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风起云涌:中国多晶硅市场的江湖

08-11-08 09:01 1929次浏览
草原之
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作者:真乃 提交日期:2008-4-20 17:14:00 访问:33193 回复:439

风起云涌:中国多晶硅市场的江湖
史博士,2007-12-12 03:21:45

巨大的国内需求与尴尬的供应能力
中国的多晶硅工业从60年代开始起步,虽起步不晚,但发展缓慢。最早生产多晶硅的是四川峨嵋半导体厂和洛阳中硅(前身是洛阳半导体厂)。但由于工艺技术落后,设备陈旧,生产规模小,物耗、能耗大,产品成本高,质量难以保证,因此中国的多晶硅生产水平和国际水平相比差距较大。现在国内仅有四川峨嵋半导体材料厂、河南洛阳单晶硅厂、四川新光等四家企业能够生产多晶硅。2006年全中国的多晶硅产能不到200吨,需求为6000吨;2007年生产能力应为1800吨,但实际产量不会超过500吨,而2007年中国多晶硅的需求将达到9000吨。

与海外的产量相比,中国多晶硅的产量更显得小得可怜。2006年全球各多晶硅厂家的产量共计约38000吨,而中国的产量只有不到200吨,2007年,预计全球产量可达到45000吨,中国也只有洛阳中硅达到了300吨的产能,而累计投资了近20亿的四川峨嵋依然只有几十吨的产量。

物理法,还是化学法?

前面我在一篇博文里提过,从理论上来说,物理法只能生产出纯度为6N的多晶硅,这样的纯度也只能供太阳能电池用,而化学法则可以生产出纯度高达11个9的多晶硅,从而可以直接供给半导体集成电路行业使用。由于物理法生产多晶硅的成本和投资都远远小于化学法,因此,只要物理法开始进行规模化生产,就必然将成为太阳能级多晶硅的主流,而化学法生产的多晶硅将退出太阳能市场,主要满足生产半导体级的多晶硅需求。

中国的厂家,现在从事以上两种方法的都有。化学法,又称西门子法,中国大多数厂家是采用这种方法,但是,到目前为止,中国没有一家厂家从拥有西门子法的知识产权的公司手里获得过正式的技术转让与合作,所有的技术都来源于俄罗斯。但令人讽刺的是,俄罗斯自己,到目前为止,都没有一家产量在1000吨以上的规模。倒是把技术向中国转让了一大堆,这,也是中国多晶硅行业的一个怪现象了!

外国人比中国人更了解中国的多晶硅状况?

现在,国际各大太阳能电池的生产厂商对中国的硅原料厂家的了解,其实比中国自己的太阳能厂商更加深入。三菱、夏普这些本身既是太阳能电池的生产大鳄、又是硅原料的主要控制者的厂家,对中国每个多晶硅厂家的精确到每周的进展都了若指掌。

以河南方城迅天宇公司为例,该公司在进行物理法生产多晶硅的生产实验的时候,该公司的第一炉金属硅刚出炉,三菱公司即派员到现场取样,直接将样品带往日本化验,而夏普公司则主动为该公司的多晶硅进行了重新铸锭和太阳能电池片的制作,并免费提供了测试结果,甚至还为海外投资者做技术顾问来帮助该公司融资;德国的CENTROTHERM公司多次到现场进行考察和研究。

因此,中国多晶硅的生产和市场的一举一动,无不牵动着全球主要同行厂家,这意味着,中国的多晶硅市场已经完全成为了一个全球一体化的大市场。其实,这只不过是“全球化”在多晶硅这个看来狭窄的行业里的一个体现罢了。

即将到来的多晶硅大潮?

面对下游的巨大需求和令人瞠目结舌的利润空间,国内企业争先恐后地上马多晶硅项目,地方政府也是摇旗呐喊,大有当年大炼钢铁之势。如果将中国的多晶硅项目进行一个统计,传言中的项目如果全部达产,总的产能可以达到6 万吨,甚至多于目前全球产能!但是,其中大部分项目会半途夭折,有些甚至会永远停留在草图阶段。

2007年,国家发改委也对全国近三十余家正在进行多晶硅立项的厂家进行了考察,确立对其中的五家进行重点支持,分别是:洛阳中硅高科、四川新光、四川峨嵋、河南讯天宇和江苏顺天;发改委对这五家企业计划每家给予2000万元人民币的资助,目的当然是希望中国尽早能够生产出足量的可以使用的多晶硅,来满足暴涨的太阳能市场。

