多晶硅、单晶硅晶片制造项目可行性研究报告

昆明冶研新材料股份有限公司500兆瓦/年多晶硅、单晶硅晶片制造项目可行性研究报告信息产业电子第十一设计研究院有限公司二一年六月昆明冶研新材料股份有限公司500兆瓦/年多晶硅、单晶硅晶片制造项目可行性研究报告院长赵振元总工程师姚伟项目负责人蒋玉梅张栋梁信息产业电子第十一设计研究院有限公司二一年六月编制人员信息产业电子第十一设计研究院有限公司主要编制人员项目负责人蒋玉梅张栋梁技术负责人邹杨经济负责人罗琳参编人员罗小红王姗姗谢丽娟陈彦坤俞澜潘薇羽曾高平蒋里杨晓杨沐杨震程柏熹昆明冶研新材料股份有限公司协助编制人员苏杰亢若谷目录第一章总论111项目概要112项目提出的背景313项目实施的有利条件914编制依据1215研究结果14第二章项目承办企业基本情况17第三章市场需求和产品大纲1931市场预测1932现有太阳能光伏产业生产能力估算3633市场前景分析3934产品大纲41第四章技术与装备4241产品简介4242技术方案4443主要设备方案5144工程方案60第五章物料供应和公用设施6251物料供应6252动力要求6354动力用量及公用设施6355仓储及运输64第六章选址方案与厂区布置6561选址方案6562厂区布置6663场内外运输67第七章项目建设方案6971项目的构成和范围6972生产环境要求6973土建7074通风、空调7475冷、热源7676气体动力7777给水排水7978电气8479通信、信息87第八章组织机构、劳动定员和人员培训8981组织机构8982劳动定员9083人员培训90第九章项目实施进度计划9291项目建设工期9292进度计划安排92第十章项目投资估算与资金筹措94101投资估算范围94102流动资金估算96103项目总投资96104资金筹措97第十一章经济分析98111基本数据98112财务评价100113经济分析主要结果101114综合评价102第十二章风险分析与对策103121经营风险103122管理风险105123财务、金融风险106124政策风险106125新材料、新技术及新产品所带来的风险108第十三章环境影响评价109131环境保护109132场址环境条件109133项目生产过程产生的污染物对环境的影响110134污染物的种类和排放量110135污染物及其治理措施118第十四章职业卫生安全与消防126141职业安全卫生126142消防130第十五章节约能源133151编制依据133152能源消耗133153节能措施134154节能效益140155主要结论140附图1项目位置图2项目总平面图3工艺平面区划图附表表B1建设投资估算表表B2流动资金估算表表B3项目总投资使用计划与资金筹措表表B4总成本费用估算表表B5利润与利润分配表表B6项目投资现金流量表表B7项目资本金现金流量表表B8借款还本付息计划表表B9财务计划现金流量表表B10资产负债表表B11营业收入、营业税金及附加和增值税估算表附件企业法人营业执照第一章总论11项目概要111项目名称500兆瓦/年多晶硅、单晶硅晶片制造项目112内容提要太阳能光伏电池就是利用光伏效应将太阳能直接转换为电能的一种装置。2009年全球太阳能电池产量达到了11080MW，比2008年的7900MW增加了402，光伏产业成为全球发展最快的新兴行业之一。尽管受金融危机影响，2009年光伏市场出现一定的增长停滞，但从长远来看，新能源产业仍是世界能源产业发展的重点，作为新能源产业的典型代表，光伏市场具有不可比拟的优势，预计其今后的发展趋势仍将保持持续快速的增长势头。专家预测，到2030年光伏发电的总产量将达到30GW，成为人类的基础能源之一。我国政府先后出台了多项政策，鼓励发展太阳能产业。近期国家发改委已出台可再生能源发电有关管理规定，明确太阳能发电可向国家申报政策和资金支持。可再生能源法在2006年1月1日起正式实施。2006年4月份国家能源领导小组会议上已批准国家发改委提出的我国太阳能发电的中长期发展规划、发展重点和目标，国家发改委还同时发布了可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法，明确了2006年及以后建设的可再生能源发电项目上网电价及费用分摊管理办法。财政部于2009年3月23日公布关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见和太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法，表示为贯彻实施可再生能源法，落实国务院节能减排战略部署，加强政策扶持，加快推进太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用，将实施财政扶持政策，加强建设领域政策扶持，支持开展光电建筑应用示范，实施“太阳能屋顶计划”。国家的这些扶植政策和措施将大力促进我国太阳能光电产业的发展。昆明冶研新材料股份有限公司（以下简称冶研公司）是由云南冶金集团总公司于2000年对其直属事业单位昆明冶金研究院部分改制设立，是云南冶金集团公司紧跟国家发展政策，密切关注世界能源形势，适时调整产业结构，大力发展以新能源产业为核心而成立的全资子公司。冶研公司已经在云南省曲靖市南海子工业园投资27亿元，建设3000吨/年多晶硅项目。本项目是冶研公司将硅产业链向下游延伸，进行多晶硅的深加工，打造完整光伏产业链的重要一步。