1. Mnyororo wa sekta ya polisilicon: Mchakato wa uzalishaji ni mgumu, na mkondo wa chini unazingatia semiconductor za photovoltaic
Polysilicon huzalishwa zaidi kutoka kwa silikoni ya viwandani, klorini na hidrojeni, na iko juu ya minyororo ya tasnia ya photovoltaic na semiconductor. Kulingana na data ya CPIA, njia kuu ya uzalishaji wa polisiliconi duniani ni njia iliyobadilishwa ya Siemens, isipokuwa Uchina, zaidi ya 95% ya polisiliconi huzalishwa na njia iliyobadilishwa ya Siemens. Katika mchakato wa kuandaa polisiliconi kwa njia iliyoboreshwa ya Siemens, kwanza, gesi ya klorini huunganishwa na gesi ya hidrojeni ili kutoa kloridi ya hidrojeni, na kisha humenyuka na unga wa siliconi baada ya kusagwa na kusaga siliconi ya viwandani ili kutoa trichlorosilane, ambayo hupunguzwa zaidi na gesi ya hidrojeni ili kutoa polisiliconi. Silikoni ya policrystalline inaweza kuyeyushwa na kupozwa ili kutengeneza ingoti za siliconi ya policrystalline, na siliconi ya monocrystalline pia inaweza kuzalishwa na Czochralski au kuyeyuka kwa ukanda. Ikilinganishwa na siliconi ya policrystalline, siliconi ya fuwele moja imeundwa na chembe za fuwele zenye mwelekeo sawa wa fuwele, kwa hivyo ina upitishaji bora wa umeme na ufanisi wa ubadilishaji. Ingo zote mbili za silikoni zenye fuwele na fimbo za silikoni zenye fuwele moja zinaweza kukatwa na kusindikwa zaidi katika wafer za silikoni na seli, ambazo nazo huwa sehemu muhimu za moduli za fotovoltaiki na hutumika katika uwanja wa fotovoltaiki. Zaidi ya hayo, wafer za silikoni zenye fuwele moja zinaweza pia kuundwa katika wafer za silikoni kwa kusaga mara kwa mara, kung'arisha, epitaxy, kusafisha na michakato mingine, ambayo inaweza kutumika kama nyenzo za msingi kwa vifaa vya kielektroniki vya nusu-semiconductor.
Kiwango cha uchafu wa polisiliconi kinahitajika sana, na tasnia ina sifa za uwekezaji mkubwa wa mtaji na vikwazo vya juu vya kiufundi. Kwa kuwa usafi wa polisiliconi utaathiri vibaya mchakato wa kuchora siliconi ya fuwele moja, mahitaji ya usafi ni madhubuti sana. Usafi wa chini kabisa wa polisiliconi ni 99.9999%, na kiwango cha juu zaidi ni karibu kabisa na 100%. Kwa kuongezea, viwango vya kitaifa vya China vinaweka wazi mahitaji ya kiwango cha uchafu, na kwa kuzingatia hili, polisiliconi imegawanywa katika daraja la I, II, na III, ambapo kiwango cha boroni, fosforasi, oksijeni na kaboni ni faharisi muhimu ya marejeleo. "Masharti ya Ufikiaji wa Sekta ya Polisiliconi" yanaeleza kwamba makampuni lazima yawe na mfumo mzuri wa ukaguzi na usimamizi, na viwango vya bidhaa vinazingatia viwango vya kitaifa; kwa kuongezea, hali za ufikiaji pia zinahitaji kiwango na matumizi ya nishati ya makampuni ya uzalishaji wa polysilicon, kama vile polysilicon ya kiwango cha jua, kiwango cha kielektroniki. Kiwango cha mradi ni zaidi ya tani 3000/mwaka na tani 1000/mwaka mtawalia, na uwiano wa chini kabisa wa mtaji katika uwekezaji wa miradi mipya ya ujenzi na ujenzi mpya na upanuzi hautakuwa chini ya 30%, kwa hivyo polysilicon ni tasnia inayotumia mtaji mwingi. Kulingana na takwimu za CPIA, gharama ya uwekezaji ya vifaa vya uzalishaji wa polysilicon ya tani 10,000 vilivyoanza kutumika mwaka wa 2021 imeongezeka kidogo hadi yuan milioni 103/kt. Sababu ni kupanda kwa bei ya vifaa vya chuma vingi. Inatarajiwa kwamba gharama ya uwekezaji katika siku zijazo itaongezeka kadri teknolojia ya vifaa vya uzalishaji inavyoendelea na monoma inapungua kadri ukubwa unavyoongezeka. Kulingana na kanuni, matumizi ya nguvu ya polysilicon kwa upunguzaji wa Czochralski ya kiwango cha jua na kiwango cha kielektroniki yanapaswa kuwa chini ya kWh 60/kg na kWh 100/kg mtawalia, na mahitaji ya viashiria vya matumizi ya nishati ni magumu kiasi. Uzalishaji wa polisilicon huwa ni wa sekta ya kemikali. Mchakato wa uzalishaji ni mgumu kiasi, na kizingiti cha njia za kiufundi, uteuzi wa vifaa, uagizaji na uendeshaji ni cha juu. Mchakato wa uzalishaji unahusisha athari nyingi changamano za kemikali, na idadi ya nodi za udhibiti ni zaidi ya 1,000. Ni vigumu kwa waingiaji wapya Kustadi ufundi uliokomaa haraka. Kwa hivyo, kuna vikwazo vikubwa vya mtaji na kiufundi katika tasnia ya uzalishaji wa polisilicon, ambayo pia inakuza watengenezaji wa polisilicon kutekeleza uboreshaji mkali wa kiufundi wa mtiririko wa mchakato, ufungashaji na usafirishaji.
