1. પોલિસિલિકોન ઉદ્યોગ સાંકળ: ઉત્પાદન પ્રક્રિયા જટિલ છે, અને ડાઉનસ્ટ્રીમ ફોટોવોલ્ટેઇક સેમિકન્ડક્ટર પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે
પોલિસિલિકોન મુખ્યત્વે ઔદ્યોગિક સિલિકોન, ક્લોરિન અને હાઇડ્રોજનમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે, અને તે ફોટોવોલ્ટેઇક અને સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગ શૃંખલાઓના ઉપરના ભાગમાં સ્થિત છે. CPIA ડેટા અનુસાર, વિશ્વમાં વર્તમાન મુખ્ય પ્રવાહની પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન પદ્ધતિ સુધારેલી સિમેન્સ પદ્ધતિ છે, ચીન સિવાય, 95% થી વધુ પોલિસિલિકોન સુધારેલી સિમેન્સ પદ્ધતિ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. સુધારેલી સિમેન્સ પદ્ધતિ દ્વારા પોલિસિલિકોન તૈયાર કરવાની પ્રક્રિયામાં, સૌપ્રથમ, ક્લોરિન ગેસને હાઇડ્રોજન ગેસ સાથે જોડીને હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે, અને પછી તે ઔદ્યોગિક સિલિકોનને કચડીને પીસ્યા પછી સિલિકોન પાવડર સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે જેથી ટ્રાઇક્લોરોસિલેન ઉત્પન્ન થાય છે, જેને હાઇડ્રોજન ગેસ દ્વારા વધુ ઘટાડીને પોલિસિલિકોન ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. પોલિક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોનને ઓગાળીને ઠંડુ કરી શકાય છે જેથી પોલીક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન ઇન્ગોટ્સ બનાવવામાં આવે, અને મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન પણ ઝોક્રાલ્સ્કી અથવા ઝોન મેલ્ટિંગ દ્વારા ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. પોલીક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોનની તુલનામાં, સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોન સમાન ક્રિસ્ટલ ઓરિએન્ટેશનવાળા ક્રિસ્ટલ અનાજથી બનેલું છે, તેથી તેમાં વધુ સારી વિદ્યુત વાહકતા અને રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા છે. પોલીક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન ઇંગોટ્સ અને મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન સળિયા બંનેને વધુ કાપીને સિલિકોન વેફર્સ અને કોષોમાં પ્રક્રિયા કરી શકાય છે, જે બદલામાં ફોટોવોલ્ટેઇક મોડ્યુલ્સના મુખ્ય ભાગો બની જાય છે અને ફોટોવોલ્ટેઇક ક્ષેત્રમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. વધુમાં, સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોન વેફર્સ વારંવાર ગ્રાઇન્ડીંગ, પોલિશિંગ, એપિટાક્સી, સફાઈ અને અન્ય પ્રક્રિયાઓ દ્વારા સિલિકોન વેફર્સ બનાવી શકાય છે, જેનો ઉપયોગ સેમિકન્ડક્ટર ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો માટે સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી તરીકે થઈ શકે છે.
પોલિસિલિકોન અશુદ્ધતા સામગ્રી સખત રીતે જરૂરી છે, અને ઉદ્યોગમાં ઉચ્ચ મૂડી રોકાણ અને ઉચ્ચ તકનીકી અવરોધોની લાક્ષણિકતાઓ છે. પોલિસિલિકોનની શુદ્ધતા સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોન ડ્રોઇંગ પ્રક્રિયાને ગંભીર અસર કરશે, તેથી શુદ્ધતા આવશ્યકતાઓ અત્યંત કડક છે. પોલિસિલિકોનની લઘુત્તમ શુદ્ધતા 99.9999% છે, અને સૌથી વધુ 100% ની અનંત નજીક છે. વધુમાં, ચીનના રાષ્ટ્રીય ધોરણો અશુદ્ધતા સામગ્રી માટે સ્પષ્ટ આવશ્યકતાઓ રજૂ કરે છે, અને તેના આધારે, પોલિસિલિકોનને ગ્રેડ I, II અને III માં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, જેમાંથી બોરોન, ફોસ્ફરસ, ઓક્સિજન અને કાર્બનનું પ્રમાણ એક મહત્વપૂર્ણ સંદર્ભ સૂચકાંક છે. "પોલિસિકોન ઉદ્યોગ ઍક્સેસ શરતો" એ નિર્ધારિત કરે છે કે સાહસો પાસે ગુણવત્તા નિરીક્ષણ અને વ્યવસ્થાપન પ્રણાલી હોવી જોઈએ, અને ઉત્પાદન ધોરણો રાષ્ટ્રીય ધોરણોનું સખતપણે પાલન કરે છે; વધુમાં, ઍક્સેસ શરતો માટે પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન સાહસો, જેમ કે સોલાર-ગ્રેડ, ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોનના સ્કેલ અને ઉર્જા વપરાશની પણ જરૂર પડે છે. પ્રોજેક્ટ સ્કેલ અનુક્રમે 3000 ટન/વર્ષ અને 1000 ટન/વર્ષ કરતાં વધુ છે, અને નવા બાંધકામ અને પુનર્નિર્માણ અને વિસ્તરણ પ્રોજેક્ટ્સના રોકાણમાં લઘુત્તમ મૂડી ગુણોત્તર 30% કરતા ઓછો ન હોવો જોઈએ, તેથી પોલિસિલિકોન એક મૂડી-સઘન ઉદ્યોગ છે. CPIA આંકડા અનુસાર, 2021 માં કાર્યરત 10,000-ટન પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન લાઇન સાધનોનો રોકાણ ખર્ચ થોડો વધીને 103 મિલિયન યુઆન/કેટી થયો છે. તેનું કારણ બલ્ક મેટલ સામગ્રીના ભાવમાં વધારો છે. એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે કે ભવિષ્યમાં ઉત્પાદન સાધનો ટેકનોલોજીની પ્રગતિ અને કદ વધવા સાથે મોનોમર ઘટવા સાથે રોકાણ ખર્ચ વધશે. નિયમો અનુસાર, સૌર-ગ્રેડ અને ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ ઝોક્રાલ્સ્કી ઘટાડા માટે પોલિસિલિકોનનો વીજ વપરાશ અનુક્રમે 60 kWh/kg અને 100 kWh/kg કરતાં ઓછો હોવો જોઈએ, અને ઉર્જા વપરાશ સૂચકાંકો માટેની આવશ્યકતાઓ પ્રમાણમાં કડક છે. પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન રાસાયણિક ઉદ્યોગનું હોય છે. ઉત્પાદન પ્રક્રિયા પ્રમાણમાં જટિલ છે, અને તકનીકી માર્ગો, સાધનોની પસંદગી, કમિશનિંગ અને સંચાલન માટે થ્રેશોલ્ડ ઊંચો છે. ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં ઘણી જટિલ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ શામેલ છે, અને નિયંત્રણ ગાંઠોની સંખ્યા 1,000 થી વધુ છે. નવા પ્રવેશકર્તાઓ માટે ઝડપથી પરિપક્વ કારીગરીમાં નિપુણતા મેળવવી મુશ્કેલ છે. તેથી, પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ઉદ્યોગમાં ઉચ્ચ મૂડી અને તકનીકી અવરોધો છે, જે પોલિસિલિકોન ઉત્પાદકોને પ્રક્રિયા પ્રવાહ, પેકેજિંગ અને પરિવહન પ્રક્રિયાના કડક તકનીકી ઑપ્ટિમાઇઝેશન હાથ ધરવા માટે પણ પ્રોત્સાહન આપે છે.