本项目总投资214670万元，建设太阳能多晶硅片制造厂房以及附属配套设施，购买生产设备、测试仪器和配套的动力设施，最终形成年产500MW硅片的生产能力，项目达产后实现年销售收入283706万元，利润总额44933万元，项目财务内部收益率2088，投资回收期620年。113承办单位和法人代表承办单位昆明冶研新材料股份有限公司法人代表俞德庆114通讯地址通讯地址昆明市圆通北路86号邮编650031电话08715181588传真0871518116612项目提出的背景121可再生能源成为发展趋势能源是发展国民经济和提高人民生活水平的重要物质基础，而能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题，严重制约着经济和社会的可持续发展。无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的，中国的一次能源储量远远低于世界平均水平，大约只有世界总储量的10。图11给出了世界和中国主要常规能源储量预测一百年来，全球能源消耗基本趋于稳定态势，平均每年呈3指数增加。尽管许多工业化国家能源消耗基本趋于稳定，但大多数发展中国家工业化进程加快，能耗不断增加，因此预计全球未来能源消耗态势仍将以3的速度增长。能耗平均呈指数增长趋势所带来的后果是十分严重一方面伴随着化石燃料消耗的增加，大气中CO2的含量相应增加，地球不断变暖，生态环境恶化，自然灾害及其造成的损失逐年增加，另一方面将愈来愈快地消耗掉常规化石能源储量。有数据表明，世界化石燃料耗尽时间从现在开始只有几十年的时间。能源的潜在危机和生态环境的恶化迫使世界各国积极开发可再生能源。在今后的2030年里，全球的能源结构必然发生根本性的变化。专家预测，在下世纪50年代，新能源与可再生能源在整个能源构成中会占到50。我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，煤炭占商品能源消费的75，已成为我国大气污染的主要来源。已经探明的常规能源剩余储量（煤炭、石油、天然气等）可开采年限十分有限，潜在危机比世界总的形势更加严峻，能源工业面临的经济增长、环境保护和社会发展的压力更大，因此开发利用包括太阳能在内的可再生能源、实现能源工业的可持续发展具有应该说更加迫切、更具重大战略意义。图11世界和中国主要常规能源储量预测资料来源中国可再生能源发展战略研讨论会论文集21世纪将是高新技术的时代、知识经济的时代。新能源技术将与生物技术、信息技术、新材料技术、空间技术、海洋技术等5大技术一道成为21世纪的现代高新技术，是21世纪现代高新技术的支柱之一。而在新能源技术中，太阳能发电是发展最快的，也是各国竞相发展的重点。太阳能发电无污染、安全、寿命长、维护简单、资源永不枯竭、不受资源分布地域的限制等独特的优势和巨大的开发利用潜力，使其自20世纪80年代以来得到了迅速发展，被认为是21世纪最重要的新能源，充分利用太阳能有利于保持人与自然和谐相处及能源与环境协调发展。根据半导体光伏效应制成的太阳能光伏电池即光伏电池，是将太阳辐射能直接转换为电能的转换器件。由这种器件封装成太阳能光伏电池组件，再按需要将一块以上的组件组合成一定功率的太阳能光伏电池方阵，经与储能装置、测量控制装置及直流交流变换装置等相配套，即构成太阳能光伏电池发电系统，也称之为光伏发电系统。它具有不消耗常规能源、无转动部件、寿命长、维护简单、使用方便、功率大小可任意组合、无噪声、无污染等优点。因此，自1954年第一块太阳能光伏电池问世以来，它以日新月异的速度飞速发展，仅仅经过40多年的时间，目前已成为空间卫星的基本电源和地面无电、少电地区及特殊领域的重要电源，并将进一步发展成为21世纪世界能源舞台上的主要成员之一。122太阳能是永续利用的清洁能源丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的，是无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面01的太阳能转为电能，转变率5，每年发电量可达561012千瓦小时，相当于目前世界上能耗的40倍。太阳能发电还具有以下优点燃料免费没有会磨损、毁坏或需替换的活动部件保持系统运转仅需很少的维护系统为组件，可在任何地方快速安装无噪声、无有害排放和污染物排放因此，太阳能将成为未来主要的能源方式。根据欧盟联合研究中心预测，未来100年，全球一次能源趋势如图12，可见到2100年全球一次能源的60将来自太阳。图12全球一次能源消费趋势123大力发展太阳能发电是不可多得的战略机遇当今世界各国特别是发达国家对于光伏发电技术十分重视，摆在可再生能源开发利用的首位，制定规划，采取措施，增加投入，大力发展。80年代以来，即使是在世界经济从总体上处于衰退和低谷的时期，光伏发电产业也一直保持着以1015的递增速度发展。2009年全球太阳能电池产量达到了11080MW，比2008年的7900MW增加了40。在光伏发电产业化方面，各国政府分别通过投资补贴、收购太阳能发电、鼓励产业技术创新等措施来扩大光伏发电的应用需求，并取得了巨大进展。目前德国、意大利、法国、日本、美国等发达国家的光伏装机容量都呈现出飞跃发展态势。