2. Uainishaji wa polisilicon: usafi huamua matumizi, na daraja la jua huchukua sehemu kuu
Silikoni ya polikliniki, aina ya silicon ya elementi, imeundwa na chembe za fuwele zenye mwelekeo tofauti wa fuwele, na husafishwa zaidi na usindikaji wa silicon ya viwandani. Muonekano wa poliklikoni ni mng'ao wa metali wa kijivu, na kiwango cha kuyeyuka ni takriban 1410°C. Haifanyi kazi kwenye joto la kawaida na inafanya kazi zaidi katika hali ya kuyeyuka. Polysilicon ina sifa za semiconductor na ni nyenzo muhimu sana na bora ya semiconductor, lakini kiasi kidogo cha uchafu kinaweza kuathiri sana upitishaji wake. Kuna njia nyingi za uainishaji wa poliklikoni. Mbali na uainishaji uliotajwa hapo juu kulingana na viwango vya kitaifa vya China, mbinu tatu zaidi muhimu za uainishaji zinaletwa hapa. Kulingana na mahitaji na matumizi tofauti ya usafi, poliklikoni inaweza kugawanywa katika poliklikoni ya kiwango cha jua na poliklikoni ya kiwango cha kielektroniki. Poliklikoni ya kiwango cha jua hutumika zaidi katika uzalishaji wa seli za photovoltaic, huku poliklikoni ya kiwango cha kielektroniki ikitumika sana katika tasnia ya saketi jumuishi kama malighafi ya chipsi na uzalishaji mwingine. Usafi wa polisiliconi ya kiwango cha jua ni 6~8N, yaani, jumla ya uchafu inahitajika kuwa chini ya 10 -6, na usafi wa polisiliconi lazima ufikie 99.9999% au zaidi. Mahitaji ya usafi wa polisiliconi ya kiwango cha kielektroniki ni magumu zaidi, ikiwa na kiwango cha chini cha 9N na kiwango cha juu cha sasa cha 12N. Uzalishaji wa polisiliconi ya kiwango cha kielektroniki ni mgumu kiasi. Kuna makampuni machache ya Kichina ambayo yamebobea katika teknolojia ya uzalishaji wa polisiliconi ya kiwango cha kielektroniki, na bado yanategemea uagizaji. Kwa sasa, matokeo ya polisiliconi ya kiwango cha jua ni makubwa zaidi kuliko yale ya polisiliconi ya kiwango cha kielektroniki, na ya kwanza ni takriban mara 13.8 ya ya mwisho.
Kulingana na tofauti ya uchafu unaotokana na doping na aina ya upitishaji wa silicon, inaweza kugawanywa katika aina ya P na N. Silikoni inapochanganywa na vipengele vya uchafu vinavyokubalika, kama vile boroni, alumini, galliamu, n.k., inatawaliwa na upitishaji wa mashimo na ni aina ya P. Silikoni inapochanganywa na vipengele vya uchafu vinavyotokana na wafadhili, kama vile fosforasi, arseniki, antimoni, n.k., inatawaliwa na upitishaji wa elektroni na ni aina ya N. Betri za aina ya P zinajumuisha betri za BSF na betri za PERC. Mnamo 2021, betri za PERC zitachangia zaidi ya 91% ya soko la kimataifa, na betri za BSF zitaondolewa. Katika kipindi ambacho PERC inachukua nafasi ya BSF, ufanisi wa ubadilishaji wa seli za aina ya P umeongezeka kutoka chini ya 20% hadi zaidi ya 23%, ambayo inakaribia kufikia kikomo cha juu cha kinadharia cha 24.5%, huku kikomo cha juu cha kinadharia cha seli za aina ya N kikiwa 28.7%, na seli za aina ya N zina ufanisi mkubwa wa ubadilishaji. Kwa sababu ya faida za uwiano wa juu wa pande mbili na mgawo wa chini wa joto, kampuni zimeanza kusambaza mistari ya uzalishaji wa wingi kwa betri za aina ya N. Kulingana na utabiri wa CPIA, uwiano wa betri za aina ya N utaongezeka sana kutoka 3% hadi 13.4% mwaka wa 2022. Inatarajiwa kwamba katika miaka mitano ijayo, uundaji wa betri ya aina ya N hadi betri ya aina ya P utaanzishwa. Kulingana na ubora tofauti wa uso, inaweza kugawanywa katika nyenzo mnene, nyenzo ya koliflawa na nyenzo za matumbawe. Uso wa nyenzo mnene una kiwango cha chini kabisa cha mkunjo, chini ya 5mm, hakuna kasoro ya rangi, hakuna safu ya oksidi, na bei ya juu zaidi; Uso wa nyenzo za koliflawa una kiwango cha wastani cha mkunjo, 5-20mm, sehemu ni ya wastani, na bei ni ya kati; huku uso wa nyenzo za matumbawe ukiwa na mkunjo mkubwa zaidi, Kina ni zaidi ya 20mm, sehemu hiyo ni huru, na bei ni ya chini kabisa. Nyenzo mnene hutumika zaidi kuchora silicon monocrystalline, huku nyenzo za koliflawa na nyenzo za matumbawe hutumika zaidi kutengeneza wafers za silicon polycrystalline. Katika uzalishaji wa kila siku wa makampuni, nyenzo mnene zinaweza kuongezwa angalau 30% ya nyenzo za koliflawa ili kutengeneza silicon monocrystalline. Gharama ya malighafi inaweza kuokolewa, lakini matumizi ya nyenzo za koliflawa yatapunguza ufanisi wa kuvuta fuwele kwa kiwango fulani. Makampuni yanahitaji kuchagua uwiano unaofaa wa doping baada ya kupima hizo mbili. Hivi majuzi, tofauti ya bei kati ya nyenzo mnene na nyenzo za koliflawa kimsingi imetulia kwa 3 RMB /kg. Ikiwa tofauti ya bei itapanuliwa zaidi, makampuni yanaweza kufikiria kuongeza doping zaidi ya nyenzo za koliflawa katika kuvuta silicon monocrystalline.
