1. Ланцюг виробництва полікремнію: Виробничий процес є складним, а подальша обробка зосереджена на фотоелектричних напівпровідниках
Полікремній виробляється переважно з промислового кремнію, хлору та водню, і розташований вище за течією в ланцюгах фотоелектричної та напівпровідникової промисловості. Згідно з даними CPIA, сучасним основним методом виробництва полікремнію у світі є модифікований метод Siemens, за винятком Китаю, понад 95% полікремнію виробляється модифікованим методом Siemens. У процесі виробництва полікремнію за вдосконаленим методом Siemens спочатку газоподібний хлор поєднується з газоподібним воднем для утворення хлористого водню, а потім він реагує з порошком кремнію після подрібнення та подрібнення промислового кремнію для утворення трихлорсилану, який далі відновлюється газоподібним воднем для утворення полікремнію. Полікристалічний кремній можна розплавити та охолодити для отримання злитків полікристалічного кремнію, а монокристалічний кремній також можна виробляти методом Чохральського або зонним плавленням. Порівняно з полікристалічним кремнієм, монокристалічний кремній складається з кристалічних зерен з однаковою кристалічною орієнтацією, тому він має кращу електропровідність та ефективність перетворення. Як злитки полікристалічного кремнію, так і стрижні монокристалічного кремнію можна додатково різати та переробляти на кремнієві пластини та елементи, які, у свою чергу, стають ключовими частинами фотоелектричних модулів та використовуються у фотоелектричній галузі. Крім того, монокристалічні кремнієві пластини також можуть бути сформовані в кремнієві пластини шляхом багаторазового шліфування, полірування, епітаксії, очищення та інших процесів, які можуть бути використані як матеріали підкладки для напівпровідникових електронних пристроїв.
Вміст домішок полікремнію є суворо вимогливим, а галузь характеризується високими капіталовкладеннями та високими технічними бар'єрами. Оскільки чистота полікремнію серйозно впливає на процес витягування монокристалічного кремнію, вимоги до чистоти є надзвичайно суворими. Мінімальна чистота полікремнію становить 99,9999%, а найвища - нескінченно близька до 100%. Крім того, національні стандарти Китаю висувають чіткі вимоги щодо вмісту домішок, і на основі цього полікремній поділяється на I, II та III класи, важливим контрольним показником яких є вміст бору, фосфору, кисню та вуглецю. «Умови доступу до полікремнієвої промисловості» передбачають, що підприємства повинні мати надійну систему контролю та управління якістю, а стандарти на продукцію суворо відповідають національним стандартам; Крім того, умови доступу також вимагають масштабу та споживання енергії підприємствами з виробництва полікремнію, такими як полікремній сонячного та електронного класу. Масштаб проекту перевищує 3000 тонн/рік та 1000 тонн/рік відповідно, а мінімальний коефіцієнт капіталу в інвестиціях у нове будівництво та проекти реконструкції та розширення не повинен бути нижчим за 30%, тому полікремній є капіталомісткою галуззю. Згідно зі статистикою CPIA, інвестиційні витрати на обладнання виробничої лінії полікремнію вартістю 10 000 тонн, введене в експлуатацію у 2021 році, дещо зросли до 103 мільйонів юанів/кт. Причиною є зростання цін на сипучі металеві матеріали. Очікується, що інвестиційні витрати в майбутньому зростатимуть з розвитком технології виробничого обладнання та зменшенням кількості мономерів зі збільшенням розміру. Згідно з нормативними актами, споживання енергії полікремнієм для відновлення Чохральського сонячного та електронного класів повинно бути менше 60 кВт·год/кг та 100 кВт·год/кг відповідно, а вимоги до показників споживання енергії є відносно суворими. Виробництво полікремнію, як правило, належить до хімічної промисловості. Виробничий процес є відносно складним, а поріг для технічних маршрутів, вибору обладнання, введення в експлуатацію та експлуатації високий. Виробничий процес включає багато складних хімічних реакцій, а кількість вузлів керування перевищує 1000. Новачкам важко швидко опанувати зрілу майстерність. Тому у галузі виробництва полікремнію існують високі капітальні та технічні бар'єри, що також спонукає виробників полікремнію проводити сувору технічну оптимізацію технологічного процесу, процесу упаковки та транспортування.
