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1、我国多晶硅的机遇与挑战,蒋荣华 冯地直 丁国江 吴贤富 峨嵋半导体材料厂,0 前言 由于海湾战争、石油危机、和世界炒家对石油的炒作，出现了石油价格持续飞涨，由此，各发达国家加快了太阳能电池的开发与利用，从而产生了对原材料多晶硅的巨大需求量，为了满足这些巨大的需求，世界开展了“轰轰烈烈”的建设多晶硅生产厂的“运动”，尤其是中国，其发展更是“突飞猛进”，从2005-2010年的五年时间，发展的多晶硅产能就达到了2005年世界产能的2倍！这个规模和速度都是令世人惊奇的。为了摸清楚我国多晶硅的具体情况，年初，我们对我国多晶硅的建设情况进行了调查，发现我国多晶硅存在机会，同时也存在挑战和陷阱。现把我们收

2、集的资料和基本分析介绍如下：,1、考察和收集国内多晶硅项目的情况,1.1、已建成的多晶硅项目和产能 目前已建成的多晶硅项目已有7个(见到产品就视为已建成)，产能已达4760吨。这些已建成的项目，2007年的实际总产量在1200吨。另外，迅天宇科技开发公司等的物理法提纯生产的多晶硅没有计入。,1.2、在建多晶硅项目和产能,在建项目中，2008年投产项目14个，形成产能可达约36, 300吨；计划2009年到2010年投产的在建多晶硅项目有11个，2009年形成产能17,450吨，2010年及以后将形成的产能是34,000吨。2008年以后的全部在建项目25个，总共产能是87,450吨。,1.3、

3、筹建多晶硅项目和产能,全国筹建的多晶项目共有32个，全部筹建项目的产能约56000吨。,1.4、全部已建、在建和筹建多晶硅项目的产能,通过我们初步统计，截止2008年4月，全部已建、在建和筹建的多晶项目共64个，产能约148,200吨。,1.5、中国多晶硅材料大发展改变了世界多晶硅的格局,近年来，由于我国多晶硅原料极其紧缺，严重供不应求，价格飞涨，产生行业暴利，因此，有许多企业抢滩加入了建设多晶硅的行列。我国从2005-2006年开始进行多晶硅的扩建，2007 - 2008年进入高潮期，产能扩大也进入了飞跃期，2009-2010年将进入建设多晶硅的尾期。2008年我国多晶硅产量可能达世界的8-

4、10%，2009可能达到世界的20%左右，2010年以后可能达到30%以上，世界多晶硅的格局将发生重大变化。,2、考察和收集资料的分析,2.1、目前国内外多晶硅市场的供需状况的分析与预测,我国多晶硅多晶硅应用及需求量,表2-1 我国多晶硅应用及需求量 单位：吨,表2-2 2004-2008年世界主要多晶硅制造商产量和产能一览表,公司名称产量(吨)扩产后的产能（吨） 2004 2005 2006 2007 2008 Hemlock(美国)7,0007,4007,70010,00011,000 Wacker(德国)5,0005,0005,5006,5009,000 Tokuyama(日本)5,20

5、05,4005,4005,4008,400 MEMC(美国/意大利)2,5003,7005,2006,4008,000 REC SGS(美国)2,1002,3002,7006,0007,400 REC AsiMI(美国)2,2003,0003,3003,3003,300 三菱(日本/美国)2,8002,8002,8002,8002,800 住友钛(日本)700700700700700,表2-3 世界新进入厂商多晶硅项目计划 （单位：/吨）,公司和地区 2006 2007 20008 2009 2010 JSSi 850 850 850 Arise 50 200 200 2,000 Solar

6、value2,2005,3005,3005,300 M.Setek1,1003,0003,0006,000 Elkem2,5005,0005,0005,000 French Consortium1,0002,0002,500 俄罗斯及前独联体国家606601,2001,2001,200 中国400 4,200 40,700 57650 91,650 DC Chemical3,000 Hoku 1,500 Isofoton 2,500 总计46010,710 57,250 75,200 121,500 潜在总能 46010,85063,050 82,000 161,300,我国2007年多晶硅供

