kim silicon và nhôm hữu cơ sẽ chiếm 19%, 28%và 20%silicon công nghiệp, tương ứng. Từ năm 2022 đến 2025, tốc độ tăng trưởng của sản xuất silicon hữu cơ dự kiến sẽ duy trì ở mức khoảng 10%và tốc độ tăng trưởng của sản xuất hợp kim nhôm thấp hơn 5%. Do đó, chúng tôi tin rằng lượng silicon công nghiệp có thể được sử dụng cho polysilicon vào năm 2022-2025 là tương đối đủ, có thể đáp ứng đầy đủ nhu cầu của polysilicon. nhu cầu sản xuất.

5. Cung cấp Polysilicon:Trung Quốcchiếm một vị trí thống trị và sản xuất dần dần tập hợp các doanh nghiệp hàng đầu

Trong những năm gần đây, sản xuất polysilicon toàn cầu đã tăng lên hàng năm và dần dần tập trung tại Trung Quốc. Từ năm 2017 đến 2021, sản xuất polysilicon hàng năm toàn cầu đã tăng từ 432.000 tấn lên 631.000 tấn, với mức tăng trưởng nhanh nhất vào năm 2021, với tốc độ tăng trưởng là 21,11%. Trong giai đoạn này, sản lượng polysilicon toàn cầu tập trung dần ở Trung Quốc và tỷ lệ sản lượng polysilicon của Trung Quốc tăng từ 56,02% trong năm 2017 lên 80,03% vào năm 2021. So sánh các công ty đã tăng của Polysilicon trong năm 2010 và mức tăng của các công ty đã tăng so với mức tăng của các công ty của Trung Quốc. mười đội hàng đầu, như Hemolock, OCI, REC và MEMC; Sự tập trung của ngành đã tăng đáng kể và tổng công suất sản xuất của mười công ty hàng đầu trong ngành đã tăng từ 57,7% lên 90,3%. Năm 2021, có năm công ty Trung Quốc chiếm hơn 10% năng lực sản xuất, chiếm tổng cộng 65,7%. . Có ba lý do chính cho việc chuyển dần ngành công nghiệp polysilicon sang Trung Quốc. Đầu tiên, các nhà sản xuất polysilicon Trung Quốc có những lợi thế đáng kể về nguyên liệu thô, điện và chi phí lao động. Tiền lương của người lao động thấp hơn so với nước ngoài, vì vậy chi phí sản xuất chung ở Trung Quốc thấp hơn nhiều so với nước ngoài, và sẽ tiếp tục giảm với tiến bộ công nghệ; Thứ hai, chất lượng của các sản phẩm polysilicon Trung Quốc liên tục được cải thiện, hầu hết trong số đó là ở cấp độ hạng nhất ở cấp độ năng lượng mặt trời và các doanh nghiệp tiên tiến cá nhân đang trong các yêu cầu tinh khiết. Những đột phá đã được thực hiện trong công nghệ sản xuất của polysilicon điện tử cao hơn, dần dần mở ra việc thay thế polysilicon cấp điện tử trong nước để nhập khẩu và các doanh nghiệp hàng đầu của Trung Quốc đang tích cực thúc đẩy xây dựng các dự án polysilicon cấp điện tử. Sản lượng sản xuất của các tấm silicon ở Trung Quốc là hơn 95% tổng sản lượng sản xuất toàn cầu, điều này đã tăng dần tỷ lệ tự cung tự cấp của Polysilicon đối với Trung Quốc, vốn đã ngăn chặn thị trường của các doanh nghiệp polysilicon ở nước ngoài ở một mức độ nhất định.

Từ năm 2017 đến 2021, sản lượng hàng năm của polysilicon ở Trung Quốc sẽ tăng đều đặn, chủ yếu ở các khu vực giàu tài nguyên năng lượng như Tân Cương, Nội Mông và Tứ Xuyên. Năm 2021, sản lượng polysilicon của Trung Quốc sẽ tăng từ 392.000 tấn lên 505.000 tấn, tăng 28,83%. Về năng lực sản xuất, năng lực sản xuất polysilicon của Trung Quốc thường có xu hướng tăng, nhưng nó đã giảm vào năm 2020 do sự tắt máy của một số nhà sản xuất. Ngoài ra, tỷ lệ sử dụng công suất của các doanh nghiệp polysilicon Trung Quốc đã tăng liên tục kể từ năm 2018 và tỷ lệ sử dụng công suất trong năm 2021 sẽ đạt 97,12%. Về các tỉnh, sản xuất polysilicon của Trung Quốc vào năm 2021 chủ yếu tập trung ở các khu vực có giá điện thấp như Tân Cương, Nội Mông và Tứ Xuyên. Sản lượng của Tân Cương là 270.400 tấn, chiếm hơn một nửa tổng sản lượng ở Trung Quốc.