2. પોલિસિલિકોન વર્ગીકરણ: શુદ્ધતા ઉપયોગ નક્કી કરે છે, અને સૌર ગ્રેડ મુખ્ય પ્રવાહ પર કબજો કરે છે
પોલિક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન, એલિમેન્ટલ સિલિકોનનું એક સ્વરૂપ, વિવિધ સ્ફટિક દિશાઓ સાથે સ્ફટિક અનાજથી બનેલું છે, અને મુખ્યત્વે ઔદ્યોગિક સિલિકોન પ્રક્રિયા દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. પોલિસિલિકોનનો દેખાવ ગ્રે મેટાલિક ચમક છે, અને ગલનબિંદુ લગભગ 1410℃ છે. તે ઓરડાના તાપમાને નિષ્ક્રિય છે અને પીગળેલી સ્થિતિમાં વધુ સક્રિય છે. પોલિસિલિકોનમાં સેમિકન્ડક્ટર ગુણધર્મો છે અને તે એક અત્યંત મહત્વપૂર્ણ અને ઉત્તમ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી છે, પરંતુ થોડી માત્રામાં અશુદ્ધિઓ તેની વાહકતાને ખૂબ અસર કરી શકે છે. પોલિસિલિકોન માટે ઘણી વર્ગીકરણ પદ્ધતિઓ છે. ચીનના રાષ્ટ્રીય ધોરણો અનુસાર ઉપરોક્ત વર્ગીકરણ ઉપરાંત, અહીં ત્રણ વધુ મહત્વપૂર્ણ વર્ગીકરણ પદ્ધતિઓ રજૂ કરવામાં આવી છે. વિવિધ શુદ્ધતા આવશ્યકતાઓ અને ઉપયોગો અનુસાર, પોલિસિલિકોને સૌર-ગ્રેડ પોલિસિલિકોન અને ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. સૌર-ગ્રેડ પોલિસિલિકોન મુખ્યત્વે ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોના ઉત્પાદનમાં વપરાય છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોનનો ઉપયોગ ચિપ્સ અને અન્ય ઉત્પાદન માટે કાચા માલ તરીકે સંકલિત સર્કિટ ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે થાય છે. સૌર-ગ્રેડ પોલિસિલિકોનની શુદ્ધતા 6~8N છે, એટલે કે, કુલ અશુદ્ધતાનું પ્રમાણ 10 -6 કરતા ઓછું હોવું જરૂરી છે, અને પોલિસિલિકોનની શુદ્ધતા 99.9999% કે તેથી વધુ સુધી પહોંચવી જોઈએ. ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોનની શુદ્ધતા આવશ્યકતાઓ વધુ કડક છે, જેમાં ઓછામાં ઓછું 9N અને વર્તમાન મહત્તમ 12N છે. ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોનનું ઉત્પાદન પ્રમાણમાં મુશ્કેલ છે. એવા થોડા ચીની સાહસો છે જેમણે ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોનની ઉત્પાદન તકનીકમાં નિપુણતા મેળવી છે, અને તેઓ હજુ પણ પ્રમાણમાં આયાત પર આધારિત છે. હાલમાં, સૌર-ગ્રેડ પોલિસિલિકોનનું ઉત્પાદન ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોન કરતા ઘણું મોટું છે, અને પહેલાનું ઉત્પાદન બાદમાં કરતા લગભગ 13.8 ગણું છે.
ડોપિંગ અશુદ્ધિઓ અને સિલિકોન સામગ્રીના વાહકતા પ્રકારના તફાવત અનુસાર, તેને P-પ્રકાર અને N-પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. જ્યારે સિલિકોનને બોરોન, એલ્યુમિનિયમ, ગેલિયમ, વગેરે જેવા સ્વીકારનાર અશુદ્ધિઓ તત્વો સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે છિદ્ર વહન દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે અને P-પ્રકાર છે. જ્યારે સિલિકોનને ફોસ્ફરસ, આર્સેનિક, એન્ટિમોની, વગેરે જેવા દાતા અશુદ્ધિઓ તત્વો સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે ઇલેક્ટ્રોન વહન દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે અને N-પ્રકાર છે. P-પ્રકારની બેટરીઓમાં મુખ્યત્વે BSF બેટરી અને PERC બેટરીનો સમાવેશ થાય છે. 2021 માં, PERC બેટરી વૈશ્વિક બજારમાં 91% થી વધુ હિસ્સો ધરાવશે, અને BSF બેટરીઓ નાબૂદ કરવામાં આવશે. જે સમયગાળા દરમિયાન PERC એ BSF ને બદલ્યું છે, તે સમયગાળા દરમિયાન P-પ્રકારના કોષોની રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા 20% થી ઓછી થઈને 23% થી વધુ થઈ ગઈ છે, જે 24.5% ની સૈદ્ધાંતિક ઉપલી મર્યાદાની નજીક પહોંચવાની તૈયારીમાં છે, જ્યારે N-પ્રકારના કોષોની સૈદ્ધાંતિક ઉપલી મર્યાદા 28.7% છે, અને N-પ્રકારના કોષોમાં ઉચ્ચ રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા છે. ઉચ્ચ બાયફેશિયલ રેશિયો અને નીચા તાપમાન ગુણાંકના ફાયદાઓને કારણે, કંપનીઓએ N-પ્રકારની બેટરીઓ માટે મોટા પાયે ઉત્પાદન લાઇનો ગોઠવવાનું શરૂ કર્યું છે. CPIA ની આગાહી મુજબ, 2022 માં N-પ્રકારની બેટરીઓનું પ્રમાણ 3% થી નોંધપાત્ર રીતે વધીને 13.4% થશે. એવી અપેક્ષા છે કે આગામી પાંચ વર્ષમાં, N-પ્રકારની બેટરીથી P-પ્રકારની બેટરીનું પુનરાવર્તન શરૂ થશે. વિવિધ સપાટીની ગુણવત્તા અનુસાર, તેને ગાઢ સામગ્રી, ફૂલકોબી સામગ્રી અને કોરલ સામગ્રીમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. ગાઢ સામગ્રીની સપાટીમાં અંતર્મુખતાની સૌથી ઓછી ડિગ્રી, 5mm કરતા ઓછી, કોઈ રંગ અસામાન્યતા નથી, કોઈ ઓક્સિડેશન ઇન્ટરલેયર નથી અને સૌથી વધુ કિંમત છે; ફૂલકોબી સામગ્રીની સપાટીમાં મધ્યમ ડિગ્રી અંતર્મુખતા હોય છે, 5-20 મીમી, વિભાગ મધ્યમ હોય છે, અને કિંમત મધ્યમ-શ્રેણી હોય છે; જ્યારે કોરલ સામગ્રીની સપાટીમાં વધુ ગંભીર અંતર્મુખતા હોય છે, ઊંડાઈ 20 મીમી કરતા વધારે હોય છે, વિભાગ છૂટો હોય છે, અને કિંમત સૌથી ઓછી હોય છે. ગાઢ સામગ્રીનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન દોરવા માટે થાય છે, જ્યારે ફૂલકોબી સામગ્રી અને કોરલ સામગ્રીનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પોલીક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન વેફર્સ બનાવવા માટે થાય છે. સાહસોના દૈનિક ઉત્પાદનમાં, મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન ઉત્પન્ન કરવા માટે ગાઢ સામગ્રીને 30% કરતા ઓછી ફૂલકોબી સામગ્રી સાથે ડોપ કરી શકાય છે. કાચા માલની કિંમત બચાવી શકાય છે, પરંતુ ફૂલકોબી સામગ્રીનો ઉપયોગ ચોક્કસ હદ સુધી સ્ફટિક ખેંચવાની કાર્યક્ષમતા ઘટાડશે. સાહસોએ બંનેનું વજન કર્યા પછી યોગ્ય ડોપિંગ ગુણોત્તર પસંદ કરવાની જરૂર છે. તાજેતરમાં, ગાઢ સામગ્રી અને ફૂલકોબી સામગ્રી વચ્ચેનો ભાવ તફાવત મૂળભૂત રીતે 3 RMB/kg પર સ્થિર થયો છે. જો ભાવ તફાવત વધુ વિસ્તૃત થાય છે, તો કંપનીઓ મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન પુલિંગમાં વધુ ફૂલકોબી સામગ્રી ડોપ કરવાનું વિચારી શકે છે.
