اخبار - تحلیل وضعیت موجود برای زنجیره صنعتی، تولید و عرضه صنعت پلی سیلیکون در چین

1. زنجیره صنعت پلی سیلیکون: فرآیند تولید پیچیده است و پایین دست بر نیمه هادی های فتوولتائیک متمرکز است.

پلی سیلیکون عمدتا از سیلیکون صنعتی، کلر و هیدروژن تولید می شود و در بالادست زنجیره صنعت فتوولتائیک و نیمه هادی قرار دارد.با توجه به داده های CPIA، روش اصلی تولید پلی سیلیکون فعلی در جهان، روش زیمنس اصلاح شده است، به جز چین، بیش از 95 درصد پلی سیلیکون به روش اصلاح شده زیمنس تولید می شود.در فرآیند تهیه پلی سیلیکون به روش بهبودیافته زیمنس، ابتدا گاز کلر با گاز هیدروژن ترکیب می شود و کلرید هیدروژن تولید می شود و سپس با پودر سیلیکون پس از خرد کردن و آسیاب کردن سیلیکون صنعتی واکنش داده و تری کلروسیلان تولید می کند که با کاهش بیشتر می شود. گاز هیدروژن برای تولید پلی سیلیکونسیلیکون پلی کریستالی را می توان ذوب و خنک کرد تا شمش های سیلیکونی چند کریستالی ساخته شود و سیلیکون مونو کریستال نیز می تواند توسط Czochralski یا ذوب ناحیه ای تولید شود.در مقایسه با سیلیکون پلی کریستال، سیلیکون تک کریستال از دانه های کریستالی با جهت کریستالی یکسان تشکیل شده است، بنابراین هدایت الکتریکی و راندمان تبدیل بهتری دارد.هم شمش های سیلیکونی پلی کریستالی و هم میله های سیلیکونی تک کریستالی را می توان بیشتر برش داد و به ویفرها و سلول های سیلیکونی تبدیل کرد که به نوبه خود به بخش های کلیدی ماژول های فتوولتائیک تبدیل می شوند و در زمینه فتوولتائیک استفاده می شوند.علاوه بر این، ویفرهای سیلیکونی تک کریستالی نیز می توانند با سنگ زنی مکرر، پرداخت، اپیتاکسی، تمیز کردن و سایر فرآیندها به ویفرهای سیلیکونی تبدیل شوند که می توانند به عنوان مواد زیرلایه برای دستگاه های الکترونیکی نیمه هادی استفاده شوند.

محتوای ناخالصی پلی سیلیکون به شدت مورد نیاز است و این صنعت دارای ویژگی های سرمایه گذاری بالا و موانع فنی بالا است.از آنجایی که خلوص پلی سیلیکون به طور جدی بر فرآیند کشیدن سیلیکون تک کریستال تأثیر می گذارد، الزامات خلوص بسیار سخت است.حداقل خلوص پلی سیلیکون 99.9999٪ است و بالاترین آن بی نهایت نزدیک به 100٪ است.علاوه بر این، استانداردهای ملی چین الزامات واضحی را برای محتوای ناخالصی مطرح می کند و بر این اساس پلی سیلیکون به درجه های I، II و III تقسیم می شود که محتوای بور، فسفر، اکسیژن و کربن یک شاخص مرجع مهم است."شرایط دسترسی به صنعت پلی سیلیکون" تصریح می کند که شرکت ها باید یک سیستم بازرسی و مدیریت کیفیت سالم داشته باشند و استانداردهای محصول کاملاً مطابق با استانداردهای ملی باشد.علاوه بر این، شرایط دسترسی به مقیاس و انرژی مصرفی شرکت های تولید پلی سیلیکون، مانند پلی سیلیکون با گرید خورشیدی و الکترونیکی نیز نیاز دارد. مقیاس پروژه به ترتیب بیش از 3000 تن در سال و 1000 تن در سال و حداقل نسبت سرمایه است. در سرمایه گذاری پروژه های ساخت و ساز جدید و بازسازی و توسعه نباید کمتر از 30 درصد باشد، بنابراین پلی سیلیکون یک صنعت سرمایه بر است.طبق آمار CPIA، هزینه سرمایه گذاری تجهیزات خط تولید پلی سیلیکون 10000 تنی که در سال 2021 به بهره برداری رسید، اندکی به 103 میلیون یوان در هر تن افزایش یافته است.دلیل آن افزایش قیمت مواد فله فلزی است.انتظار می رود که هزینه سرمایه گذاری در آینده با پیشرفت تکنولوژی تجهیزات تولید افزایش یابد و با افزایش اندازه مونومر کاهش یابد.طبق مقررات، مصرف برق پلی سیلیکون برای کاهش درجه خورشیدی و درجه الکترونیکی Czochralski باید به ترتیب کمتر از 60 کیلووات ساعت بر کیلوگرم و 100 کیلووات ساعت بر کیلوگرم باشد و الزامات مربوط به شاخص های مصرف انرژی نسبتاً سختگیرانه است.تولید پلی سیلیکون به صنایع شیمیایی تعلق دارد.فرآیند تولید نسبتاً پیچیده است و آستانه مسیرهای فنی، انتخاب تجهیزات، راه اندازی و بهره برداری بالا است.فرآیند تولید شامل بسیاری از واکنش های شیمیایی پیچیده است و تعداد گره های کنترل بیش از 1000 است.برای تازه واردها سخت است که سریعاً بر مهارت های حرفه ای بالغ مسلط شوند.بنابراین، سرمایه و موانع فنی بالایی در صنعت تولید پلی سیلیکون وجود دارد، که همچنین تولید کنندگان پلی سیلیکون را تشویق می کند تا بهینه سازی فنی دقیق جریان فرآیند، بسته بندی و فرآیند حمل و نقل را انجام دهند.