Ngành công nghiệp Polysilicon của Trung Quốc được đặc trưng bởi mức độ tập trung cao, với giá trị CR6 là 77%, và sẽ có một xu hướng tăng thêm trong tương lai. Sản xuất Polysilicon là một ngành công nghiệp có vốn cao và các rào cản kỹ thuật cao. Việc xây dựng dự án và chu kỳ sản xuất thường là hai năm trở lên. Rất khó để các nhà sản xuất mới tham gia vào ngành. Đánh giá từ việc mở rộng theo kế hoạch được biết đến và các dự án mới trong ba năm tới, các nhà sản xuất độc quyền trong ngành sẽ tiếp tục mở rộng năng lực sản xuất của họ nhờ vào công nghệ và lợi thế quy mô của riêng họ, và vị trí độc quyền của họ sẽ tiếp tục tăng.

Người ta ước tính rằng nguồn cung polysilicon của Trung Quốc sẽ mở ra một mức tăng trưởng quy mô lớn từ năm 2022 đến năm 2025 và sản xuất polysilicon sẽ đạt 1,194 triệu tấn vào năm 2025, thúc đẩy việc mở rộng quy mô sản xuất polysilicon toàn cầu. Năm 2021, với sự gia tăng mạnh về giá của polysilicon ở Trung Quốc, các nhà sản xuất lớn đã đầu tư vào việc xây dựng các dây chuyền sản xuất mới, đồng thời thu hút các nhà sản xuất mới tham gia vào ngành. Vì các dự án Polysilicon sẽ mất ít nhất một rưỡi đến hai năm từ việc xây dựng đến sản xuất, việc xây dựng mới vào năm 2021 sẽ được hoàn thành. Năng lực sản xuất thường được đưa vào sản xuất vào nửa cuối năm 2022 và 2023. Điều này rất phù hợp với các kế hoạch dự án mới được công bố bởi các nhà sản xuất lớn hiện nay. Năng lực sản xuất mới vào năm 2022-2025 chủ yếu tập trung vào năm 2022 và 2023. Sau đó, khi cung và cầu của polysilicon và giá ổn định dần, tổng năng lực sản xuất trong ngành sẽ dần dần ổn định. Giảm, nghĩa là, tốc độ tăng trưởng của năng lực sản xuất giảm dần. Ngoài ra, tỷ lệ sử dụng công suất của các doanh nghiệp polysilicon vẫn ở mức cao trong hai năm qua, nhưng sẽ mất thời gian để năng lực sản xuất của các dự án mới tăng cường, và sẽ có một quy trình để những người mới tham gia để thành thạo công nghệ chuẩn bị có liên quan. Do đó, tỷ lệ sử dụng công suất của các dự án polysilicon mới trong vài năm tới sẽ thấp. Từ đó, việc sản xuất polysilicon vào năm 2022-2025 có thể được dự đoán và sản xuất polysilicon vào năm 2025 dự kiến sẽ là khoảng 1,194 triệu tấn.

