1. Kawing ng industriya ng Polysilicon: Komplikado ang proseso ng produksyon, at ang downstream ay nakatuon sa mga photovoltaic semiconductor
Ang polysilicon ay pangunahing ginawa mula sa industriyal na silicon, chlorine, at hydrogen, at matatagpuan sa itaas ng mga kadena ng industriya ng photovoltaic at semiconductor. Ayon sa datos ng CPIA, ang kasalukuyang pangunahing paraan ng produksyon ng polysilicon sa mundo ay ang modified Siemens method, maliban sa Tsina, mahigit 95% ng polysilicon ay ginawa gamit ang modified Siemens method. Sa proseso ng paghahanda ng polysilicon gamit ang pinahusay na Siemens method, una, ang chlorine gas ay pinagsasama sa hydrogen gas upang makabuo ng hydrogen chloride, at pagkatapos ay tumutugon ito sa silicon powder pagkatapos durugin at gilingin ang industrial silicon upang makabuo ng trichlorosilane, na higit pang binabawasan ng hydrogen gas upang makabuo ng polysilicon. Ang polycrystalline silicon ay maaaring tunawin at palamigin upang makagawa ng polycrystalline silicon ingots, at ang monocrystalline silicon ay maaari ding gawin sa pamamagitan ng Czochralski o zone melting. Kung ikukumpara sa polycrystalline silicon, ang single crystal silicon ay binubuo ng mga butil ng kristal na may parehong oryentasyon ng kristal, kaya mayroon itong mas mahusay na electrical conductivity at conversion efficiency. Ang parehong polycrystalline silicon ingot at monocrystalline silicon rod ay maaaring higit pang putulin at iproseso upang maging mga silicon wafer at cell, na siya namang nagiging mahahalagang bahagi ng mga photovoltaic module at ginagamit sa photovoltaic field. Bukod pa rito, ang mga single crystal silicon wafer ay maaari ding mabuo upang maging mga silicon wafer sa pamamagitan ng paulit-ulit na paggiling, pagpapakintab, epitaxy, paglilinis at iba pang mga proseso, na maaaring gamitin bilang mga materyales na substrate para sa mga semiconductor electronic device.
Mahigpit na kinakailangan ang nilalaman ng karumihan ng polysilicon, at ang industriya ay may mga katangian ng mataas na pamumuhunan sa kapital at mataas na teknikal na hadlang. Dahil ang kadalisayan ng polysilicon ay seryosong makakaapekto sa proseso ng pagguhit ng single crystal silicon, ang mga kinakailangan sa kadalisayan ay lubhang mahigpit. Ang minimum na kadalisayan ng polysilicon ay 99.9999%, at ang pinakamataas ay halos 100%. Bukod pa rito, ang mga pambansang pamantayan ng Tsina ay naglalahad ng malinaw na mga kinakailangan para sa nilalaman ng karumihan, at batay dito, ang polysilicon ay nahahati sa mga grado I, II, at III, kung saan ang nilalaman ng boron, phosphorus, oxygen at carbon ay isang mahalagang reference index. Itinatakda ng "Mga Kundisyon sa Pag-access sa Industriya ng Polysilicon" na ang mga negosyo ay dapat magkaroon ng isang mahusay na sistema ng inspeksyon at pamamahala ng kalidad, at ang mga pamantayan ng produkto ay mahigpit na sumusunod sa mga pambansang pamantayan; Bukod pa rito, ang mga kondisyon ng pag-access ay nangangailangan din ng laki at pagkonsumo ng enerhiya ng mga negosyo sa produksyon ng polysilicon, tulad ng solar-grade, electronic-grade polysilicon. Ang laki ng proyekto ay higit sa 3000 tonelada/taon at 1000 tonelada/taon ayon sa pagkakabanggit, at ang minimum na ratio ng kapital sa pamumuhunan ng mga bagong proyekto sa konstruksyon at muling pagtatayo at pagpapalawak ay hindi dapat mas mababa sa 30%, kaya ang polysilicon ay isang industriya na masinsinan sa kapital. Ayon sa mga istatistika ng CPIA, ang gastos sa pamumuhunan ng 10,000-toneladang kagamitan sa linya ng produksyon ng polysilicon na inilagay sa operasyon noong 2021 ay bahagyang tumaas sa 103 milyong yuan/kt. Ang dahilan ay ang pagtaas ng presyo ng mga bulk metal na materyales. Inaasahan na ang gastos sa pamumuhunan sa hinaharap ay tataas kasabay ng pag-unlad ng teknolohiya ng kagamitan sa produksyon at pagbaba ng monomer habang tumataas ang laki. Ayon sa mga regulasyon, ang pagkonsumo ng kuryente ng polysilicon para sa solar-grade at electronic-grade na pagbawas ng Czochralski ay dapat na mas mababa sa 60 kWh/kg at 100 kWh/kg ayon sa pagkakabanggit, at ang mga kinakailangan para sa mga tagapagpahiwatig ng pagkonsumo ng enerhiya ay medyo mahigpit. Ang produksyon ng polysilicon ay kadalasang nabibilang sa industriya ng kemikal. Ang proseso ng produksyon ay medyo kumplikado, at ang hangganan para sa mga teknikal na ruta, pagpili ng kagamitan, pagkomisyon at operasyon ay mataas. Ang proseso ng produksyon ay kinabibilangan ng maraming kumplikadong reaksiyong kemikal, at ang bilang ng mga control node ay higit sa 1,000. Mahirap para sa mga bagong kalahok na mabilis na makabisado ang mature na pagkakagawa. Samakatuwid, mayroong mataas na kapital at teknikal na hadlang sa industriya ng produksyon ng polysilicon, na naghihikayat din sa mga tagagawa ng polysilicon na magsagawa ng mahigpit na teknikal na pag-optimize ng daloy ng proseso, proseso ng pagbabalot at transportasyon.