与国际上蓬勃发展的光伏发电相比，我国的起步时间落后于发达国家1015年，但近年来，我国的光伏发电产业在国内外市场的拉动下发展迅速，截止2009年底，中国的产量同比增加了735，达到4382MW。由于我国已将光伏发电的应用提高到国家能源战略的高度，未来发展规模不可限量。目前世界上太阳能光伏产品的主要材料为硅基材料，占世界光伏产品的85以上。因此，晶体硅片作为太阳能光伏产业的前端产品，处于整个光伏产业链的上游重要地位，太阳能发电技术与市场的大力发展对晶体硅片提出了庞大的需求，为本项目提供了良好的发展前景。124云南省发展新型、绿色工业的需要云南省“十一五规划”纲要中提出，要在云南省内加快发展信息制造业，并特别提出要在省内“培育光伏电池产业链”，同时对电子信息产业提出年销售收入385亿元、增加值104亿元的规划目标。当前云南省的工业发展除烟草外，其他工业产业总体工艺水平仍存在大量提升空间，且“高投入、高能耗、高排放、低效益”的现实问题比较突出。为实现全面建设小康社会的宏伟目标，云南省坚定不移地走新型化工业化道路，实施工业强省战略按照科学规划谋发展，打造平台创环境，突出特色调结构，自主创新增活力，扩大开放拓市场，循环经济保持续，完善调控促增长，转变方式提效益的根本要求，努力实现云南工业经济又快又好的发展目标。云南省“十一五规划”纲要中提出要“大力发展特色产业和循环经济，壮大云南整体工业经济实力。”本项目的建设，符合云南省发展新型绿色工业和循环经济的要求，符合云南省在新形势下的新的工业发展思路。是云南省建设友好、和谐、低碳、环保的经济发展目标的重要组成部分。125公司自身发展需要云南冶金集团“十二五”硅材料产业发展中提出“以昆明冶研新材料股份有限公司为龙头，充分发挥资源配置和多晶硅生产工艺技术、能耗、环保指标具有国际竞争力的优势，发展硅材料产业，打造合理产业链，抢占行业领先地位，努力成为我国重要的电子级硅材料和太阳能光伏材料产业基地”的发展思路。根据集团公司的总体规划，昆明冶研新材料股份有限公司已经在云南省曲靖市南海子工业园投资27亿元，建设3000吨/年多晶硅项目，该项目将于2010年10月份左右投入试生产。该项目产品是高纯多晶硅材料，为光伏产业的上游提供原材料。冶研公司要在光伏产业领域持续发展，必须将产业链向下游延伸，进行多晶硅的深加工，打造合理产业链，通过本项目的实施，抢占行业领先地位，努力成为我国重要的电子级硅材料和太阳能光伏材料产业基地，寻求更好的经济效益和更大的市场空间。13项目实施的有利条件131国家政策优势我国政府一直十分注重可再生能源的发展，在党的十四届五中全会上通过的中共中央关于制定国民经济和社会发展“十五”计划和2010年远景目标的建议中，要求“积极发展新能源，改善能源结构”；2005年2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过，2006年1月1日正式实施的中华人民共和国可再生能源法，更是以法律的形式明确指出，国家鼓励个人和单位使用太阳能光伏发电系统。2005年制定的法案，时隔四年重新修订，中华人民共和国可再生能源法（修正案）于2009年12月表决通过，已经于2010年4月1日正式生效实施。这表明在新的社会经济发展形势下，可再生能源愈加凸显其发展的重要性和紧迫性，须以新法修订加以保障。这将加速这场以太阳能等可再生能源利用为核心的新能源革命。降低成本，扩大可再生能源应用规模，步入良性循环，对中国最终成为可再生能源发展大国有着非比寻常的意义。可再生能源法实施后，在光伏发电领域，政府主要对农村电气化工程、城市建筑与光伏一体化等领域进行小量的补贴，目前已建设了深圳国际园林花卉博览园1MWP并网光伏电站，西藏羊八井100KWP光伏电站，北京奥运国家体育馆的100KWP并网光伏发电系统，上海崇明岛1MW并网工程，以及在偏远地区推广使用户用光伏发电系统解决无电人口的供电问题等项目。2009年3月26日，财政部颁布了太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法。这个被称为中国的阳光屋顶计划的办法对光伏建筑满足“单项工程应用太阳能光电产品装机容量应不小于50KWP；应用的太阳能光电产品发电效率应达到先进水平，其中单晶硅光电产品效率应超过16，多晶硅光电产品效率应超过14，非晶硅光电产品效率应超过6”的实现20元/WP的政府资金补贴，这大致达到了光伏屋顶1/21/3的成本。2009年3月，政府首次通过招标方式建设10MW敦煌电站工程，并承诺以后大型电站按招标价格进行补贴。以上政策的实施，必将大大地推动中国光伏电站的建设和光伏电池的使用，也为本项目的实施提供有力的政策支持。132我国太阳能资源充足我国国土面积广大，可再生能源资源品种多，分布广，数量丰富。太阳能年辐射量在3300兆焦/平方米年到8400兆焦/平方米年之间。其中2/3的国土面积超过6000兆焦/平方米年（200瓦/平方米），年日照数大于2000小时，相当于每年24万亿吨标准煤的储量。可以说只要技术可行、成本可接受，如此巨大的太阳能资源的开发利用量是没有上限的。