2. طبقه بندی پلی سیلیکون: خلوص استفاده را تعیین می کند و درجه خورشیدی جریان اصلی را اشغال می کند

سیلیکون پلی کریستالی، شکلی از سیلیکون عنصری، از دانه های کریستالی با جهت گیری های کریستالی مختلف تشکیل شده است و عمدتاً با پردازش سیلیکون صنعتی خالص می شود.ظاهر پلی سیلیکون درخشش فلزی خاکستری است و نقطه ذوب حدود 1410 درجه سانتیگراد است.در دمای اتاق غیر فعال و در حالت مذاب فعال تر است.پلی سیلیکون خواص نیمه هادی دارد و یک ماده نیمه هادی فوق العاده مهم و عالی است، اما مقدار کمی ناخالصی می تواند بر رسانایی آن تأثیر زیادی بگذارد.روش های طبقه بندی زیادی برای پلی سیلیکون وجود دارد.علاوه بر طبقه بندی فوق بر اساس استانداردهای ملی چین، سه روش طبقه بندی مهم دیگر در اینجا معرفی می شوند.با توجه به شرایط خلوص و کاربردهای مختلف، پلی سیلیکون را می توان به پلی سیلیکون درجه یک خورشیدی و پلی سیلیکون درجه الکترونیکی تقسیم کرد.پلی سیلیکون درجه خورشیدی عمدتاً در تولید سلول های فتوولتائیک استفاده می شود، در حالی که پلی سیلیکون درجه الکترونیکی به طور گسترده در صنعت مدارهای مجتمع به عنوان ماده خام برای تراشه ها و سایر تولیدات استفاده می شود.خلوص پلی سیلیکون درجه خورشیدی 6 تا 8 نیوتن است، یعنی مقدار ناخالصی کل باید کمتر از 10 -6 باشد و خلوص پلی سیلیکون باید به 99.9999٪ یا بیشتر برسد.الزامات خلوص پلی سیلیکون درجه الکترونیکی دقیق تر است، با حداقل 9N و حداکثر فعلی 12N.تولید پلی سیلیکون درجه الکترونیکی نسبتاً دشوار است.تعداد کمی از شرکت های چینی وجود دارند که بر فناوری تولید پلی سیلیکون درجه الکترونیکی تسلط داشته باشند و هنوز هم به واردات وابسته هستند.در حال حاضر، خروجی پلی سیلیکون درجه یک خورشیدی بسیار بزرگتر از پلی سیلیکون درجه الکترونیکی است و اولی حدود 13.8 برابر دومی است.

با توجه به تفاوت ناخالصی های دوپینگ و نوع هدایت مواد سیلیکونی، می توان آن را به نوع P و نوع N تقسیم کرد.هنگامی که سیلیکون با عناصر ناخالصی پذیرنده مانند بور، آلومینیوم، گالیم و غیره دوپ می شود، هدایت سوراخ بر آن غالب است و از نوع P است.هنگامی که سیلیکون با عناصر ناخالص دهنده مانند فسفر، آرسنیک، آنتیموان و غیره دوپ می شود، هدایت الکترون بر آن غالب است و از نوع N است.باتری های نوع P عمدتا شامل باتری های BSF و باتری های PERC هستند.در سال 2021، باتری های PERC بیش از 91 درصد از بازار جهانی را به خود اختصاص خواهند داد و باتری های BSF حذف خواهند شد.در طول دوره ای که PERC جایگزین BSF می شود، راندمان تبدیل سلول های نوع P از کمتر از 20٪ به بیش از 23٪ افزایش یافته است که در آستانه نزدیک شدن به حد بالای نظری 24.5٪ است در حالی که حد بالای نظری N- سلول های نوع 28.7٪ است و سلول های نوع N راندمان تبدیل بالایی دارند، به دلیل مزایای نسبت دو وجهی بالا و ضریب دمای پایین، شرکت ها شروع به استقرار خطوط تولید انبوه برای باتری های نوع N کرده اند.طبق پیش بینی CPIA، نسبت باتری های نوع N به طور قابل توجهی از 3٪ به 13.4٪ در سال 2022 افزایش خواهد یافت. انتظار می رود که در پنج سال آینده، تکرار باتری های نوع N به باتری های نوع P آغاز شود. با توجه به کیفیت سطح مختلف، می توان آن را به مواد متراکم، مواد گل کلم و مواد مرجانی تقسیم کرد.سطح مواد متراکم دارای کمترین درجه تقعر، کمتر از 5 میلی متر، بدون ناهنجاری رنگ، بدون بین لایه اکسیداسیون و بالاترین قیمت است.سطح مواد گل کلم دارای درجه تقعر متوسطی است، 5-20 میلی متر، بخش متوسط است و قیمت متوسط است.در حالی که سطح مواد مرجانی دارای تقعر جدی تر است، عمق آن بیشتر از 20 میلی متر است، بخش شل است و قیمت پایین ترین است.مواد متراکم عمدتاً برای کشیدن سیلیکون تک کریستالی استفاده می شود، در حالی که مواد گل کلم و مواد مرجانی عمدتاً برای ساخت ویفرهای سیلیکونی چند کریستالی استفاده می شود.در تولید روزانه شرکت ها، مواد متراکم را می توان با حداقل 30٪ مواد گل کلم دوپ کرد تا سیلیکون تک کریستالی تولید شود.در هزینه مواد اولیه می توان صرفه جویی کرد، اما استفاده از مواد گل کلم راندمان کشش کریستال را تا حدی کاهش می دهد.شرکت ها باید پس از سنجیدن این دو نسبت دوپینگ مناسب را انتخاب کنند.اخیراً تفاوت قیمت بین مواد متراکم و مواد گل کلم اساساً در 3 RMB / کیلوگرم تثبیت شده است.اگر اختلاف قیمت بیشتر شود، شرکت ها ممکن است دوپینگ بیشتری از مواد گل کلم را در کشیدن سیلیکون تک کریستالی در نظر بگیرند.

