什么是多晶硅?

什么是多晶硅?,第1张

当多晶硅的熔融单晶硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格的形式排列成许多晶核。如果这些晶核生长成不同晶面取向的晶粒,这些晶粒就会结合结晶成多晶硅。它是多晶硅生产单晶硅的直接原料,是人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等现代半导体器件的电子信息基础材料

当多晶硅的熔融单晶硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格的形式排列成许多晶核。如果这些晶核生长成不同晶面取向的晶粒,这些晶粒就会结合结晶成多晶硅。它是多晶硅生产单晶硅的直接原料,是人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等现代半导体器件的电子信息基础材料。具有多晶硅的灰色金属光泽,密度为2.32-2.34克/立方厘米。熔点是1410℃。沸点是2355℃。溶于氢氟酸和硝酸的混合酸,不溶于水、硝酸和盐酸。硬度介于锗和应时之间,常温下易碎,切割时易断。当加热到800℃以上时具有延展性,在1300℃时表现出明显的变形。

能耗大,污染大的项目!属于政府目前在限制的行业!目前的市场容量已经不需要这么多的多晶硅项目!

高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料,在未来的50年里,还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料。

随着信息技术和太阳能产业的飞速发展,全球对多晶硅的需求增长迅猛,市场供不应求。世界多晶硅的产量2005年为28750吨,其中半导体级为20250吨,太阳能级为8500吨。半导体级需求量约为19000吨,略有过剩;太阳能级的需求量为15600吨,供不应求。近年来,全球太阳能电池产量快速增加,直接拉动了多晶硅需求的迅猛增长。全球多晶硅由供过于求转向供不应求。受此影响,作为太阳能电池主要原料的多晶硅价格快速上涨。

中国多晶硅工业起步于20世纪50年代,60年代中期实现了产业化,到70年代,生产厂家曾经发展到20多家。但由于工艺技术落后,环境污染严重,消耗大,成本高等原因,绝大部分企业亏损而相继停产或转产。到目前为止,国内有多晶硅生产条件的单位有洛阳中硅高科技有限公司、峨嵋半导体材料厂(所)、四川新光硅业科技有限责任公司3家企业。

中国集成电路和太阳能电池对多晶硅的需求快速增长,2005年集成电路产业需要电子级多晶硅约1000吨,太阳能电池需要多晶硅约1400吨;到2010年,中国电子级多晶硅年需求量将达到约2000吨,光伏级多晶硅年需求量将达到约4200吨。而中国多晶硅的自主供货存在着严重的缺口,95%以上多晶硅材料需要进口,供应长期受制于人,再加上价格的暴涨,已经危及到多晶硅下游众多企业的发展,成为制约中国信息产业和光伏产业产业发展的瓶颈问题。

由于多晶硅需求量继续加大,在市场缺口加大、价格不断上扬的刺激下,国内涌现出一股搭上多晶硅项目的热潮。多晶硅项目的投资热潮,可以说是太阳能电池市场迅猛发展的必然结果,但中国硅材料产业一定要慎重发展,不能一哄而上;关键是要掌握核心技术,否则将难以摆脱受制于人的局面。

作为高科技产业,利用硅矿开发多晶硅,产业耗能大,电力需求高。目前电价已成为中国大多数硅矿企业亟待突破的瓶颈之一。因此中国大力发展多晶硅产业,亟需在条件成熟的地方制定电价优惠政策,降低成本。

由于需求增加快速,但供给成长有限,预估多晶硅料源的供应2007年将是最严重缺乏的一年,预计到2009年,全世界多晶硅的年需求量将达到6.5万吨。在未来的3至5年间,也就是在中国的“十一五”期间,将是中国多晶硅产业快速发展的黄金时期。

总投资约22亿元的3000吨/年多晶硅项目日前在四川乐山市高新区破土动工。这是乐山市今年开工建设的又一多晶硅项目,目前在全国生产多晶硅的3家企业中乐山市拥有2家,生产规模1500吨,占国内建成能力的80%以上。乐山国家级硅材料产业基地的雏形初显。

——需求迅猛为多晶硅产业迎来发展机遇

太阳能光伏产业的飞速发展,为作为基础材料的多晶硅产业提供了广阔的市场。目前全球95%以上的半导体器件是用硅材料制造的,由硅材料制成的集成电路和半导体器件广泛应用于航天、国防军工、通讯等高精尖行业以及各种电子、电器、汽车等通用行业,硅材料支撑着种类繁多、意义重大的电子信息工业。同时,随着石化能源的逐渐枯竭和以及环保需求上升,可再生能源快速发展,太阳能电池用多晶硅原料需求增势迅猛。