2. Klasipikasyon ng Polysilicon: ang kadalisayan ang tumutukoy sa paggamit, at ang solar grade ang siyang pangunahing ginagamit
Ang polycrystalline silicon, isang anyo ng elemental na silicon, ay binubuo ng mga butil ng kristal na may iba't ibang oryentasyon ng kristal, at pangunahing dinadalisay sa pamamagitan ng pagproseso ng industriyal na silicon. Ang hitsura ng polysilicon ay kulay abong metallic luster, at ang melting point ay humigit-kumulang 1410℃. Ito ay hindi aktibo sa temperatura ng silid at mas aktibo sa tinunaw na estado. Ang Polysilicon ay may mga katangian ng semiconductor at isang napakahalaga at mahusay na materyal na semiconductor, ngunit ang kaunting mga dumi ay maaaring makaapekto nang malaki sa kondaktibiti nito. Maraming mga pamamaraan ng pag-uuri para sa polysilicon. Bilang karagdagan sa nabanggit na pag-uuri ayon sa mga pambansang pamantayan ng Tsina, tatlo pang mahahalagang pamamaraan ng pag-uuri ang ipinakilala dito. Ayon sa iba't ibang mga kinakailangan sa kadalisayan at paggamit, ang polysilicon ay maaaring hatiin sa solar-grade polysilicon at electronic-grade polysilicon. Ang solar-grade polysilicon ay pangunahing ginagamit sa paggawa ng mga photovoltaic cell, habang ang electronic-grade polysilicon ay malawakang ginagamit sa industriya ng integrated circuit bilang hilaw na materyal para sa mga chips at iba pang produksyon. Ang kadalisayan ng solar-grade polysilicon ay 6~8N, ibig sabihin, ang kabuuang nilalaman ng dumi ay kinakailangang mas mababa sa 10-6, at ang kadalisayan ng polysilicon ay dapat umabot sa 99.9999% o higit pa. Ang mga kinakailangan sa kadalisayan ng electronic-grade polysilicon ay mas mahigpit, na may minimum na 9N at kasalukuyang maximum na 12N. Ang produksyon ng electronic-grade polysilicon ay medyo mahirap. Kakaunti ang mga negosyong Tsino na nakapag-master ng teknolohiya ng produksyon ng electronic-grade polysilicon, at medyo umaasa pa rin sila sa mga imported na produkto. Sa kasalukuyan, ang output ng solar-grade polysilicon ay mas malaki kaysa sa electronic-grade polysilicon, at ang nauna ay humigit-kumulang 13.8 beses kaysa sa huli.
Ayon sa pagkakaiba ng mga impurities sa doping at uri ng conductivity ng materyal na silikon, maaari itong hatiin sa P-type at N-type. Kapag ang silikon ay nilagyan ng mga acceptor impurity element, tulad ng boron, aluminum, gallium, atbp., ito ay pinangungunahan ng hole conduction at ito ay P-type. Kapag ang silicon ay nilagyan ng mga donor impurity element, tulad ng phosphorus, arsenic, antimony, atbp., ito ay pinangungunahan ng electron conduction at ito ay N-type. Ang mga P-type na baterya ay pangunahing kinabibilangan ng mga BSF na baterya at PERC na baterya. Sa 2021, ang mga PERC na baterya ay bubuo ng higit sa 91% ng pandaigdigang merkado, at ang mga BSF na baterya ay aalisin. Sa panahong pinapalitan ng PERC ang BSF, ang conversion efficiency ng mga P-type cell ay tumaas mula sa mas mababa sa 20% hanggang sa mahigit 23%, na malapit nang maabot ang theoretical upper limit na 24.5%, habang ang theoretical upper limit ng mga N-type cell ay 28.7%, at ang mga N-type cell ay may mataas na conversion efficiency. Dahil sa mga bentahe ng mataas na bifacial ratio at mababang temperature coefficient, sinimulan na ng mga kumpanya ang pag-deploy ng mga mass production lines para sa mga N-type na baterya. Ayon sa forecast ng CPIA, ang proporsyon ng mga N-type na baterya ay tataas nang malaki mula 3% hanggang 13.4% sa 2022. Inaasahan na sa susunod na limang taon, magsisimula na ang pag-ulit ng N-type na baterya patungo sa P-type na baterya. Ayon sa iba't ibang kalidad ng ibabaw, maaari itong hatiin sa dense material, cauliflower material at coral material. Ang ibabaw ng dense material ay may pinakamababang antas ng concavity, mas mababa sa 5mm, walang abnormalidad sa kulay, walang oxidation interlayer, at ang pinakamataas na presyo; Ang ibabaw ng materyal na cauliflower ay may katamtamang antas ng pagkalukob, 5-20mm, ang seksyon ay katamtaman, at ang presyo ay nasa kalagitnaan; habang ang ibabaw ng materyal na coral ay may mas malubhang pagkalukob, ang lalim ay higit sa 20mm, ang seksyon ay maluwag, at ang presyo ay pinakamababa. Ang siksik na materyal ay pangunahing ginagamit sa pagguhit ng monocrystalline silicon, habang ang materyal na cauliflower at materyal na coral ay pangunahing ginagamit sa paggawa ng mga polycrystalline silicon wafer. Sa pang-araw-araw na produksyon ng mga negosyo, ang siksik na materyal ay maaaring i-dop ng hindi bababa sa 30% na materyal na cauliflower upang makagawa ng monocrystalline silicon. Maaaring makatipid sa gastos ng mga hilaw na materyales, ngunit ang paggamit ng materyal na cauliflower ay magbabawas sa kahusayan ng paghila ng kristal sa isang tiyak na lawak. Kailangang pumili ang mga negosyo ng naaangkop na ratio ng doping pagkatapos timbangin ang dalawa. Kamakailan lamang, ang pagkakaiba ng presyo sa pagitan ng siksik na materyal at materyal na cauliflower ay halos matatag sa 3 RMB /kg. Kung ang pagkakaiba ng presyo ay lalong lumawak, maaaring isaalang-alang ng mga kumpanya ang pag-dop ng mas maraming materyal na cauliflower sa paghila ng monocrystalline silicon.