2. Класифікація полікремнію: чистота визначає використання, а сонячний клас займає основне місце
Полікристалічний кремній, форма елементарного кремнію, складається з кристалічних зерен з різною кристалічною орієнтацією та очищається переважно промисловим способом. Полікремній має сірий металевий блиск, а температура плавлення становить близько 1410℃. Він неактивний за кімнатної температури та більш активний у розплавленому стані. Полікремній має напівпровідникові властивості та є надзвичайно важливим і чудовим напівпровідниковим матеріалом, але невелика кількість домішок може суттєво вплинути на його провідність. Існує багато методів класифікації полікремнію. Окрім вищезгаданої класифікації згідно з національними стандартами Китаю, тут представлено ще три важливі методи класифікації. Залежно від різних вимог до чистоти та використання, полікремній можна розділити на полікремній сонячного класу та полікремній електронного класу. Полікремній сонячного класу в основному використовується у виробництві фотоелектричних елементів, тоді як полікремній електронного класу широко використовується в промисловості інтегральних схем як сировина для мікросхем та інших виробництв. Чистота полікремнію сонячного класу становить 6~8N, тобто загальний вміст домішок має бути нижчим за 10⁻⁶, а чистота полікремнію повинна досягати 99,9999% або більше. Вимоги до чистоти полікремнію електронного класу є суворішими, з мінімальною чистотою 9N та максимальним струмом 12N. Виробництво полікремнію електронного класу є відносно складним. Існує небагато китайських підприємств, які опанували технологію виробництва полікремнію електронного класу, і вони все ще відносно залежать від імпорту. Наразі виробництво полікремнію сонячного класу значно більше, ніж виробництва полікремнію електронного класу, і перший приблизно в 13,8 раза перевищує виробництво другого.
Залежно від різниці легуючих домішок та типу провідності кремнієвого матеріалу, його можна розділити на P-тип та N-тип. Коли кремній легований акцепторними домішковими елементами, такими як бор, алюміній, галій тощо, він переважає діркова провідність і є P-типом. Коли кремній легований донорними домішковими елементами, такими як фосфор, миш'як, сурма тощо, він переважає електронна провідність і є N-типом. До акумуляторів P-типу в основному належать акумулятори BSF та акумулятори PERC. У 2021 році акумулятори PERC становитимуть понад 91% світового ринку, а акумулятори BSF будуть ліквідовані. Протягом періоду заміни PERC на BSF, ефективність перетворення елементів P-типу зросла з менш ніж 20% до понад 23%, що наближається до теоретичної верхньої межі 24,5%, тоді як теоретична верхня межа елементів N-типу становить 28,7%, а елементи N-типу мають високу ефективність перетворення. Завдяки перевагам високого двостороннього співвідношення та низького температурного коефіцієнта, компанії почали розгортати масові виробничі лінії для акумуляторів N-типу. Згідно з прогнозом CPIA, частка акумуляторів N-типу значно зросте з 3% до 13,4% у 2022 році. Очікується, що протягом наступних п'яти років відбудеться ітерація переходу від акумуляторів N-типу до акумуляторів P-типу. За якістю поверхні їх можна розділити на щільні матеріали, матеріали з цвітної капусти та коралові матеріали. Поверхня щільного матеріалу має найнижчий ступінь увігнутості, менше 5 мм, відсутність аномалій кольору, відсутність прошарку окислення та найвищу ціну; Поверхня матеріалу цвітної капусти має помірний ступінь увігнутості, 5-20 мм, переріз помірний, а ціна середня; тоді як поверхня коралового матеріалу має більш серйозну увігнутість, глибина більше 20 мм, переріз пухкий, а ціна найнижча. Щільний матеріал в основному використовується для витягування монокристалічного кремнію, тоді як матеріал цвітної капусти та кораловий матеріал в основному використовуються для виготовлення полікристалічних кремнієвих пластин. У щоденному виробництві підприємств щільний матеріал може бути легований не менше ніж 30% матеріалом цвітної капусти для отримання монокристалічного кремнію. Вартість сировини може бути заощаджена, але використання матеріалу цвітної капусти певною мірою знизить ефективність витягування кристалів. Підприємствам необхідно вибрати відповідне співвідношення легування після зважування двох факторів. Останнім часом різниця в ціні між щільним матеріалом та матеріалом цвітної капусти в основному стабілізувалася на рівні 3 юанів/кг. Якщо різниця в ціні ще більше збільшиться, компанії можуть розглянути можливість легування більшої кількості матеріалу цвітної капусти при витягуванні монокристалічного кремнію.
