1. Polisilisyum endüstri zinciri: Üretim süreci karmaşıktır ve sonraki aşamalar fotovoltaik yarı iletkenlere odaklanmaktadır.
Polisilisyum esas olarak endüstriyel silikon, klor ve hidrojenden üretilir ve fotovoltaik ve yarı iletken endüstri zincirlerinin üst kısımlarında yer alır. CPIA verilerine göre, dünyadaki mevcut ana akım polisilisyum üretim yöntemi, Çin hariç, %95'ten fazlasının üretildiği modifiye Siemens yöntemidir. Geliştirilmiş Siemens yöntemiyle polisilisyum hazırlama sürecinde, öncelikle klor gazı hidrojen gazıyla birleştirilerek hidrojen klorür üretilir ve daha sonra endüstriyel silikonun ezilip öğütülmesinden sonra elde edilen silikon tozuyla reaksiyona girerek triklorosilan oluşturur; bu da hidrojen gazıyla daha da indirgenerek polisilisyum elde edilir. Polikristalin silikon eritilip soğutularak polikristalin silikon külçeleri yapılabilir ve tek kristalli silikon da Czochralski veya bölge eritme yöntemiyle üretilebilir. Polikristalin silikona kıyasla, tek kristalli silikon aynı kristal yönelimine sahip kristal tanelerinden oluştuğu için daha iyi elektriksel iletkenliğe ve dönüşüm verimliliğine sahiptir. Hem polikristal silikon külçeler hem de monokristal silikon çubuklar daha sonra kesilip işlenerek silikon levhalar ve hücreler haline getirilebilir; bunlar da fotovoltaik modüllerin temel parçaları olup fotovoltaik alanında kullanılır. Ayrıca, tek kristal silikon levhalar da tekrarlanan taşlama, parlatma, epitaksi, temizleme ve diğer işlemlerle silikon levhalar haline getirilebilir ve bunlar yarı iletken elektronik cihazlar için altlık malzemesi olarak kullanılabilir.
Polisilisyumun safsızlık içeriği konusunda katı şartlar bulunmaktadır ve sektör, yüksek sermaye yatırımı ve yüksek teknik engeller gibi özelliklere sahiptir. Polisilisyumun saflığı, tek kristal silikon çekme işlemini ciddi şekilde etkileyeceğinden, saflık gereksinimleri son derece katıdır. Polisilisyumun minimum saflığı %99,9999, en yüksek saflığı ise %100'e son derece yakındır. Ayrıca, Çin'in ulusal standartları safsızlık içeriği için net gereksinimler ortaya koymaktadır ve buna dayanarak polisilisyum, bor, fosfor, oksijen ve karbon içeriğinin önemli bir referans göstergesi olduğu I, II ve III derecelerine ayrılmıştır. "Polisilisyum Endüstrisine Giriş Koşulları", işletmelerin sağlam bir kalite kontrol ve yönetim sistemine sahip olması ve ürün standartlarının ulusal standartlara sıkı sıkıya uyması gerektiğini şart koşmaktadır; Ayrıca, erişim koşulları, güneş enerjisi sınıfı ve elektronik sınıfı polisilikon gibi polisilikon üretim işletmelerinin ölçeğini ve enerji tüketimini de gerektirmektedir. Proje ölçeği sırasıyla 3000 ton/yıl ve 1000 ton/yıl'dan büyük olmalı ve yeni inşaat ve yeniden yapılanma ve genişleme projelerinin yatırımında minimum sermaye oranı %30'dan düşük olmamalıdır; bu nedenle polisilikon sermaye yoğun bir endüstridir. CPIA istatistiklerine göre, 2021 yılında işletmeye alınan 10.000 tonluk polisilikon üretim hattı ekipmanının yatırım maliyeti, dökme metal malzemelerin fiyatındaki artış nedeniyle hafifçe artarak 103 milyon yuan/kt'ye ulaşmıştır. Üretim ekipmanı teknolojisindeki ilerleme ve boyut arttıkça monomer azalmasıyla birlikte yatırım maliyetinin gelecekte daha da artması beklenmektedir. Yönetmeliklere göre, güneş enerjisi ve elektronik sınıfı Czochralski indirgeme yöntemiyle üretilen polisilikonun enerji tüketimi sırasıyla 60 kWh/kg ve 100 kWh/kg'dan az olmalıdır ve enerji tüketimi göstergelerine ilişkin gereksinimler oldukça katıdır. Polisilikon üretimi genellikle kimya endüstrisine aittir. Üretim süreci nispeten karmaşıktır ve teknik yollar, ekipman seçimi, devreye alma ve işletme için eşik yüksektir. Üretim süreci birçok karmaşık kimyasal reaksiyonu içerir ve kontrol noktalarının sayısı 1000'den fazladır. Yeni girenlerin olgunlaşmış işçiliği hızla öğrenmesi zordur. Bu nedenle, polisilikon üretim endüstrisinde yüksek sermaye ve teknik engeller vardır; bu da polisilikon üreticilerini süreç akışı, paketleme ve taşıma süreçlerinin sıkı teknik optimizasyonunu gerçekleştirmeye teşvik eder.