3. Proseso: Ang pamamaraang Siemens ay sumasakop sa mainstream, at ang pagkonsumo ng kuryente ay nagiging susi sa pagbabago sa teknolohiya
Ang proseso ng produksyon ng polysilicon ay halos nahahati sa dalawang hakbang. Sa unang hakbang, ang industrial silicon powder ay nirereact sa anhydrous hydrogen chloride upang makuha ang trichlorosilane at hydrogen. Pagkatapos ng paulit-ulit na distillation at purification, ang gaseous trichlorosilane, dichlorodihydrosilicon at Silane; ang pangalawang hakbang ay ang pagbabawas ng nabanggit na high-purity gas sa crystalline silicon, at ang reduction step ay naiiba sa modified Siemens method at silane fluidized bed method. Ang pinahusay na Siemens method ay may mature na teknolohiya sa produksyon at mataas na kalidad ng produkto, at kasalukuyang ang pinakamalawak na ginagamit na teknolohiya sa produksyon. Ang tradisyonal na Siemens production method ay ang paggamit ng chlorine at hydrogen upang i-synthesize ang anhydrous hydrogen chloride, hydrogen chloride at powdered industrial silicon upang i-synthesize ang trichlorosilane sa isang tiyak na temperatura, at pagkatapos ay ihiwalay, itama at linisin ang trichlorosilane. Ang silicon ay sumasailalim sa thermal reduction reaction sa isang hydrogen reduction furnace upang makuha ang elemental silicon na idineposito sa silicon core. Batay dito, ang pinahusay na proseso ng Siemens ay nilagyan din ng isang prosesong sumusuporta para sa pag-recycle ng malaking halaga ng mga by-product tulad ng hydrogen, hydrogen chloride, at silicon tetrachloride na ginawa sa proseso ng produksyon, pangunahin na kinabibilangan ng teknolohiya ng reduction tail gas recovery at silicon tetrachloride reuse. Ang hydrogen, hydrogen chloride, trichlorosilane, at silicon tetrachloride sa exhaust gas ay pinaghihiwalay sa pamamagitan ng dry recovery. Ang hydrogen at hydrogen chloride ay maaaring gamitin muli para sa synthesis at purification gamit ang trichlorosilane, at ang trichlorosilane ay direktang nire-recycle sa thermal reduction. Ang purification ay isinasagawa sa furnace, at ang silicon tetrachloride ay hydrogenated upang makagawa ng trichlorosilane, na maaaring gamitin para sa purification. Ang hakbang na ito ay tinatawag ding cold hydrogenation treatment. Sa pamamagitan ng pagsasakatuparan ng closed-circuit production, maaaring mabawasan nang malaki ng mga negosyo ang pagkonsumo ng mga hilaw na materyales at kuryente, sa gayon ay epektibong nakakatipid sa mga gastos sa produksyon.
Ang gastos sa paggawa ng polysilicon gamit ang pinahusay na pamamaraan ng Siemens sa Tsina ay kinabibilangan ng mga hilaw na materyales, pagkonsumo ng enerhiya, pamumura, mga gastos sa pagproseso, atbp. Ang pag-unlad ng teknolohiya sa industriya ay lubos na nagpababa ng gastos. Ang mga hilaw na materyales ay pangunahing tumutukoy sa industriyal na silicon at trichlorosilane, ang pagkonsumo ng enerhiya ay kinabibilangan ng kuryente at singaw, at ang mga gastos sa pagproseso ay tumutukoy sa mga gastos sa inspeksyon at pagkukumpuni ng mga kagamitan sa produksyon. Ayon sa istatistika ni Baichuan Yingfu sa mga gastos sa produksyon ng polysilicon noong unang bahagi ng Hunyo 2022, ang mga hilaw na materyales ang may pinakamataas na halaga, na bumubuo sa 41% ng kabuuang gastos, kung saan ang industriyal na silicon ang pangunahing pinagmumulan ng silicon. Ang pagkonsumo ng yunit ng silicon na karaniwang ginagamit sa industriya ay kumakatawan sa dami ng silicon na nakonsumo bawat yunit ng mga produktong silikon na may mataas na kadalisayan. Ang paraan ng pagkalkula ay ang pag-convert ng lahat ng mga materyales na naglalaman ng silicon tulad ng outsourced na industrial silicon powder at trichlorosilane sa purong silicon, at pagkatapos ay ibawas ang outsourced na chlorosilane ayon sa dami ng purong silicon na na-convert mula sa ratio ng nilalaman ng silicon. Ayon sa datos ng CPIA, ang antas ng pagkonsumo ng silicon ay bababa ng 0.01 kg/kg-Si hanggang 1.09 kg/kg-Si sa 2021. Inaasahan na sa pagpapabuti ng cold hydrogenation treatment at by-product recycling, inaasahang bababa ito sa 1.07 kg/kg pagsapit ng 2030. kg-Si. Ayon sa hindi kumpletong estadistika, ang pagkonsumo ng silicon ng nangungunang limang kumpanyang Tsino sa industriya ng polysilicon ay mas mababa kaysa sa average ng industriya. Alam na dalawa sa kanila ang kumokonsumo ng 1.08 kg/kg-Si at 1.05 kg/kg-Si ayon sa pagkakabanggit sa 2021. Ang pangalawang pinakamataas na proporsyon ay ang pagkonsumo ng enerhiya, na bumubuo sa 32% sa kabuuan, kung saan ang kuryente ay bumubuo sa 30% ng kabuuang gastos, na nagpapahiwatig na ang presyo at kahusayan ng kuryente ay mahalaga pa ring mga salik para sa produksyon ng polysilicon. Ang dalawang pangunahing tagapagpahiwatig upang masukat ang kahusayan ng kuryente ay ang komprehensibong pagkonsumo ng kuryente at pagbawas ng pagkonsumo ng kuryente. Ang pagbawas ng pagkonsumo ng kuryente ay tumutukoy sa proseso ng pagbabawas ng trichlorosilane at hydrogen upang makabuo ng materyal na silicon na may mataas na kadalisayan. Kasama sa pagkonsumo ng kuryente ang preheating at deposition ng silicon core, pangangalaga ng init, end ventilation at iba pang pagkonsumo ng kuryente sa proseso. Sa 2021, kasabay ng pag-unlad ng teknolohiya at komprehensibong paggamit ng enerhiya, ang average na komprehensibong pagkonsumo ng kuryente ng produksyon ng polysilicon ay bababa ng 5.3% taon-sa-taon sa 63kWh/kg-Si, at ang average na pagbawas ng pagkonsumo ng kuryente ay bababa ng 6.1% taon-sa-taon sa 46kWh/kg-Si, na inaasahang bababa pa sa hinaharap. Bukod pa rito, ang depreciation ay isa ring mahalagang aytem ng gastos, na bumubuo ng 17%. Mahalagang tandaan na, ayon sa datos ni Baichuan Yingfu, ang kabuuang gastos sa produksyon ng polysilicon noong unang bahagi ng Hunyo 2022 ay humigit-kumulang 55,816 yuan/tonelada, ang average na presyo ng polysilicon sa merkado ay humigit-kumulang 260,000 yuan/tonelada, at ang gross profit margin ay kasing taas ng 70% o higit pa, kaya't nakaakit ito ng malaking bilang ng mga Negosyo na mamuhunan sa pagtatayo ng kapasidad sa produksyon ng polysilicon.