3. Mchakato: Mbinu ya Siemens inachukua nafasi kuu, na matumizi ya nguvu yanakuwa ufunguo wa mabadiliko ya kiteknolojia
Mchakato wa uzalishaji wa polisilicon umegawanywa katika hatua mbili. Katika hatua ya kwanza, unga wa silicon wa viwandani huchanganywa na kloridi hidrojeni isiyo na maji ili kupata triklorosilani na hidrojeni. Baada ya kunereka na kusafishwa mara kwa mara, triklorosilani ya gesi, dichlorodihydrosilicon na Silane; hatua ya pili ni kupunguza gesi ya usafi wa hali ya juu iliyotajwa hapo juu kuwa silicon ya fuwele, na hatua ya kupunguza ni tofauti katika njia iliyobadilishwa ya Siemens na njia ya kitanda cha silane iliyomwagika. Njia iliyoboreshwa ya Siemens ina teknolojia ya uzalishaji iliyokomaa na ubora wa juu wa bidhaa, na kwa sasa ndiyo teknolojia ya uzalishaji inayotumika sana. Njia ya jadi ya uzalishaji wa Siemens ni kutumia klorini na hidrojeni kutengeneza kloridi hidrojeni isiyo na maji, kloridi hidrojeni na silicon ya viwandani iliyochanganywa ili kutengeneza triklorosilani kwa halijoto fulani, na kisha kutenganisha, kurekebisha na kusafisha triklorosilani. Silikani hupitia mmenyuko wa kupunguza joto katika tanuru ya kupunguza hidrojeni ili kupata silicon ya msingi iliyowekwa kwenye kiini cha silicon. Kwa msingi huu, mchakato ulioboreshwa wa Siemens pia una vifaa vya kusaidia kuchakata kiasi kikubwa cha bidhaa za ziada kama vile hidrojeni, kloridi hidrojeni, na tetrakloridi ya silikoni zinazozalishwa katika mchakato wa uzalishaji, hasa ikijumuisha urejeshaji wa gesi ya mkia wa kupunguza na teknolojia ya kutumia tena tetrakloridi ya silikoni. Hidrojeni, kloridi hidrojeni, triklorosilane, na tetrakloridi ya silikoni katika gesi ya kutolea moshi hutenganishwa na urejeshaji kavu. Hidrojeni na kloridi hidrojeni zinaweza kutumika tena kwa ajili ya usanisi na utakaso na triklorosilane, na triklorosilane hutumika tena moja kwa moja katika kupunguza joto. Utakaso hufanywa katika tanuru, na tetrakloridi ya silikoni hutiwa hidrojeni ili kutoa triklorosilane, ambayo inaweza kutumika kwa utakaso. Hatua hii pia inaitwa matibabu ya hidrojeni baridi. Kwa kutambua uzalishaji wa mzunguko uliofungwa, makampuni yanaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa matumizi ya malighafi na umeme, na hivyo kuokoa gharama za uzalishaji kwa ufanisi.
Gharama ya kutengeneza polisilicon kwa kutumia mbinu iliyoboreshwa ya Siemens nchini China inajumuisha malighafi, matumizi ya nishati, uchakavu, gharama za usindikaji, n.k. Maendeleo ya kiteknolojia katika tasnia yamepunguza gharama kwa kiasi kikubwa. Malighafi hizo hurejelea silicon ya viwandani na triklorosilane, matumizi ya nishati yanajumuisha umeme na mvuke, na gharama za usindikaji zinarejelea gharama za ukaguzi na ukarabati wa vifaa vya uzalishaji. Kulingana na takwimu za Baichuan Yingfu kuhusu gharama za uzalishaji wa polisilicon mapema Juni 2022, malighafi ndio bidhaa ya gharama kubwa zaidi, ikihesabu 41% ya gharama yote, ambayo silicon ya viwandani ndiyo chanzo kikuu cha silicon. Matumizi ya kitengo cha silicon kinachotumika sana katika tasnia yanawakilisha kiasi cha silicon kinachotumiwa kwa kila kitengo cha bidhaa za silicon zenye usafi wa hali ya juu. Njia ya hesabu ni kubadilisha vifaa vyote vyenye silicon kama vile unga wa silicon ya viwandani na triklorosilane kuwa silicon safi, na kisha kutoa chlorosilane iliyotolewa kwa matumizi ya nje kulingana na kiasi cha silicon safi iliyobadilishwa kutoka kwa uwiano wa maudhui ya silicon. Kulingana na data ya CPIA, kiwango cha matumizi ya silikoni kitashuka kwa kilo 0.01/kg-Si hadi kilo 1.09/kg-Si mwaka wa 2021. Inatarajiwa kwamba kwa uboreshaji wa matibabu ya hidrojeni baridi na urejelezaji wa bidhaa zinazotokana, inatarajiwa kupungua hadi kilo 1.07/kg ifikapo mwaka wa 2030. kg-Si. Kulingana na takwimu ambazo hazijakamilika, matumizi ya silikoni ya kampuni tano bora za Kichina katika tasnia ya polisilicon ni chini kuliko wastani wa tasnia. Inajulikana kuwa mbili kati yao zitatumia kilo 1.08/kg-Si na kilo 1.05/kg-Si mtawalia mwaka wa 2021. Sehemu ya pili kwa ukubwa ni matumizi ya nishati, ikihesabu 32% kwa jumla, ambayo umeme huhesabu 30% ya gharama yote, ikionyesha kuwa bei na ufanisi wa umeme bado ni mambo muhimu kwa uzalishaji wa polisilicon. Viashiria viwili vikuu vya kupima ufanisi wa nguvu ni matumizi kamili ya nguvu na matumizi ya nguvu ya kupunguza. Matumizi ya nguvu ya kupunguza yanarejelea mchakato wa kupunguza trichlorosilane na hidrojeni ili kutoa nyenzo za silicon zenye usafi wa hali ya juu. Matumizi ya nguvu yanajumuisha kupasha joto na utuaji wa awali wa kiini cha silikoni. , uhifadhi wa joto, uingizaji hewa wa mwisho na matumizi mengine ya nguvu ya mchakato. Mnamo 2021, pamoja na maendeleo ya kiteknolojia na matumizi kamili ya nishati, wastani wa matumizi kamili ya nguvu ya uzalishaji wa polisiliconi utapungua kwa 5.3% mwaka hadi mwaka hadi 63kWh/kg-Si, na wastani wa matumizi ya nguvu ya kupunguza utapungua kwa 6.1% mwaka hadi mwaka hadi 46kWh/kg-Si, ambayo inatarajiwa kupungua zaidi katika siku zijazo. . Kwa kuongezea, uchakavu pia ni bidhaa muhimu ya gharama, ikihesabu 17%. Inafaa kuzingatia kwamba, kulingana na data ya Baichuan Yingfu, jumla ya gharama ya uzalishaji wa polisiliconi mapema Juni 2022 ilikuwa karibu yuan 55,816/tani, bei ya wastani ya polisiliconi sokoni ilikuwa karibu yuan 260,000/tani, na faida jumla ilikuwa juu kama 70% au zaidi, kwa hivyo ilivutia idadi kubwa ya Makampuni kuwekeza katika ujenzi wa uwezo wa uzalishaji wa polisiliconi.