图12中国的太阳能资源分布颜色辐射等级年辐射量（MJ/M2）日辐射量（KWH/M2）红最好668051橘红好585066804551黄一般500058503845浅蓝较差420050003238深蓝很差2S掺杂硼位错、孔洞、六角网络、裂纹无电的特性电阻率范围052CM、25CM、36CM化学特性氧含量15O导电类型P少子寿命20S位错密度3000个/CM3电的特性项目规格电阻率范围20100CM化学特性氧含量11018AT/CM3碳含量51016AT/CM3机械特性垂直度90O025O垂直度变化06MM厚度20020M弯曲35UM外观检查线痕15M边缘缺陷长2MM；深05MM2处蚀刻无玷污无本项目将通过国内外专业人才的引进、培训，以及与相关企业的技术合作，采用全球领先的关键生产设备，使用厚度200微米及以下的硅片切割技术以减少硅材料的用量。项目产品具有技术参数先进、生产成本优化，产品具有全球竞争力。42技术方案421生产方法1）工艺路线本项目主要原材料为多晶硅料。项目对原材料的要求详见61章节。主要建筑物包括多晶及切片厂房、单晶厂房与切片厂房、硅料处理车间及仓库等。硅料处理车间及仓库位于项目用地西侧，硅料在仓库内暂存后运至硅料处理车间进行分选、清洗、包装，处理好的硅料分别运至硅料处理车间的东面的多晶厂房及单晶厂房，进行多晶铸碇和单晶拉制，然后将多晶硅碇运至切片区、单晶硅棒运至切片厂房，经截断、切方、滚磨（单晶）、切片、清洗及包装后运至仓库存入或发货。2）生产技术生产过程包括多晶材料的铸碇、单晶拉制、硅片切割等。本项目主要技术包括高纯多晶硅材料到多晶铸锭生产技术；高纯多晶硅材料到单晶硅棒拉制生产技术；单晶硅棒、多晶铸锭到太阳能高品质超薄硅片的生产技术高纯多晶硅材料多晶铸锭生产技术通过选用先进的生产设备、优化工艺条件，降低动力消耗，节约生产成本，控制产品质量，提高成品率；缩短工艺时间，提高生产效率，并对边角料及粉料回收利用，以缓解原材料的不足，同时降低生产成本。高纯多晶硅材料到单晶硅棒拉制生产技术通过选用先进的8”优质单晶炉，投料量更大，提高生产效率，降低能源消耗；缩短工艺时间的同时，得到较高的产品质量。硅片技术降低钢线直径，减少刀缝损失；采用更细的研磨砂，节省硅材料的损失；采用砂浆自动回收循环系统，降低硅片加工成本和避免废砂浆对环境的污染。3）生产环境控制技术生产火灾类别表43厂房生产火灾类别一览表序号建筑号厂房名称生产火灾类别备注1多晶硅片厂房1丁类2多晶硅片厂房2丁类3单晶硅棒生产厂房丁类4切片厂房丁类5硅材料处理厂房丁类空调、通风多晶及单晶生产厂房生产区采用舒适性空调，湿度4080。硅片切割生产厂房采用舒适性空调。对多晶炉等发量热较大的设备采用局部排风设施排除多余热气，对清洗等产生酸碱废气的工序考虑局部排风和废气处理设施。422工艺流程与工艺描述4221多晶硅片生产主要工艺本项目对多晶铸锭、硅片等采用大规模生产方式。1）多晶硅锭的生产工艺工艺流程多晶硅锭的工艺流程图如下坩锅准备多晶料分选坩锅喷涂多晶料清洗坩锅烘烤多晶料包装免洗多晶料备料去坩锅装炉定向生长拆炉图42多晶硅碇的生产工艺程流图工艺简介选料将多晶硅、头尾料、锅底料按类分选。硅料清洗用酸腐蚀除去原料表面的杂质，再以纯水清洗。配料根据铸锭多晶的电阻率要求，按重量比例配置原料，装入经喷涂、烘烤处理后的石英坩埚。装炉将配好的原料装入炉内、抽真空和充氩气。定向生长加温将原料溶化，按控制程序进行定向生长。铸锭工艺主要使用定向凝固法定向凝固法是将硅料放在柑塌中加以熔融，然后将柑塌从热场中逐渐下降或从坩锅底部通上冷源以造成一定的温度梯度，使固液界面从坩锅底部向上移动而形成晶锭。拆炉待炉温冷却后，将炉内坩埚拿出。去坩锅去掉硅锭外层的坩锅。2）多晶硅片的生产工艺工艺流程多晶硅片的工艺流程图如下硅片清洗、甩干线锯切片线锯卸片硅片脱胶、取样方碇开方样片测试装硅块上线锯去头尾、倒角、磨边硅块清洗晶块粘接图43硅片生产工艺流程图工艺简介方碇开方将多晶硅方碇切成156MM156MM尺寸的硅块。硅块清洗将开方后的硅块清洗干净。硅块粘接将硅块粘接在专用工作台上。装硅块上线锯将工作台装到多线切片机上。线锯切片多线切片机进行切片。线锯卸片从多线切片机卸下已完成切片的工作台。硅片脱胶、取样从工作台通过脱胶取下硅片。硅片清洗、甩干清洗硅片并进行甩干。样片测试测试合格，包装入库。4222单晶硅片生产主要工艺硅单晶按晶体生长方法的不同，分为直拉（CZ）和区熔（FZ）两种。由于成本和性能的原因，CZ材料应用最广。本项目采用的是直拉法生产单晶棒。单晶硅的生产是采用高纯度多晶硅为原料，在直拉单晶炉内将多晶硅熔化，熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。本项目单晶硅片主要的生产技术包括以下几个部分1）加料将多晶硅原料及掺杂剂放入石英坩埚内，掺杂剂的种类依电阻的N或P型而定，掺杂剂种类有硼、磷、锑、砷。2）熔化加完多晶硅原料于石英坩埚内后，单晶炉炉门关闭并抽成真空后充入高纯氩气使之维持一定压力范围内，然后打开石墨加热器电源，加热至熔化温度（1420）以上，将多晶硅原料熔化。3）缩颈生长当硅熔体的温度稳定之后，将籽晶慢慢浸入硅熔体中。由于籽晶与硅熔体场接触时的热应力，会使籽晶产生位错，这些位错必须利用缩颈生长使之消失掉。缩颈生长是将籽晶快速向上提升，使长出的籽晶的直径缩小到一定大小（46MM），由于位错线与生长轴成一个交角，只要缩颈够长，位错便能长出晶体表面，产生零位错的晶体。4）放肩生长长完细颈之后，须降低温度与拉速，使得晶体的直径渐渐增大到所需的大小。5）等径生长长完细颈和肩部之后，借着拉速与温度的不断调整，可使晶棒直径维持在正负2MM之间，这段直径固定的部分即称为等径部分。单晶硅片取自于等径部分。