Mayroong dalawang paraan para mabawasan ng mga tagagawa ng polysilicon ang mga gastos, ang isa ay ang pagbabawas ng mga gastos sa hilaw na materyales, at ang isa pa ay ang pagbabawas ng pagkonsumo ng kuryente. Sa usapin ng mga hilaw na materyales, maaaring mabawasan ng mga tagagawa ang gastos ng mga hilaw na materyales sa pamamagitan ng pagpirma ng mga pangmatagalang kasunduan sa kooperasyon sa mga tagagawa ng industriyal na silikon, o pagbuo ng pinagsamang kapasidad sa produksyon sa itaas at ibaba ng agos. Halimbawa, ang mga planta ng produksyon ng polysilicon ay karaniwang umaasa sa kanilang sariling suplay ng industriyal na silikon. Sa usapin ng pagkonsumo ng kuryente, maaaring mabawasan ng mga tagagawa ang mga gastos sa kuryente sa pamamagitan ng mababang presyo ng kuryente at komprehensibong pagpapabuti ng pagkonsumo ng enerhiya. Humigit-kumulang 70% ng komprehensibong pagkonsumo ng kuryente ay ang pagbawas ng pagkonsumo ng kuryente, at ang pagbawas ay isa ring mahalagang link sa produksyon ng high-purity crystalline silicon. Samakatuwid, ang karamihan sa kapasidad ng produksyon ng polysilicon sa Tsina ay nakatuon sa mga rehiyon na may mababang presyo ng kuryente tulad ng Xinjiang, Inner Mongolia, Sichuan at Yunnan. Gayunpaman, sa pagsulong ng patakarang two-carbon, mahirap makakuha ng malaking halaga ng mga mapagkukunan ng kuryente na mababa ang halaga. Samakatuwid, ang pagbabawas ng pagkonsumo ng kuryente para sa pagbawas ay isang mas magagawang paraan ng pagbabawas ng gastos ngayon. Sa kasalukuyan, ang epektibong paraan upang mabawasan ang pagkonsumo ng kuryente sa pagbabawas ay ang pagdaragdag ng bilang ng mga silicon core sa reduction furnace, sa gayon ay pinapalawak ang output ng isang yunit. Sa kasalukuyan, ang mga pangunahing uri ng reduction furnace sa Tsina ay 36 na pares ng rod, 40 pares ng rod at 48 pares ng rod. Ang uri ng furnace ay na-upgrade sa 60 pares ng rod at 72 pares ng rod, ngunit kasabay nito, naglalagay din ito ng mas mataas na mga kinakailangan para sa antas ng teknolohiya sa produksyon ng mga negosyo.
Kung ikukumpara sa pinahusay na pamamaraan ng Siemens, ang pamamaraan ng silane fluidized bed ay may tatlong bentahe, ang isa ay mababa ang konsumo ng kuryente, ang isa ay mataas ang output ng paghila ng kristal, at ang pangatlo ay mas mainam itong pagsamahin sa mas advanced na teknolohiyang CCZ continuous Czochralski. Ayon sa datos ng Silicon Industry Branch, ang komprehensibong konsumo ng kuryente ng pamamaraan ng silane fluidized bed ay 33.33% ng pinahusay na pamamaraan ng Siemens, at ang pagbawas ng konsumo ng kuryente ay 10% ng pinahusay na pamamaraan ng Siemens. Ang pamamaraan ng silane fluidized bed ay may malaking bentahe sa konsumo ng enerhiya. Sa usapin ng paghila ng kristal, ang mga pisikal na katangian ng granular silicon ay maaaring gawing mas madali ang pagpuno nang buo ng quartz crucible sa single crystal silicon pulling rod link. Ang polycrystalline silicon at granular silicon ay maaaring magpataas ng kapasidad ng pag-charge ng single furnace crucible ng 29%, habang binabawasan ang oras ng pag-charge ng 41%, na makabuluhang nagpapabuti sa kahusayan ng paghila ng single crystal silicon. Bilang karagdagan, ang granular silicon ay may maliit na diyametro at mahusay na fluidity, na mas angkop para sa pamamaraan ng CCZ continuous Czochralski. Sa kasalukuyan, ang pangunahing teknolohiya ng single crystal pulling sa gitna at ibabang bahagi ay ang RCZ single crystal re-casting method, na siyang muling pagpapakain at paghila sa kristal pagkatapos mahila ang isang single crystal silicon rod. Ang pagbunot ay isinasagawa nang sabay-sabay, na nakakatipid sa oras ng paglamig ng single crystal silicon rod, kaya mas mataas ang kahusayan sa produksyon. Ang mabilis na pag-unlad ng CCZ continuous Czochralski method ay magpapataas din ng demand para sa granular silicon. Bagama't ang granular silicon ay may ilang mga disbentaha, tulad ng mas maraming silicon powder na nalilikha ng friction, malaking surface area at madaling adsorption ng mga pollutant, at hydrogen na pinagsama sa hydrogen habang natutunaw, na madaling magdulot ng skipping, ngunit ayon sa mga pinakabagong anunsyo ng mga kaugnay na granular silicon enterprise, ang mga problemang ito ay pinapabuti at may ilang pag-unlad na nagawa.