7、需情况,我国2007年需求在万吨以上，产能4,000吨左右，实际产量在1,100 1,200吨； 2007年，世界的年产能在50,000吨左右，基本100%发挥产能，仍然供不应求。总需求在60,000-75,000吨左右。,2008年底我国多晶硅供应压力减小,2008年需求15,000吨左右，根据预测，产能也在4万吨以上，但是实际产量可能在7,000 9,000吨。 A、2007年以前形成的产能4,760吨，在2008年，如果能达产80%，产量即可达3,800吨左右； B、2008年新形成的产能，可达约36,000吨，如果2008年实际产量能达10%，将可达3,600吨，如果实际产量能达15%

8、，就可达5,400吨。 以上两项一共是7,400吨-9,200吨，据此分析，到2008年底，供需压力减小。,2009年底我国多晶硅供需基本平衡,根据上面的数据统计，2008年以前形成的产能达40,760吨，如果产量能够达产能的50%，我国的实际产量将达到约20,000吨，如果产量能够达产能的70%左右，2008年以前形成产能的实际产量将可达28,000吨左右； 2009年形成新产能17,450吨，如果产量能达10%，这部产能的产量可达1,745吨。 因此，预测2009年的全部产量可达约30,000吨左右，我国多晶硅供需基本平衡或略有剩余。 届时，如果国内外的在建项目大部分都能够建成投产，世界多

9、晶硅的供需状况将发生大的变化，将可能初步出现供过于求的情况。,2010年我国多晶硅可能供过于求,2010年，我国多晶硅产量的预测：2008年以前形成的产能达40,760吨，产量可能达32,000吨；2009年形成的产能17,450吨，其产量可达到约8,000吨；2010年形成的产能34,000吨，其产量可达约3,000吨左右； 合计2010年其产量可达约43,000吨-45000吨。 由于我国多晶硅的建设规模相当庞大，暂时超过了实际需要， 2010年将可能出现供过于求的情况，因此，我国多晶硅可能是调整的一年。,多晶硅价格将可能回归价值,国际国内的项目，如果有相当部分都能够建成投产 ，产生的产能

10、是相当庞大的。2009年及以后，多晶硅价格将有可能大幅度下降，进可能到人民币500-800元左右的价格，也可能出现在成本价或者略低于成本价销售的激烈竞争情况。,部分生产厂将面临巨大的经营压力,部分没有采用综合利用的生产厂、电价高和生产成本高的生产厂、产业链条没有延伸，不能够消化高成本的生产厂，将可能面临巨大的经营压力。 只有那些技术先进、采用了综合利用的生产厂、电价低、产业链比较长，能够消化成本压力的企业，才能够生存下来。,2.5、 生产多晶硅的原料氯气和三氯氢硅等将可能出现短缺,由于目前多晶硅供不应求，有部分多晶硅生产公司为了抢市场和工程进度，没有建设氯化氢和三氯氢硅的原料部分。 因此，20

11、09年以后，由于我国多晶硅生产规模集聚扩大，氯化氢和三氯氢硅等原料将可能出现严重短缺现象。,2.6、 多晶硅副产物四氯化硅的消化问题将非常严峻,每生产一公斤多晶硅，将产生大约14公斤的四氯化硅副产物，由于我国多晶硅生产规模集聚扩大，因此，产生的副产物四氯化硅的数量也将是一个非常庞大的数量，如果不能充分利用，将可能产生环境灾难。 凡是生产多晶硅的企业，现在就必须考虑对四氯化硅副产物的处理问题，采取什么方式综合利用它们，这个问题可说是生产多晶硅企业“生死存亡”的大问题。,3、目前应该有所注意的事情,3.1、现在上多晶硅项目应注意投资风险的防范 目前，我国全部已建、在建和筹建的总产能约148,200