بالا و دم نیمه هادی با مقاومت بالا از نوع N

3. فرآیند: روش زیمنس جریان اصلی را اشغال می کند و مصرف برق کلید تغییرات تکنولوژیکی می شود.

فرآیند تولید پلی سیلیکون تقریباً به دو مرحله تقسیم می شود.در مرحله اول پودر سیلیکون صنعتی با هیدروژن کلرید بی آب واکنش داده و تری کلروسیلان و هیدروژن بدست می آید.پس از تقطیر و خالص سازی مکرر، تری کلروسیلان گازی، دی کلرودی هیدروسیلیکون و سیلان.مرحله دوم کاهش گاز با خلوص بالا به سیلیکون کریستالی است و مرحله احیا در روش زیمنس اصلاح شده و روش بستر سیال سیلان متفاوت است.روش بهبود یافته زیمنس دارای تکنولوژی تولید بالغ و کیفیت محصول بالا است و در حال حاضر پرکاربردترین فناوری تولید است.روش سنتی تولید زیمنس استفاده از کلر و هیدروژن برای سنتز کلرید هیدروژن بی آب، کلرید هیدروژن و سیلیکون صنعتی پودر شده برای سنتز تری کلروسیلان در دمای معین و سپس جداسازی، تصحیح و خالص سازی تری کلروسیلان است.سیلیکون تحت یک واکنش کاهش حرارتی در کوره احیای هیدروژن قرار می گیرد تا سیلیکون عنصری رسوب شده بر روی هسته سیلیکونی بدست آید.بر این اساس، فرآیند بهبود یافته زیمنس همچنین مجهز به یک فرآیند پشتیبانی برای بازیافت مقدار زیادی از محصولات جانبی مانند هیدروژن، کلرید هیدروژن و تتراکلرید سیلیکون تولید شده در فرآیند تولید است که عمدتاً شامل بازیابی گاز دم کاهشی و استفاده مجدد از تتراکلرید سیلیکون است. فن آوری.هیدروژن، کلرید هیدروژن، تری کلروسیلان و تتراکلرید سیلیکون در گاز خروجی با بازیافت خشک جدا می شوند.هیدروژن و کلرید هیدروژن را می توان برای سنتز و خالص سازی با تری کلروسیلان مجددا استفاده کرد و تری کلروسیلان مستقیماً به احیای حرارتی بازیافت می شود.خالص سازی در کوره انجام می شود و تتراکلرید سیلیکون هیدروژنه می شود تا تری کلروسیلان تولید شود که می تواند برای خالص سازی استفاده شود.به این مرحله عملیات هیدروژناسیون سرد نیز می گویند.با تحقق تولید مدار بسته، شرکت ها می توانند به طور قابل توجهی مصرف مواد خام و برق را کاهش دهند و در نتیجه به طور موثر در هزینه های تولید صرفه جویی کنند.