Ang proseso ng silane fluidized bed ay nasa hustong gulang na sa Europa at Estados Unidos, at ito ay nasa simula pa lamang matapos ang pagpapakilala ng mga negosyong Tsino. Noong dekada 1980, ang mga dayuhang granular silicon na kinakatawan ng REC at MEMC ay nagsimulang galugarin ang produksyon ng granular silicon at nakamit ang malawakang produksyon. Kabilang sa mga ito, ang kabuuang kapasidad ng produksyon ng REC ng granular silicon ay umabot sa 10,500 tonelada/taon noong 2010, at kumpara sa mga katapat nitong Siemens sa parehong panahon, mayroon itong bentahe sa gastos na hindi bababa sa US$2-3/kg. Dahil sa mga pangangailangan ng single crystal pulling, ang produksyon ng granular silicon ng kumpanya ay tumigil at kalaunan ay tumigil sa produksyon, at bumaling sa isang joint venture sa Tsina upang magtatag ng isang production enterprise na makisali sa produksyon ng granular silicon.
4. Mga hilaw na materyales: Ang industriyal na silikon ang pangunahing hilaw na materyal, at ang suplay ay maaaring matugunan ang mga pangangailangan ng pagpapalawak ng polysilicon
Ang industriyal na silikon ang pangunahing hilaw na materyal para sa produksyon ng polysilicon. Inaasahang ang produksyon ng industriyal na silikon ng Tsina ay patuloy na lalago mula 2022 hanggang 2025. Mula 2010 hanggang 2021, ang produksyon ng industriyal na silikon ng Tsina ay nasa yugto ng pagpapalawak, kung saan ang average na taunang rate ng paglago ng kapasidad ng produksyon at output ay umaabot sa 7.4% at 8.6%, ayon sa pagkakabanggit. Ayon sa datos ng SMM, ang bagong pagtaaskapasidad ng produksyon ng industriyal na silikonsa Tsina ay aabot sa 890,000 tonelada at 1.065 milyong tonelada sa 2022 at 2023. Sa pag-aakalang ang mga industriyal na kumpanya ng silikon ay mananatili pa rin sa isang rate ng paggamit ng kapasidad at rate ng pagpapatakbo na humigit-kumulang 60% sa hinaharap, ang bagong pagtaas ng TsinaAng kapasidad ng produksyon sa 2022 at 2023 ay magdudulot ng pagtaas ng output na 320,000 tonelada at 383,000 tonelada. Ayon sa mga pagtatantya ng GFCI,Ang kapasidad sa produksyon ng industriyal na silikon ng Tsina noong 22/23/24/25 ay humigit-kumulang 5.90/697/6.71/6.5 milyong tonelada, na katumbas ng 3.55/391/4.18/4.38 milyong tonelada.
Medyo mabagal ang bilis ng paglago ng natitirang dalawang downstream area ng superimposed industrial silicon, at ang industriyal na produksiyon ng silicon ng Tsina ay halos kayang matugunan ang produksiyon ng polysilicon. Sa 2021, ang kapasidad ng produksiyon ng industrial silicon ng Tsina ay aabot sa 5.385 milyong tonelada, na katumbas ng output na 3.213 milyong tonelada, kung saan ang polysilicon, organic silicon, at aluminum alloys ay kumokonsumo ng 623,000 tonelada, 898,000 tonelada, at 649,000 tonelada, ayon sa pagkakabanggit. Bukod pa rito, halos 780,000 tonelada ng output ang ginagamit para sa Pag-export. Sa 2021, ang pagkonsumo ng polysilicon, organic silicon, at aluminum alloys ay aabot sa 19%, 28%, at 20% ng industrial silicon, ayon sa pagkakabanggit. Mula 2022 hanggang 2025, ang rate ng paglago ng produksiyon ng organic silicon ay inaasahang mananatili sa humigit-kumulang 10%, at ang rate ng paglago ng produksiyon ng aluminum alloy ay mas mababa sa 5%. Samakatuwid, naniniwala kami na ang dami ng industriyal na silicon na maaaring gamitin para sa polysilicon sa 2022-2025 ay medyo sapat na, na maaaring ganap na matugunan ang mga pangangailangan ng produksyon ng polysilicon.