3. Процес: метод Siemens займає основне місце, а споживання енергії стає ключем до технологічних змін
Процес виробництва полікремнію приблизно поділяється на два етапи. На першому етапі промисловий порошок кремнію реагує з безводним хлористим воднем для отримання трихлорсилану та водню. Після багаторазової дистиляції та очищення утворюється газоподібний трихлорсилан, дихлордигідросиліцій та силану; другий етап полягає у відновленні вищезгаданого високочистого газу до кристалічного кремнію, причому етап відновлення відрізняється в модифікованому методі Сіменса та методі силану з псевдозрідженим шаром. Удосконалений метод Сіменса має зрілу технологію виробництва та високу якість продукції, і наразі є найширше використовуваною виробничою технологією. Традиційний метод виробництва Сіменса полягає у використанні хлору та водню для синтезу безводного хлористого водню, хлористого водню та порошкоподібного промислового кремнію для синтезу трихлорсилану за певної температури, а потім відділенні, ректифікації та очищенні трихлорсилану. Кремній проходить реакцію термічного відновлення в печі для відновлення водню для отримання елементарного кремнію, нанесеного на кремнієве ядро. На цій основі вдосконалений процес Сіменса також оснащений допоміжним процесом для переробки великої кількості побічних продуктів, таких як водень, хлористий водень та тетрахлорид кремнію, що утворюються у виробничому процесі, головним чином включаючи рекуперацію відновлювального газу та технологію повторного використання тетрахлориду кремнію. Водень, хлористий водень, трихлорсилан та тетрахлорид кремнію у відпрацьованих газах відокремлюються методом сухого відновлення. Водень та хлористий водень можна повторно використовувати для синтезу та очищення за допомогою трихлорсилану, а трихлорсилан безпосередньо переробляється на термічне відновлення. Очищення проводиться в печі, а тетрахлорид кремнію гідрогенізується для отримання трихлорсилану, який можна використовувати для очищення. Цей етап також називається холодним гідруванням. Завдяки реалізації замкнутого циклу виробництва підприємства можуть значно зменшити споживання сировини та електроенергії, тим самим ефективно заощаджуючи виробничі витрати.