هزینه تولید پلی سیلیکون با استفاده از روش بهبود یافته زیمنس در چین شامل مواد اولیه، مصرف انرژی، استهلاک، هزینه های پردازش و غیره است. پیشرفت تکنولوژی در صنعت به طور قابل توجهی هزینه را کاهش داده است.مواد اولیه عمدتاً به سیلیکون صنعتی و تری کلروسیلان اشاره دارد، مصرف انرژی شامل برق و بخار است و هزینه های پردازش مربوط به هزینه های بازرسی و تعمیر تجهیزات تولید است.طبق آمار Baichuan Yingfu در مورد هزینه های تولید پلی سیلیکون در اوایل ژوئن 2022، مواد خام بالاترین اقلام هزینه را تشکیل می دهند که 41٪ از کل هزینه را شامل می شود که سیلیکون صنعتی منبع اصلی سیلیکون است.مصرف واحد سیلیکونی که معمولاً در صنعت استفاده می شود نشان دهنده مقدار سیلیکون مصرف شده در هر واحد از محصولات سیلیکونی با خلوص بالا است.روش محاسبه به این صورت است که تمام مواد حاوی سیلیکون مانند پودر سیلیکون صنعتی و تری کلروسیلان برون سپاری شده را به سیلیکون خالص تبدیل می کند و سپس کلروسیلان برون سپاری شده را بر اساس مقدار سیلیکون خالص تبدیل شده از نسبت محتوای سیلیکون کسر می کند.بر اساس داده های CPIA، سطح مصرف سیلیکون با 0.01 کیلوگرم بر کیلوگرم سیلیس به 1.09 کیلوگرم بر کیلوگرم سیلیس در سال 2021 کاهش می یابد. کاهش به 1.07 کیلوگرم بر کیلوگرم تا سال 2030. kg-Si.طبق آمار ناقص، مصرف سیلیکون پنج شرکت برتر چینی در صنعت پلی سیلیکون کمتر از میانگین صنعت است.مشخص است که دو نفر از آنها در سال 2021 به ترتیب 1.08 کیلوگرم بر کیلوگرم Si و 1.05 کیلوگرم بر کیلوگرم سیلیسیم مصرف خواهند کرد. هزینه کل، نشان می دهد که قیمت برق و بازده هنوز هم فاکتورهای مهمی برای تولید پلی سیلیکون هستند.دو شاخص اصلی برای اندازه‌گیری راندمان برق، مصرف برق جامع و کاهش مصرف برق هستند.کاهش مصرف برق به فرآیند کاهش تری کلروسیلان و هیدروژن برای تولید مواد سیلیکونی با خلوص بالا اشاره دارد.مصرف برق شامل پیش گرم کردن و رسوب هسته سیلیکونی است.، حفظ حرارت، تهویه پایانی و سایر مصرف انرژی فرآیند.در سال 2021، با پیشرفت تکنولوژی و استفاده همه جانبه از انرژی، میانگین مصرف انرژی جامع تولید پلی سیلیکون با 5.3 درصد کاهش سالانه به 63 کیلووات ساعت بر کیلوگرم سی سی و میانگین مصرف برق کاهشی 6.1 درصد در سال کاهش خواهد یافت. در سال به 46 کیلووات ساعت بر کیلوگرم سی سی رسید که انتظار می رود در آینده کاهش بیشتری پیدا کند..علاوه بر این، استهلاک نیز یکی از اقلام مهم بهای تمام شده است که 17 درصد را شامل می شود.شایان ذکر است که طبق داده های بایچوان ینگفو، کل هزینه تولید پلی سیلیکون در اوایل ژوئن 2022 حدود 55816 یوان/تن بود، متوسط قیمت پلی سیلیکون در بازار حدود 260000 یوان/تن و حاشیه سود ناخالص به اندازه 70٪ یا بیشتر، بنابراین تعداد زیادی از شرکت ها را جذب کرد که در ساخت ظرفیت تولید پلی سیلیکون سرمایه گذاری کنند.

دو راه برای کاهش هزینه ها برای تولیدکنندگان پلی سیلیکون وجود دارد، یکی کاهش هزینه مواد اولیه و دیگری کاهش مصرف برق.از نظر مواد اولیه، تولیدکنندگان می توانند با امضای قراردادهای همکاری بلندمدت با تولیدکنندگان سیلیکون صنعتی یا ایجاد ظرفیت تولید یکپارچه بالادستی و پایین دستی، هزینه مواد اولیه را کاهش دهند.به عنوان مثال، کارخانه های تولید پلی سیلیکون اساساً به عرضه سیلیکون صنعتی خود متکی هستند.از نظر مصرف برق، تولیدکنندگان می‌توانند با قیمت پایین برق و بهبود مصرف انرژی، هزینه‌های برق را کاهش دهند.حدود 70 درصد از مصرف برق جامع کاهش مصرف برق است و کاهش نیز یک حلقه کلیدی در تولید سیلیکون کریستالی با خلوص بالا است.بنابراین، بیشتر ظرفیت تولید پلی سیلیکون در چین در مناطقی با قیمت پایین برق مانند سین کیانگ، مغولستان داخلی، سیچوان و یوننان متمرکز است.با این حال، با پیشرفت سیاست دو کربنه، دستیابی به مقدار زیادی از منابع انرژی کم هزینه دشوار است.بنابراین، کاهش مصرف برق برای کاهش، امروزه کاهش هزینه‌های امکان‌پذیرتر است.مسیر.در حال حاضر، راه موثر برای کاهش مصرف برق کاهشی، افزایش تعداد هسته‌های سیلیکونی در کوره احیا است و در نتیجه خروجی یک واحد را افزایش می‌دهد.در حال حاضر، انواع کوره های احیاء اصلی در چین 36 جفت میله، 40 جفت میله و 48 جفت میله است.نوع کوره به 60 جفت میله و 72 جفت میله ارتقا یافته است، اما در عین حال، الزامات بالاتری را نیز برای سطح فناوری تولید شرکت ها مطرح می کند.

در مقایسه با روش بهبودیافته زیمنس، روش بستر سیال سیلان دارای سه مزیت است، یکی مصرف برق کم، دیگری خروجی کشش کریستال بالا، و سوم این است که ترکیب آن با تکنولوژی پیشرفته تر CCZ پیوسته Czochralski مطلوب تر است.طبق داده های شعبه صنعت سیلیکون، توان مصرفی جامع روش بستر سیال سیلان 33.33 درصد روش بهبود یافته زیمنس و کاهش مصرف برق 10 درصد روش بهبود یافته زیمنس است.روش بستر سیال سیلان مزایای مصرف انرژی قابل توجهی دارد.از نظر کشش کریستال، ویژگی های فیزیکی سیلیکون دانه ای می تواند پر کردن کامل بوته کوارتز را در پیوند میله کشش سیلیکون تک کریستال آسان تر کند.سیلیکون پلی کریستالی و سیلیکون دانه ای می توانند ظرفیت شارژ بوته تک کوره را تا 29٪ افزایش دهند در حالی که زمان شارژ را تا 41٪ کاهش می دهند و به طور قابل توجهی راندمان کشش سیلیکون تک کریستال را بهبود می بخشند.علاوه بر این، سیلیکون گرانول دارای قطر کم و سیالیت خوب است که بیشتر برای روش Czochralski پیوسته CCZ مناسب است.در حال حاضر تکنولوژی اصلی کشیدن تک کریستال در قسمت میانی و پایین دست، روش ریخته گری تک کریستال RCZ است که پس از کشیدن یک میله سیلیکونی تک کریستال، تغذیه و کشیدن مجدد کریستال می باشد.طراحی به طور همزمان انجام می شود، که باعث صرفه جویی در زمان خنک شدن میله سیلیکونی تک کریستال می شود، بنابراین راندمان تولید بالاتر است.توسعه سریع روش Czochralski پیوسته CCZ همچنین تقاضا برای سیلیکون دانه‌ای را افزایش می‌دهد.اگرچه سیلیکون دانه ای دارای معایبی است مانند پودر سیلیکون بیشتر تولید شده در اثر اصطکاک، سطح بزرگ و جذب آسان آلاینده ها و ترکیب هیدروژن به هیدروژن در حین ذوب که به راحتی باعث پرش می شود، اما طبق آخرین اعلامیه های سیلیکون دانه ای مربوطه شرکت ها، این مشکلات در حال بهبود هستند و پیشرفت هایی حاصل شده است.