这五家公司的情况分别是:技术来源于中国有色工程设计总院的洛阳中硅,目前正在建设的产能为3000吨,而2007年达产产能为300吨;自主技术的峨嵋半导体,计划产能为300吨,2007年实际产能为60吨;技术来源于峨嵋与俄罗斯的四川新光硅业,2007年计划产能为1260吨,实际未投产;技术来源于美国HEMLOCK的江苏顺大,计划规模为3000吨,现在还在建设期;而计划建设6000吨物理法多晶硅的河南迅天宇公司,现在只生产出了中国遍地都是的工业硅,不仅6N的踪影皆无,连4N的多晶硅都还没有形成哪怕一吨的规模。

此外,宣布要上马多晶硅项目、但现在还在纸上谈兵的有:江苏阳光,技术来源于中国成达转移的俄罗斯技术,项目选址在宁夏石嘴山,计划一期1000吨,二期4000吨;技术来源于德国的云南爱信硅,一期3000吨,二期10000吨;引进美国技术的辽宁凌海,计划1000吨;与美国合作的四川超磊,计划1000吨;技术来源于俄罗斯的南玻,计划在湖北宜昌建设总量达到5000吨的多晶硅项目;还有技术来源不详的通威集团,计划建设5000吨多晶硅项目;而上个月南京大地集团宣布,年产18000吨的多晶硅已经破土动工了!我觉得需要说明的是,本段所有的数字前面,都应该加上“声称”两个字。

多晶硅项目的吸引力何在?

以上所有这些项目,哪些能成,哪些不能成,甚至有多少项目会胎死腹中?实在是很难说清。而且,现在还有许多项目,正在如过江之鲫,拼命地往多晶硅这个目前堪称暴利的行业里面挤。尽管其中有许多人,连多晶硅是什么都不知道。

为什么会这样?当然是利益驱动。由于太阳能多晶硅目前处于一个极度供不应求的局面,因此,目前的市场基本不存在相互竞争的局面,基本上是只要有符合要求的多晶硅,定单就会蜂拥而至的局面。而一些大的供应商由于与大的太阳能或半导体厂家签有长期定单,因此价格反而不如一些新投产的厂家的价格。

例如,目前MEMC的长单销售价格在70美圆/公斤左右,而国内许多太阳能电池厂的采购成交价格已经达到了360美圆/公斤。2007年国内多晶硅的最新成交的人民币的价格已经到了340万元/吨!

那么成本呢?即便是用成本较高的化学法,洛阳中硅的成本也声称只有不到40万元,当然,这是在没有进行任何污染回收、而将有毒气体直接排放到了大气中的情况下的成本,如果加上环保回收投资,每吨成本大约为60万元,而这意味着依然有80%以上的暴利!而如果采用物理法的话,河南迅天宇声称,成本只有不到15万元,利润率可以达到97%!

这样的利润,大约比直接贩卖海洛因还要赚钱了。所以,大家也就不用奇怪,为什么这么多地方的这么多人,这么热中于多晶硅项目了。

多晶硅项目的壁垒:技术,还是技术

为什么这么多的公司,动用了这么多的人,投了这么的钱,但中国的多晶硅产量还是这么可怜?这是因为,多晶硅的生产有着许多方面的壁垒。

首先,多晶硅提纯是有很高技术壁垒。如前文所述,目前冶炼多晶硅最重要的技术是西门子法,基本被国际七大公司垄断。中国项目大多是准备直接或间接地引进俄罗斯的技术。但俄罗斯目前的能力也仅限于百吨级产量的技术,到目前为止,连俄罗斯自己仍然没有达到1000 吨产能的最小经济规模(最佳经济规模要达到2500 吨/年)。同时俄罗斯的技术在电能消耗上明显高于国际同行,生产每公斤硅材料耗电量300 度,而国际水准仅为100 度。

其次,多晶硅提纯需要经过专门训练的技术人员和产业工人,国内这么多的多晶硅项目是否有充沛的人力资源供应也是颇令人怀疑。综合而言,只有那些有可靠技术来源或长久技术积累的项目才会最后投产成功。这其实还是回到了上面的第一点,自己缺乏技术的来源。正是因为存在技术这个壁垒,我在前面才会说,现在正在号称要上的大部分多晶硅项目都会胎死腹中。

其实,化学法的技术,中国人之所以没有正规渠道的引进,不是我们不愿意花钱,而是国外根本不愿意转让。而物理法,现在全世界都没有成熟的技术,中国也有不少仁人志士,或者是掘金狂人,正在疯狂地开发着。

到底这个壁垒会在哪里被打破,让我们大家拭目以待吧。
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双塔

08-11-08 10:02

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http://222.77.182.240/Article/1000/S/302934
有论坛朋友贴过了
somewind

08-11-08 09:31

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俺们这的多晶硅已量产,用的自个造的炉子.好象几百万一台炉子.