2. Polisilisyum sınıflandırması: saflık kullanım alanını belirler ve güneş enerjisi sınıfı en yaygın olanıdır.
Polikristalin silikon, elementel silikonun bir formu olup, farklı kristal yönelimlerine sahip kristal tanelerinden oluşur ve esas olarak endüstriyel silikon işleme ile saflaştırılır. Polikristalin silikonun görünümü gri metalik bir parlaklığa sahiptir ve erime noktası yaklaşık 1410℃'dir. Oda sıcaklığında inaktiftir ve erimiş halde daha aktiftir. Polikristalin silikon yarı iletken özelliklere sahiptir ve son derece önemli ve mükemmel bir yarı iletken malzemedir, ancak az miktarda safsızlık iletkenliğini büyük ölçüde etkileyebilir. Polikristalin silikon için birçok sınıflandırma yöntemi vardır. Yukarıda belirtilen Çin ulusal standartlarına göre sınıflandırmaya ek olarak, burada üç önemli sınıflandırma yöntemi daha tanıtılmaktadır. Farklı saflık gereksinimlerine ve kullanımlarına göre, polikristalin silikon güneş enerjisi sınıfı polikristalin silikon ve elektronik sınıfı polikristalin silikon olarak ikiye ayrılabilir. Güneş enerjisi sınıfı polikristalin silikon esas olarak fotovoltaik hücrelerin üretiminde kullanılırken, elektronik sınıfı polikristalin silikon entegre devre endüstrisinde çipler ve diğer üretimler için hammadde olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Güneş enerjisi sınıfı polisilikonun saflık derecesi 6~8N'dir; yani toplam safsızlık içeriğinin 10⁻⁶'dan düşük olması ve polisilikonun saflığının %99,9999 veya daha yüksek olması gerekmektedir. Elektronik sınıfı polisilikonun saflık gereksinimleri daha katıdır; minimum 9N ve mevcut maksimum 12N'dir. Elektronik sınıfı polisilikon üretimi nispeten zordur. Elektronik sınıfı polisilikon üretim teknolojisine hakim olan az sayıda Çinli işletme bulunmaktadır ve bunlar hala ithalata nispeten bağımlıdır. Şu anda, güneş enerjisi sınıfı polisilikon üretimi elektronik sınıfı polisilikonunkinden çok daha fazladır ve ilkinin yaklaşık 13,8 katıdır.
Silikon malzeme, katkılama safsızlıklarının ve iletkenlik tipinin farklılığına göre P tipi ve N tipi olarak ikiye ayrılabilir. Silikon, bor, alüminyum, galyum vb. gibi alıcı safsızlık elementleriyle katkılandığında, delik iletimi baskın olur ve P tipidir. Silikon, fosfor, arsenik, antimon vb. gibi verici safsızlık elementleriyle katkılandığında, elektron iletimi baskın olur ve N tipidir. P tipi piller esas olarak BSF pilleri ve PERC pillerini içerir. 2021 yılında, PERC pilleri küresel pazarın %91'inden fazlasını oluşturacak ve BSF pilleri ortadan kalkacaktır. PERC'in BSF'nin yerini aldığı dönemde, P tipi hücrelerin dönüşüm verimliliği %20'nin altından %23'ün üzerine çıkmış ve teorik üst sınır olan %24,5'e yaklaşmıştır. N tipi hücrelerin teorik üst sınırı ise %28,7'dir ve N tipi hücreler yüksek dönüşüm verimliliğine sahiptir. Yüksek çift yüzey oranı ve düşük sıcaklık katsayısı avantajları nedeniyle şirketler N tipi piller için seri üretim hatları kurmaya başlamıştır. CPIA'nın tahminine göre, N tipi pillerin oranı 2022'de %3'ten %13,4'e önemli ölçüde artacaktır. Önümüzdeki beş yıl içinde N tipi pilin P tipi pile dönüşümünün gerçekleşmesi beklenmektedir. Farklı yüzey kalitesine göre yoğun malzeme, karnabahar malzemesi ve mercan malzemesi olarak ayrılabilir. Yoğun malzemenin yüzeyi en düşük içbükeylik derecesine (5 mm'den az), renk anormalliği olmamasına, oksidasyon ara katmanının bulunmamasına ve en yüksek fiyata sahiptir; Karnabahar şeklindeki malzemenin yüzeyi orta derecede içbükeydir (5-20 mm), kesiti orta düzeydedir ve fiyatı orta aralıktadır; mercan şeklindeki malzemenin yüzeyi ise daha ciddi içbükeyliğe sahiptir, derinliği 20 mm'den fazladır, kesiti gevşektir ve fiyatı en düşüktür. Yoğun malzeme esas olarak monokristal silikon çekiminde kullanılırken, karnabahar ve mercan şeklindeki malzemeler esas olarak polikristal silikon levhalar üretmek için kullanılır. İşletmelerin günlük üretiminde, monokristal silikon üretmek için yoğun malzemeye en az %30 karnabahar malzemesi eklenebilir. Hammadde maliyetinden tasarruf sağlanabilir, ancak karnabahar malzemesi kullanımı kristal çekme verimliliğini bir ölçüde azaltacaktır. İşletmeler, ikisini de değerlendirdikten sonra uygun katkı oranını seçmelidir. Son zamanlarda, yoğun malzeme ve karnabahar malzemesi arasındaki fiyat farkı temel olarak 3 RMB/kg'da sabitlenmiştir. Fiyat farkı daha da artarsa, şirketler monokristal silikon çekiminde daha fazla karnabahar malzemesi katkılamayı düşünebilirler.