3. પ્રક્રિયા: સિમેન્સ પદ્ધતિ મુખ્ય પ્રવાહમાં સ્થાન ધરાવે છે, અને વીજ વપરાશ તકનીકી પરિવર્તનની ચાવી બની જાય છે
પોલિસિલિકોનની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાને આશરે બે તબક્કામાં વહેંચવામાં આવે છે. પ્રથમ તબક્કામાં, ઔદ્યોગિક સિલિકોન પાવડરને નિર્જળ હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને ટ્રાઇક્લોરોસિલેન અને હાઇડ્રોજન મેળવવામાં આવે છે. વારંવાર નિસ્યંદન અને શુદ્ધિકરણ પછી, વાયુયુક્ત ટ્રાઇક્લોરોસિલેન, ડાયક્લોરોડાઇહાઇડ્રોસિલિકોન અને સિલેન; બીજું પગલું ઉપરોક્ત ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગેસને સ્ફટિકીય સિલિકોનમાં ઘટાડવાનું છે, અને ઘટાડો પગલું સુધારેલી સિમેન્સ પદ્ધતિ અને સિલેન ફ્લુઇડાઇઝ્ડ બેડ પદ્ધતિમાં અલગ છે. સુધારેલી સિમેન્સ પદ્ધતિમાં પરિપક્વ ઉત્પાદન તકનીક અને ઉચ્ચ ઉત્પાદન ગુણવત્તા છે, અને હાલમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી ઉત્પાદન તકનીક છે. પરંપરાગત સિમેન્સ ઉત્પાદન પદ્ધતિ એ છે કે ક્લોરિન અને હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ નિર્જળ હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ, હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ અને પાઉડર ઔદ્યોગિક સિલિકોનને સંશ્લેષણ કરવા માટે ચોક્કસ તાપમાને ટ્રાઇક્લોરોસિલેનનું સંશ્લેષણ કરવું, અને પછી ટ્રાઇક્લોરોસિલેનને અલગ, સુધારવું અને શુદ્ધ કરવું. સિલિકોન કોર પર જમા થયેલ એલિમેન્ટલ સિલિકોન મેળવવા માટે હાઇડ્રોજન રિડક્શન ફર્નેસમાં થર્મલ રિડક્શન પ્રતિક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. આ આધારે, સુધારેલ સિમેન્સ પ્રક્રિયા ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં ઉત્પાદિત હાઇડ્રોજન, હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ અને સિલિકોન ટેટ્રાક્લોરાઇડ જેવા મોટા પ્રમાણમાં ઉપ-ઉત્પાદનોના રિસાયક્લિંગ માટે સહાયક પ્રક્રિયાથી પણ સજ્જ છે, જેમાં મુખ્યત્વે રિડક્શન ટેઇલ ગેસ રિકવરી અને સિલિકોન ટેટ્રાક્લોરાઇડ રિયુઝ ટેકનોલોજીનો સમાવેશ થાય છે. એક્ઝોસ્ટ ગેસમાં હાઇડ્રોજન, હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ, ટ્રાઇક્લોરોસિલેન અને સિલિકોન ટેટ્રાક્લોરાઇડને ડ્રાય રિકવરી દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે. ટ્રાઇક્લોરોસિલેન સાથે સંશ્લેષણ અને શુદ્ધિકરણ માટે હાઇડ્રોજન અને હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડનો ફરીથી ઉપયોગ કરી શકાય છે, અને ટ્રાઇક્લોરોસિલેનને સીધા થર્મલ રિડક્શનમાં રિસાયકલ કરવામાં આવે છે. શુદ્ધિકરણ ભઠ્ઠીમાં કરવામાં આવે છે, અને સિલિકોન ટેટ્રાક્લોરાઇડને ટ્રાઇક્લોરોસિલેન ઉત્પન્ન કરવા માટે હાઇડ્રોજનેટેડ કરવામાં આવે છે, જેનો ઉપયોગ શુદ્ધિકરણ માટે થઈ શકે છે. આ પગલાને કોલ્ડ હાઇડ્રોજનેશન ટ્રીટમેન્ટ પણ કહેવામાં આવે છે. ક્લોઝ-સર્કિટ ઉત્પાદનને સાકાર કરીને, સાહસો કાચા માલ અને વીજળીના વપરાશમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરી શકે છે, જેનાથી ઉત્પાદન ખર્ચમાં અસરકારક રીતે બચત થાય છે.
ચીનમાં સુધારેલી સિમેન્સ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ખર્ચમાં કાચો માલ, ઉર્જા વપરાશ, અવમૂલ્યન, પ્રક્રિયા ખર્ચ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. ઉદ્યોગમાં ટેકનોલોજીકલ પ્રગતિએ ખર્ચમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કર્યો છે. કાચા માલ મુખ્યત્વે ઔદ્યોગિક સિલિકોન અને ટ્રાઇક્લોરોસિલેનનો ઉલ્લેખ કરે છે, ઉર્જા વપરાશમાં વીજળી અને વરાળનો સમાવેશ થાય છે, અને પ્રક્રિયા ખર્ચ ઉત્પાદન સાધનોના નિરીક્ષણ અને સમારકામ ખર્ચનો ઉલ્લેખ કરે છે. જૂન 2022 ની શરૂઆતમાં પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ખર્ચ પર બૈચુઆન યિંગફુના આંકડા અનુસાર, કાચો માલ સૌથી વધુ ખર્ચની વસ્તુ છે, જે કુલ ખર્ચના 41% જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે, જેમાંથી ઔદ્યોગિક સિલિકોન સિલિકોનનો મુખ્ય સ્ત્રોત છે. ઉદ્યોગમાં સામાન્ય રીતે વપરાતો સિલિકોન યુનિટ વપરાશ ઉચ્ચ-શુદ્ધતા સિલિકોન ઉત્પાદનોના પ્રતિ યુનિટ વપરાશમાં લેવાયેલા સિલિકોનની માત્રા દર્શાવે છે. ગણતરી પદ્ધતિ એ છે કે આઉટસોર્સ્ડ ઔદ્યોગિક સિલિકોન પાવડર અને ટ્રાઇક્લોરોસિલેન જેવી બધી સિલિકોન ધરાવતી સામગ્રીને શુદ્ધ સિલિકોનમાં રૂપાંતરિત કરવી, અને પછી આઉટસોર્સ્ડ ક્લોરોસિલેનને સિલિકોન સામગ્રી ગુણોત્તરમાંથી રૂપાંતરિત શુદ્ધ સિલિકોનની માત્રા અનુસાર બાદ કરવી. CPIA ના ડેટા અનુસાર, 2021 માં સિલિકોન વપરાશનું સ્તર 0.01 kg/kg-Si ઘટીને 1.09 kg/kg-Si થશે. એવી અપેક્ષા છે કે કોલ્ડ હાઇડ્રોજનેશન ટ્રીટમેન્ટ અને બાય-પ્રોડક્ટ રિસાયક્લિંગમાં સુધારો થતાં, તે 2030 સુધીમાં ઘટીને 1.07 kg/kg થવાની ધારણા છે. kg-Si. અપૂર્ણ આંકડા અનુસાર, પોલિસિલિકોન ઉદ્યોગમાં ટોચની પાંચ ચીની કંપનીઓનો સિલિકોન વપરાશ ઉદ્યોગ સરેરાશ કરતા ઓછો છે. તે જાણીતું છે કે તેમાંથી બે 2021 માં અનુક્રમે 1.08 kg/kg-Si અને 1.05 kg/kg-Si વપરાશ કરશે. બીજો સૌથી વધુ પ્રમાણ ઊર્જા વપરાશ છે, જે કુલ 32% જેટલો છે, જેમાંથી વીજળી કુલ ખર્ચના 30% હિસ્સો ધરાવે છે, જે દર્શાવે છે કે પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન માટે વીજળીની કિંમત અને કાર્યક્ષમતા હજુ પણ મહત્વપૂર્ણ પરિબળો છે. પાવર કાર્યક્ષમતા માપવા માટેના બે મુખ્ય સૂચકો વ્યાપક પાવર વપરાશ અને ઘટાડો પાવર વપરાશ છે. ઘટાડો પાવર વપરાશ એ ઉચ્ચ-શુદ્ધતા સિલિકોન સામગ્રી ઉત્પન્ન કરવા માટે ટ્રાઇક્લોરોસિલેન અને હાઇડ્રોજન ઘટાડવાની પ્રક્રિયાનો સંદર્ભ આપે છે. વીજ વપરાશમાં સિલિકોન કોર પ્રીહિટીંગ અને ડિપોઝિશન, ગરમી જાળવણી, અંતિમ વેન્ટિલેશન અને અન્ય પ્રક્રિયા વીજ વપરાશનો સમાવેશ થાય છે. 