5. Suplay ng Polysilicon:Tsinasumasakop sa isang nangingibabaw na posisyon, at unti-unting nagtitipon ang produksyon sa mga nangungunang negosyo
Sa mga nakaraang taon, ang pandaigdigang produksiyon ng polysilicon ay tumaas taon-taon, at unti-unting naipon sa Tsina. Mula 2017 hanggang 2021, ang pandaigdigang taunang produksiyon ng polysilicon ay tumaas mula 432,000 tonelada hanggang 631,000 tonelada, na may pinakamabilis na paglago noong 2021, na may rate ng paglago na 21.11%. Sa panahong ito, ang pandaigdigang produksiyon ng polysilicon ay unti-unting tumutok sa Tsina, at ang proporsyon ng produksiyon ng polysilicon ng Tsina ay tumaas mula 56.02% noong 2017 hanggang 80.03% noong 2021. Kung ikukumpara ang nangungunang sampung kumpanya sa pandaigdigang kapasidad ng produksiyon ng polysilicon noong 2010 at 2021, matutukoy na ang bilang ng mga kumpanyang Tsino ay tumaas mula 4 hanggang 8, at ang proporsyon ng kapasidad ng produksiyon ng ilang kumpanyang Amerikano at Koreano ay bumaba nang malaki, na bumaba sa nangungunang sampung koponan, tulad ng HEMOLOCK, OCI, REC at MEMC; Ang konsentrasyon ng industriya ay tumaas nang malaki, at ang kabuuang kapasidad ng produksyon ng nangungunang sampung kumpanya sa industriya ay tumaas mula 57.7% patungong 90.3%. Noong 2021, mayroong limang kumpanyang Tsino na bumubuo sa mahigit 10% ng kapasidad ng produksyon, na bumubuo sa kabuuang 65.7%. May tatlong pangunahing dahilan para sa unti-unting paglipat ng industriya ng polysilicon sa Tsina. Una, ang mga tagagawa ng polysilicon ng Tsina ay may malaking bentahe sa mga tuntunin ng hilaw na materyales, kuryente, at gastos sa paggawa. Mas mababa ang sahod ng mga manggagawa kaysa sa mga dayuhang bansa, kaya ang kabuuang gastos sa produksyon sa Tsina ay mas mababa kaysa sa mga dayuhang bansa, at patuloy na bababa kasabay ng pag-unlad ng teknolohiya; pangalawa, ang kalidad ng mga produktong polysilicon ng Tsina ay patuloy na bumubuti, na karamihan ay nasa solar-grade first-class level, at ang mga indibidwal na advanced na negosyo ay nasa mga kinakailangan sa kadalisayan. May mga nagawang tagumpay sa teknolohiya ng produksyon ng mas mataas na electronic-grade polysilicon, na unti-unting nagpasimula sa pagpapalit ng domestic electronic-grade polysilicon para sa mga imported, at ang mga nangungunang negosyo ng Tsina ay aktibong nagtataguyod ng pagtatayo ng mga proyekto ng electronic-grade polysilicon. Ang output ng produksyon ng mga silicon wafer sa Tsina ay mahigit 95% ng kabuuang output ng pandaigdigang produksyon, na unti-unting nagpataas sa antas ng kasarinlan ng polysilicon para sa Tsina, na siyang pumigil sa merkado ng mga negosyo ng polysilicon sa ibang bansa sa isang tiyak na lawak.
Mula 2017 hanggang 2021, ang taunang output ng polysilicon sa Tsina ay patuloy na tataas, pangunahin na sa mga lugar na mayaman sa mga mapagkukunan ng kuryente tulad ng Xinjiang, Inner Mongolia, at Sichuan. Sa 2021, ang produksyon ng polysilicon ng Tsina ay tataas mula 392,000 tonelada hanggang 505,000 tonelada, isang pagtaas ng 28.83%. Sa usapin ng kapasidad ng produksyon, ang kapasidad ng produksyon ng polysilicon ng Tsina ay karaniwang nasa pataas na trend, ngunit bumaba ito noong 2020 dahil sa pagsasara ng ilang mga tagagawa. Bukod pa rito, ang rate ng paggamit ng kapasidad ng mga negosyo ng polysilicon ng Tsina ay patuloy na tumataas mula noong 2018, at ang rate ng paggamit ng kapasidad sa 2021 ay aabot sa 97.12%. Sa mga probinsya, ang produksyon ng polysilicon ng Tsina sa 2021 ay pangunahing nakatuon sa mga lugar na may mababang presyo ng kuryente tulad ng Xinjiang, Inner Mongolia, at Sichuan. Ang output ng Xinjiang ay 270,400 tonelada, na mahigit kalahati ng kabuuang output sa Tsina.
Ang industriya ng polysilicon ng Tsina ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na antas ng konsentrasyon, na may halagang CR6 na 77%, at magkakaroon ng karagdagang pataas na trend sa hinaharap. Ang produksyon ng polysilicon ay isang industriya na may mataas na kapital at mataas na teknikal na hadlang. Ang siklo ng konstruksyon at produksyon ng proyekto ay karaniwang dalawang taon o higit pa. Mahirap para sa mga bagong tagagawa na pumasok sa industriya. Batay sa kilalang planong pagpapalawak at mga bagong proyekto sa susunod na tatlong taon, ang mga oligopolistikong tagagawa sa industriya ay patuloy na magpapalawak ng kanilang kapasidad sa produksyon sa pamamagitan ng kanilang sariling teknolohiya at mga bentahe sa laki, at ang kanilang posisyon sa monopolyo ay patuloy na tataas.
Tinatayang ang suplay ng polysilicon ng Tsina ay maghahatid ng malawakang paglago mula 2022 hanggang 2025, at ang produksiyon ng polysilicon ay aabot sa 1.194 milyong tonelada sa 2025, na magtutulak sa paglawak ng pandaigdigang produksiyon ng polysilicon. Sa 2021, kasabay ng matinding pagtaas ng presyo ng polysilicon sa Tsina, ang mga pangunahing tagagawa ay namuhunan sa pagtatayo ng mga bagong linya ng produksyon, at kasabay nito ay umakit ng mga bagong tagagawa na sumali sa industriya. Dahil ang mga proyekto ng polysilicon ay aabutin ng hindi bababa sa isa't kalahati hanggang dalawang taon mula sa konstruksyon hanggang sa produksyon, ang mga bagong konstruksyon sa 2021 ay makukumpleto. Ang kapasidad ng produksyon ay karaniwang inilalagay sa produksyon sa ikalawang kalahati ng 2022 at 2023. Ito ay lubos na naaayon sa mga bagong plano ng proyekto na inanunsyo ng mga pangunahing tagagawa sa kasalukuyan. Ang bagong kapasidad ng produksyon sa 2022-2025 ay pangunahing nakatuon sa 2022 at 2023. Pagkatapos nito, habang unti-unting tumatag ang suplay at demand ng polysilicon at ang presyo, ang kabuuang kapasidad ng produksyon sa industriya ay unti-unting tumatag. Pababa, ibig sabihin, ang rate ng paglago ng kapasidad ng produksyon ay unti-unting bumababa. Bukod pa rito, ang rate ng paggamit ng kapasidad ng mga negosyo ng polysilicon ay nanatili sa mataas na antas sa nakalipas na dalawang taon, ngunit mangangailangan ng oras para tumaas ang kapasidad ng produksyon ng mga bagong proyekto, at mangangailangan ng proseso para sa mga bagong kalahok upang maging dalubhasa sa mga kaugnay na teknolohiya sa paghahanda. Samakatuwid, ang rate ng paggamit ng kapasidad ng mga bagong proyekto ng polysilicon sa susunod na mga taon ay magiging mababa. Mula rito, maaaring mahulaan ang produksyon ng polysilicon sa 2022-2025, at ang produksyon ng polysilicon sa 2025 ay inaasahang aabot sa humigit-kumulang 1.194 milyong tonelada.