فرآیند بستر سیال سیلان در اروپا و ایالات متحده بالغ است و پس از معرفی شرکت های چینی در مراحل اولیه است.در اوایل دهه 1980، سیلیکون گرانول خارجی که توسط REC و MEMC نمایندگی می شد شروع به کشف تولید سیلیکون دانه ای کرد و تولید در مقیاس بزرگ را محقق کرد.در میان آنها، ظرفیت کل تولید سیلیکون گرانول REC در سال 2010 به 10500 تن در سال رسید و در مقایسه با همتایان زیمنس در همان دوره، حداقل 2 تا 3 دلار آمریکا به ازای هر کیلوگرم مزیت هزینه داشت.به دلیل نیاز به کشیدن تک کریستال، تولید سیلیکون گرانول این شرکت راکد شد و در نهایت تولید را متوقف کرد و به یک سرمایه گذاری مشترک با چین روی آورد تا یک شرکت تولیدی ایجاد کند تا به تولید سیلیکون گرانول بپردازد.

4. مواد خام: سیلیکون صنعتی ماده خام اصلی است و عرضه می تواند نیازهای گسترش پلی سیلیکون را برآورده کند.

سیلیکون صنعتی ماده خام اصلی برای تولید پلی سیلیکون است.انتظار می رود که تولید سیلیکون صنعتی چین از سال 2022 تا 2025 به طور پیوسته رشد کند. از سال 2010 تا 2021، تولید سیلیکون صنعتی چین در مرحله گسترش است و میانگین نرخ رشد سالانه ظرفیت تولید و تولید به ترتیب به 7.4 و 8.6 درصد رسیده است. .با توجه به داده های SMM، به تازگی افزایش یافته استظرفیت تولید سیلیکون صنعتیدر چین 890000 تن و 1.065 میلیون تن در سال های 2022 و 2023 خواهد بود.با فرض اینکه شرکت های سیلیکونی صنعتی همچنان نرخ بهره برداری از ظرفیت و نرخ عملیاتی حدود 60 درصد را در آینده حفظ کنند، چین به تازگی افزایش یافته است.ظرفیت تولید در سال های 2022 و 2023 افزایش تولید 320000 تن و 383000 تن را به همراه خواهد داشت.طبق برآورد GFCI،ظرفیت تولید سیلیکون صنعتی چین در 22/23/24/25 حدود 5.90/697/6.71/6.5 میلیون تن است که معادل 3.55/391/4.18/4.38 میلیون تن است.

نرخ رشد دو ناحیه باقی مانده پایین دستی سیلیکون صنعتی روی هم رفته نسبتاً کند است و تولید سیلیکون صنعتی چین اساساً می تواند تولید پلی سیلیکون را برآورده کند.در سال 2021، ظرفیت تولید سیلیکون صنعتی چین 5.385 میلیون تن خواهد بود که مربوط به خروجی 3.213 میلیون تن است که پلی سیلیکون، سیلیکون آلی و آلیاژهای آلومینیوم به ترتیب 623000 تن، 898000 تن و 649.000 تن مصرف خواهند کرد.علاوه بر این، نزدیک به 780000 تن خروجی برای صادرات استفاده می شود.در سال 2021، مصرف پلی سیلیکون، سیلیکون آلی و آلیاژهای آلومینیوم به ترتیب 19، 28 و 20 درصد سیلیکون صنعتی را تشکیل می دهند.از سال 2022 تا 2025، انتظار می رود نرخ رشد تولید سیلیکون آلی در حدود 10٪ باقی بماند و نرخ رشد تولید آلیاژ آلومینیوم کمتر از 5٪ باشد.بنابراین، ما معتقدیم که میزان سیلیکون صنعتی قابل استفاده برای پلی سیلیکون در سال های 2022-2025 نسبتاً کافی است که می تواند به طور کامل نیاز پلی سیلیکون را برطرف کند.نیازهای تولید

5. عرضه پلی سیلیکون:چینموقعیت غالب را اشغال می کند و تولید به تدریج به شرکت های پیشرو جمع می شود