2021 માં, તકનીકી પ્રગતિ અને ઊર્જાના વ્યાપક ઉપયોગ સાથે, પોલિસિલિકોન ઉત્પાદનનો સરેરાશ વ્યાપક વીજ વપરાશ વાર્ષિક ધોરણે 5.3% ઘટીને 63kWh/kg-Si થશે, અને સરેરાશ ઘટાડો વીજ વપરાશ વાર્ષિક ધોરણે 6.1% ઘટીને 46kWh/kg-Si થશે, જે ભવિષ્યમાં વધુ ઘટવાની અપેક્ષા છે. . વધુમાં, અવમૂલ્યન પણ ખર્ચની એક મહત્વપૂર્ણ વસ્તુ છે, જે 17% હિસ્સો ધરાવે છે. નોંધનીય છે કે, બૈચુઆન યિંગફુના ડેટા અનુસાર, જૂન 2022 ની શરૂઆતમાં પોલિસિલિકોનનો કુલ ઉત્પાદન ખર્ચ લગભગ 55,816 યુઆન/ટન હતો, બજારમાં પોલિસિલિકોનની સરેરાશ કિંમત લગભગ 260,000 યુઆન/ટન હતી, અને કુલ નફાનું માર્જિન 70% કે તેથી વધુ હતું, તેથી તેણે પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ક્ષમતાના નિર્માણમાં મોટી સંખ્યામાં સાહસોને રોકાણ કરવા આકર્ષ્યા.
પોલિસિલિકોન ઉત્પાદકો માટે ખર્ચ ઘટાડવાના બે રસ્તા છે, એક કાચા માલના ખર્ચમાં ઘટાડો કરવાનો છે, અને બીજો વીજ વપરાશ ઘટાડવાનો છે. કાચા માલના સંદર્ભમાં, ઉત્પાદકો ઔદ્યોગિક સિલિકોન ઉત્પાદકો સાથે લાંબા ગાળાના સહકાર કરારો પર હસ્તાક્ષર કરીને અથવા સંકલિત અપસ્ટ્રીમ અને ડાઉનસ્ટ્રીમ ઉત્પાદન ક્ષમતા બનાવીને કાચા માલના ખર્ચમાં ઘટાડો કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન પ્લાન્ટ મૂળભૂત રીતે તેમના પોતાના ઔદ્યોગિક સિલિકોન પુરવઠા પર આધાર રાખે છે. વીજળી વપરાશના સંદર્ભમાં, ઉત્પાદકો ઓછી વીજળી કિંમતો અને વ્યાપક ઉર્જા વપરાશ સુધારણા દ્વારા વીજળી ખર્ચ ઘટાડી શકે છે. વ્યાપક વીજળી વપરાશનો લગભગ 70% ઘટાડો વીજળી વપરાશ છે, અને ઘટાડો એ ઉચ્ચ-શુદ્ધતા સ્ફટિકીય સિલિકોનના ઉત્પાદનમાં પણ એક મુખ્ય કડી છે. તેથી, ચીનમાં મોટાભાગની પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ક્ષમતા શિનજિયાંગ, આંતરિક મંગોલિયા, સિચુઆન અને યુનાન જેવા ઓછા વીજળી ભાવો ધરાવતા પ્રદેશોમાં કેન્દ્રિત છે. જો કે, બે-કાર્બન નીતિના વિકાસ સાથે, ઓછી કિંમતના વીજ સંસાધનોનો મોટો જથ્થો મેળવવો મુશ્કેલ છે. તેથી, ઘટાડા માટે વીજ વપરાશ ઘટાડવો એ આજે વધુ શક્ય ખર્ચ ઘટાડો છે. માર્ગ. હાલમાં, રિડક્શન પાવર વપરાશ ઘટાડવાનો અસરકારક રસ્તો એ છે કે રિડક્શન ફર્નેસમાં સિલિકોન કોરોની સંખ્યા વધારવી, જેનાથી એક યુનિટનું આઉટપુટ વધશે. હાલમાં, ચીનમાં મુખ્ય પ્રવાહના રિડક્શન ફર્નેસ પ્રકારો 36 જોડી સળિયા, 40 જોડી સળિયા અને 48 જોડી સળિયા છે. ફર્નેસ પ્રકારને 60 જોડી સળિયા અને 72 જોડી સળિયામાં અપગ્રેડ કરવામાં આવ્યો છે, પરંતુ તે જ સમયે, તે સાહસોના ઉત્પાદન ટેકનોલોજી સ્તર માટે ઉચ્ચ જરૂરિયાતો પણ આગળ ધપાવે છે.
સુધારેલી સિમેન્સ પદ્ધતિની તુલનામાં, સિલેન ફ્લુઇડાઇઝ્ડ બેડ પદ્ધતિના ત્રણ ફાયદા છે, એક ઓછો પાવર વપરાશ, બીજો ઉચ્ચ ક્રિસ્ટલ પુલિંગ આઉટપુટ, અને ત્રીજું એ છે કે તે વધુ અદ્યતન CCZ સતત ક્ઝોક્રાલ્સ્કી ટેકનોલોજી સાથે જોડવા માટે વધુ અનુકૂળ છે. સિલિકોન ઉદ્યોગ શાખાના ડેટા અનુસાર, સિલેન ફ્લુઇડાઇઝ્ડ બેડ પદ્ધતિનો વ્યાપક પાવર વપરાશ સુધારેલી સિમેન્સ પદ્ધતિના 33.33% છે, અને ઘટાડો પાવર વપરાશ સુધારેલી સિમેન્સ પદ્ધતિના 10% છે. સિલેન ફ્લુઇડાઇઝ્ડ બેડ પદ્ધતિમાં નોંધપાત્ર ઉર્જા વપરાશના ફાયદા છે. ક્રિસ્ટલ પુલિંગની દ્રષ્ટિએ, દાણાદાર સિલિકોનના ભૌતિક ગુણધર્મો સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોન પુલિંગ રોડ લિંકમાં ક્વાર્ટઝ ક્રુસિબલને સંપૂર્ણપણે ભરવાનું સરળ બનાવી શકે છે. પોલીક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન અને દાણાદાર સિલિકોન સિંગલ ફર્નેસ ક્રુસિબલ ચાર્જિંગ ક્ષમતામાં 29% વધારો કરી શકે છે, જ્યારે ચાર્જિંગ સમય 41% ઘટાડી શકે છે, સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોનની ખેંચવાની કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે. વધુમાં, દાણાદાર સિલિકોનમાં નાનો વ્યાસ અને સારી પ્રવાહીતા છે, જે CCZ સતત ક્ઝોક્રાલ્સ્કી પદ્ધતિ માટે વધુ યોગ્ય છે. હાલમાં, મધ્ય અને નીચલા ભાગોમાં સિંગલ ક્રિસ્ટલ ખેંચવાની મુખ્ય તકનીક RCZ સિંગલ ક્રિસ્ટલ રી-કાસ્ટિંગ પદ્ધતિ છે, જે સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોન રોડ ખેંચાયા પછી ક્રિસ્ટલને ફરીથી ફીડ અને ખેંચવાની છે. ડ્રોઇંગ તે જ સમયે હાથ ધરવામાં આવે છે, જે સિંગલ ક્રિસ્ટલ સિલિકોન રોડના ઠંડક સમયને બચાવે છે, તેથી ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા વધારે છે. CCZ સતત કોઝોક્રાલ્સ્કી પદ્ધતિનો ઝડપી વિકાસ દાણાદાર સિલિકોનની માંગમાં પણ વધારો કરશે. જોકે દાણાદાર સિલિકોનના કેટલાક ગેરફાયદા છે, જેમ કે ઘર્ષણ દ્વારા ઉત્પન્ન થતો વધુ સિલિકોન પાવડર, વિશાળ સપાટી વિસ્તાર અને પ્રદૂષકોનું સરળ શોષણ, અને ગલન દરમિયાન હાઇડ્રોજન હાઇડ્રોજનમાં જોડાય છે, જે સ્કિપિંગનું કારણ બને છે, પરંતુ સંબંધિત દાણાદાર સિલિકોન સાહસોની નવીનતમ ઘોષણાઓ અનુસાર, આ સમસ્યાઓમાં સુધારો થઈ રહ્યો છે અને કેટલીક પ્રગતિ થઈ છે.