Kuna njia mbili za wazalishaji wa polysilicon kupunguza gharama, moja ni kupunguza gharama za malighafi, na nyingine ni kupunguza matumizi ya nguvu. Kwa upande wa malighafi, wazalishaji wanaweza kupunguza gharama ya malighafi kwa kusaini makubaliano ya ushirikiano wa muda mrefu na watengenezaji wa silicon za viwandani, au kujenga uwezo jumuishi wa uzalishaji wa juu na chini. Kwa mfano, viwanda vya uzalishaji wa polysilicon kimsingi hutegemea usambazaji wao wa silicon za viwandani. Kwa upande wa matumizi ya umeme, wazalishaji wanaweza kupunguza gharama za umeme kwa njia ya bei ya chini ya umeme na uboreshaji kamili wa matumizi ya nishati. Karibu 70% ya matumizi kamili ya umeme ni kupunguza matumizi ya umeme, na kupunguza pia ni kiungo muhimu katika uzalishaji wa silicon yenye fuwele nyingi. Kwa hivyo, uwezo mwingi wa uzalishaji wa polysilicon nchini China umejikita katika maeneo yenye bei ya chini ya umeme kama vile Xinjiang, Mongolia ya Ndani, Sichuan na Yunnan. Hata hivyo, kwa maendeleo ya sera ya kaboni mbili, ni vigumu kupata kiasi kikubwa cha rasilimali za umeme za gharama nafuu. Kwa hivyo, kupunguza matumizi ya nguvu kwa ajili ya kupunguza ni upunguzaji wa gharama unaowezekana zaidi leo. Njia. Kwa sasa, njia bora ya kupunguza matumizi ya nguvu ni kuongeza idadi ya viini vya silikoni kwenye tanuru ya kupunguza, na hivyo kupanua uzalishaji wa kitengo kimoja. Kwa sasa, aina kuu za tanuru ya kupunguza nchini China ni jozi 36 za fimbo, jozi 40 za fimbo na jozi 48 za fimbo. Aina ya tanuru imeboreshwa hadi jozi 60 za fimbo na jozi 72 za fimbo, lakini wakati huo huo, pia inaweka mbele mahitaji ya juu kwa kiwango cha teknolojia ya uzalishaji wa makampuni.
Ikilinganishwa na mbinu iliyoboreshwa ya Siemens, mbinu ya kitanda cha silane fluidized ina faida tatu, moja ni matumizi ya chini ya nguvu, nyingine ni pato kubwa la fuwele, na ya tatu ni kwamba ni vyema zaidi kuichanganya na teknolojia ya hali ya juu zaidi ya CCZ continuous Czochralski. Kulingana na data ya Tawi la Sekta ya Silicon, matumizi kamili ya nguvu ya mbinu ya kitanda cha silane fluidized ni 33.33% ya njia iliyoboreshwa ya Siemens, na matumizi ya nguvu ya kupunguza ni 10% ya njia iliyoboreshwa ya Siemens. Mbinu ya kitanda cha silane fluidized ina faida kubwa za matumizi ya nishati. Kwa upande wa kuvuta fuwele, sifa za kimwili za silicon punjepunje zinaweza kurahisisha kujaza kikamilifu crucible ya quartz katika kiungo cha fimbo ya kuvuta silicon funjepu moja. Silikoni ya polycrystalline na silicon punjepunje zinaweza kuongeza uwezo wa kuchaji wa tanuru moja kwa 29%, huku zikipunguza muda wa kuchaji kwa 41%, na kuboresha kwa kiasi kikubwa ufanisi wa kuvuta wa silicon funjepu moja. Kwa kuongezea, silicon punjepunje ina kipenyo kidogo na umajimaji mzuri, ambayo inafaa zaidi kwa njia ya CCZ continuous Czochralski. Kwa sasa, teknolojia kuu ya kuvuta fuwele moja katikati na chini ni mbinu ya RCZ ya kutengeneza tena fuwele moja, ambayo ni kulisha na kuvuta fuwele tena baada ya fimbo moja ya silicon ya fuwele kuvutwa. Mchoro unafanywa kwa wakati mmoja, ambayo huokoa muda wa kupoa kwa fimbo moja ya silicon ya fuwele, kwa hivyo ufanisi wa uzalishaji ni wa juu zaidi. Maendeleo ya haraka ya mbinu ya CCZ inayoendelea ya Czochralski pia yataongeza mahitaji ya silicon ya punjepunje. Ingawa silicon ya punjepunje ina hasara kadhaa, kama vile unga zaidi wa silicon unaotokana na msuguano, eneo kubwa la uso na urahisi wa kufyonza uchafuzi, na hidrojeni ikichanganywa na hidrojeni wakati wa kuyeyuka, ambayo ni rahisi kusababisha kuruka, lakini kulingana na matangazo ya hivi karibuni ya makampuni husika ya silicon ya punjepunje, matatizo haya yanaboreshwa na Baadhi ya maendeleo yamepatikana.