در سال های اخیر، تولید جهانی پلی سیلیکون سال به سال افزایش یافته و به تدریج در چین جمع شده است.از سال 2017 تا 2021، تولید سالانه پلی سیلیکون جهانی از 432000 تن به 631000 تن افزایش یافته است که سریع ترین رشد در سال 2021 با نرخ رشد 21.11 درصد بوده است.در این دوره، تولید جهانی پلی سیلیکون به تدریج در چین متمرکز شد و نسبت تولید پلی سیلیکون چین از 02/56 درصد در سال 2017 به 03/80 درصد در سال 2021 افزایش یافت. دریافت که تعداد شرکت های چینی از 4 به 8 افزایش یافته است و نسبت ظرفیت تولید برخی از شرکت های آمریکایی و کره ای به طور قابل توجهی کاهش یافته است و از ده تیم برتر مانند HEMOLOCK، OCI، REC و MEMC خارج شده است.تمرکز صنعت به طور قابل توجهی افزایش یافته است و مجموع ظرفیت تولید ده شرکت برتر در صنعت از 57.7 درصد به 90.3 درصد افزایش یافته است.در سال 2021، پنج شرکت چینی وجود دارد که بیش از 10 درصد از ظرفیت تولید را به خود اختصاص داده اند که در مجموع 65.7 درصد را تشکیل می دهند..سه دلیل اصلی برای انتقال تدریجی صنعت پلی سیلیکون به چین وجود دارد.اولاً، تولیدکنندگان پلی سیلیکون چینی از نظر مواد اولیه، برق و هزینه نیروی کار مزایای قابل توجهی دارند.دستمزد کارگران کمتر از دستمزدهای کشورهای خارجی است، بنابراین هزینه کلی تولید در چین بسیار کمتر از دستمزد کشورهای خارجی است و با پیشرفت تکنولوژی به کاهش خود ادامه خواهد داد.دوم، کیفیت محصولات پلی سیلیکونی چینی به طور مداوم در حال بهبود است، که بیشتر آنها در سطح درجه یک خورشیدی قرار دارند، و شرکت های پیشرفته فردی در شرایط خلوص هستند.پیشرفت هایی در فناوری تولید پلی سیلیکون با درجه الکترونیکی بالاتر انجام شده است و به تدریج جایگزینی پلی سیلیکون با درجه الکترونیکی داخلی برای واردات آغاز شده است و شرکت های پیشرو چینی به طور فعال ساخت پروژه های پلی سیلیکون درجه الکترونیکی را ترویج می کنند.تولید ویفرهای سیلیکونی در چین بیش از 95 درصد کل تولید جهانی است که به تدریج میزان خودکفایی پلی سیلیکون را برای چین افزایش داده است که بازار شرکت های پلی سیلیکونی خارج از کشور را تا حدی تحت فشار قرار داده است.

از سال 2017 تا 2021، تولید سالانه پلی سیلیکون در چین به طور پیوسته افزایش خواهد یافت، عمدتاً در مناطق غنی از منابع انرژی مانند سین کیانگ، مغولستان داخلی و سیچوان.در سال 2021، تولید پلی سیلیکون چین از 392000 تن به 505000 تن افزایش خواهد یافت که افزایش 28.83 درصدی را نشان می دهد.از نظر ظرفیت تولید، ظرفیت تولید پلی سیلیکون چین به طور کلی روندی صعودی داشته است، اما در سال 2020 به دلیل تعطیلی برخی از تولیدکنندگان کاهش یافته است.علاوه بر این، میزان استفاده از ظرفیت شرکت های پلی سیلیکون چینی از سال 2018 به طور مداوم در حال افزایش بوده است و میزان استفاده از ظرفیت در سال 2021 به 97.12 درصد خواهد رسید.از نظر استانی، تولید پلی سیلیکون چین در سال 2021 عمدتاً در مناطقی با قیمت پایین برق مانند سین کیانگ، مغولستان داخلی و سیچوان متمرکز شده است.تولید سین کیانگ 270400 تن است که بیش از نیمی از کل تولید چین است.

صنعت پلی سیلیکون چین با درجه بالایی از غلظت، با ارزش CR6 77٪ مشخص می شود و روند صعودی بیشتری در آینده وجود خواهد داشت.تولید پلی سیلیکون صنعتی با سرمایه بالا و موانع فنی بالا است.چرخه ساخت و تولید پروژه معمولاً دو سال یا بیشتر است.ورود تولیدکنندگان جدید به این صنعت دشوار است.با قضاوت از توسعه برنامه ریزی شده شناخته شده و پروژه های جدید در سه سال آینده، تولیدکنندگان انحصاری در این صنعت به دلیل فناوری و مزایای مقیاس خود به گسترش ظرفیت تولید خود ادامه می دهند و موقعیت انحصاری آنها همچنان در حال افزایش است.