યુરોપ અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં સિલેન ફ્લુઇડાઇઝ્ડ બેડ પ્રક્રિયા પરિપક્વ થઈ ગઈ છે, અને ચીની સાહસોના આગમન પછી તે તેના બાળપણમાં છે. 1980 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, REC અને MEMC દ્વારા રજૂ કરાયેલા વિદેશી દાણાદાર સિલિકોનએ દાણાદાર સિલિકોનના ઉત્પાદનનું અન્વેષણ કરવાનું શરૂ કર્યું અને મોટા પાયે ઉત્પાદન કર્યું. તેમાંથી, REC ની દાણાદાર સિલિકોનની કુલ ઉત્પાદન ક્ષમતા 2010 માં 10,500 ટન/વર્ષ સુધી પહોંચી ગઈ, અને તે જ સમયગાળામાં તેના સિમેન્સ સમકક્ષોની તુલનામાં, તેનો ખર્ચ લાભ ઓછામાં ઓછો US$2-3/કિલો હતો. સિંગલ ક્રિસ્ટલ પુલિંગની જરૂરિયાતોને કારણે, કંપનીનું દાણાદાર સિલિકોન ઉત્પાદન સ્થિર થઈ ગયું અને આખરે ઉત્પાદન બંધ કરી દીધું, અને દાણાદાર સિલિકોનના ઉત્પાદનમાં જોડાવા માટે ઉત્પાદન સાહસ સ્થાપિત કરવા માટે ચીન સાથે સંયુક્ત સાહસ તરફ વળ્યા.
4. કાચો માલ: ઔદ્યોગિક સિલિકોન મુખ્ય કાચો માલ છે, અને પુરવઠો પોલિસિલિકોન વિસ્તરણની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે.
પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન માટે ઔદ્યોગિક સિલિકોન મુખ્ય કાચો માલ છે. એવી અપેક્ષા છે કે 2022 થી 2025 સુધી ચીનનું ઔદ્યોગિક સિલિકોન ઉત્પાદન સતત વધશે. 2010 થી 2021 સુધી, ચીનનું ઔદ્યોગિક સિલિકોન ઉત્પાદન વિસ્તરણના તબક્કામાં છે, ઉત્પાદન ક્ષમતા અને આઉટપુટનો સરેરાશ વાર્ષિક વૃદ્ધિ દર અનુક્રમે 7.4% અને 8.6% સુધી પહોંચ્યો છે. SMM ડેટા અનુસાર, નવા વધારોઔદ્યોગિક સિલિકોન ઉત્પાદન ક્ષમતાચીનમાં 2022 અને 2023 માં 890,000 ટન અને 1.065 મિલિયન ટન હશે. ધારી રહ્યા છીએ કે ઔદ્યોગિક સિલિકોન કંપનીઓ ભવિષ્યમાં હજુ પણ ક્ષમતા ઉપયોગ દર અને સંચાલન દર લગભગ 60% જાળવી રાખશે, ચીનના નવા વધેલા૨૦૨૨ અને ૨૦૨૩માં ઉત્પાદન ક્ષમતામાં ૩૨૦,૦૦૦ ટન અને ૩૮૩,૦૦૦ ટનનો વધારો થશે. GFCI ના અંદાજ મુજબ,૨૨/૨૩/૨૪/૨૫ માં ચીનની ઔદ્યોગિક સિલિકોન ઉત્પાદન ક્ષમતા લગભગ ૫.૯૦/૬૯૭/૬.૭૧/૬.૫ મિલિયન ટન છે, જે ૩.૫૫/૩૯૧/૪.૧૮/૪.૩૮ મિલિયન ટન છે.
સુપરઇમ્પોઝ્ડ ઔદ્યોગિક સિલિકોનના બાકીના બે ડાઉનસ્ટ્રીમ વિસ્તારોનો વિકાસ દર પ્રમાણમાં ધીમો છે, અને ચીનનું ઔદ્યોગિક સિલિકોન ઉત્પાદન મૂળભૂત રીતે પોલિસિલિકોનના ઉત્પાદનને પૂર્ણ કરી શકે છે. 2021 માં, ચીનની ઔદ્યોગિક સિલિકોન ઉત્પાદન ક્ષમતા 5.385 મિલિયન ટન હશે, જે 3.213 મિલિયન ટન ઉત્પાદનને અનુરૂપ છે, જેમાંથી પોલિસિલિકોન, ઓર્ગેનિક સિલિકોન અને એલ્યુમિનિયમ એલોય અનુક્રમે 623,000 ટન, 898,000 ટન અને 649,000 ટનનો વપરાશ કરશે. વધુમાં, નિકાસ માટે લગભગ 780,000 ટન ઉત્પાદનનો ઉપયોગ થાય છે. 2021 માં, પોલિસિલિકોન, ઓર્ગેનિક સિલિકોન અને એલ્યુમિનિયમ એલોયનો વપરાશ અનુક્રમે ઔદ્યોગિક સિલિકોનના 19%, 28% અને 20% હશે. 2022 થી 2025 સુધી, ઓર્ગેનિક સિલિકોન ઉત્પાદનનો વિકાસ દર લગભગ 10% રહેવાની ધારણા છે, અને એલ્યુમિનિયમ એલોય ઉત્પાદનનો વિકાસ દર 5% કરતા ઓછો છે. તેથી, અમે માનીએ છીએ કે 2022-2025 માં પોલિસિલિકોન માટે ઉપયોગમાં લઈ શકાય તેવા ઔદ્યોગિક સિલિકોનનો જથ્થો પ્રમાણમાં પૂરતો છે, જે પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન જરૂરિયાતોને સંપૂર્ણપણે પૂર્ણ કરી શકે છે.