3. Süreç: Siemens yöntemi ana akımı oluşturuyor ve güç tüketimi teknolojik değişimin anahtarı haline geliyor.
Polisilisyum üretim süreci kabaca iki aşamaya ayrılır. Birinci aşamada, endüstriyel silikon tozu susuz hidrojen klorür ile reaksiyona sokularak triklorosilan ve hidrojen elde edilir. Tekrarlanan damıtma ve saflaştırma işlemlerinden sonra, gaz halindeki triklorosilan, diklorodihidrosilikon ve silan elde edilir; ikinci aşamada ise yukarıda belirtilen yüksek saflıktaki gaz, kristal silikona indirgenir ve indirgeme aşaması, modifiye Siemens yöntemi ve silan akışkan yatak yönteminde farklıdır. Geliştirilmiş Siemens yöntemi, olgun üretim teknolojisine ve yüksek ürün kalitesine sahiptir ve şu anda en yaygın kullanılan üretim teknolojisidir. Geleneksel Siemens üretim yönteminde ise klor ve hidrojen kullanılarak susuz hidrojen klorür sentezlenir, hidrojen klorür ve toz halindeki endüstriyel silikon belirli bir sıcaklıkta triklorosilan sentezlenir ve ardından triklorosilan ayrıştırılır, düzeltilir ve saflaştırılır. Silikon, hidrojen indirgeme fırınında termal indirgeme reaksiyonuna tabi tutularak silikon çekirdeği üzerine çökelen elementel silikon elde edilir. Bu temelde, geliştirilmiş Siemens prosesi, üretim sürecinde oluşan hidrojen, hidrojen klorür ve silisyum tetraklorür gibi büyük miktarda yan ürünün geri dönüşümü için destekleyici bir prosesle de donatılmıştır; bu proses esas olarak indirgeme kuyruk gazı geri kazanımı ve silisyum tetraklorürün yeniden kullanım teknolojisini içerir. Egzoz gazındaki hidrojen, hidrojen klorür, triklorosilan ve silisyum tetraklorür kuru geri kazanım ile ayrılır. Hidrojen ve hidrojen klorür, triklorosilan ile sentez ve saflaştırma için yeniden kullanılabilir ve triklorosilan doğrudan termal indirgeme işlemine geri dönüştürülür. Saflaştırma fırında gerçekleştirilir ve silisyum tetraklorür, saflaştırma için kullanılabilen triklorosilan üretmek üzere hidrojenlenir. Bu adıma soğuk hidrojenleme işlemi de denir. Kapalı devre üretim gerçekleştirilerek, işletmeler hammadde ve elektrik tüketimini önemli ölçüde azaltabilir ve böylece üretim maliyetlerinden etkin bir şekilde tasarruf sağlayabilir.
Çin'de geliştirilmiş Siemens yöntemi kullanılarak polisilikon üretmenin maliyeti, hammadde, enerji tüketimi, amortisman, işleme maliyetleri vb. unsurları içerir. Sektördeki teknolojik gelişmeler maliyeti önemli ölçüde düşürmüştür. Hammadde esas olarak endüstriyel silikon ve triklorosilanı ifade eder; enerji tüketimi elektrik ve buharı içerir; işleme maliyetleri ise üretim ekipmanının muayene ve onarım maliyetlerini ifade eder. Baichuan Yingfu'nun Haziran 2022 başlarındaki polisilikon üretim maliyetlerine ilişkin istatistiklerine göre, hammaddeler toplam maliyetin %41'ini oluşturan en yüksek maliyet kalemidir ve bunun ana kaynağı endüstriyel silikondur. Sektörde yaygın olarak kullanılan silikon birim tüketimi, yüksek saflıkta silikon ürünlerinin birim başına tüketilen silikon miktarını temsil eder. Hesaplama yöntemi, dışarıdan temin edilen endüstriyel silikon tozu ve triklorosilan gibi silikon içeren tüm malzemeleri saf silikona dönüştürmek ve daha sonra silikon içeriği oranından dönüştürülen saf silikon miktarına göre dışarıdan temin edilen klorosilanı çıkarmaktır. CPIA verilerine göre, silikon tüketim seviyesi 2021 yılında 0,01 kg/kg-Si azalarak 1,09 kg/kg-Si'ye düşecek. Soğuk hidrojenasyon işlemi ve yan ürün geri dönüşümünün iyileştirilmesiyle, 2030 yılına kadar 1,07 kg/kg-Si'ye düşmesi bekleniyor. Eksik istatistiklere göre, polisilikon endüstrisindeki en büyük beş Çinli şirketin silikon tüketimi, sektör ortalamasının altında. Bunlardan ikisinin 2021 yılında sırasıyla 1,08 kg/kg-Si ve 1,05 kg/kg-Si tüketeceği biliniyor. İkinci en yüksek pay ise toplamın %32'sini oluşturan enerji tüketimidir; bunun %30'unu elektrik oluşturmaktadır. Bu da elektrik fiyatı ve verimliliğinin polisilikon üretimi için hala önemli faktörler olduğunu göstermektedir. Güç verimliliğini ölçmek için kullanılan iki ana gösterge, kapsamlı güç tüketimi ve indirgeme güç tüketimidir. İndirgeme güç tüketimi, yüksek saflıkta silikon malzeme üretmek için triklorosilan ve hidrojenin indirgenmesi sürecini ifade eder. Enerji tüketimi, silikon çekirdeğin ön ısıtılması ve biriktirilmesi, ısı yalıtımı, uç havalandırma ve diğer proses enerji tüketimini içerir. 2021 yılında, teknolojik ilerleme ve enerjinin kapsamlı kullanımıyla, polisilikon üretiminin ortalama kapsamlı enerji tüketimi yıllık bazda %5,3 azalarak 63 kWh/kg-Si'ye, ortalama indirgeme enerji tüketimi ise yıllık bazda %6,1 azalarak 46 kWh/kg-Si'ye düşecek ve gelecekte daha da azalması beklenmektedir. Ayrıca, amortisman da %17'lik bir payla önemli bir maliyet kalemidir. Baichuan Yingfu verilerine göre, Haziran 2022 başlarında polisilikonun toplam üretim maliyetinin ton başına yaklaşık 55.816 yuan, piyasadaki ortalama fiyatının ise ton başına yaklaşık 260.000 yuan olduğu ve brüt kar marjının %70 veya daha yüksek olduğu dikkate değerdir; bu nedenle çok sayıda işletme polisilikon üretim kapasitesi inşa etmeye yatırım yapmıştır.