负责新项目的四川省乐电天威硅业科技有限责任公司总经理唐前正介绍,近年来,全球多晶硅市场严重供不应求,为我国硅材料产业提供了难得的发展机遇。多晶硅价格已经从2003年的不到40美元/公斤上涨至现在的300美元/公斤左右,而且根据有关机构的预测,全球多晶硅供不应求的局面在2010年前不会有大的改观,多晶硅产品市场前景看好。预计2010年全球半导体级多晶硅需求量3.5万吨,太阳能多晶硅需求量5万吨,供需矛盾十分突出。

——我国多晶硅产业正处在迅猛发展阶段

截至目前,在全国生产多晶硅的3家企业中,乐山市有峨眉半导体材料厂和新光硅业2家,生产规模1500吨,占我国建成能力的80%以上。其中,峨眉半导体材料厂是中国半导体材料行业的领军企业,新光硅业公司的多晶硅项目为目前国内最大,也是国家级高技术示范项目。四川新光硅业公司通过1260吨/年多晶硅生产装置的运行,已经基本掌握了改良西门子工艺中的氯化硅氢化、大型还原炉、导热油转化热能、还原尾气干法回收等四项关键技术,对设备设计、 *** 作条件等积累了一定经验,储备了相当数量的多晶硅人才。

据了解,今年仅在乐山市就有峨眉半导体材料厂500吨多晶硅扩建项目、东汽集团1500吨、永祥公司1000吨新建项目将竣工投产。3月28日乐电天威3000吨项目动工建设后,永祥公司五通3000吨和犍为6000吨项目也即将动工建设。

乐山市委书记姜晓亭说,乐山市依托在技术、人才、产业规模和配套能力上拥有的明显比较优势,正在努力将乐山建设成为全国最大的硅材料产业基地。“我们力争通过4至5年的时间,计划投资200亿元,形成多晶硅19500吨、单晶硅2000吨、1000MW太阳能电池、电子元器件500亿只的生产能力,达产后年可实现销售收入千亿元以上,实现利税400亿元,解决就业上万人次。”

总体上看,我国多晶硅产业正处在迅猛发展的阶段。随着能源政策的倾斜,国内多晶硅生产在政策与利益的驱动作用下正迅速铺开,国内大量资本关注或直接投资多晶硅产业。目前,全国已有十几个省区市在做多晶硅项目,项目总数近40个,呈遍地开花之势。除已投产的极少数几个外,大部分处于正在建设或拟建阶段,其中已有十几家企业开工建设。如果这些项目全部建成达产,那么几年后我国多晶硅年产量将达到10万吨左右。而2007年我国多晶硅总产量仅600吨,占全球产量的2%左右。

——广阔前景“光环”下也存在隐忧

姜晓亭认为,首先我国硅材料产业的发展不应该走一哄而起、盲目上马的道路,而应根据产业特点合理布局。只有集中建设大型产业化基地,才有利于基础设施共用共享、副产品的循环利用、集中治理污染等,同时能够避免花费大笔钱重复引进技术。如果国家不统一合理规划布局,产业发展肯定会出现门槛高、资源浪费、低水平重复建设等隐忧。

目前,只有美国、日本、德国拥有最先进的多晶硅产业化技术,并且几十年来一直实行技术封锁和市场垄断,制约了我国多晶硅产业的发展。国内已经运用和将要运用的技术,主要为改良西门子工艺和俄罗斯技术,但其产品生产成本大约是美国、日本、德国成本的2倍以上,产品价格不具有竞争力。

其次,多晶硅项目建设周期要2年左右,全部达产还需要一个周期,而国内众多企业进军多晶硅产业在未来几年将形成巨大的产能。与此同时,德国、日本、美国等国外多晶硅企业也都在扩产和新建工厂,预计到2010年国外多晶硅总产能将达到6万吨。产能巨量膨胀的同时,如果下游产业得不到迅猛发展,就有导致产品过剩的可能。

第三,目前的多晶硅价格由于供不应求处在高位运行的过热态势。国内多晶硅产品的成本每公斤基本在60美元以上,如果因产能过剩等因素导致价格暴跌,利润将大幅下滑甚至出现亏损。2001年至2002年,因全球供大于求,电子级多晶硅就曾暴跌到每公斤35美元至45美元。

此外,多晶硅行业是有一定污染的产业,如果环保环节控制不好,将会影响这一绿色产业的发展。

相关专家也认为,国家应加大力度支持多晶硅产业的技术研发,统筹调整多晶硅产业布局,规划和建设国家级硅材料产业基地,在信贷、税收、电价等方面大力支持,并从技术、环保等方面严格控制项目立项,确保整个行业健康有序的发展。


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