Nồng độ năng lực sản xuất ở nước ngoài là tương đối cao, và tốc độ và tốc độ sản xuất tăng trong ba năm tới sẽ không cao như của Trung Quốc. Năng lực sản xuất polysilicon ở nước ngoài chủ yếu tập trung ở bốn công ty hàng đầu, và phần còn lại chủ yếu là năng lực sản xuất nhỏ. Về năng lực sản xuất, Wacker Chem chiếm một nửa năng lực sản xuất polysilicon ở nước ngoài. Các nhà máy của nó ở Đức và Hoa Kỳ có năng lực sản xuất lần lượt là 60.000 tấn và 20.000 tấn. Sự mở rộng mạnh mẽ của năng lực sản xuất polysilicon toàn cầu vào năm 2022 và hơn thế nữa có thể mang lại mối quan tâm về tình trạng thừa cung, công ty vẫn đang ở trong tình trạng chờ đợi và không có kế hoạch bổ sung năng lực sản xuất mới. OCI khổng lồ Polysilicon Hàn Quốc đang dần chuyển dây chuyền sản xuất polysilicon cấp năng lượng mặt trời của mình đến Malaysia trong khi vẫn giữ được dây chuyền sản xuất polysilicon cấp điện tử gốc ở Trung Quốc, dự kiến đạt 5.000 tấn trong 2022. Polysilicon ở Hoa Kỳ và Hàn Quốc. Công ty có kế hoạch sản xuất 95.000 tấn nhưng ngày bắt đầu không rõ ràng. Dự kiến sẽ tăng ở mức 5.000 tấn mỗi năm trong bốn năm tới. Công ty Na Uy Rec có hai cơ sở sản xuất tại Tiểu bang Washington và Montana, Hoa Kỳ, với công suất sản xuất hàng năm là 18.000 tấn polysilicon cấp năng lượng mặt trời và 2.000 tấn polysilicon cấp điện tử. REC, trong tình trạng khó khăn tài chính sâu sắc, đã chọn đình chỉ sản xuất, và sau đó được kích thích bởi sự bùng nổ của giá polysilicon vào năm 2021, công ty đã quyết định khởi động lại sản xuất 18.000 tấn dự án ở bang Washington và 2.000 tấn tại Montana vào cuối năm 2023, và có thể hoàn thành công suất sản xuất tăng cường. Polysilicon. Các rào cản công nghệ cao đối với sản xuất gây khó khăn cho các sản phẩm của công ty được thay thế trên thị trường. Kết hợp với thực tế là công ty không có kế hoạch xây dựng các dự án mới trong vòng một vài năm, dự kiến năng lực sản xuất của công ty sẽ là 2022-2025. Sản lượng hàng năm vẫn ở mức 18.000 tấn. Ngoài ra, vào năm 2021, năng lực sản xuất mới của các công ty khác ngoài bốn công ty trên sẽ là 5.000 tấn. Do sự thiếu hiểu biết về kế hoạch sản xuất của tất cả các công ty, người ta cho rằng năng lực sản xuất mới sẽ là 5.000 tấn mỗi năm từ năm 2022 đến 2025.

Theo năng lực sản xuất ở nước ngoài, người ta ước tính rằng sản xuất polysilicon ở nước ngoài vào năm 2025 sẽ là khoảng 176.000 tấn, giả sử rằng tỷ lệ sử dụng của khả năng sản xuất polysilicon ở nước ngoài vẫn không thay đổi. Sau khi giá của polysilicon đã tăng mạnh vào năm 2021, các công ty Trung Quốc đã tăng sản lượng và mở rộng sản xuất. Ngược lại, các công ty ở nước ngoài thận trọng hơn trong kế hoạch của họ cho các dự án mới. Điều này là do sự thống trị của ngành công nghiệp polysilicon đã nằm trong tầm kiểm soát của Trung Quốc, và việc sản xuất tăng lên một cách mù quáng có thể mang lại tổn thất. Từ phía chi phí, mức tiêu thụ năng lượng là thành phần lớn nhất trong chi phí của polysilicon, vì vậy giá điện là rất quan trọng, và Tân Cương, Nội Mông, Tứ Xuyên và các khu vực khác có lợi thế rõ ràng. Từ phía nhu cầu, với tư cách là hạ lưu trực tiếp của polysilicon, sản xuất wafer silicon của Trung Quốc chiếm hơn 99% tổng số thế giới. Ngành công nghiệp hạ nguồn của polysilicon chủ yếu tập trung ở Trung Quốc. Giá của polysilicon được sản xuất là thấp, chi phí vận chuyển thấp và nhu cầu được đảm bảo đầy đủ. Thứ hai, Trung Quốc đã áp đặt thuế quan chống bán phá giá tương đối cao đối với nhập khẩu polysilicon cấp năng lượng mặt trời từ Hoa Kỳ và Hàn Quốc, nơi đã ngăn chặn rất nhiều việc tiêu thụ polysilicon từ Hoa Kỳ và Hàn Quốc. Hãy thận trọng trong việc xây dựng các dự án mới; Ngoài ra, trong những năm gần đây, các doanh nghiệp polysilicon ở nước ngoài của Trung Quốc đã chậm phát triển do tác động của thuế quan, và một số dây chuyền sản xuất đã giảm hoặc thậm chí ngừng hoạt động, và tỷ lệ của chúng trong sản xuất toàn cầu đã giảm theo năm, do đó chúng sẽ không tăng giá cao.