Polisilisyum üreticilerinin maliyetleri düşürmesinin iki yolu vardır: biri hammadde maliyetlerini düşürmek, diğeri ise enerji tüketimini azaltmaktır. Hammadde açısından, üreticiler endüstriyel silikon üreticileriyle uzun vadeli iş birliği anlaşmaları imzalayarak veya entegre yukarı ve aşağı yönlü üretim kapasitesi oluşturarak hammadde maliyetlerini düşürebilirler. Örneğin, polisilisyum üretim tesisleri temel olarak kendi endüstriyel silikon tedarikine dayanmaktadır. Elektrik tüketimi açısından ise üreticiler, düşük elektrik fiyatları ve kapsamlı enerji tüketimi iyileştirmesi yoluyla elektrik maliyetlerini düşürebilirler. Kapsamlı elektrik tüketiminin yaklaşık %70'i elektrik tüketiminin azaltılmasıyla sağlanır ve bu da yüksek saflıkta kristal silikon üretiminde önemli bir bağlantıdır. Bu nedenle, Çin'deki polisilisyum üretim kapasitesinin çoğu, Sincan, İç Moğolistan, Siçuan ve Yunnan gibi düşük elektrik fiyatlarına sahip bölgelerde yoğunlaşmıştır. Ancak, iki karbon politikasının ilerlemesiyle birlikte, büyük miktarda düşük maliyetli enerji kaynağı elde etmek zorlaşmaktadır. Bu nedenle, günümüzde enerji tüketimini azaltmak daha uygulanabilir bir maliyet düşürme yoludur. Şu anda, indirgeme fırınındaki silikon çekirdek sayısını artırarak güç tüketimini azaltmanın etkili yolu, tek bir ünitenin üretimini genişletmektir. Şu anda Çin'de yaygın olarak kullanılan indirgeme fırını tipleri 36, 40 ve 48 çekirdekli modellerdir. Fırın tipi 60 ve 72 çekirdekli modellere yükseltilse de, bu durum işletmelerin üretim teknolojisi seviyesi için daha yüksek gereksinimler de ortaya koymaktadır.
Geliştirilmiş Siemens yöntemiyle karşılaştırıldığında, silan akışkan yatak yönteminin üç avantajı vardır: düşük güç tüketimi, yüksek kristal çekme verimi ve daha gelişmiş CCZ sürekli Czochralski teknolojisiyle daha iyi bir şekilde birleştirilebilmesi. Silikon Sanayi Şubesi verilerine göre, silan akışkan yatak yönteminin toplam güç tüketimi, geliştirilmiş Siemens yönteminin %33,33'ü kadardır ve güç tüketiminde %10'luk bir azalma söz konusudur. Silan akışkan yatak yöntemi, önemli enerji tüketimi avantajlarına sahiptir. Kristal çekme açısından, taneli silikonun fiziksel özellikleri, tek kristal silikon çekme çubuğu bağlantısında kuvars potanın tamamen doldurulmasını kolaylaştırır. Polikristal silikon ve taneli silikon, tek fırın potasının şarj kapasitesini %29 artırırken, şarj süresini %41 azaltarak tek kristal silikonun çekme verimliliğini önemli ölçüde artırır. Ayrıca, taneli silikon küçük çapa ve iyi akışkanlığa sahip olup, CCZ sürekli Czochralski yöntemi için daha uygundur. Şu anda, orta ve alt kademelerde tek kristal çekme teknolojisinin ana unsuru, tek kristal silikon çubuk çekildikten sonra kristalin yeniden beslenmesi ve çekilmesini içeren RCZ tek kristal yeniden döküm yöntemidir. Çekme işlemi aynı anda gerçekleştirilir, bu da tek kristal silikon çubuğun soğuma süresini kısaltır ve böylece üretim verimliliğini artırır. CCZ sürekli Czochralski yönteminin hızlı gelişimi de granül silikon talebini artıracaktır. Granüler silikonun, sürtünme nedeniyle daha fazla silikon tozu oluşması, geniş yüzey alanı ve kirleticilerin kolayca adsorbe olması ve erime sırasında hidrojenin hidrojene dönüşmesi sonucu atlamalara neden olması gibi bazı dezavantajları olmasına rağmen, ilgili granül silikon işletmelerinin son açıklamalarına göre, bu sorunlar iyileştirilmekte ve bazı ilerlemeler kaydedilmektedir.