6）尾部生长在长完等径部分之后，如果立刻将晶棒与液面分开，那么效应力将使得晶棒出现位错与滑移线。于是为了避免此问题的发生，必须将晶棒的直径慢慢缩小，直到成一尖点而与液面分开。这一过程称之为尾部生长。7）开炉取料长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出，即完成一次生长周期。8）切断切除单晶硅棒的头部、尾部及超出产品需求规格的部分，将单晶硅棒分段成切片设备可以处理的长度，切取试片测量单晶硅棒的电阻率含氧量。9）外径磨削由于单晶硅棒的外径表面并不平整且直径也比最终硅片所规定的直径规格大，通过外径滚磨可以获得较为精确的直径。10）切片指将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的晶片。11）清洗对切割后的硅片进行清洗，除去表面杂质。12）分选检测对清洗甩干后的硅片进行分选检测。单晶硅片生产的工艺流程如图44。多晶硅原料清洗腐蚀干燥放肩生长熔化缩颈生长加料等径生长折炉取料尾部生长断头尾腐蚀清洗切断切方滚磨测试晶棒粘结硅片脱胶切片清洗甩干发货包装入库测试图44单晶硅片生产工艺流程图423工艺技术来源本项目技术主要来源于两方面工艺设备厂家转让的工艺技术；由公司聘请专家和技术人员提供的工艺技术。43主要设备方案431设备选型4311设备选型原则本项目在保证产品质量和生产能力以及研究发展的前提下，选择性价比高、生产效率高、环保节能效应好的工艺设备。本项目生产过程包括多晶材料的铸碇、单晶硅棒拉制、破锭及硅片切割等工序。关键设备包括多晶炉、单晶炉和线切割机等。在硅片切割方面，要求线切机设备运行稳定、破碎率低，且能够切出较超薄型硅片。对多晶铸碇及线切设备，进口设备工艺稳定，成品率高，而国内设备无法达到项目建设目标，因此这些设备考虑进口。单晶拉制设备，国内经过多年发展，已有一些具有生产能力的企业能够满足设备供应，国外进口设备相比而言在细节部分更为先进和细致。因此该部分设备可在进口与国产供应商中根据使用特点择优选择配置。进口工艺设备引自美国、日本、瑞士等国的世界一流的组合生产线，设备生产能力和技术指标能够保证生产要求。其它生产设备采用尽量国产化、货比三家、择优选择的原则配置。4321主要设备配置多晶硅片设备选择根据生产大纲，多晶硅片根据目前主流市场的368W/片（平均值，尺寸156MM156MM02MM）的效率折合约11亿片，折合多晶硅锭（尺寸840MM840MM240MM）约8000锭。但根据目前实际运行的厂家经验来看，在铸锭生产过程中，实际成品率约在95及以上；在切片生产过程中，实际成品率约在90，其他工序的实际成品率约在95左右。因此，考虑实际生产运行情况，要达到本项目的400MW多晶硅片生产大纲，年产多晶硅锭约需要9900锭左右。1、铸锭工段主要设备多晶炉要求其机械部件采用高精度数控加工，并设有电源安全保护装置、炉体水温报警系统、冷却水流量过小报警（OP）系统、炉压异常报警系统、炉盖自动泄压装置等多种生产安全保障措施，另配有配套节能热场、参数监视系统、电脑控制系统和触摸屏显示等先进技术措施。目前国内也有多晶硅铸锭炉设备供应商，如京运通、精工、中电二所等，国产设备的现状是在短周期即几个铸锭周期内运行情况比较稳定，但在长周期连续生产的工况下，其设备的稳定性显得不足，不定期会出现一些问题。因此，鉴于硅片规模化生产长期、稳定、可靠的生产要求，本项目拟选用在国际国内已有多家企业使用的进口铸锭炉，通过使用中反馈的信息来看，其设备能够满足连续的规模化生产，设备长期运行稳定可靠，能够满足本项目使用需求。本项目拟引进DSS450铸锭炉，该设备生产周期约50小时/炉，年产能7MW，产出硅锭尺寸约为840840MM240MM。铸锭炉设备选择单台52小时出一锭，根据操作员工的熟练程度，每一炉次考虑23小时的上下料时间，则每月可出13锭。全年满产可达156锭，每锭理论产能约50KW。根据目前其他生产企业的运行实际情况来看，生产过程中铸锭工序实际产出效率大约95以上，因此单台设备全年满产有效产出约148锭。为满足400MW的产能，本项目拟配置64台铸锭炉。2、破锭工段破锭线锯目前市场主流的多线切割设备均为钢线切割设备，即切割线为钢丝线，其特点是切割面相对平滑，但生产过程中所消耗的钢线数量也较大，每破一锭约耗数十公里钢线，耗时约8小时。最近市场上出现一种新型金刚线切割设备，其切割工具为金刚线锯，特点是切割面相对较粗糙，但其线锯耗量小，每破一锭仅耗约不到1公里金刚线，耗时约3小时。如选用普通钢线破锭设备，根据其产能情况，为满足本项目的400MW多晶硅片生产大纲，约需选用12台设备。如选用金刚线破锭设备，约需选用5台设备。从耗材方面来看，金刚线破锭的方式虽然线锯耗量较普通钢线而言少很多，但其单位材料成本也高且金刚线目前还主要依赖于进口，因此综合比较破锭的线锯成本基本相当。从时间成本来看，金刚线破锭方式比普通钢线切割方式的时间消耗大大降低，耗时比为38。从设备价格成本来看，金刚线破锭设备与普通钢线破锭设备价格相比价格较高，价格比约为21。从综合分析比选来看，金刚石破锭线锯具有较大的取代优势，但由于其设备问世时间较短，在国内中只有个别生产企业在实际生产中使用，其设备的长期、稳定运行工况也正在进一步验证中。因此，本项目在建设过程中首先立足与经过长期市场考验，运行稳定可靠的普通钢线破锭设备，同时在项目建设期着力考察新型金刚线破锭设备，如通过调研考察确定其设备的稳定性满足生产使用要求，可在项目建设中适当考虑采用金刚线破锭设备取代传统设备。