Вартість виробництва полікремнію з використанням удосконаленого методу Siemens у Китаї включає сировину, споживання енергії, амортизацію, витрати на обробку тощо. Технологічний прогрес у галузі значно знизив вартість. Сировина в основному стосується промислового кремнію та трихлорсилану, споживання енергії включає електроенергію та пару, а витрати на обробку – витрати на перевірку та ремонт виробничого обладнання. Згідно зі статистикою Baichuan Yingfu щодо витрат на виробництво полікремнію на початок червня 2022 року, сировина є найбільшою статтею витрат, що становить 41% від загальної вартості, з яких промисловий кремній є основним джерелом кремнію. Споживання кремнію на одиницю, яке зазвичай використовується в промисловості, являє собою кількість кремнію, спожитого на одиницю високочистої кремнієвої продукції. Метод розрахунку полягає в перерахунку всіх кремнійвмісних матеріалів, таких як промисловий кремнієвий порошок, що постачається на аутсорсинг, та трихлорсилан, у чистий кремній, а потім віднімання хлорсилану, що постачається на аутсорсинг, відповідно до кількості перетвореного чистого кремнію від коефіцієнта вмісту кремнію. Згідно з даними CPIA, рівень споживання кремнію знизиться на 0,01 кг/кг Si до 1,09 кг/кг Si у 2021 році. Очікується, що з удосконаленням холодного гідрування та переробки побічних продуктів він знизиться до 1,07 кг/кг до 2030 року. кг-Si. Згідно з неповною статистикою, споживання кремнію п'ятьма провідними китайськими компаніями в полікремнієвій промисловості нижче за середній показник по галузі. Відомо, що дві з них споживатимуть 1,08 кг/кг Si та 1,05 кг/кг Si відповідно у 2021 році. Другою за величиною часткою є споживання енергії, яке становить 32% від загальної вартості, з яких електроенергія становить 30% від загальних витрат, що свідчить про те, що ціна на електроенергію та ефективність все ще є важливими факторами для виробництва полікремнію. Двома основними показниками для вимірювання енергоефективності є комплексне споживання енергії та зниження споживання енергії. Зниження споживання енергії стосується процесу відновлення трихлорсилану та водню для отримання високочистого кремнієвого матеріалу. Споживання енергії включає попереднє нагрівання та осадження кремнієвого осердя, збереження тепла, вентиляцію кінців та інші витрати енергії на процес. У 2021 році, завдяки технологічному прогресу та комплексному використанню енергії, середнє комплексне споживання енергії для виробництва полікремнію знизиться на 5,3% у річному обчисленні до 63 кВт·год/кг-Si, а середнє споживання енергії для зниження знизиться на 6,1% у річному обчисленні до 46 кВт·год/кг-Si, і очікується подальше зниження в майбутньому. Крім того, амортизація також є важливою статтею витрат, яка становить 17%. Варто зазначити, що, за даними Baichuan Yingfu, загальна собівартість виробництва полікремнію на початку червня 2022 року становила близько 55 816 юанів/тонна, середня ціна полікремнію на ринку – близько 260 000 юанів/тонна, а валова рентабельність – 70% або більше, що залучило велику кількість підприємств до інвестицій у будівництво виробничих потужностей з полікремнію.
Існує два способи для виробників полікремнію скоротити витрати: один – скорочення витрат на сировину, а інший – зменшення споживання енергії. Що стосується сировини, виробники можуть знизити її вартість, підписавши довгострокові угоди про співпрацю з промисловими виробниками кремнію або створивши інтегровані виробничі потужності. Наприклад, заводи з виробництва полікремнію в основному покладаються на власні постачання промислового кремнію. Що стосується споживання електроенергії, виробники можуть знизити витрати на електроенергію за рахунок низьких цін на електроенергію та комплексного покращення споживання енергії. Близько 70% комплексного споживання електроенергії становить скорочення споживання електроенергії, і скорочення також є ключовою ланкою у виробництві високочистого кристалічного кремнію. Тому більшість виробничих потужностей полікремнію в Китаї зосереджена в регіонах з низькими цінами на електроенергію, таких як Сіньцзян, Внутрішня Монголія, Сичуань та Юньнань. Однак з розвитком політики двох викидів вуглецю важко отримати велику кількість недорогих енергетичних ресурсів. Тому скорочення споживання енергії для зменшення викидів є більш доцільним способом зниження витрат сьогодні. Наразі ефективним способом зменшення споживання енергії для відновлення є збільшення кількості кремнієвих сердечників у відновній печі, що збільшує продуктивність однієї установки. Наразі основними типами відновних печей у Китаї є 36 пар стрижнів, 40 пар стрижнів та 48 пар стрижнів. Тип печі модернізовано до 60 пар стрижнів та 72 пар стрижнів, але водночас це також висуває вищі вимоги до рівня виробничих технологій підприємств.