Silan akışkan yataklı prosesi Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nde olgunlaşmışken, Çinli işletmelerin devreye girmesinden sonra henüz başlangıç aşamasındadır. 1980'lerin başlarında, REC ve MEMC gibi yabancı granül silikon üreticileri granül silikon üretimine yönelik araştırmalara başlamış ve büyük ölçekli üretim gerçekleştirmiştir. Bunlar arasında, REC'nin granül silikon toplam üretim kapasitesi 2010 yılında 10.500 ton/yıl'a ulaşmış ve aynı dönemde Siemens'in benzerleriyle karşılaştırıldığında en az 2-3 ABD doları/kg'lık bir maliyet avantajına sahip olmuştur. Tek kristal çekme ihtiyacı nedeniyle şirketin granül silikon üretimi durgunlaşmış ve sonunda üretimi durdurmuş, bunun üzerine Çin ile ortak girişim kurarak granül silikon üretimine yönelik bir üretim işletmesi oluşturmuştur.
4. Hammaddeler: Endüstriyel silikon temel hammaddedir ve tedariki, polisilikon genişlemesinin ihtiyaçlarını karşılayabilir.
Endüstriyel silikon, polisilikon üretiminin temel hammaddesidir. Çin'in endüstriyel silikon üretiminin 2022'den 2025'e kadar istikrarlı bir şekilde büyümesi bekleniyor. 2010-2021 yılları arasında Çin'in endüstriyel silikon üretimi genişleme aşamasında olup, üretim kapasitesi ve üretimdeki ortalama yıllık büyüme oranları sırasıyla %7,4 ve %8,6'ya ulaşmıştır. SMM verilerine göre, yeni artan üretim kapasitesi...endüstriyel silikon üretim kapasitesiÇin'deki üretim 2022'de 890.000 ton ve 2023'te 1.065 milyon ton olacak. Endüstriyel silikon şirketlerinin gelecekte de yaklaşık %60'lık bir kapasite kullanım oranı ve işletme oranını koruyacaklarını varsayarsak, Çin'in yeni artan silikon üretimi...GFCI'nin tahminlerine göre, 2022 ve 2023 yıllarındaki üretim kapasitesi artışı sırasıyla 320.000 ton ve 383.000 ton olacak.Çin'in 2022/2023/2024/2025 yıllarındaki endüstriyel silikon üretim kapasitesi sırasıyla yaklaşık 5,90/697/6,71/6,5 milyon ton olup, bu da sırasıyla 3,55/391/4,18/4,38 milyon tona karşılık gelmektedir.
Endüstriyel silikonun üst üste bindirilmiş iki alt sektörünün büyüme oranı nispeten yavaştır ve Çin'in endüstriyel silikon üretimi temelde polisilikon üretimini karşılayabilmektedir. 2021 yılında Çin'in endüstriyel silikon üretim kapasitesi 5,385 milyon ton olacak ve bu da 3,213 milyon tonluk bir üretime karşılık gelecektir. Bunun 623.000 tonu polisilikon, 898.000 tonu organik silikon ve 649.000 tonu alüminyum alaşımları için kullanılacaktır. Ayrıca, yaklaşık 780.000 tonluk üretim ihracat için kullanılacaktır. 2021 yılında, endüstriyel silikonun %19'u polisilikon, %28'i organik silikon ve %20'si alüminyum alaşımları için kullanılacaktır. 2022-2025 yılları arasında organik silikon üretiminin büyüme oranının yaklaşık %10 civarında kalması, alüminyum alaşımı üretiminin büyüme oranının ise %5'in altında olması beklenmektedir. Bu nedenle, 2022-2025 yılları arasında polisilikon için kullanılabilecek endüstriyel silikon miktarının nispeten yeterli olduğuna ve polisilikon üretim ihtiyaçlarını tam olarak karşılayabileceğine inanıyoruz.
5. Polisilisyum tedariği:ÇinÖnde gelen işletmeler baskın bir konum işgal eder ve üretim kademeli olarak bu işletmelerde toplanır.