تخمین زده می شود که عرضه پلی سیلیکون چین از سال 2022 تا 2025 رشد بزرگی را به همراه خواهد داشت و تولید پلی سیلیکون در سال 2025 به 1.194 میلیون تن خواهد رسید که منجر به گسترش مقیاس تولید پلی سیلیکون جهانی می شود.در سال 2021، با افزایش شدید قیمت پلی سیلیکون در چین، تولیدکنندگان بزرگ در ساخت خطوط تولید جدید سرمایه گذاری کردند و در عین حال تولیدکنندگان جدیدی را برای پیوستن به صنعت جذب کردند.از آنجایی که پروژه های پلی سیلیکون از ساخت تا تولید حداقل یک و نیم تا دو سال طول می کشد، ساخت و ساز جدید در سال 2021 تکمیل خواهد شد.ظرفیت تولید به طور کلی در نیمه دوم سال 2022 و 2023 به تولید می رسد. این بسیار با برنامه های پروژه جدید اعلام شده توسط تولید کنندگان بزرگ در حال حاضر مطابقت دارد.ظرفیت تولید جدید در سال های 2022-2025 عمدتاً در سال های 2022 و 2023 متمرکز شده است. پس از آن، با تثبیت تدریجی عرضه و تقاضای پلی سیلیکون و قیمت، ظرفیت کل تولید در صنعت به تدریج تثبیت خواهد شد.پایین، یعنی نرخ رشد ظرفیت تولید به تدریج کاهش می یابد.علاوه بر این، میزان استفاده از ظرفیت شرکت‌های پلی سیلیکون در دو سال گذشته در سطح بالایی باقی مانده است، اما افزایش ظرفیت تولید پروژه‌های جدید زمان می‌برد و برای تازه‌واردها برای تسلط بر این فرآیند نیاز است. تکنولوژی آماده سازی مربوطهبنابراین، میزان بهره برداری از ظرفیت پروژه های جدید پلی سیلیکون در چند سال آینده پایین خواهد بود.از این رو تولید پلی سیلیکون در سال های 2022-2025 قابل پیش بینی است و انتظار می رود تولید پلی سیلیکون در سال 2025 حدود 1.194 میلیون تن باشد.

تمرکز ظرفیت تولید خارج از کشور نسبتاً زیاد است و نرخ و سرعت افزایش تولید در سه سال آینده به اندازه چین نخواهد بود.ظرفیت تولید پلی سیلیکون در خارج از کشور عمدتاً در چهار شرکت پیشرو متمرکز است و بقیه عمدتاً ظرفیت تولید کوچک هستند.از نظر ظرفیت تولید، Wacker Chem نیمی از ظرفیت تولید پلی سیلیکون خارج از کشور را اشغال می کند.کارخانه های آن در آلمان و آمریکا به ترتیب دارای ظرفیت تولید 60000 تن و 20000 تن هستند.افزایش شدید ظرفیت تولید جهانی پلی سیلیکون در سال 2022 و پس از آن ممکن است باعث ایجاد نگرانی در مورد عرضه بیش از حد شود، این شرکت هنوز در حالت انتظار به سر می برد و برای افزودن ظرفیت تولید جدید برنامه ریزی نکرده است.غول پلی سیلیکونی کره جنوبی OCI به تدریج خط تولید پلی سیلیکون درجه یک خورشیدی خود را به مالزی منتقل می کند در حالی که خط تولید پلی سیلیکون درجه الکترونیکی اصلی در چین را حفظ می کند که قرار است در سال 2022 به 5000 تن برسد. ظرفیت تولید OCI در مالزی به 27000 تن خواهد رسید. 30000 تن در سال های 2020 و 2021، دستیابی به هزینه های کم مصرف انرژی و فرار از تعرفه های بالای چین بر پلی سیلیکون در ایالات متحده و کره جنوبی.این شرکت قصد دارد 95000 تن تولید کند اما تاریخ شروع آن مشخص نیست.پیش بینی می شود در چهار سال آینده به سطح 5000 تن در سال افزایش یابد.شرکت نروژی REC دارای دو پایگاه تولید در ایالت واشنگتن و مونتانای آمریکا با ظرفیت تولید سالانه 18000 تن پلی سیلیکون درجه حرارت خورشیدی و 2000 تن پلی سیلیکون درجه الکترونیکی است.REC که در تنگنای مالی عمیقی قرار داشت، تصمیم گرفت تولید خود را به حالت تعلیق درآورد و سپس به دلیل رونق قیمت پلی سیلیکون در سال 2021، این شرکت تصمیم گرفت تولید 18000 تن پروژه در ایالت واشنگتن و 2000 تن در مونتانا را تا پایان سال 2023 از سر بگیرد. ، و می تواند ظرفیت تولید را در سال 2024 تکمیل کند. Hemlock بزرگترین تولید کننده پلی سیلیکون در ایالات متحده است که در پلی سیلیکون با درجه خلوص الکترونیکی تخصص دارد.موانع تولید با تکنولوژی بالا، جایگزینی محصولات این شرکت در بازار را دشوار می کند.در کنار این واقعیت که این شرکت برنامه ای برای ساخت پروژه های جدید در مدت چند سال ندارد، پیش بینی می شود که ظرفیت تولید این شرکت 2022-2025 باشد.تولید سالانه 18000 تن باقی می ماند.همچنین در سال 2021 ظرفیت تولید جدید شرکت های غیر از چهار شرکت فوق 5000 تن خواهد بود.با توجه به عدم درک برنامه های تولید همه شرکت ها، در اینجا فرض می شود که ظرفیت تولید جدید 5000 تن در سال از سال 2022 تا 2025 خواهد بود.