Dựa trên các dự báo tương ứng về sản xuất polysilicon ở Trung Quốc và nước ngoài từ năm 2022 đến năm 2025, giá trị dự đoán của sản xuất polysilicon toàn cầu có thể được tóm tắt. Người ta ước tính rằng việc sản xuất polysilicon toàn cầu vào năm 2025 sẽ đạt 1,371 triệu tấn. Theo giá trị dự báo của sản xuất polysilicon, tỷ lệ tỷ lệ toàn cầu của Trung Quốc có thể thu được gần như. Dự kiến tỷ lệ của Trung Quốc sẽ dần dần mở rộng từ năm 2022 đến 2025 và nó sẽ vượt quá 87% vào năm 2025.

6, Tóm tắt và triển vọng

Polysilicon nằm ở hạ lưu của silicon công nghiệp và thượng nguồn của toàn bộ chuỗi ngành công nghiệp quang điện và bán dẫn, và tình trạng của nó rất quan trọng. Chuỗi ngành công nghiệp quang điện nói chung là công suất lắp đặt polysilicon-silicon-wafer-cell-photovoltaic, và chuỗi công nghiệp bán dẫn thường là polysilicon-monocrystalline silicon wafer-silicon-chip. Sử dụng khác nhau có các yêu cầu khác nhau về độ tinh khiết của polysilicon. Ngành công nghiệp quang điện chủ yếu sử dụng polysilicon cấp năng lượng mặt trời và ngành công nghiệp bán dẫn sử dụng polysilicon cấp điện tử. Cái trước có phạm vi độ tinh khiết 6n-8n, trong khi cái sau đòi hỏi độ tinh khiết từ 9n trở lên.

Trong nhiều năm, quá trình sản xuất chính của polysilicon là phương pháp Siemens được cải thiện trên toàn thế giới. Trong những năm gần đây, một số công ty đã tích cực khám phá phương pháp giường lỏng silane chi phí thấp hơn, có thể có tác động đến mô hình sản xuất. Các polysilicon hình que được tạo ra bởi phương pháp SIEMENS đã được sửa đổi có các đặc điểm của mức tiêu thụ năng lượng cao, chi phí cao và độ tinh khiết cao, trong khi silicon hạt được tạo ra bởi phương pháp giường chất lỏng silane có đặc điểm của mức tiêu thụ năng lượng thấp, chi phí thấp và độ tinh khiết tương đối thấp. Một số công ty Trung Quốc đã nhận ra việc sản xuất hàng loạt silicon hạt và công nghệ sử dụng silicon hạt để kéo polysilicon, nhưng nó đã không được quảng bá rộng rãi. Việc silicon hạt có thể thay thế cái trước trong tương lai hay không phụ thuộc vào việc lợi thế chi phí có thể bao gồm nhược điểm chất lượng hay không, ảnh hưởng của các ứng dụng hạ nguồn và cải thiện an toàn Silane. Trong những năm gần đây, sản xuất polysilicon toàn cầu đã tăng lên hàng năm và dần dần tập hợp lại tại Trung Quốc. Từ năm 2017 đến 2021, sản lượng polysilicon hàng năm toàn cầu sẽ tăng từ 432.000 tấn lên 631.000 tấn, với mức tăng trưởng nhanh nhất vào năm 2021. mở ra một sự tăng trưởng quy mô lớn. Người ta ước tính rằng việc sản xuất polysilicon vào năm 2025 sẽ là 1,194 triệu tấn ở Trung Quốc và sản lượng ở nước ngoài sẽ đạt 176.000 tấn. Do đó, sản xuất polysilicon toàn cầu vào năm 2025 sẽ là khoảng 1,37 triệu tấn.