Son yıllarda küresel polisilikon üretimi her yıl artmakta ve kademeli olarak Çin'de yoğunlaşmaktadır. 2017'den 2021'e kadar küresel yıllık polisilikon üretimi 432.000 tondan 631.000 tona yükselmiş olup, en hızlı büyüme 2021 yılında %21,11'lik bir büyüme oranıyla gerçekleşmiştir. Bu dönemde küresel polisilikon üretimi kademeli olarak Çin'de yoğunlaşmış ve Çin'in polisilikon üretimindeki payı 2017'deki %56,02'den 2021'de %80,03'e yükselmiştir. 2010 ve 2021 yıllarında küresel polisilikon üretim kapasitesinde ilk on şirketi karşılaştırdığımızda, Çinli şirket sayısının 4'ten 8'e yükseldiği ve HEMOLOCK, OCI, REC ve MEMC gibi bazı Amerikan ve Koreli şirketlerin üretim kapasitesinin önemli ölçüde azaldığı ve ilk on sıradan düştüğü görülmektedir. Sektördeki yoğunlaşma önemli ölçüde arttı ve sektördeki en büyük on şirketin toplam üretim kapasitesi %57,7'den %90,3'e yükseldi. 2021 yılında, üretim kapasitesinin %10'undan fazlasını oluşturan beş Çinli şirket, toplamda %65,7'lik bir paya sahipti. Polisilisyum endüstrisinin Çin'e kademeli olarak kaymasının üç ana nedeni vardır. Birincisi, Çinli polisilisyum üreticileri hammadde, elektrik ve işçilik maliyetleri açısından önemli avantajlara sahiptir. İşçi ücretleri yabancı ülkelerdekine göre daha düşüktür, bu nedenle Çin'deki genel üretim maliyeti yabancı ülkelerdekine göre çok daha düşüktür ve teknolojik ilerlemeyle birlikte düşmeye devam edecektir; ikincisi, Çin polisilisyum ürünlerinin kalitesi sürekli olarak iyileşmektedir, çoğu güneş enerjisi sınıfı birinci sınıf seviyesindedir ve bazı gelişmiş işletmeler saflık gereksinimlerini karşılamaktadır. Yüksek elektronik sınıfı polisilikon üretim teknolojisinde atılımlar yapılmış, yerli elektronik sınıfı polisilikon ithalatının yerini yavaş yavaş almaya başlamış ve Çin'in önde gelen işletmeleri elektronik sınıfı polisilikon projelerinin inşasını aktif olarak desteklemektedir. Çin'deki silikon levha üretim çıktısı, toplam küresel üretim çıktısının %95'inden fazlasını oluşturmaktadır; bu da Çin'in polisilikonda kendi kendine yeterlilik oranını kademeli olarak artırmış ve yurtdışı polisilikon işletmelerinin pazarını bir ölçüde daraltmıştır.
2017'den 2021'e kadar Çin'de yıllık polisilikon üretimi, özellikle Sincan, İç Moğolistan ve Siçuan gibi enerji kaynakları bakımından zengin bölgelerde istikrarlı bir şekilde artacaktır. 2021 yılında Çin'in polisilikon üretimi 392.000 tondan 505.000 tona yükselerek %28,83'lük bir artış gösterecektir. Üretim kapasitesi açısından, Çin'in polisilikon üretim kapasitesi genel olarak yukarı yönlü bir trend gösterse de, bazı üreticilerin kapanması nedeniyle 2020 yılında düşüş göstermiştir. Ayrıca, Çinli polisilikon işletmelerinin kapasite kullanım oranı 2018'den beri sürekli olarak artmakta olup, 2021 yılında kapasite kullanım oranı %97,12'ye ulaşacaktır. İller bazında bakıldığında, Çin'in 2021 yılındaki polisilikon üretimi, Sincan, İç Moğolistan ve Siçuan gibi elektrik fiyatlarının düşük olduğu bölgelerde yoğunlaşmıştır. Sincan'ın üretimi 270.400 ton olup, bu da Çin'in toplam üretiminin yarısından fazlasını oluşturmaktadır.
Çin'in polisilikon endüstrisi, %77'lik CR6 değeriyle yüksek bir yoğunlaşma derecesiyle karakterize edilir ve gelecekte daha da yukarı yönlü bir trend gösterecektir. Polisilikon üretimi, yüksek sermaye ve yüksek teknik engellere sahip bir endüstridir. Proje inşaatı ve üretim döngüsü genellikle iki yıl veya daha fazladır. Yeni üreticilerin sektöre girmesi zordur. Önümüzdeki üç yılda bilinen planlanan genişleme ve yeni projelere bakıldığında, sektördeki oligopolistik üreticilerin kendi teknoloji ve ölçek avantajları sayesinde üretim kapasitelerini genişletmeye devam edecekleri ve tekel konumlarının yükselmeye devam edeceği öngörülmektedir.
Çin'in polisilikon arzının 2022-2025 yılları arasında büyük ölçekli bir büyüme göstereceği ve polisilikon üretiminin 2025 yılında 1,194 milyon tona ulaşarak küresel polisilikon üretim ölçeğinin genişlemesini tetikleyeceği tahmin ediliyor. 2021 yılında Çin'de polisilikon fiyatlarındaki keskin artışla birlikte, büyük üreticiler yeni üretim hatlarının inşasına yatırım yaparken, aynı zamanda sektöre yeni üreticileri de çekti. Polisilikon projelerinin inşaattan üretime geçmesi en az bir buçuk ila iki yıl sürdüğü için, 2021 yılında tamamlanacak yeni inşaatların üretim kapasitesinin genellikle 2022 yılının ikinci yarısında ve 2023 yılında devreye alınması planlanıyor. Bu durum, büyük üreticilerin şu anda açıkladığı yeni proje planlarıyla oldukça tutarlı. 2022-2025 yılları arasındaki yeni üretim kapasitesinin büyük kısmı 2022 ve 2023 yıllarında yoğunlaşacaktır. Bundan sonra, polisilikon arz ve talebi ile fiyatın kademeli olarak istikrara kavuşmasıyla birlikte, sektördeki toplam üretim kapasitesi de kademeli olarak düşecektir; yani üretim kapasitesinin büyüme oranı kademeli olarak azalacaktır. Ayrıca, polisilikon işletmelerinin kapasite kullanım oranı son iki yıldır yüksek seviyede kalmıştır, ancak yeni projelerin üretim kapasitesinin artması ve yeni katılımcıların ilgili hazırlık teknolojisine hakim olması zaman alacaktır. Bu nedenle, önümüzdeki birkaç yıl içinde yeni polisilikon projelerinin kapasite kullanım oranı düşük olacaktır. Buradan hareketle, 2022-2025 yılları arasındaki polisilikon üretimi tahmin edilebilir ve 2025 yılında polisilikon üretiminin yaklaşık 1,194 milyon ton olması beklenmektedir.