Mchakato wa kitanda cha silane kilichochanganywa na maji umekomaa barani Ulaya na Marekani, na uko katika hatua za mwanzo baada ya kuanzishwa kwa makampuni ya Kichina. Mapema miaka ya 1980, silikoni ya kigeni yenye chembechembe inayowakilishwa na REC na MEMC ilianza kuchunguza uzalishaji wa silikoni yenye chembechembe na kufikia uzalishaji mkubwa. Miongoni mwao, uwezo wa jumla wa uzalishaji wa silikoni yenye chembechembe wa REC ulifikia tani 10,500/mwaka mwaka wa 2010, na ikilinganishwa na wenzao wa Siemens katika kipindi hicho hicho, ilikuwa na faida ya gharama ya angalau dola za Marekani 2-3/kg. Kutokana na mahitaji ya kuvuta fuwele moja, uzalishaji wa silikoni yenye chembechembe wa kampuni hiyo ulisimama na hatimaye kusimamisha uzalishaji, na kugeukia ubia na China ili kuanzisha biashara ya uzalishaji ili kushiriki katika uzalishaji wa silikoni yenye chembechembe.
4. Malighafi: Silikoni ya viwandani ndiyo malighafi kuu, na usambazaji unaweza kukidhi mahitaji ya upanuzi wa polisiliconi
Silikoni ya viwandani ndiyo malighafi kuu kwa ajili ya uzalishaji wa polisilicon. Inatarajiwa kwamba uzalishaji wa siliconi ya viwandani ya China utakua kwa kasi kuanzia 2022 hadi 2025. Kuanzia 2010 hadi 2021, uzalishaji wa siliconi ya viwandani ya China uko katika hatua ya upanuzi, huku wastani wa ukuaji wa kila mwaka wa uwezo wa uzalishaji na matokeo ukifikia 7.4% na 8.6%, mtawalia. Kulingana na data ya SMM, ongezeko jipyauwezo wa uzalishaji wa siliconi ya viwandaninchini China itakuwa tani 890,000 na tani milioni 1.065 mwaka 2022 na 2023. Tukichukulia kwamba makampuni ya silikoni ya viwanda bado yatadumisha kiwango cha matumizi ya uwezo na kiwango cha uendeshaji cha takriban 60% katika siku zijazo, ongezeko jipya la ChinaUwezo wa uzalishaji mwaka 2022 na 2023 utaleta ongezeko la uzalishaji la tani 320,000 na tani 383,000. Kulingana na makadirio ya GFCI,Uwezo wa uzalishaji wa silikoni ya viwandani ya China katika 22/23/24/25 ni takriban tani milioni 5.90/697/6.71/6.5, sawa na tani milioni 3.55/391/4.18/4.38.
Kiwango cha ukuaji wa maeneo mawili yaliyobaki ya silicon ya viwandani yaliyowekwa juu ni polepole kiasi, na uzalishaji wa silicon ya viwandani wa China unaweza kukidhi uzalishaji wa polisilicon. Mnamo 2021, uwezo wa uzalishaji wa silicon ya viwandani wa China utakuwa tani milioni 5.385, sawa na uzalishaji wa tani milioni 3.213, ambapo polisilicon, silicon ya kikaboni, na aloi za alumini zitatumia tani 623,000, tani 898,000, na tani 649,000, mtawalia. Kwa kuongezea, karibu tani 780,000 za uzalishaji zinatumika kwa Uuzaji wa Nje. Mnamo 2021, matumizi ya polisilicon, silicon ya kikaboni, na aloi za alumini yatachangia 19%, 28%, na 20% ya silicon ya viwandani, mtawalia. Kuanzia 2022 hadi 2025, kiwango cha ukuaji wa uzalishaji wa silicon ya kikaboni kinatarajiwa kubaki karibu 10%, na kiwango cha ukuaji wa uzalishaji wa aloi ya alumini ni chini ya 5%. Kwa hivyo, tunaamini kwamba kiasi cha silikoni ya viwandani ambacho kinaweza kutumika kwa polisiliconi mwaka wa 2022-2025 kinatosha, ambacho kinaweza kukidhi kikamilifu mahitaji ya uzalishaji wa polisiliconi.