Порівняно з удосконаленим методом Сіменса, метод силанового псевдозрідженого шару має три переваги: низьке енергоспоживання, висока продуктивність витягування кристалів, а третя полягає в тому, що його вигідніше поєднувати з більш просунутою технологією безперервного витягування Чохральського за методом CCZ. Згідно з даними Відділу кремнієвої промисловості, загальне енергоспоживання методу силанового псевдозрідженого шару становить 33,33% від удосконаленого методу Сіменса, а зниження енергоспоживання становить 10% від удосконаленого методу Сіменса. Метод силанового псевдозрідженого шару має значні переваги в енергоспоживанні. Що стосується витягування кристалів, фізичні властивості гранульованого кремнію можуть полегшити повне заповнення кварцового тигля в ланці витягування монокристалічного кремнію. Полікристалічний кремній та гранульований кремній можуть збільшити ємність завантаження тигля в одній печі на 29%, одночасно скорочуючи час завантаження на 41%, значно покращуючи ефективність витягування монокристалічного кремнію. Крім того, гранульований кремній має малий діаметр та добру плинність, що більше підходить для безперервного методу Чохральського за методом CCZ. Наразі основною технологією витягування монокристалів у середньому та нижньому течії є метод повторного лиття монокристалів методом RCZ, який полягає в повторній подачі та витягуванні кристала після витягування стрижня монокристалічного кремнію. Витягування здійснюється одночасно, що економить час охолодження стрижня монокристалічного кремнію, тому ефективність виробництва вища. Швидкий розвиток безперервного методу Чохральського CCZ також підвищить попит на гранульований кремній. Хоча гранульований кремній має деякі недоліки, такі як утворення більшої кількості кремнієвого порошку внаслідок тертя, велика площа поверхні та легка адсорбція забруднюючих речовин, а також водень, що з'єднується з воднем під час плавлення, що легко призводить до пропусків, згідно з останніми оголошеннями відповідних підприємств з виробництва гранульованого кремнію, ці проблеми вирішуються, і досягнуто певного прогресу.
Процес виробництва силану в псевдозрідженому шарі є зрілим у Європі та Сполучених Штатах і перебуває на початковій стадії після появи китайських підприємств. Ще в 1980-х роках іноземні компанії з виробництва гранульованого кремнію, представлені REC та MEMC, почали досліджувати можливості виробництва гранульованого кремнію та реалізувати великомасштабне виробництво. Загальна виробнича потужність REC з виробництва гранульованого кремнію у 2010 році досягла 10 500 тонн на рік, і порівняно з аналогами Siemens за той самий період, компанія мала перевагу у вартості щонайменше на 2-3 долари США/кг. Через потреби у витягуванні монокристалів виробництво гранульованого кремнію компанії стагнувало і зрештою припинилося, і вона звернулася до спільного підприємства з Китаєм для створення виробничого підприємства з виробництва гранульованого кремнію.
4. Сировина: Промисловий кремній є основною сировиною, а постачання може задовольнити потреби розширення полікремнію
Промисловий кремній є основною сировиною для виробництва полікремнію. Очікується, що виробництво промислового кремнію в Китаї буде стабільно зростати з 2022 по 2025 рік. З 2010 по 2021 рік виробництво промислового кремнію в Китаї перебуває на стадії розширення, із середньорічним темпом зростання виробничих потужностей та обсягів виробництва, що досягає 7,4% та 8,6% відповідно. Згідно з даними SMM, нещодавно збільшенепромислові потужності з виробництва кремніюу Китаї становитиме 890 000 тонн та 1,065 мільйона тонн у 2022 та 2023 роках. Якщо припустити, що промислові кремнієві компанії все ще підтримуватимуть коефіцієнт використання потужностей та експлуатаційний рівень близько 60% у майбутньому, нещодавно збільшений обсяг виробництва в КитаїВиробничі потужності у 2022 та 2023 роках призведуть до збільшення виробництва на 320 000 тонн та 383 000 тонн. За оцінками GFCI,Промислові виробничі потужності Китаю з виробництва кремнію станом на 22/23/24/25 становили близько 5,90/697/6,71/6,5 мільйона тонн, що відповідає 3,55/391/4,18/4,38 мільйона тонн.