Yurtdışı üretim kapasitesinin yoğunlaşması nispeten yüksek olup, önümüzdeki üç yıldaki üretim artış hızı ve oranı Çin'inki kadar yüksek olmayacaktır. Yurtdışı polisilikon üretim kapasitesi ağırlıklı olarak dört lider şirkette yoğunlaşmış olup, geri kalanı çoğunlukla küçük üretim kapasitesine sahiptir. Üretim kapasitesi açısından Wacker Chem, yurtdışı polisilikon üretim kapasitesinin yarısını elinde bulundurmaktadır. Almanya ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki fabrikalarının üretim kapasiteleri sırasıyla 60.000 ton ve 20.000 tondur. 2022 ve sonrasında küresel polisilikon üretim kapasitesindeki keskin artış, arz fazlalığı endişesine yol açabilir; şirket henüz bekleme ve gözlemleme durumundadır ve yeni üretim kapasitesi eklemeyi planlamamıştır. Güney Koreli polisilikon devi OCI, güneş enerjisi sınıfı polisilikon üretim hattını kademeli olarak Malezya'ya taşırken, Çin'deki elektronik sınıfı polisilikon üretim hattını da koruyor. Çin'deki üretim hattının 2022 yılında 5.000 tona ulaşması planlanıyor. OCI'nin Malezya'daki üretim kapasitesi 2020 ve 2021 yıllarında sırasıyla 27.000 ve 30.000 tona ulaşarak düşük enerji tüketim maliyetleri sağlayacak ve Çin'in ABD ve Güney Kore'deki polisilikon üzerindeki yüksek gümrük vergilerinden kaçınmayı hedefleyecek. Şirket 95.000 ton üretim planlıyor ancak başlangıç tarihi belirsiz. Önümüzdeki dört yıl içinde yılda 5.000 ton artış göstermesi bekleniyor. Norveçli REC şirketi ise ABD'nin Washington ve Montana eyaletlerinde iki üretim üssüne sahip olup, yıllık 18.000 ton güneş enerjisi sınıfı polisilikon ve 2.000 ton elektronik sınıfı polisilikon üretim kapasitesine sahip. Derin mali sıkıntı içinde olan REC, üretimi durdurmayı tercih etti ve ardından 2021'deki polisilikon fiyatlarındaki patlamanın da etkisiyle, 2023 sonuna kadar Washington eyaletinde 18.000 ton ve Montana'da 2.000 tonluk projelerin üretimini yeniden başlatmaya karar verdi ve üretim kapasitesini 2024'te tamamlayabilir. Hemlock, yüksek saflıkta elektronik sınıfı polisilikon konusunda uzmanlaşmış, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en büyük polisilikon üreticisidir. Üretimdeki yüksek teknoloji engelleri, şirketin ürünlerinin piyasada yerini almasını zorlaştırıyor. Şirketin birkaç yıl içinde yeni projeler inşa etmeyi planlamamasıyla birlikte, şirketin üretim kapasitesinin 2022-2025 yılları arasında yıllık 18.000 ton seviyesinde kalması bekleniyor. Ayrıca, 2021 yılında yukarıdaki dört şirket dışındaki şirketlerin yeni üretim kapasitesi 5.000 ton olacak. Tüm şirketlerin üretim planlarının tam olarak anlaşılamaması nedeniyle, 2022'den 2025'e kadar yeni üretim kapasitesinin yılda 5.000 ton olacağı varsayılmaktadır.