5. Ugavi wa polisilicon:Uchinainachukua nafasi kubwa, na uzalishaji hukusanyika polepole kwa makampuni yanayoongoza
Katika miaka ya hivi karibuni, uzalishaji wa polysilicon duniani umeongezeka mwaka hadi mwaka, na umekusanyika polepole nchini China. Kuanzia 2017 hadi 2021, uzalishaji wa polysilicon duniani kila mwaka umeongezeka kutoka tani 432,000 hadi tani 631,000, huku ukuaji wa haraka zaidi mwaka wa 2021, ukiwa na kiwango cha ukuaji cha 21.11%. Katika kipindi hiki, uzalishaji wa polysilicon duniani ulijikita polepole nchini China, na uwiano wa uzalishaji wa polysilicon nchini China uliongezeka kutoka 56.02% mwaka wa 2017 hadi 80.03% mwaka wa 2021. Ukilinganisha kampuni kumi bora katika uwezo wa uzalishaji wa polysilicon duniani mwaka wa 2010 na 2021, inaweza kupatikana kwamba idadi ya kampuni za Kichina imeongezeka kutoka 4 hadi 8, na uwiano wa uwezo wa uzalishaji wa baadhi ya kampuni za Marekani na Korea umepungua sana, ukishuka kutoka timu kumi bora, kama vile HEMOLOCK, OCI, REC na MEMC; Mkusanyiko wa sekta umeongezeka kwa kiasi kikubwa, na jumla ya uwezo wa uzalishaji wa kampuni kumi bora katika sekta hiyo umeongezeka kutoka 57.7% hadi 90.3%. Mnamo 2021, kuna kampuni tano za Kichina zinazochangia zaidi ya 10% ya uwezo wa uzalishaji, zikichangia jumla ya 65.7%. Kuna sababu tatu kuu za uhamisho wa taratibu wa tasnia ya polysilicon kwenda China. Kwanza, wazalishaji wa polysilicon wa China wana faida kubwa katika suala la malighafi, umeme na gharama za wafanyakazi. Mishahara ya wafanyakazi ni ya chini kuliko ile ya nchi za kigeni, kwa hivyo gharama ya jumla ya uzalishaji nchini China ni ya chini sana kuliko ile ya nchi za kigeni, na itaendelea kupungua kadri maendeleo ya kiteknolojia yanavyoendelea; pili, ubora wa bidhaa za polysilicon za Kichina unazidi kuimarika, ambazo nyingi ziko katika kiwango cha daraja la kwanza la jua, na biashara za kibinafsi zilizoendelea ziko katika mahitaji ya usafi. Mafanikio yamefanywa katika teknolojia ya uzalishaji wa polysilicon ya kiwango cha juu cha kielektroniki, hatua kwa hatua ikisababisha uingizwaji wa polysilicon ya kiwango cha kielektroniki cha ndani kwa uagizaji, na biashara zinazoongoza za China zinaendeleza kikamilifu ujenzi wa miradi ya polysilicon ya kiwango cha kielektroniki. Matokeo ya uzalishaji wa wafers za silikoni nchini China ni zaidi ya 95% ya jumla ya uzalishaji wa kimataifa, ambayo imeongeza polepole kiwango cha kujitosheleza cha polisilicon kwa China, ambacho kimebana soko la makampuni ya polisilicon ya ng'ambo kwa kiasi fulani.
Kuanzia 2017 hadi 2021, uzalishaji wa kila mwaka wa polysilicon nchini China utaongezeka kwa kasi, hasa katika maeneo yenye rasilimali nyingi za umeme kama vile Xinjiang, Mongolia ya Ndani, na Sichuan. Mnamo 2021, uzalishaji wa polysilicon wa China utaongezeka kutoka tani 392,000 hadi tani 505,000, ongezeko la 28.83%. Kwa upande wa uwezo wa uzalishaji, uwezo wa uzalishaji wa polysilicon wa China kwa ujumla umekuwa ukipanda, lakini umepungua mwaka wa 2020 kutokana na kufungwa kwa baadhi ya wazalishaji. Kwa kuongezea, kiwango cha matumizi ya uwezo wa makampuni ya polysilicon ya Kichina kimekuwa kikiongezeka mfululizo tangu 2018, na kiwango cha matumizi ya uwezo mwaka wa 2021 kitafikia 97.12%. Kwa upande wa majimbo, uzalishaji wa polysilicon wa China mwaka wa 2021 umejikita zaidi katika maeneo yenye bei za chini za umeme kama vile Xinjiang, Mongolia ya Ndani, na Sichuan. Pato la Xinjiang ni tani 270,400, ambayo ni zaidi ya nusu ya jumla ya pato nchini China.
Sekta ya polisilicon ya China ina sifa ya kiwango cha juu cha mkusanyiko, ikiwa na thamani ya CR6 ya 77%, na kutakuwa na mwelekeo zaidi wa kupanda katika siku zijazo. Uzalishaji wa polisilicon ni sekta yenye mtaji mkubwa na vikwazo vya juu vya kiufundi. Mzunguko wa ujenzi na uzalishaji wa mradi kwa kawaida huwa miaka miwili au zaidi. Ni vigumu kwa wazalishaji wapya kuingia katika sekta hiyo. Kwa kuzingatia upanuzi unaojulikana uliopangwa na miradi mipya katika miaka mitatu ijayo, wazalishaji wa oligopolistic katika sekta hiyo wataendelea kupanua uwezo wao wa uzalishaji kwa sababu ya teknolojia yao wenyewe na faida za ukubwa, na nafasi yao ya ukiritimba itaendelea kuongezeka.
Inakadiriwa kuwa usambazaji wa polysilicon nchini China utaleta ukuaji mkubwa kuanzia 2022 hadi 2025, na uzalishaji wa polysilicon utafikia tani milioni 1.194 mwaka wa 2025, na hivyo kusababisha upanuzi wa kiwango cha uzalishaji wa polysilicon duniani. Mnamo 2021, kutokana na kupanda kwa kasi kwa bei ya polysilicon nchini China, wazalishaji wakuu wamewekeza katika ujenzi wa mistari mipya ya uzalishaji, na wakati huo huo kuwavutia wazalishaji wapya kujiunga na tasnia hiyo. Kwa kuwa miradi ya polysilicon itachukua angalau mwaka mmoja na nusu hadi miwili kutoka ujenzi hadi uzalishaji, ujenzi mpya mwaka wa 2021 utakamilika. Uwezo wa uzalishaji kwa ujumla huwekwa katika uzalishaji katika nusu ya pili ya 2022 na 2023. Hii inaendana sana na mipango mipya ya mradi iliyotangazwa na wazalishaji wakuu kwa sasa. Uwezo mpya wa uzalishaji mwaka wa 2022-2025 umejikita zaidi mwaka wa 2022 na 2023. Baada ya hapo, kadri usambazaji na mahitaji ya polysilicon na bei zinavyotulia polepole, jumla ya uwezo wa uzalishaji katika tasnia hiyo utatulia polepole. Kushuka, yaani, kiwango cha ukuaji wa uwezo wa uzalishaji hupungua polepole. Zaidi ya hayo, kiwango cha matumizi ya uwezo wa makampuni ya polysilicon kimebaki katika kiwango cha juu katika miaka miwili iliyopita, lakini itachukua muda kwa uwezo wa uzalishaji wa miradi mipya kuongezeka, na itachukua mchakato kwa waingiaji wapya kufahamu teknolojia husika ya maandalizi. Kwa hivyo, kiwango cha matumizi ya uwezo wa miradi mipya ya polysilicon katika miaka michache ijayo kitakuwa cha chini. Kutokana na hili, uzalishaji wa polysilicon mwaka 2022-2025 unaweza kutabiriwa, na uzalishaji wa polysilicon mwaka 2025 unatarajiwa kuwa takriban tani milioni 1.194.