Medyo mataas ang konsentrasyon ng kapasidad sa produksyon sa ibang bansa, at ang bilis at bilis ng pagtaas ng produksyon sa susunod na tatlong taon ay hindi magiging kasingtaas ng sa Tsina. Ang kapasidad ng produksyon ng polysilicon sa ibang bansa ay pangunahing nakapokus sa apat na nangungunang kumpanya, at ang iba ay kadalasang maliit ang kapasidad ng produksyon. Sa usapin ng kapasidad ng produksyon, ang Wacker Chem ay sumasakop sa kalahati ng kapasidad ng produksyon ng polysilicon sa ibang bansa. Ang mga pabrika nito sa Germany at Estados Unidos ay may kapasidad ng produksyon na 60,000 tonelada at 20,000 tonelada, ayon sa pagkakabanggit. Ang matinding paglawak ng pandaigdigang kapasidad ng produksyon ng polysilicon sa 2022 at sa mga susunod pang taon ay maaaring magdulot ng labis na suplay, kaya ang kumpanya ay nasa wait-and-see state pa rin at hindi pa nagpaplanong magdagdag ng bagong kapasidad ng produksyon. Unti-unting inililipat ng higanteng kompanya ng polysilicon sa Timog Korea na OCI ang linya ng produksyon nito para sa solar-grade polysilicon sa Malaysia habang pinapanatili ang orihinal na linya ng produksyon ng electronic-grade polysilicon sa Tsina, na planong umabot sa 5,000 tonelada sa 2022. Ang kapasidad ng produksyon ng OCI sa Malaysia ay aabot sa 27,000 tonelada at 30,000 tonelada sa 2020 at 2021, na makakamit ang mababang gastos sa pagkonsumo ng enerhiya at maiiwasan ang mataas na taripa ng Tsina sa polysilicon sa Estados Unidos at Timog Korea. Plano ng kumpanya na gumawa ng 95,000 tonelada ngunit hindi pa malinaw ang petsa ng pagsisimula. Inaasahang tataas ito sa antas na 5,000 tonelada bawat taon sa susunod na apat na taon. Ang kompanyang Norwegian na REC ay may dalawang base ng produksyon sa estado ng Washington at Montana, USA, na may taunang kapasidad ng produksyon na 18,000 tonelada ng solar-grade polysilicon at 2,000 tonelada ng electronic-grade polysilicon. Ang REC, na nasa matinding kahirapan sa pananalapi, ay piniling suspindihin ang produksyon, at pagkatapos ay pinasigla ng pag-usbong ng presyo ng polysilicon noong 2021, nagpasya ang kumpanya na muling simulan ang produksyon ng 18,000 tonelada ng mga proyekto sa estado ng Washington at 2,000 tonelada sa Montana sa pagtatapos ng 2023, at maaaring makumpleto ang pagtaas ng kapasidad ng produksyon sa 2024. Ang Hemlock ang pinakamalaking prodyuser ng polysilicon sa Estados Unidos, na dalubhasa sa high-purity electronic-grade polysilicon. Ang mga high-tech na hadlang sa produksyon ay nagpapahirap sa pagpapalit ng mga produkto ng kumpanya sa merkado. Kasama ang katotohanan na ang kumpanya ay hindi nagpaplano na magtayo ng mga bagong proyekto sa loob ng ilang taon, inaasahan na ang kapasidad ng produksyon ng kumpanya ay magiging 2022-2025. Ang taunang output ay mananatili sa 18,000 tonelada. Bilang karagdagan, sa 2021, ang bagong kapasidad ng produksyon ng mga kumpanya maliban sa apat na kumpanya sa itaas ay magiging 5,000 tonelada. Dahil sa kakulangan ng pag-unawa sa mga plano ng produksyon ng lahat ng mga kumpanya, ipinapalagay dito na ang bagong kapasidad ng produksyon ay magiging 5,000 tonelada bawat taon mula 2022 hanggang 2025.