Темпи зростання двох інших напрямків виробництва промислового кремнію, що знаходяться нижче за течією, є відносно повільними, і виробництво промислового кремнію в Китаї може в основному задовольнити виробництво полікремнію. У 2021 році виробничі потужності промислового кремнію в Китаї становитимуть 5,385 мільйона тонн, що відповідає обсягу виробництва 3,213 мільйона тонн, з яких 623 000 тонн полікремнію, органічного кремнію та алюмінієвих сплавів споживатимуть 623 000 тонн, 898 000 тонн та 649 000 тонн відповідно. Крім того, майже 780 000 тонн продукції буде експортовано. У 2021 році споживання полікремнію, органічного кремнію та алюмінієвих сплавів становитиме 19%, 28% та 20% промислового кремнію відповідно. Очікується, що з 2022 по 2025 рік темпи зростання виробництва органічного кремнію залишаться на рівні близько 10%, а темпи зростання виробництва алюмінієвих сплавів будуть нижчими за 5%. Таким чином, ми вважаємо, що кількість промислового кремнію, яка може бути використана для полікремнію у 2022-2025 роках, є відносно достатньою, що може повністю задовольнити потреби виробництва полікремнію.
5. Постачання полікремнію:Китайзаймає домінуюче становище, а виробництво поступово збирається навколо провідних підприємств
В останні роки світове виробництво полікремнію зростало рік за роком, поступово концентруючись у Китаї. З 2017 по 2021 рік світове річне виробництво полікремнію зросло з 432 000 тонн до 631 000 тонн, з найшвидшим зростанням у 2021 році, з темпами зростання 21,11%. Протягом цього періоду світове виробництво полікремнію поступово зосередилося в Китаї, а частка виробництва полікремнію в Китаї зросла з 56,02% у 2017 році до 80,03% у 2021 році. Порівнюючи десятку провідних компаній за світовими виробничими потужностями полікремнію у 2010 та 2021 роках, можна виявити, що кількість китайських компаній зросла з 4 до 8, а частка виробничих потужностей деяких американських та корейських компаній значно зменшилася, в результаті чого такі компанії, як HEMOLOCK, OCI, REC та MEMC, потрапили до десятки провідних. Концентрація галузі значно зросла, а загальна виробнича потужність десяти провідних компаній галузі зросла з 57,7% до 90,3%. У 2021 році п'ять китайських компаній мали понад 10% виробничих потужностей, що загалом становить 65,7%. Існує три основні причини поступового перенесення полікремнієвої промисловості до Китаю. По-перше, китайські виробники полікремнію мають значні переваги з точки зору вартості сировини, електроенергії та робочої сили. Заробітна плата робітників нижча, ніж у зарубіжних країнах, тому загальна собівартість виробництва в Китаї значно нижча, ніж у зарубіжних країнах, і продовжуватиме знижуватися з технологічним прогресом; по-друге, якість китайської полікремнієвої продукції постійно покращується, більшість з якої знаходиться на рівні першого класу сонячної енергії, а окремі передові підприємства відповідають вимогам щодо чистоти. Були досягнуті прориви в технології виробництва полікремнію вищого електронного класу, що поступово призводить до заміни імпортного полікремнію вітчизняного електронного класу, а провідні китайські підприємства активно сприяють будівництву проектів з полікремнію електронного класу. Обсяг виробництва кремнієвих пластин у Китаї становить понад 95% від загального світового обсягу виробництва, що поступово підвищило рівень самозабезпечення Китаю полікремнієм, що певною мірою стиснуло ринок зарубіжних підприємств полікремнію.