5. પોલિસિલિકોન સપ્લાય:ચીનએક પ્રબળ સ્થાન ધરાવે છે, અને ઉત્પાદન ધીમે ધીમે અગ્રણી સાહસોમાં એકત્ર થાય છે
તાજેતરના વર્ષોમાં, વૈશ્વિક પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન દર વર્ષે વધ્યું છે, અને ધીમે ધીમે ચીનમાં એકત્ર થયું છે. 2017 થી 2021 સુધી, વૈશ્વિક વાર્ષિક પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન 432,000 ટનથી વધીને 631,000 ટન થયું છે, જે 2021 માં સૌથી ઝડપી વૃદ્ધિ સાથે, 21.11% ના વિકાસ દર સાથે થયું છે. આ સમયગાળા દરમિયાન, વૈશ્વિક પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ધીમે ધીમે ચીનમાં કેન્દ્રિત થયું, અને ચીનના પોલિસિલિકોન ઉત્પાદનનું પ્રમાણ 2017 માં 56.02% થી વધીને 2021 માં 80.03% થયું. 2010 અને 2021 માં વૈશ્વિક પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ક્ષમતામાં ટોચની દસ કંપનીઓની તુલના કરતા, તે શોધી શકાય છે કે ચીની કંપનીઓની સંખ્યા 4 થી વધીને 8 થઈ ગઈ છે, અને કેટલીક અમેરિકન અને કોરિયન કંપનીઓની ઉત્પાદન ક્ષમતાનું પ્રમાણ નોંધપાત્ર રીતે ઘટી ગયું છે, જે ટોચની દસ ટીમોમાંથી બહાર પડી ગઈ છે, જેમ કે HEMOLOCK, OCI, REC અને MEMC; ઉદ્યોગની સાંદ્રતામાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે, અને ઉદ્યોગની ટોચની દસ કંપનીઓની કુલ ઉત્પાદન ક્ષમતા 57.7% થી વધીને 90.3% થઈ છે. 2021 માં, પાંચ ચીની કંપનીઓ છે જે ઉત્પાદન ક્ષમતાના 10% થી વધુ હિસ્સો ધરાવે છે, જે કુલ 65.7% હિસ્સો ધરાવે છે. પોલિસિલિકોન ઉદ્યોગના ચીનમાં ધીમે ધીમે સ્થાનાંતરણના ત્રણ મુખ્ય કારણો છે. પ્રથમ, ચાઇનીઝ પોલિસિલિકોન ઉત્પાદકોને કાચા માલ, વીજળી અને મજૂર ખર્ચની દ્રષ્ટિએ નોંધપાત્ર ફાયદા છે. કામદારોનું વેતન વિદેશી દેશો કરતા ઓછું છે, તેથી ચીનમાં એકંદર ઉત્પાદન ખર્ચ વિદેશી દેશો કરતા ઘણો ઓછો છે, અને તકનીકી પ્રગતિ સાથે ઘટતો રહેશે; બીજું, ચાઇનીઝ પોલિસિલિકોન ઉત્પાદનોની ગુણવત્તા સતત સુધરી રહી છે, જેમાંથી મોટાભાગના સૌર-ગ્રેડ ફર્સ્ટ-ક્લાસ સ્તરે છે, અને વ્યક્તિગત અદ્યતન સાહસો શુદ્ધતા જરૂરિયાતોમાં છે. ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોનની ઉત્પાદન તકનીકમાં સફળતાઓ પ્રાપ્ત થઈ છે, ધીમે ધીમે આયાત માટે સ્થાનિક ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોનના સ્થાને પ્રવેશ થયો છે, અને ચીની અગ્રણી સાહસો ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોન પ્રોજેક્ટ્સના નિર્માણને સક્રિયપણે પ્રોત્સાહન આપી રહ્યા છે. ચીનમાં સિલિકોન વેફરનું ઉત્પાદન કુલ વૈશ્વિક ઉત્પાદન ઉત્પાદનના 95% થી વધુ છે, જેણે ચીન માટે પોલિસિલિકોનના સ્વ-નિર્ભરતા દરમાં ધીમે ધીમે વધારો કર્યો છે, જેણે વિદેશી પોલિસિલિકોન સાહસોના બજારને ચોક્કસ હદ સુધી દબાવી દીધું છે.
2017 થી 2021 સુધી, ચીનમાં પોલિસિલિકોનનું વાર્ષિક ઉત્પાદન સતત વધશે, મુખ્યત્વે શિનજિયાંગ, આંતરિક મંગોલિયા અને સિચુઆન જેવા વીજ સંસાધનોથી સમૃદ્ધ વિસ્તારોમાં. 2021 માં, ચીનનું પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન 392,000 ટનથી વધીને 505,000 ટન થશે, જે 28.83% નો વધારો દર્શાવે છે. ઉત્પાદન ક્ષમતાની દ્રષ્ટિએ, ચીનની પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ક્ષમતા સામાન્ય રીતે ઉપર તરફ વલણ ધરાવે છે, પરંતુ કેટલાક ઉત્પાદકોના બંધ થવાને કારણે 2020 માં તેમાં ઘટાડો થયો છે. વધુમાં, 2018 થી ચાઇનીઝ પોલિસિલિકોન સાહસોનો ક્ષમતા ઉપયોગ દર સતત વધી રહ્યો છે, અને 2021 માં ક્ષમતા ઉપયોગ દર 97.12% સુધી પહોંચશે. પ્રાંતોની દ્રષ્ટિએ, 2021 માં ચીનનું પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન મુખ્યત્વે શિનજિયાંગ, આંતરિક મંગોલિયા અને સિચુઆન જેવા ઓછા વીજળીના ભાવ ધરાવતા વિસ્તારોમાં કેન્દ્રિત છે. શિનજિયાંગનું ઉત્પાદન 270,400 ટન છે, જે ચીનના કુલ ઉત્પાદનના અડધાથી વધુ છે.
ચીનનો પોલિસિલિકોન ઉદ્યોગ ઉચ્ચ સ્તરની સાંદ્રતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જેનો CR6 મૂલ્ય 77% છે, અને ભવિષ્યમાં તેમાં વધુ વધારો થશે. પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન એ ઉચ્ચ મૂડી અને ઉચ્ચ તકનીકી અવરોધો ધરાવતો ઉદ્યોગ છે. પ્રોજેક્ટ બાંધકામ અને ઉત્પાદન ચક્ર સામાન્ય રીતે બે વર્ષ કે તેથી વધુ સમયનું હોય છે. નવા ઉત્પાદકો માટે ઉદ્યોગમાં પ્રવેશ કરવો મુશ્કેલ છે. આગામી ત્રણ વર્ષમાં જાણીતા આયોજિત વિસ્તરણ અને નવા પ્રોજેક્ટ્સને ધ્યાનમાં લેતા, ઉદ્યોગમાં ઓલિગોપોલિસ્ટિક ઉત્પાદકો તેમની પોતાની ટેકનોલોજી અને સ્કેલ ફાયદાઓના આધારે તેમની ઉત્પાદન ક્ષમતામાં વધારો કરવાનું ચાલુ રાખશે, અને તેમની એકાધિકાર સ્થિતિ વધતી રહેશે.
એવો અંદાજ છે કે 2022 થી 2025 સુધી ચીનનો પોલિસિલિકોન પુરવઠો મોટા પાયે વૃદ્ધિ કરશે, અને 2025 માં પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન 1.194 મિલિયન ટન સુધી પહોંચશે, જે વૈશ્વિક પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન સ્કેલના વિસ્તરણને વેગ આપશે. 2021 માં, ચીનમાં પોલિસિલિકોનના ભાવમાં તીવ્ર વધારા સાથે, મુખ્ય ઉત્પાદકોએ નવી ઉત્પાદન લાઇનના નિર્માણમાં રોકાણ કર્યું છે, અને તે જ સમયે નવા ઉત્પાદકોને ઉદ્યોગમાં જોડાવા માટે આકર્ષ્યા છે. પોલિસિલિકોન પ્રોજેક્ટ્સને બાંધકામથી ઉત્પાદન સુધી ઓછામાં ઓછા દોઢથી બે વર્ષ લાગશે, તેથી 2021 માં નવું બાંધકામ પૂર્ણ થશે. ઉત્પાદન ક્ષમતા સામાન્ય રીતે 2022 અને 2023 ના બીજા ભાગમાં ઉત્પાદનમાં મૂકવામાં આવે છે. આ હાલમાં મુખ્ય ઉત્પાદકો દ્વારા જાહેર કરાયેલી નવી પ્રોજેક્ટ યોજનાઓ સાથે ખૂબ જ સુસંગત છે. ૨૦૨૨-૨૦૨૫માં નવી ઉત્પાદન ક્ષમતા મુખ્યત્વે ૨૦૨૨ અને ૨૦૨૩માં કેન્દ્રિત છે. ત્યારબાદ, જેમ જેમ પોલિસિલિકોનની માંગ અને પુરવઠો સ્થિર થશે અને કિંમત ધીમે ધીમે સ્થિર થશે, તેમ તેમ ઉદ્યોગમાં કુલ ઉત્પાદન ક્ષમતા ધીમે ધીમે સ્થિર થશે. નીચે, એટલે કે, ઉત્પાદન ક્ષમતાનો વિકાસ દર ધીમે ધીમે ઘટશે. વધુમાં, પોલિસિલિકોન સાહસોનો ક્ષમતા ઉપયોગ દર છેલ્લા બે વર્ષમાં ઉચ્ચ સ્તરે રહ્યો છે, પરંતુ નવા પ્રોજેક્ટ્સની ઉત્પાદન ક્ષમતામાં વધારો થવામાં સમય લાગશે, અને નવા પ્રવેશકર્તાઓને સંબંધિત તૈયારી તકનીકમાં નિપુણતા મેળવવા માટે એક પ્રક્રિયાની જરૂર પડશે. તેથી, આગામી થોડા વર્ષોમાં નવા પોલિસિલિકોન પ્રોજેક્ટ્સનો ક્ષમતા ઉપયોગ દર ઓછો રહેશે. આના પરથી, ૨૦૨૨-૨૦૨૫માં પોલિસિલિકોન ઉત્પાદનની આગાહી કરી શકાય છે, અને ૨૦૨૫માં પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન લગભગ ૧.૧૯૪ મિલિયન ટન રહેવાની ધારણા છે.