12、吨，其总产能已大大超过目前和未来几年全世界的需求，这还不包括世界其他国家扩大产能的数量。 多晶硅在半导体方面的需要是有限的，太阳能电池方面的需要虽然较大，但也大大超过其短期未来的需要。 在太阳能电池的应用方面，采用西门子方法生产的多晶硅，还面临物理法生产多晶硅和薄膜太阳能电池的激烈竞争，他们在太阳能电池的性能方面差距不大，但成本差距巨大，因此，其竞争能力比较差。 如果采用西门子方法，目标应瞄准电路级产品，同时，应有强大的技术保障和电力成本保证，最好能够确保产品成本在300元/公斤以下，才能够具有较大的竞争能力和优势。,3.2、综合利用 降低成本,可以预料，在未来2年，多晶硅市场竞争将非常激烈，

13、采取综合利用，是降低成本，提高竞争力的有力方法。 我国大规模的建设多晶硅项目，其四氯化硅的出路问题，是一个非常大的难题，必须采取综合利用，应尽可能完善已建项目。,消耗四氯化硅的方法介绍（一）,最直接和最简单的方法，就是采用目前生产多晶硅的尾气分离出来的四氯化硅氢还原（不需把四氯化硅通过氢化转化成三氯氢硅）直接生产多晶硅。该方法 的最大优点是：可以综合利用SiCl4副产物，而不需采用氢化工艺、其设备可利用现存的设备而不需另外建立系统、可利用原来SiHCl3氢还原生产多晶硅的系统进行循环，从而减少了设备的投入,同时减少了人工成本、工艺简单、成熟、安全性高、产品质量高，综合利用，有利于环境保护，产品

14、质量高，可用于半导体和太阳能电池，只是生长速度比较慢，但可通过一些辅助手段提高其生长速度,消耗四氯化硅的方法介绍（二）,它的缺点是沉积速度比较慢，反应温度高，单独能耗比SiHCl3氢还原生产多晶硅要高。但是，SiCl4是直接利用的副产物，原料是零成本，它省略了氢化工序，通过采用一些节能措施以后，在综合能耗方面，SiCl4与SiHCl3氢还原生产多晶硅相比较，可能不相上下，但SiCl4更节约设备投资和人工成本。,消耗四氯化硅的方法介绍（三）,在目前的情况下，SiCl4热氢化的转换效率在10-15%，SiCl4冷氢化的转换效率在15-30%（但加硅粉的技术问题目前还没完全解决）。据了解，目前四氯化

15、硅转换成SiHCl3的电耗，在68千瓦时/公斤，生产1公斤多晶硅需要18公斤三氯氢硅，其转换的电耗在108144千瓦时，加上SiHCl3氢还原生产多晶硅的电耗170千瓦左右，这样，每生产1公斤氢化以后的多晶硅，电耗在300千瓦时左右。通过SiCl4氢还原生产多晶硅与SiCl4氢化转为SiHCl3以后生产多晶硅进行比较，我们认为，直接采用SiCl4氢还原生产多晶硅的成本可能更低，它既提高了经济效益，又解决了SiCl4的出路问题，因此，它是一种解决SiCl4出路问题的最佳方式之一。,消耗四氯化硅的方法介绍（四）,直接利用四氯化硅生产太阳能级多晶硅，还有一种方法就是：采用目前生产多晶硅的尾气（里面大

16、部分是三氯氢硅和四氯化硅）加上新的三氯氢硅料，进行氢还原生产多晶硅，可用于生产太阳能级多晶硅，可降低成本，这方面，日本有专利报告，我国也进行过试验，这个方法是可行的。,消耗四氯化硅的方法介绍（五）,VLD法生产粒状太阳能级多晶硅 VLD（Vapor to Liquid Deposition）的技术要点是，将提纯后的SiCl4和H2的混合物送入炉内，在1500的石墨发热体上进行还原淀积，形成液态硅，随后将液化后的硅滴入收集盘，生成颗粒状硅。 此工艺在1500进行还原，其反应速率，比低温（1100）还原可提高约10倍左右的反应速率，并将还原硅的间断操作变为了连续生产，易于扩大规模。其主要缺点是试验样品中含碳较高，而且得到的产品是粒状硅。另外，目前国内