Ayon sa kapasidad ng produksyon sa ibang bansa, tinatayang ang produksyon ng polysilicon sa ibang bansa sa 2025 ay aabot sa humigit-kumulang 176,000 tonelada, kung ipagpapalagay na ang antas ng paggamit ng kapasidad ng produksyon ng polysilicon sa ibang bansa ay mananatiling hindi nagbabago. Matapos tumaas nang husto ang presyo ng polysilicon noong 2021, ang mga kumpanyang Tsino ay nagdagdag ng produksyon at nagpalawak ng produksyon. Sa kabaligtaran, ang mga kumpanyang Tsino ay mas maingat sa kanilang mga plano para sa mga bagong proyekto. Ito ay dahil ang pangingibabaw ng industriya ng polysilicon ay nasa kontrol na ng Tsina, at ang walang taros na pagtaas ng produksyon ay maaaring magdulot ng pagkalugi. Mula sa panig ng gastos, ang pagkonsumo ng enerhiya ang pinakamalaking bahagi ng gastos ng polysilicon, kaya napakahalaga ng presyo ng kuryente, at ang Xinjiang, Inner Mongolia, Sichuan at iba pang mga rehiyon ay may malinaw na mga bentahe. Mula sa panig ng demand, bilang direktang downstream ng polysilicon, ang produksyon ng silicon wafer ng Tsina ay bumubuo ng higit sa 99% ng kabuuang produksyon sa mundo. Ang downstream na industriya ng polysilicon ay pangunahing nakapokus sa Tsina. Mababa ang presyo ng polysilicon na ginawa, mababa ang gastos sa transportasyon, at ganap na garantisado ang demand. Pangalawa, nagpataw ang Tsina ng medyo mataas na anti-dumping tariffs sa mga inaangkat na solar-grade polysilicon mula sa Estados Unidos at Timog Korea, na lubos na pumigil sa pagkonsumo ng polysilicon mula sa Estados Unidos at Timog Korea. Maging maingat sa pagtatayo ng mga bagong proyekto; bilang karagdagan, sa mga nakaraang taon, ang mga negosyo ng polysilicon ng Tsina sa ibang bansa ay mabagal na umuunlad dahil sa epekto ng mga taripa, at ang ilang mga linya ng produksyon ay nabawasan o kahit na isinara, at ang kanilang proporsyon sa pandaigdigang produksyon ay bumababa taon-taon, kaya hindi sila maihahambing sa pagtaas ng mga presyo ng polysilicon noong 2021 dahil sa mataas na kita ng mga kumpanyang Tsino, ang mga kondisyon sa pananalapi ay hindi sapat upang suportahan ang mabilis at malawakang pagpapalawak ng kapasidad ng produksyon.
Batay sa kani-kanilang mga pagtataya ng produksyon ng polysilicon sa Tsina at sa ibang bansa mula 2022 hanggang 2025, maaaring ibuod ang hinulaang halaga ng pandaigdigang produksyon ng polysilicon. Tinatayang aabot sa 1.371 milyong tonelada ang pandaigdigang produksyon ng polysilicon sa 2025. Ayon sa hinulaang halaga ng produksyon ng polysilicon, maaaring makuha nang halos ang bahagi ng Tsina sa pandaigdigang proporsyon. Inaasahang unti-unting lalawak ang bahagi ng Tsina mula 2022 hanggang 2025, at lalampas ito sa 87% sa 2025.
6, Buod at Pananaw
Ang Polysilicon ay matatagpuan sa ibaba ng industriyal na silicon at sa itaas ng buong kadena ng industriya ng photovoltaic at semiconductor, at napakahalaga ng katayuan nito. Ang kadena ng industriya ng photovoltaic sa pangkalahatan ay polysilicon-silicon wafer-cell-module-photovoltaic installed capacity, at ang kadena ng industriya ng semiconductor sa pangkalahatan ay polysilicon-monocrystalline silicon wafer-silicon wafer-chip. Iba't ibang gamit ang may iba't ibang pangangailangan sa kadalisayan ng polysilicon. Pangunahing gumagamit ang industriya ng photovoltaic ng solar-grade polysilicon, at ang industriya ng semiconductor ay gumagamit ng electronic-grade polysilicon. Ang una ay may hanay ng kadalisayan na 6N-8N, habang ang huli ay nangangailangan ng kadalisayan na 9N o higit pa.
Sa loob ng maraming taon, ang pangunahing proseso ng produksyon ng polysilicon ay ang pinahusay na pamamaraan ng Siemens sa buong mundo. Sa mga nakaraang taon, aktibong ginalugad ng ilang kumpanya ang mas mababang gastos na pamamaraan ng silane fluidized bed, na maaaring magkaroon ng epekto sa pattern ng produksyon. Ang hugis-rod na polysilicon na ginawa ng binagong pamamaraan ng Siemens ay may mga katangian ng mataas na pagkonsumo ng enerhiya, mataas na gastos at mataas na kadalisayan, habang ang granular silicon na ginawa ng pamamaraan ng silane fluidized bed ay may mga katangian ng mababang pagkonsumo ng enerhiya, mababang gastos at medyo mababang kadalisayan. Napagtanto ng ilang kumpanyang Tsino ang malawakang produksyon ng granular silicon at ang teknolohiya ng paggamit ng granular silicon upang hilahin ang polysilicon, ngunit hindi pa ito malawakang naipo-promote. Kung mapapalitan ba ng granular silicon ang nauna sa hinaharap ay nakasalalay sa kung ang bentahe sa gastos ay maaaring masakop ang kawalan ng kalidad, ang epekto ng mga downstream na aplikasyon, at ang pagpapabuti ng kaligtasan ng silane. Sa mga nakaraang taon, ang pandaigdigang produksyon ng polysilicon ay tumaas taon-taon, at unti-unting nagtitipon sa Tsina. Mula 2017 hanggang 2021, ang pandaigdigang taunang produksiyon ng polysilicon ay tataas mula 432,000 tonelada patungong 631,000 tonelada, na may pinakamabilis na paglago sa 2021. Sa panahong ito, ang pandaigdigang produksiyon ng polysilicon ay unti-unting naging mas nakatuon sa Tsina, at ang proporsyon ng produksiyon ng polysilicon sa Tsina ay tumaas mula 56.02% noong 2017 patungong 80.03% noong 2021. Mula 2022 hanggang 2025, ang suplay ng polysilicon ay maghahatid ng malawakang paglago. Tinatayang ang produksiyon ng polysilicon sa 2025 ay aabot sa 1.194 milyong tonelada sa Tsina, at ang produksiyon sa ibang bansa ay aabot sa 176,000 tonelada. Samakatuwid, ang pandaigdigang produksiyon ng polysilicon sa 2025 ay aabot sa humigit-kumulang 1.37 milyong tonelada.
(Ang artikulong ito ay para lamang sa sanggunian ng mga kostumer ng UrbanMines at hindi kumakatawan sa anumang payo sa pamumuhunan)