વિદેશી ઉત્પાદન ક્ષમતાનું એકાગ્રતા પ્રમાણમાં વધારે છે, અને આગામી ત્રણ વર્ષમાં ઉત્પાદનમાં વધારો થવાનો દર અને ગતિ ચીન જેટલી ઊંચી નહીં હોય. વિદેશી પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ક્ષમતા મુખ્યત્વે ચાર અગ્રણી કંપનીઓમાં કેન્દ્રિત છે, અને બાકીની મુખ્યત્વે નાની ઉત્પાદન ક્ષમતા છે. ઉત્પાદન ક્ષમતાની દ્રષ્ટિએ, વેકર કેમ વિદેશી પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ક્ષમતાનો અડધો ભાગ ધરાવે છે. જર્મની અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં તેની ફેક્ટરીઓ અનુક્રમે 60,000 ટન અને 20,000 ટન ઉત્પાદન ક્ષમતા ધરાવે છે. 2022 અને તે પછી વૈશ્વિક પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ક્ષમતામાં તીવ્ર વિસ્તરણ વધુ પડતા પુરવઠા અંગે ચિંતિત હોવાથી, કંપની હજુ પણ રાહ જુઓ અને જુઓની સ્થિતિમાં છે અને નવી ઉત્પાદન ક્ષમતા ઉમેરવાની યોજના બનાવી નથી. દક્ષિણ કોરિયન પોલિસિલિકોન જાયન્ટ OCI ધીમે ધીમે તેની સોલાર-ગ્રેડ પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન લાઇનને મલેશિયામાં સ્થાનાંતરિત કરી રહ્યું છે, જ્યારે ચીનમાં મૂળ ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન લાઇન જાળવી રાખી રહ્યું છે, જે 2022 માં 5,000 ટન સુધી પહોંચવાની યોજના છે. મલેશિયામાં OCI ની ઉત્પાદન ક્ષમતા 2020 અને 2021 માં 27,000 ટન અને 30,000 ટન સુધી પહોંચશે, જે ઓછી ઉર્જા વપરાશ ખર્ચ પ્રાપ્ત કરશે અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને દક્ષિણ કોરિયામાં પોલિસિલિકોન પર ચીનના ઊંચા ટેરિફને ટાળશે. કંપની 95,000 ટન ઉત્પાદન કરવાની યોજના ધરાવે છે પરંતુ શરૂઆતની તારીખ સ્પષ્ટ નથી. આગામી ચાર વર્ષમાં તે દર વર્ષે 5,000 ટનના સ્તરે વધવાની ધારણા છે. નોર્વેજીયન કંપની REC પાસે વોશિંગ્ટન રાજ્ય અને મોન્ટાના, યુએસએમાં બે ઉત્પાદન મથકો છે, જેની વાર્ષિક ઉત્પાદન ક્ષમતા 18,000 ટન સોલાર-ગ્રેડ પોલિસિલિકોન અને 2,000 ટન ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોન છે. REC, જે ભારે નાણાકીય સંકટમાં હતી, તેણે ઉત્પાદન સ્થગિત કરવાનું પસંદ કર્યું, અને પછી 2021 માં પોલિસિલિકોનના ભાવમાં તેજીથી ઉત્તેજિત થઈને, કંપનીએ 2023 ના અંત સુધીમાં વોશિંગ્ટન રાજ્યમાં 18,000 ટન અને મોન્ટાનામાં 2,000 ટન પ્રોજેક્ટ્સનું ઉત્પાદન ફરી શરૂ કરવાનો નિર્ણય લીધો, અને 2024 માં ઉત્પાદન ક્ષમતામાં વધારો પૂર્ણ કરી શકે છે. હેમલોક યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં સૌથી મોટો પોલિસિલિકોન ઉત્પાદક છે, જે ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોમાં નિષ્ણાત છે. ઉત્પાદનમાં હાઇ-ટેક અવરોધો કંપનીના ઉત્પાદનોને બજારમાં બદલવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે. કંપની થોડા વર્ષોમાં નવા પ્રોજેક્ટ્સ બનાવવાની યોજના ધરાવતી નથી તે હકીકત સાથે, એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે કે કંપનીની ઉત્પાદન ક્ષમતા 2022-2025 હશે. વાર્ષિક ઉત્પાદન 18,000 ટન રહેશે. વધુમાં, 2021 માં, ઉપરોક્ત ચાર કંપનીઓ સિવાયની કંપનીઓની નવી ઉત્પાદન ક્ષમતા 5,000 ટન હશે. બધી કંપનીઓની ઉત્પાદન યોજનાઓની સમજણના અભાવને કારણે, અહીં એવું માનવામાં આવે છે કે નવી ઉત્પાદન ક્ષમતા 2022 થી 2025 સુધી પ્રતિ વર્ષ 5,000 ટન હશે.