Mkusanyiko wa uwezo wa uzalishaji wa ng'ambo ni mkubwa kiasi, na kiwango na kasi ya ongezeko la uzalishaji katika miaka mitatu ijayo haitakuwa juu kama ile ya Uchina. Uwezo wa uzalishaji wa polisiliconi nje ya nchi umejikita zaidi katika kampuni nne zinazoongoza, na zingine ni ndogo sana katika uwezo wa uzalishaji. Kwa upande wa uwezo wa uzalishaji, Wacker Chem inachukua nusu ya uwezo wa uzalishaji wa polisiliconi nje ya nchi. Viwanda vyake nchini Ujerumani na Marekani vina uwezo wa uzalishaji wa tani 60,000 na tani 20,000, mtawalia. Upanuzi mkali wa uwezo wa uzalishaji wa polisiliconi duniani mwaka wa 2022 na zaidi unaweza kusababisha wasiwasi kuhusu usambazaji kupita kiasi, kampuni bado iko katika hali ya kusubiri na haijapanga kuongeza uwezo mpya wa uzalishaji. Kampuni kubwa ya polysilicon ya Korea Kusini, OCI, inahamisha polepole laini yake ya uzalishaji wa polysilicon ya kiwango cha jua hadi Malaysia huku ikibakisha laini ya uzalishaji wa polysilicon ya kiwango cha kielektroniki nchini China, ambayo imepangwa kufikia tani 5,000 mwaka wa 2022. Uwezo wa uzalishaji wa OCI nchini Malaysia utafikia tani 27,000 na tani 30,000 mwaka wa 2020 na 2021, na hivyo kufikia gharama ndogo za matumizi ya nishati na kuepuka ushuru mkubwa wa China kwa polysilicon nchini Marekani na Korea Kusini. Kampuni hiyo inapanga kuzalisha tani 95,000 lakini tarehe ya kuanza haijulikani. Inatarajiwa kuongezeka kwa kiwango cha tani 5,000 kwa mwaka katika miaka minne ijayo. Kampuni ya Norway REC ina vituo viwili vya uzalishaji katika jimbo la Washington na Montana, Marekani, ikiwa na uwezo wa uzalishaji wa kila mwaka wa tani 18,000 za polysilicon ya kiwango cha jua na tani 2,000 za polysilicon ya kiwango cha kielektroniki. REC, ambayo ilikuwa katika hali ngumu ya kifedha, ilichagua kusimamisha uzalishaji, na kisha ikachochewa na ongezeko la bei za polysilicon mwaka wa 2021, kampuni iliamua kuanzisha upya uzalishaji wa tani 18,000 za miradi katika jimbo la Washington na tani 2,000 huko Montana ifikapo mwisho wa 2023, na inaweza kukamilisha ongezeko la uwezo wa uzalishaji mwaka wa 2024. Hemlock ndiye mzalishaji mkubwa zaidi wa polysilicon nchini Marekani, akibobea katika polysilicon ya kiwango cha juu cha kielektroniki. Vizuizi vya teknolojia ya juu vya uzalishaji hufanya iwe vigumu kwa bidhaa za kampuni kubadilishwa sokoni. Pamoja na ukweli kwamba kampuni haina mpango wa kujenga miradi mipya ndani ya miaka michache, inatarajiwa kwamba uwezo wa uzalishaji wa kampuni utakuwa 2022-2025. Pato la kila mwaka linabaki kuwa tani 18,000. Kwa kuongezea, mwaka wa 2021, uwezo mpya wa uzalishaji wa kampuni zingine isipokuwa kampuni nne zilizo hapo juu utakuwa tani 5,000. Kutokana na ukosefu wa uelewa wa mipango ya uzalishaji ya makampuni yote, inadhaniwa hapa kwamba uwezo mpya wa uzalishaji utakuwa tani 5,000 kwa mwaka kuanzia 2022 hadi 2025.