З 2017 по 2021 рік річне виробництво полікремнію в Китаї буде постійно зростати, головним чином у районах, багатих на енергетичні ресурси, таких як Сіньцзян, Внутрішня Монголія та Сичуань. У 2021 році виробництво полікремнію в Китаї зросте з 392 000 тонн до 505 000 тонн, що становить збільшення на 28,83%. Що стосується виробничих потужностей, то виробничі потужності полікремнію в Китаї загалом мали тенденцію до зростання, але у 2020 році вони знизилися через закриття деяких виробників. Крім того, коефіцієнт використання потужностей китайських підприємств з виробництва полікремнію постійно зростає з 2018 року, а у 2021 році він досягне 97,12%. Щодо провінцій, то виробництво полікремнію в Китаї у 2021 році буде зосереджено переважно в районах з низькими цінами на електроенергію, таких як Сіньцзян, Внутрішня Монголія та Сичуань. Виробництво в Сіньцзяні становить 270 400 тонн, що становить понад половину від загального обсягу виробництва в Китаї.
Китайська полікремнієва промисловість характеризується високим ступенем концентрації зі значенням CR6 77%, і в майбутньому спостерігатиметься подальша тенденція до зростання. Виробництво полікремнію – це галузь з високими капітальними витратами та високими технічними бар'єрами. Цикл будівництва та виробництва проектів зазвичай становить два роки або більше. Новим виробникам важко увійти в галузь. Судячи з відомого запланованого розширення та нових проектів у наступні три роки, олігополістичні виробники в галузі продовжуватимуть розширювати свої виробничі потужності завдяки власним технологічним перевагам та перевагам масштабу, а їхнє монопольне становище продовжуватиме зростати.
За оцінками, постачання полікремнію в Китаї призведе до масштабного зростання з 2022 по 2025 рік, а виробництво полікремнію досягне 1,194 мільйона тонн у 2025 році, що сприятиме розширенню світових масштабів виробництва полікремнію. У 2021 році, через різке зростання цін на полікремній у Китаї, великі виробники інвестували в будівництво нових виробничих ліній, одночасно залучаючи нових виробників до галузі. Оскільки проекти з полікремнію займуть щонайменше півтора-два роки від будівництва до виробництва, нове будівництво буде завершено у 2021 році. Виробничі потужності, як правило, вводяться у виробництво у другій половині 2022 та 2023 років. Це цілком відповідає новим планам проектів, оголошеним великими виробниками наразі. Нові виробничі потужності у 2022-2025 роках в основному зосереджені у 2022 та 2023 роках. Після цього, у міру поступової стабілізації попиту та пропозиції полікремнію, а також ціни, загальні виробничі потужності в галузі поступово стабілізуються. Зниження, тобто темпи зростання виробничих потужностей поступово знижуються. Крім того, коефіцієнт використання потужностей підприємств полікремнію залишався на високому рівні протягом останніх двох років, але знадобиться час, щоб виробничі потужності нових проектів наростили, а новим учасникам знадобиться процес опанування відповідної технології підготовки. Таким чином, коефіцієнт використання потужностей нових проектів полікремнію в наступні кілька років буде низьким. Виходячи з цього, можна прогнозувати виробництво полікремнію у 2022-2025 роках, і очікується, що виробництво полікремнію у 2025 році становитиме близько 1,194 мільйона тонн.