વિદેશી ઉત્પાદન ક્ષમતા અનુસાર, એવો અંદાજ છે કે 2025 માં વિદેશી પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન લગભગ 176,000 ટન હશે, એમ ધારીને કે વિદેશી પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ક્ષમતાનો ઉપયોગ દર યથાવત રહેશે. 2021 માં પોલિસિલિકોનની કિંમતમાં તીવ્ર વધારો થયા પછી, ચીની કંપનીઓએ ઉત્પાદનમાં વધારો કર્યો છે અને ઉત્પાદનનો વિસ્તાર કર્યો છે. તેનાથી વિપરીત, વિદેશી કંપનીઓ નવા પ્રોજેક્ટ્સ માટે તેમની યોજનાઓમાં વધુ સાવચેત છે. આનું કારણ એ છે કે પોલિસિલિકોન ઉદ્યોગનું વર્ચસ્વ પહેલેથી જ ચીનના નિયંત્રણમાં છે, અને આંધળા ઉત્પાદનમાં વધારો કરવાથી નુકસાન થઈ શકે છે. ખર્ચ બાજુથી, ઉર્જા વપરાશ પોલિસિલિકોનની કિંમતનો સૌથી મોટો ઘટક છે, તેથી વીજળીનો ભાવ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે, અને શિનજિયાંગ, આંતરિક મંગોલિયા, સિચુઆન અને અન્ય પ્રદેશોમાં સ્પષ્ટ ફાયદા છે. માંગ બાજુથી, પોલિસિલિકોનના સીધા ડાઉનસ્ટ્રીમ તરીકે, ચીનનું સિલિકોન વેફર ઉત્પાદન વિશ્વના કુલ ઉત્પાદનના 99% થી વધુ હિસ્સો ધરાવે છે. પોલિસિલિકોનનો ડાઉનસ્ટ્રીમ ઉદ્યોગ મુખ્યત્વે ચીનમાં કેન્દ્રિત છે. ઉત્પાદિત પોલિસિલિકોનની કિંમત ઓછી છે, પરિવહન ખર્ચ ઓછો છે, અને માંગ સંપૂર્ણપણે ગેરંટીકૃત છે. બીજું, ચીને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને દક્ષિણ કોરિયાથી સોલાર-ગ્રેડ પોલિસિલિકોનની આયાત પર પ્રમાણમાં ઊંચા એન્ટિ-ડમ્પિંગ ટેરિફ લાદ્યા છે, જેના કારણે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને દક્ષિણ કોરિયાથી પોલિસિલિકોનના વપરાશમાં ભારે ઘટાડો થયો છે. નવા પ્રોજેક્ટ્સ બનાવવામાં સાવધાની રાખો; વધુમાં, તાજેતરના વર્ષોમાં, ટેરિફની અસરને કારણે ચીની વિદેશી પોલિસિલિકોન સાહસોનો વિકાસ ધીમો રહ્યો છે, અને કેટલીક ઉત્પાદન લાઇનો ઘટાડવામાં આવી છે અથવા તો બંધ પણ કરવામાં આવી છે, અને વૈશ્વિક ઉત્પાદનમાં તેમનો હિસ્સો વર્ષ-દર-વર્ષે ઘટી રહ્યો છે, તેથી તેઓ 2021 માં પોલિસિલિકોનના ભાવમાં થયેલા વધારા સાથે તુલનાત્મક રહેશે નહીં કારણ કે ચીની કંપનીનો નફો વધુ છે, નાણાકીય પરિસ્થિતિઓ તેની ઉત્પાદન ક્ષમતાના ઝડપી અને મોટા પાયે વિસ્તરણને ટેકો આપવા માટે પૂરતી નથી.
2022 થી 2025 સુધી ચીન અને વિદેશમાં પોલિસિલિકોન ઉત્પાદનના સંબંધિત અનુમાનના આધારે, વૈશ્વિક પોલિસિલિકોન ઉત્પાદનના અનુમાનિત મૂલ્યનો સારાંશ આપી શકાય છે. એવો અંદાજ છે કે 2025 માં વૈશ્વિક પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન 1.371 મિલિયન ટન સુધી પહોંચશે. પોલિસિલિકોન ઉત્પાદનના અનુમાનિત મૂલ્ય અનુસાર, વૈશ્વિક પ્રમાણમાં ચીનનો હિસ્સો આશરે મેળવી શકાય છે. એવી અપેક્ષા છે કે 2022 થી 2025 સુધી ચીનનો હિસ્સો ધીમે ધીમે વિસ્તરશે, અને 2025 માં તે 87% થી વધી જશે.
૬, સારાંશ અને આઉટલુક
પોલિસિલિકોન ઔદ્યોગિક સિલિકોનની નીચે અને સમગ્ર ફોટોવોલ્ટેઇક અને સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગ શૃંખલાના ઉપરના ભાગમાં સ્થિત છે, અને તેની સ્થિતિ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગ શૃંખલા સામાન્ય રીતે પોલિસિલિકોન-સિલિકોન વેફર-સેલ-મોડ્યુલ-ફોટોવોલ્ટેઇક સ્થાપિત ક્ષમતા છે, અને સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગ શૃંખલા સામાન્ય રીતે પોલિસિલિકોન-મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન વેફર-સિલિકોન વેફર-ચિપ છે. પોલિસિલિકોનની શુદ્ધતા માટે વિવિધ ઉપયોગોની વિવિધ આવશ્યકતાઓ છે. ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગ મુખ્યત્વે સૌર-ગ્રેડ પોલિસિલિકોનનો ઉપયોગ કરે છે, અને સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગ ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ પોલિસિલિકોનનો ઉપયોગ કરે છે. પહેલાની શુદ્ધતા શ્રેણી 6N-8N છે, જ્યારે બાદમાં 9N અથવા તેથી વધુની શુદ્ધતાની જરૂર છે.
વર્ષોથી, પોલિસિલિકોનની મુખ્ય પ્રવાહની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા સમગ્ર વિશ્વમાં સુધારેલી સિમેન્સ પદ્ધતિ રહી છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, કેટલીક કંપનીઓએ ઓછી કિંમતની સિલેન ફ્લુઇડાઇઝ્ડ બેડ પદ્ધતિનો સક્રિયપણે અભ્યાસ કર્યો છે, જેની અસર ઉત્પાદન પેટર્ન પર પડી શકે છે. સુધારેલી સિમેન્સ પદ્ધતિ દ્વારા ઉત્પાદિત સળિયા આકારના પોલિસિલિકોનમાં ઉચ્ચ ઉર્જા વપરાશ, ઉચ્ચ કિંમત અને ઉચ્ચ શુદ્ધતાની લાક્ષણિકતાઓ છે, જ્યારે સિલેન ફ્લુઇડાઇઝ્ડ બેડ પદ્ધતિ દ્વારા ઉત્પાદિત દાણાદાર સિલિકોનમાં ઓછી ઉર્જા વપરાશ, ઓછી કિંમત અને પ્રમાણમાં ઓછી શુદ્ધતાની લાક્ષણિકતાઓ છે. કેટલીક ચીની કંપનીઓએ દાણાદાર સિલિકોનનું મોટા પાયે ઉત્પાદન અને પોલિસિલિકોન ખેંચવા માટે દાણાદાર સિલિકોનનો ઉપયોગ કરવાની તકનીકનો અહેસાસ કર્યો છે, પરંતુ તેનો વ્યાપકપણે પ્રચાર કરવામાં આવ્યો નથી. દાણાદાર સિલિકોન ભવિષ્યમાં પહેલાનું સ્થાન લઈ શકે છે કે કેમ તે તેના પર આધાર રાખે છે કે ખર્ચ લાભ ગુણવત્તાના ગેરલાભ, ડાઉનસ્ટ્રીમ એપ્લિકેશનની અસર અને સિલેન સલામતીમાં સુધારો આવરી શકે છે કે કેમ. તાજેતરના વર્ષોમાં, વૈશ્વિક પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન દર વર્ષે વધ્યું છે, અને ધીમે ધીમે ચીનમાં એકત્ર થાય છે. ૨૦૧૭ થી ૨૦૨૧ સુધી, વૈશ્વિક વાર્ષિક પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ૪૩૨,૦૦૦ ટનથી વધીને ૬૩૧,૦૦૦ ટન થશે, જે ૨૦૨૧ માં સૌથી ઝડપી વૃદ્ધિ સાથે થશે. આ સમયગાળા દરમિયાન, વૈશ્વિક પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ધીમે ધીમે ચીન તરફ વધુને વધુ કેન્દ્રિત થયું, અને ચીનમાં પોલિસિલિકોન ઉત્પાદનનો હિસ્સો ૨૦૧૭ માં ૫૬.૦૨% થી વધીને ૨૦૨૧ માં ૮૦.૦૩% થયો. ૨૦૨૨ થી ૨૦૨૫ સુધી, પોલિસિલિકોનનો પુરવઠો મોટા પાયે વૃદ્ધિ તરફ દોરી જશે. એવો અંદાજ છે કે ૨૦૨૫ માં ચીનમાં પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન ૧.૧૯૪ મિલિયન ટન અને વિદેશી ઉત્પાદન ૧૭૬,૦૦૦ ટન સુધી પહોંચશે. તેથી, ૨૦૨૫ માં વૈશ્વિક પોલિસિલિકોન ઉત્પાદન લગભગ ૧.૩૭ મિલિયન ટન હશે.
(આ લેખ ફક્ત અર્બનમાઇન્સના ગ્રાહકોના સંદર્ભ માટે છે અને તે કોઈપણ રોકાણ સલાહનું પ્રતિનિધિત્વ કરતું નથી)