既卖多晶硅,也卖炉子
草原之

08-11-08 09:04

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作者:真乃 回复日期:2008-4-21 7:16:19   
物理法多晶硅英雄榜(上:背景及国际赛区)
史博士,2008-03-01 00:15:49 

一、多晶硅生产技术的背景

多晶硅主要采用化学提纯、物理提纯两种方法进行生产,其中化学提纯方法主要有西门子法(气相沉淀反应法)、硅烷热分解法、流态化床法,物理提纯方法主要有区域熔化提纯法(FZ)、直拉单晶法(CZ)、定向凝固多晶硅锭法(铸造法),等等。目前最为成熟的多晶硅提纯工艺是西门子法。

以往,国际主流厂商大多采用西门子法进行多晶硅的生产。方法是在流化床反应器中混合冶金级硅和氯化氢气体,最后得到沸点仅有31°C的三氯化硅。随后将三氯化硅和氢气的混合物蒸馏后再和加热到1100°C的硅棒一起通过气相沉积反应炉中,从而除去氢气,同时析出固态的硅,击碎后便成为块状多晶硅。这样就可以得到纯度为99.9999999%(9个9,或者叫9N)以上的硅。这是直到2004年以前,全世界唯一采用的生产多晶硅的方法。

西门子法提纯多晶硅需要维持1100oC 的高温,因此耗费大量电能,造成成本居高不下。一般来说,发达国家新建多晶硅厂需投资$100/kg。一个1000吨的工厂投资需要人民币10亿元左右,每吨的成本在4-~60万人民币左右。

过去,由于光伏市场一直不具备规模市场化,因此,并没有形成自己的供应链产业。太阳能所用的电池一直是采用半导体级的高纯硅的副产品,现在俗称锅底料、边角料、头尾料是也。随着太阳能产业链的形成,硅材料依赖集成电路硅的废次原料的模式已经无法满足太阳能产业的需要,必然要有新的生产工艺,而物理法是大家比较公认的能够替代西门子法的一个新途径。

物理法是采用对冶金级的硅进行造渣、精炼、酸洗(湿法冶金)、定向凝固等方式,将杂质去除,由于硅是不参加化学反应的,所以俗称物理法。但其实,无论是造渣、精炼还是酸洗,都不可避免地涉及到化学反应,因此,比较准确的叫法应该是冶金法。

冶金法的投资比化学法要小,大约每千吨产能投资只需要4亿元左右,而每吨的成本为15~25万元人民币左右。因此,如果成功的话,将对化学法形成很大的威胁。但是,冶金法对硅的提纯极限为6到7个九,也就是6~7N,因此,无法用于半导体行业,而只能用于太阳能产业。

但是,现在的多晶硅市场还没有形成到价格竞争的地步。由于太阳能产业造成的需求太大,目前,多晶硅的价格已经达到了400万元/吨的程度,所以,无论是化学法还是物理法,都会赚得盆满钵满,只要能做出来就行了。上述的成本差异,也只是今后供求大致平衡后,才会显现出来。但无论怎样,人都是想走捷径的,所以,现在有那么多人在研究物理法多晶硅,是想一步到位,想在今后的竞争中能够在成本上立于不败之地。另外,太阳能电池目前应用推广的最大障碍,就是成本太高,如果能够将太阳能电池的主原料----硅的成本大幅下降,那这个市场的发展速度,要快得多。

本文拟把本博主在国内外调研的情况写出来,与大家共享一下,让大家了解一下全世界的多晶硅行业中,有哪些先驱者在从事着这方面的工作。这些人不管其初始的动机为何,客观上,如果能够有成效的话,都将起到了降低太阳能电池的成本的效果,最终将会推进太阳能的普及,是造福人类的大功德。
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