Kulingana na uwezo wa uzalishaji wa nje ya nchi, inakadiriwa kuwa uzalishaji wa polysiliconi nje ya nchi mwaka wa 2025 utakuwa takriban tani 176,000, ikizingatiwa kuwa kiwango cha matumizi ya uwezo wa uzalishaji wa polysiliconi nje ya nchi hakijabadilika. Baada ya bei ya polysiliconi kupanda kwa kasi mwaka wa 2021, makampuni ya Kichina yameongeza uzalishaji na kupanua uzalishaji. Kwa upande mwingine, makampuni ya nje ya nchi yako makini zaidi katika mipango yao ya miradi mipya. Hii ni kwa sababu utawala wa tasnia ya polysiliconi tayari uko chini ya udhibiti wa China, na kuongeza uzalishaji bila kujua kunaweza kuleta hasara. Kwa upande wa gharama, matumizi ya nishati ndiyo sehemu kubwa zaidi ya gharama ya polysiliconi, kwa hivyo bei ya umeme ni muhimu sana, na Xinjiang, Inner Mongolia, Sichuan na maeneo mengine yana faida dhahiri. Kwa upande wa mahitaji, kama vile mkondo wa moja kwa moja wa polysiliconi, uzalishaji wa siliconi wafer wa China unachangia zaidi ya 99% ya jumla ya dunia. Sekta ya mkondo wa chini ya polysiliconi imejikita zaidi nchini China. Bei ya polysiliconi inayozalishwa ni ya chini, gharama ya usafirishaji ni ya chini, na mahitaji yamehakikishwa kikamilifu. Pili, China imeweka ushuru mkubwa wa kuzuia utupaji taka kwenye uagizaji wa polysilicon ya kiwango cha jua kutoka Marekani na Korea Kusini, jambo ambalo limekandamiza sana matumizi ya polysilicon kutoka Marekani na Korea Kusini. Kuwa mwangalifu katika kujenga miradi mipya; zaidi ya hayo, katika miaka ya hivi karibuni, makampuni ya polysilicon ya nje ya China yamekuwa yakichelewa kuendelezwa kutokana na athari za ushuru, na baadhi ya mistari ya uzalishaji imepunguzwa au hata kufungwa, na uwiano wao katika uzalishaji wa kimataifa umekuwa ukipungua mwaka hadi mwaka, kwa hivyo hautalinganishwa na kupanda kwa bei za polysilicon mwaka wa 2021 kwani faida kubwa ya kampuni ya China, hali ya kifedha haitoshi kusaidia upanuzi wake wa haraka na mkubwa wa uwezo wa uzalishaji.
Kulingana na utabiri husika wa uzalishaji wa polisilicon nchini China na nje ya nchi kuanzia 2022 hadi 2025, thamani iliyotabiriwa ya uzalishaji wa polisilicon duniani inaweza kufupishwa. Inakadiriwa kuwa uzalishaji wa polisilicon duniani mwaka wa 2025 utafikia tani milioni 1.371. Kulingana na thamani ya utabiri wa uzalishaji wa polisilicon, sehemu ya China ya uwiano wa kimataifa inaweza kupatikana kwa takriban. Inatarajiwa kwamba sehemu ya China itapanuka polepole kuanzia 2022 hadi 2025, na itazidi 87% mwaka wa 2025.
6, Muhtasari na Mtazamo
Polysilicon iko chini ya silicon ya viwanda na juu ya mnyororo mzima wa tasnia ya photovoltaic na semiconductor, na hadhi yake ni muhimu sana. Mnyororo wa tasnia ya photovoltaic kwa ujumla ni uwezo uliowekwa wa polysilicon-silicon wafer-cell-module-photovoltaic, na mnyororo wa tasnia ya semiconductor kwa ujumla ni polysilicon-monocrystalline silicon wafer-silicon wafer-chip. Matumizi tofauti yana mahitaji tofauti juu ya usafi wa polysilicon. Sekta ya photovoltaic hutumia hasa polysilicon ya kiwango cha jua, na tasnia ya semiconductor hutumia polysilicon ya kiwango cha kielektroniki. Ya kwanza ina kiwango cha usafi cha 6N-8N, huku ya mwisho ikihitaji usafi wa 9N au zaidi.
Kwa miaka mingi, mchakato mkuu wa uzalishaji wa polisilicon umekuwa njia iliyoboreshwa ya Siemens kote ulimwenguni. Katika miaka ya hivi karibuni, baadhi ya makampuni yamechunguza kwa bidii njia ya kitanda cha silane chenye gharama nafuu, ambayo inaweza kuwa na athari kwenye muundo wa uzalishaji. Polisilicon yenye umbo la fimbo inayozalishwa na njia ya Siemens iliyorekebishwa ina sifa za matumizi ya juu ya nishati, gharama kubwa na usafi wa juu, huku silicon yenye chembechembe inayozalishwa na njia ya kitanda cha silane yenye unyevu ina sifa za matumizi ya chini ya nishati, gharama ndogo na usafi wa chini kiasi. Baadhi ya makampuni ya Kichina yamegundua uzalishaji mkubwa wa silicon yenye chembechembe na teknolojia ya kutumia silicon yenye chembechembe kuvuta polisilicon, lakini haijatangazwa sana. Ikiwa silicon yenye chembechembe inaweza kuchukua nafasi ya ile ya kwanza katika siku zijazo inategemea kama faida ya gharama inaweza kufunika hasara ya ubora, athari za matumizi ya chini, na uboreshaji wa usalama wa silika. Katika miaka ya hivi karibuni, uzalishaji wa polisilicon duniani umeongezeka mwaka hadi mwaka, na polepole hukusanyika pamoja nchini China. Kuanzia 2017 hadi 2021, uzalishaji wa polysiliconi wa kila mwaka duniani utaongezeka kutoka tani 432,000 hadi tani 631,000, huku ukuaji wa haraka zaidi ukiongezeka mwaka wa 2021. Katika kipindi hicho, uzalishaji wa polysiliconi duniani ulizidi kujikita zaidi nchini China, na uwiano wa uzalishaji wa polysiliconi nchini China uliongezeka kutoka 56.02% mwaka wa 2017 hadi 80.03% mwaka wa 2021. Kuanzia 2022 hadi 2025, usambazaji wa polysiliconi utaleta ukuaji mkubwa. Inakadiriwa kuwa uzalishaji wa polysiliconi mwaka wa 2025 utakuwa tani milioni 1.194 nchini China, na uzalishaji wa nje ya nchi utafikia tani 176,000. Kwa hivyo, uzalishaji wa polysiliconi duniani mwaka wa 2025 utakuwa takriban tani milioni 1.37.
(Makala haya ni kwa ajili ya marejeleo ya wateja wa UrbanMines pekee na hayawakilishi ushauri wowote wa uwekezaji)