3、切片工段目前市场认可度较高的切片设备供应商主要有瑞士的HCT、MEYERBURGER及日本的NTC。其中日本的NTC主要在单晶硅片生产中得到广泛应用，主要原因是其设备产能较低、但切片质量高、硅片表面平滑且破片率较低，由于单晶硅片相对价格较高，大数量的破片对生产成本有直接影响，因此单晶片生产中NTC线切设备使用较多。在多晶硅片生产中，广泛应用的是瑞士的HCT及MB线切设备。二者又有不同差别MB线锯生产的硅片表面平滑度相对而言较好但其生产效率相对较低一些，HCT线锯生产效率最高，但相应地其切片的质量表面平滑度较MB线锯生产成品相对低一点。根据目前国内大规模运行的生产企业使用状况来看，要满足大规模连续稳定的硅片生产，优先考虑选择HCT切片线锯切片线锯选择平均每天切割2刀共16块，单台全年（按330天计算）可切割5280块。为满足400MW的产能，本项目拟配置47台切片线锯。100MW单晶生产线设备选择1、单晶炉设备单晶炉选择先进的8”直拉炉，投料量90120KG，生长周期为5560小时/炉，采用电阻加热、石墨加热器，并有电源安全保护装置、炉体水温报警系统、冷却水流量及压力报警系统、炉压异常报警系统等多种生产安全保障措施。年正常生产能力约7510吨/炉年。表44直拉炉参数表序号参照炉种晶体直径（英寸）投料量（KG）生长周期（小时）年产能（吨炉）1上海汉虹FTCZ20082西安华德TDR95A8/65/69010055103美国KAYEX120PV8/65/690120556012直拉单晶炉技术参数如下电源电压380V，电源频率50HZ，最大功率为250KW加热方式电阻加热、石墨加热器炉内最高温度1600主炉室尺寸8001150MM籽晶快速160MM/MIN籽晶拉速范围0110MM/MIN2、多线切割机多线切割机是将金属线密绕在开槽绕线轮上（绕线轮的开槽间距即为加工物件的加工厚度），并使金属线张紧，具有一定的张力（25牛顿），利用线的高速运动（10M/S），携带切削液及SIC粉对加工物品进行切割，以达到高精度、高效率的切削目的。对于使用硅单晶加工的多线切割设备，由于国内厂家的设备在精度、效率和加工质量方面与日本和瑞士设备差距大，故本项目采用引进多线切割机。从产品大纲和性价比角度考虑，拟采用日本NTCPV600多线切割机，其单台切片能力切65英寸月产15万片。432设备和仪器清单本项目500MW硅片共需购置工艺设备仪器488台（套），设备费10806186万元。其中进口设备仪器174台（套），进口费8726936万元；国产设备仪器314台（套），费用207925万元。表44主要进口工艺设备仪器表序号设备名称单位数量参考单价总价/万元拟进口国别400MW多晶生产工序1多晶铸锭炉台/套5866万美元260304美、德2铸锭炉备件包台/套6225万美元918美、德3坩埚喷涂站台/套66万美元2448美、德4切片机台/套40110万瑞士法郎29744瑞士、日5开方机台/套10100万瑞士法郎6790瑞士、日6少子寿命扫描仪台/套11104德、美7电阻率检测仪台/套11012德、美8红外探伤仪台/套1598德、美9其它测试仪器台/套1100德、美10全自动硅片分选机台/套6471888德、美11砂浆回收系统台/套42000瑞士、日小计134707264100MW单晶生产工序1直拉单晶炉台/套51500德、美2多线切割机台/套2410080瑞士、日3砂浆回收系统台/套2900日、德4毛刷机台/套2440日、德5多线切方机台/套41600瑞、日6全自动硅片分选机台/套2157296德、美7检测仪器套1450德、美小计401654296合计1748726936表45主要国产工艺设备仪器表序号设备名称单位数量总价/万元备注400MW多晶生产工序1截断机台/套245283多晶倒角机台/套6432序号设备名称单位数量总价/万元备注4表面抛光机台/套1614885浆液搅拌机台/套542166坩埚烧结炉台/套84807磨端面机台/套41688粘胶机台/套10609脱胶机台/套852010插片机台/套1214411废线切割机台/套21212烘箱台/套1628813全自动清洗机台/套12168014工具工装套1180小计1736196100MW单晶生产工序1直拉硅单晶生长炉台/套85110502外圆滚磨机台/套31383切断机台/套41444全自动清洗机台/套79805测试分选仪台/套13206脱胶机台/套21307排片机台/套4488混胶机台/套2169砂浆搅拌机台/套42410平磨机台/套14511单槽清洗机台/套42413检测仪器套120014工具工装套1150小计11913269序号设备名称单位数量总价/万元备注硅料清洗车间1喷砂机台/套122402硅料清洗机台/套46003边皮料清洗机台/套34504烘箱台/套3375小计2213275合计31420792544工程方案441主要建筑物的土建方案本项目主要建筑物包括多晶及切片厂房、硅料处理车间及仓库等。多晶及切片厂房多晶及切片厂房为单层钢筋砼维护钢屋架结构厂房，层高为108米，建筑火灾危险类别为丁类；多晶铸锭部分主要功能包括坩锅的处理、多晶铸碇等；切片部分主要功能包括硅块的处理、硅片切割及后续处理等。除生产区外，还布置有生产管理、净化更衣，以及生产配套的空调机房、车间变配电等。