با توجه به ظرفیت تولید خارج از کشور، تخمین زده می شود که تولید پلی سیلیکون خارج از کشور در سال 2025 حدود 176000 تن باشد، با این فرض که میزان استفاده از ظرفیت تولید پلی سیلیکون خارج از کشور بدون تغییر باقی بماند.پس از افزایش شدید قیمت پلی سیلیکون در سال 2021، شرکت های چینی تولید خود را افزایش داده و تولید را گسترش دادند.در مقابل، شرکت های خارج از کشور در برنامه های خود برای پروژه های جدید محتاط تر هستند.این به این دلیل است که تسلط صنعت پلی سیلیکون در حال حاضر در کنترل چین است و افزایش کورکورانه تولید ممکن است زیان هایی را به همراه داشته باشد.از جنبه هزینه، مصرف انرژی بزرگترین جزء هزینه پلی سیلیکون است، بنابراین قیمت برق بسیار مهم است و سین کیانگ، مغولستان داخلی، سیچوان و سایر مناطق دارای مزایای آشکاری هستند.از طرف تقاضا، به عنوان پایین دست مستقیم پلی سیلیکون، تولید ویفر سیلیکونی چین بیش از 99 درصد از کل تولید جهان را تشکیل می دهد.صنعت پایین دستی پلی سیلیکون عمدتاً در چین متمرکز است.قیمت پلی سیلیکون تولید شده کم است، هزینه حمل و نقل پایین است و تقاضا کاملاً تضمین شده است.ثانیاً، چین تعرفه های ضد دامپینگ نسبتا بالایی را بر واردات پلی سیلیکون با درجه حرارت خورشیدی از ایالات متحده و کره جنوبی اعمال کرده است که مصرف پلی سیلیکون از ایالات متحده و کره جنوبی را تا حد زیادی سرکوب کرده است.در ساخت پروژه های جدید محتاط باشید.علاوه بر این، در سال های اخیر، شرکت های پلی سیلیکون چینی در خارج از کشور به دلیل تاثیر تعرفه ها، توسعه چندانی نداشته اند و برخی از خطوط تولید کاهش یافته یا حتی تعطیل شده اند و نسبت آنها در تولید جهانی سال به سال کاهش یافته است، بنابراین آنها با افزایش قیمت پلی سیلیکون در سال 2021 قابل مقایسه نخواهد بود زیرا سود بالای شرکت چینی، شرایط مالی برای حمایت از گسترش سریع و گسترده ظرفیت تولید آن کافی نیست.

بر اساس پیش بینی های مربوطه از تولید پلی سیلیکون در چین و خارج از کشور از سال 2022 تا 2025، ارزش پیش بینی شده تولید پلی سیلیکون جهانی را می توان خلاصه کرد.تخمین زده می شود که تولید جهانی پلی سیلیکون در سال 2025 به 1.371 میلیون تن برسد.با توجه به ارزش پیش بینی شده تولید پلی سیلیکون، سهم چین از نسبت جهانی را می توان تقریباً به دست آورد.پیش بینی می شود که سهم چین از سال 2022 تا 2025 به تدریج افزایش یابد و در سال 2025 از 87 درصد فراتر رود.

6، خلاصه و چشم انداز

پلی سیلیکون در پایین دست سیلیکون صنعتی و بالادست کل زنجیره صنعت فتوولتائیک و نیمه هادی قرار دارد و وضعیت آن بسیار مهم است.زنجیره صنعت فتوولتائیک به طور کلی ظرفیت نصب شده پلی سیلیکون-سیلیکون ویفر-سلول-ماژول-فتوولتائیک است و زنجیره صنعت نیمه هادی به طور کلی ویفر-تراشه سیلیکون مونوکریستال پلی سیلیکون-ویفر-سیلیکون است.کاربردهای مختلف نیازمندی های متفاوتی در مورد خلوص پلی سیلیکون دارند.صنعت فتوولتائیک عمدتاً از پلی سیلیکون درجه خورشیدی استفاده می کند و صنعت نیمه هادی از پلی سیلیکون درجه الکترونیکی استفاده می کند.اولی دارای محدوده خلوص 6N-8N است، در حالی که دومی به خلوص 9N یا بیشتر نیاز دارد.

برای سال‌ها، روند اصلی تولید پلی سیلیکون، روش بهبود یافته زیمنس در سراسر جهان بوده است.در سال‌های اخیر، برخی از شرکت‌ها به طور فعال روش بستر سیال سیلان کم‌هزینه را بررسی کرده‌اند که ممکن است بر الگوی تولید تأثیر بگذارد.پلی سیلیکون میله ای شکل تولید شده به روش زیمنس اصلاح شده دارای ویژگی های مصرف انرژی بالا، هزینه بالا و خلوص بالا است، در حالی که سیلیکون دانه ای تولید شده به روش بستر سیال سیلان دارای ویژگی های مصرف انرژی کم، هزینه کم و خلوص نسبتا کم است. .برخی از شرکت های چینی به تولید انبوه سیلیکون دانه ای و فناوری استفاده از سیلیکون دانه ای برای کشیدن پلی سیلیکون پی برده اند، اما به طور گسترده ای تبلیغ نشده است.اینکه آیا سیلیکون دانه‌ای می‌تواند جایگزین سیلیکون قبلی در آینده شود بستگی به این دارد که آیا مزیت هزینه می‌تواند معایب کیفیت، تأثیر کاربردهای پایین دستی و بهبود ایمنی سیلان را پوشش دهد یا خیر.در سال های اخیر، تولید جهانی پلی سیلیکون سال به سال افزایش یافته است و به تدریج در چین جمع می شود.از سال 2017 تا 2021، تولید جهانی پلی سیلیکون سالانه از 432000 تن به 631000 تن افزایش خواهد یافت که بیشترین رشد را در سال 2021 داشته است. 56.02 درصد در سال 2017 به 80.03 درصد در سال 2021. از سال 2022 تا 2025، عرضه پلی سیلیکون باعث رشد در مقیاس بزرگ خواهد شد.تخمین زده می شود که تولید پلی سیلیکون در سال 2025 به 1.194 میلیون تن در چین و تولید خارج از کشور به 176000 تن برسد.بنابراین تولید جهانی پلی سیلیکون در سال 2025 حدود 1.37 میلیون تن خواهد بود.