Yurtdışı üretim kapasitesine göre, yurtdışı polisilikon üretim kapasitesinin kullanım oranının değişmeden kalması varsayımıyla, 2025 yılında yurtdışı polisilikon üretiminin yaklaşık 176.000 ton olacağı tahmin ediliyor. 2021 yılında polisilikon fiyatlarının keskin bir şekilde yükselmesinin ardından, Çinli şirketler üretimi artırdı ve genişletti. Buna karşılık, yurtdışı şirketler yeni projeler konusunda daha temkinli davranıyor. Bunun nedeni, polisilikon endüstrisinin hakimiyetinin zaten Çin'in kontrolünde olması ve üretimi körü körüne artırmanın kayıplara yol açabilmesidir. Maliyet açısından, enerji tüketimi polisilikon maliyetinin en büyük bileşenidir, bu nedenle elektrik fiyatı çok önemlidir ve Sincan, İç Moğolistan, Siçuan ve diğer bölgeler belirgin avantajlara sahiptir. Talep açısından, polisilikonun doğrudan alt sektörlerinden biri olarak Çin'in silikon levha üretimi, dünya toplamının %99'undan fazlasını oluşturmaktadır. Polisilikonun alt sektör endüstrisi ağırlıklı olarak Çin'de yoğunlaşmıştır. Üretilen polisilikonun fiyatı düşük, nakliye maliyeti düşük ve talep tamamen garantili. İkincisi, Çin, ABD ve Güney Kore'den ithal edilen güneş enerjisi sınıfı polisilikonlara nispeten yüksek anti-damping vergileri uyguladı; bu da ABD ve Güney Kore'den polisilikon tüketimini büyük ölçüde baskıladı. Yeni projeler inşa ederken dikkatli olunmalı; ayrıca, son yıllarda Çin'in yurtdışındaki polisilikon işletmeleri, vergilerin etkisiyle yavaş gelişti ve bazı üretim hatları azaltıldı veya hatta kapatıldı ve küresel üretimdeki payları her yıl azalıyor, bu nedenle 2021'deki polisilikon fiyatlarındaki artışla karşılaştırılabilir olmayacaklar, çünkü Çinli şirketlerin yüksek karları ve finansal koşulları, üretim kapasitelerinin hızlı ve büyük ölçekli genişlemesini destekleyecek kadar yeterli değil.
2022-2025 yılları arasındaki Çin ve yurtdışı polisilikon üretim tahminlerine dayanarak, küresel polisilikon üretiminin tahmini değeri özetlenebilir. 2025 yılında küresel polisilikon üretiminin 1,371 milyon tona ulaşacağı tahmin edilmektedir. Polisilikon üretiminin tahmini değerine göre, Çin'in küresel pazardaki payı kabaca hesaplanabilir. Çin'in payının 2022'den 2025'e kadar kademeli olarak artacağı ve 2025 yılında %87'yi aşacağı tahmin edilmektedir.
6. Özet ve Gelecek Perspektifi
Polisilisyum, endüstriyel silikonun alt kademesinde ve tüm fotovoltaik ve yarı iletken endüstri zincirinin üst kademesinde yer almakta olup, önemi oldukça büyüktür. Fotovoltaik endüstri zinciri genellikle polisilisyum-silikon levha-hücre-modül-fotovoltaik kurulu kapasite şeklindedir; yarı iletken endüstri zinciri ise genellikle polisilisyum-monokristal silikon levha-silikon levha-çip şeklindedir. Farklı kullanım alanları, polisilisyumun saflığına ilişkin farklı gereksinimlere sahiptir. Fotovoltaik endüstrisi ağırlıklı olarak güneş enerjisi sınıfı polisilisyum kullanırken, yarı iletken endüstrisi elektronik sınıfı polisilisyum kullanmaktadır. İlkinin saflık aralığı 6N-8N iken, ikincisi 9N veya daha yüksek bir saflık gerektirir.
Yıllardır, dünya genelinde polisilikon üretiminde ana akım yöntem, geliştirilmiş Siemens yöntemi olmuştur. Son yıllarda, bazı şirketler daha düşük maliyetli silan akışkan yatak yöntemini aktif olarak araştırmaktadır ve bu durum üretim modelini etkileyebilir. Geliştirilmiş Siemens yöntemiyle üretilen çubuk şeklindeki polisilikon, yüksek enerji tüketimi, yüksek maliyet ve yüksek saflık özelliklerine sahipken, silan akışkan yatak yöntemiyle üretilen granül silikon, düşük enerji tüketimi, düşük maliyet ve nispeten düşük saflık özelliklerine sahiptir. Bazı Çinli şirketler granül silikonun seri üretimini ve granül silikon kullanarak polisilikon çekme teknolojisini gerçekleştirmiştir, ancak bu henüz yaygın olarak tanıtılmamıştır. Granüler silikonun gelecekte eski yöntemin yerini alıp alamayacağı, maliyet avantajının kalite dezavantajını karşılayıp karşılamayacağına, alt sektör uygulamalarının etkisine ve silan güvenliğinin iyileştirilmesine bağlıdır. Son yıllarda, küresel polisilikon üretimi her geçen yıl artmakta ve giderek Çin'de yoğunlaşmaktadır. 2017'den 2021'e kadar, küresel yıllık polisilikon üretimi 432.000 tondan 631.000 tona yükselecek ve en hızlı büyüme 2021 yılında gerçekleşecektir. Bu dönemde, küresel polisilikon üretimi giderek daha çok Çin'de yoğunlaşmış ve Çin'in polisilikon üretimindeki payı 2017'deki %56,02'den 2021'de %80,03'e yükselmiştir. 2022'den 2025'e kadar, polisilikon arzında büyük ölçekli bir büyüme yaşanacaktır. 2025 yılında Çin'deki polisilikon üretiminin 1,194 milyon ton, yurtdışı üretiminin ise 176.000 ton olacağı tahmin edilmektedir. Bu nedenle, 2025 yılında küresel polisilikon üretimi yaklaşık 1,37 milyon ton olacaktır.
(Bu makale yalnızca UrbanMines müşterilerinin bilgilendirilmesi içindir ve herhangi bir yatırım tavsiyesi niteliği taşımaz.)