另外，车间还考虑有一般物品库，包括暂存间、物料入口等，以利于物料的传输、暂存。单晶厂房单晶厂房为钢筋混凝土框架结构。该厂房根据生产工艺要求，东侧厂房的层高分别4米9米；西侧部分层高为4米45米45米。厂房的生产类别为丁类。主要生产区布置在东侧，主要工作人员集中在二层,生产区的端头楼部分（一层为配电房，二层为空调机房）；西侧部分三层，一层为物料周转及机修车间，二层为辅助生产区,三层为办公区。切片厂房该建筑结构形式为钢筋混凝土框架结构，局部二层，一层高为60M，二层层高55M。厂房的生产类别为丁类，建筑耐火等级为二级。主要工艺生产区设置在一层，局部二层设置动力站房。硅料处理车间和仓库硅料处理车间为单层钢筋混凝土框架结构，层高9米。仓库为一层钢筋混凝土框架结构，层高为7米。仓库建筑面积约6800M2；硅料处理建筑面积约1200M2。442主要建、构筑物工程一览表表46建构筑物一览表名称类别层数占地面积M2建筑面积M2结构形式办公实验楼民用415006000钢筋砼框架职工餐厅民用210862172钢筋砼框架拉单晶生产厂房丁类厂房2，3600012500钢筋砼框架单晶切片厂房丁类厂房1900012000钢筋砼框架钢屋架多晶及切片厂房1丁类厂房11040014000钢筋砼框架钢屋架多晶及切片厂房2丁类厂房11040014000钢筋砼框架钢屋架硅料处理厂房丁类厂房112001200钢筋砼框架钢屋面动力站房丁类131683168库房丁类仓库268006800变电站丁类131683168废水处理站114000名称类别层数占地面积M2建筑面积M2结构形式消防水池13000门卫1民用148485447075056第五章物料供应和公用设施51物料供应在太阳能级多晶硅片的生产中，主要原料为多晶硅硅料，硅料部分来自本公司即将投产的3000T/年多晶硅项目，坩埚、浆料以国内采购为主。因此，本项目物料供应上有保障。本项目所需的主要辅料包括坩埚、钢线、砂浆液、化学品等，其使用量见下表。表51达产年主要辅料要求及用量序号名称年消耗量备注一、多晶厂房1多晶硅料3200（吨）N型，电阻率100CM，P型，电阻率500CM，少子寿命100S，氧浓度11017AT/CM3，碳浓度251016AT/CM3石英坩埚10420（个）2石墨热场142（套）3钢线（012MM）7846000（千米）4碳化硅SIC4116000（公斤）5切削液（PEG）4321800（公斤）二、单晶厂房1多晶硅料800（吨）N型，电阻率100CM，P型，电阻率500CM，少子寿命100S，氧浓度11017AT/CM3，碳浓度251016AT/CM32石英坩锅11690（个）3石墨热场147（套）4钢线（012MM）3171000（千米）5碳化硅SIC1750000（公斤）6切削液（PEG）357000（公斤）52动力要求本项目主要能源为电、水、天然气以及各种大宗气体。氩气纯度99999露点60微粒001M压缩空气露点40含油量01/MGM3微粒001M纯水电阻率（MCM、25）1854动力用量及公用设施541动力用量本项目动力用量见表52。表52生产动力用量表序号气体动力名称参数要求单位用量备注1压缩空气CDA露点40，终点过滤001MM3/H56002氩气99999M3/H8503氮气99999M3/H3004纯水18CMM3/H805工艺循环冷却水24/32M3/H34006自来水M3/H2867变电站装设功率KVA5655055仓储及运输551仓库本项目的产品材料储存周期以3个月计。本项目在太阳能级多晶硅生产厂房内设置原料暂存及成品暂存，在厂区内设置原材料库、成品库及包装材料库，面积约6800M2。552运输本项目原材料及成品的厂外运输主要由汽车和铁路运输，运输力量主要委托社会运输部门承担，本项目不另购买运输车辆。多晶硅采用袋装、货车邻近运输，坩埚、钢线采用货车运输，砂浆液、化学品等液体采用罐装运输，后期大批量时可采用槽罐车运输。生产过程中的厂内运输主要考虑手推车和叉车运输。第六章选址方案与厂区布置61选址方案本项目拟建场地位于曲靖南海子工业园区。南海子工业园区是云南省30个重点工业园区之一，是曲靖经济技术开发区打造现代工业基地，建设秀美城市新区的重要组成部分。园区位于曲靖市麒麟区和马龙县交界处，距昆明市120公里，曲靖城区7公里，马龙县城11公里，距新建的昆明国际机场90公里。园区交通发达，物流便捷。320国道、昆曲高速公路、贵昆铁路东西向贯穿园区，并在园区建有火车站；环城北路由南至北横贯园区，连通昆曲高速公路；整个基地形成了公路、铁路、航空立体交通网络，人流、物流极为便利。园区为高原地形，有缓丘起伏，平均海拔在20602110米。气候特点为“冬无严寒，夏无酷暑，干湿分明，雨热同季，雨量集中，干冷同期，光照长而热量不足”，月平均气温136，年平均降雨量9001040毫米。园区规划总面积3032平方公里，根据用地功能构成，采用圈层结构，形成紧凑型放射状组团布局。概括为“一心、两轴、五组团”，即生态核心、公共服务中心、职工生活区、东部工业组团、南部工业组团、西部工业组团、北部工业组团、仓储物流组团。园区建设坚持走新型工业化道路，以工业化带动城市化，将园区建成高起点、高水平、高科技的工业园区；承接东部产业转移，发展劳动密集型产业，减轻就业压力的载体；发展节约型经济、循环型经济、创新型经济，抓新农村建设，解决失地农民生存发展，功能齐全的和谐园区；最终建成曲靖的“城市新区、工业新区、经济特区”。力争2020年实现工业销售收入300亿元，利润35亿元，税收30亿元，就业人数15万人左右。园区把招商引资作为工作的重中之重，以高新技术、劳动密集型、新材料产业作为招商引资的重点，以园招商、以地招商、以商招商成效明显，已引进项目20个，总投资50亿元。目前园区已完成了可行性研究报告、地质灾害评估、矿产资源压覆论证、水土保持方案、林地资源调查、环境影响评估编制评审等所有前期工作，转入实质性开发阶段。基础设施建设已全面启动。园区自来水厂、污水处理厂管网工程、110KV和220KV变电站、道路等配套建设已基本结束，完全能满足园区入驻企业的生产生活要求。62厂区布置621平面布置建设场地位于曲靖南海子工业园区，项目用地面积316亩。在厂区设置2个入口，位于用地的北侧，靠西侧入口为公司职员出入口，靠东侧为货流出入口。在厂房的四周设计710M的环形道路，供消防和物流使用。硅料处理车间位于项目用地东北侧，靠近废水处理站，经处理后的废水直接排往厂区北侧市政污水管网，减少厂区内部废水管道铺设。多晶与切片厂房在一个厂房内布置，并且紧贴硅料处理车间及成品仓库，有利于物料传输。项目总建筑面积96156平方米，其中本次使用75056平方米。622竖向布置场地呈不规则形状，主体区域大致呈矩形，场地东侧为主工艺生产区域及动力配套区域，西侧为办公及生活辅助区。根据场地自然标高和相临企业场地标高，并结合市政道路和管线，考虑主要场地标高；场地内道路采用混凝土道路。雨水通过路边。623总平面布置图见附图总平面及竖向布置图YYPCI000EL01624总平面布置主要指标表表61主要规划指标表序号名称单位数量备注1总用地面积M2210430约316亩2建构筑物占地面积M266270其中本次544703建筑面积M296156其中本次为75056M24建筑密度31495容积率0556道路铺砌面积M2373107绿化占地面积M2840008绿地率39929出入口个263场内外运输根据当地的运输条件，本项目货物运输方式采用公路和铁路相结合的运输方式，大批量长途运输的货物采用铁路运输的方式，小量的短途运输的货物采用公路运输。本项目运输量依托本公司车辆，不足部分依靠社会车辆解决。生产过程中的厂内运输主要考虑手推车和电动叉车。第七章项目建设方案71项目的构成和范围711项目规模和内容本项目购置生产线设备、仪器；新征土地、建造生产厂房和动力设施形成年产100MW单晶硅片、400MW多晶硅片的生产能力，本项目主要建设内容如下新征土地316亩；建设生产、办公及辅助用房面积约72556M2；本项目购置主要工艺设备492台（套），其中进口175台。712项目设计范围本项目的工程设计范围为以上各建筑的总体、工艺、总图、土建、气体动力、给水排水、通风空调净化、电气、通信信息、技术经济等工程设计。72生产环境要求根据太阳能多晶及单晶硅片生产的工艺特点，生产环境对产品的良品率有一定影响，太阳能级多晶硅片生产厂房主要操作间如铸锭区等设计为舒适性空调环境，空调参数为温度1828；切片间、料浆准备间环境参数为温度232，相对湿度6010，保证料浆最佳使用性能；成品检测及包装设计为10万级净化区，空调参数为温度为232，相对湿度60。各工艺生产区域的环境要求见表71。表71生产环境要求一览表区域温度OC湿度净化级别备注一多晶硅片生产区域铸锭生产区域182860空调切片生产区域2326010空调测试检验及内包装区23260三十万级净化区二单晶硅片生产区域直拉炉区23360空调加设中效过滤器切断区1828舒适性空调加设中效过滤器切片区2326010空调测试检验及内包装区23260三十万级净化区科研开发1828舒适性空调73土建本项目主要建筑为多晶硅片生产厂房、单晶及切片厂房、库房、办公及实验楼、硅料处理厂房。重点建筑项目描述如下1）1号建筑办公实验楼该建筑用于公司行政办公及多晶硅片生产过程中原辅材料、成品、半成品检验，四层，采用钢筋混凝土框架结构，层高为45米36米36米36米。建筑耐火等级为二级，屋面防水等级级，建筑的抗震设防烈度为8度。该建筑占地面积为1500，总建筑面积为6000。该建筑的总长为75M，总宽为20M，建筑总高度168M。整个建筑每一层各为一个防火分区，每一层各设有两个封闭式楼梯间，防火分区面积和疏散距离均满足建筑设计防火规范的要求。2）2号建筑职工餐厅该建筑为职工餐厅，局部二层，采用钢筋混凝土框架结构，层高为45米45米。建筑耐火等级为二级，屋面防水等级级，建筑的抗震设防烈度为8度。该建筑占地面积为1368，总建筑面积约为2400。该建筑的总长为504M，总宽为30M，建筑总高度105M。整个建筑每一层各为一个防火分区，局部二层设有两个封闭式楼梯间，防火分区面积和疏散距离均满足建筑设计防火规范的要求。3）5号及6号建筑多晶硅片生产厂房1、25号及6号建筑为外形尺寸及内部布局同一的多晶硅片生产厂房，5号建筑为一期太阳能级多晶硅片生产厂房，由生产区和支持区两部分组成。该建筑生产类别为丁类，耐火等级二级，建筑的抗震设防烈度为8度。整个建筑长宽约为120M80M，局部二层。建筑占地面积10400，总建筑面积14000，主体采用钢筋混凝土框架结构，局部屋面采用钢屋架轻钢屋面。整个建筑的防火分区面积和疏散距离均满足建筑设计防火规范的要求。厂房内多晶铸锭部分主要功能包括坩锅的处理、多晶铸碇等；切