Концентрація виробничих потужностей за кордоном є відносно високою, і темпи та швидкість зростання виробництва в наступні три роки не будуть такими високими, як у Китаї. Закордонні виробничі потужності полікремнію в основному зосереджені в чотирьох провідних компаніях, а решта мають переважно невеликі виробничі потужності. Що стосується виробничих потужностей, Wacker Chem займає половину закордонних виробничих потужностей полікремнію. Її заводи в Німеччині та Сполучених Штатах мають виробничі потужності 60 000 тонн та 20 000 тонн відповідно. Різке розширення світових виробничих потужностей полікремнію у 2022 році та надалі може призвести до... Через стурбованість щодо надлишку пропозиції компанія все ще перебуває у вичікувальному стані та не планує додавати нові виробничі потужності. Південнокорейський гігант полікремнію OCI поступово переносить свою виробничу лінію полікремнію сонячного класу до Малайзії, зберігаючи при цьому оригінальну виробничу лінію полікремнію електронного класу в Китаї, обсяг виробництва якої, за планами, досягне 5000 тонн у 2022 році. Виробничі потужності OCI в Малайзії досягнуть 27 000 тонн та 30 000 тонн у 2020 та 2021 роках, що дозволить знизити витрати на енергоспоживання та уникнути високих тарифів Китаю на полікремній у Сполучених Штатах та Південній Кореї. Компанія планує виробляти 95 000 тонн, але дата початку виробництва незрозуміла. Очікується, що протягом наступних чотирьох років обсяг виробництва зросте до 5000 тонн на рік. Норвезька компанія REC має дві виробничі бази в штатах Вашингтон та Монтана, США, з річною виробничою потужністю 18 000 тонн полікремнію сонячного класу та 2000 тонн полікремнію електронного класу. REC, яка перебувала у скрутному фінансовому становищі, вирішила призупинити виробництво, а потім, стимульована бумом цін на полікремній у 2021 році, компанія вирішила відновити виробництво 18 000 тонн проектів у штаті Вашингтон та 2 000 тонн у Монтані до кінця 2023 року, і може завершити нарощування виробничих потужностей у 2024 році. Hemlock є найбільшим виробником полікремнію у Сполучених Штатах, що спеціалізується на високочистому полікремнії електронного класу. Високотехнологічні бар'єри у виробництві ускладнюють заміну продукції компанії на ринку. У поєднанні з тим фактом, що компанія не планує будувати нові проекти протягом кількох років, очікується, що виробнича потужність компанії становитиме 2022-2025 роки. Річний обсяг виробництва залишається на рівні 18 000 тонн. Крім того, у 2021 році нова виробнича потужність компаній, окрім вищезгаданих чотирьох, становитиме 5 000 тонн. Через брак розуміння виробничих планів усіх компаній, тут передбачається, що нова виробнича потужність становитиме 5000 тонн на рік з 2022 по 2025 рік.
Згідно з даними закордонних виробничих потужностей, за оцінками, виробництво полікремнію за кордоном у 2025 році становитиме близько 176 000 тонн, за умови, що коефіцієнт використання виробничих потужностей за кордоном залишиться незмінним. Після різкого зростання цін на полікремній у 2021 році китайські компанії збільшили виробництво та розширили його. Натомість закордонні компанії більш обережні у своїх планах щодо нових проектів. Це пояснюється тим, що домінування полікремнієвої промисловості вже контролюється Китаєм, і сліпо збільшення виробництва може призвести до збитків. З боку витрат споживання енергії є найбільшою складовою собівартості полікремнію, тому ціна на електроенергію дуже важлива, і Сіньцзян, Внутрішня Монголія, Сичуань та інші регіони мають очевидні переваги. З боку попиту, як безпосередній переробник полікремнію, виробництво кремнієвих пластин у Китаї становить понад 99% від загальносвітового обсягу. Переробна промисловість полікремнію в основному зосереджена в Китаї. Ціна на вироблений полікремній низька, транспортні витрати низькі, а попит повністю гарантований. По-друге, Китай запровадив відносно високі антидемпінгові тарифи на імпорт полікремнію сонячного класу зі Сполучених Штатів та Південної Кореї, що значно скоротило споживання полікремнію з цих країн. Будьте обережні з будівництвом нових проектів; крім того, в останні роки китайські закордонні підприємства з виробництва полікремнію повільно розвивалися через вплив тарифів, деякі виробничі лінії були скорочені або навіть закриті, а їхня частка у світовому виробництві зменшується з року в рік, тому їх не можна порівняти зі зростанням цін на полікремній у 2021 році, оскільки високі прибутки китайської компанії, фінансові умови не є достатніми для підтримки її швидкого та масштабного розширення виробничих потужностей.
Виходячи з відповідних прогнозів виробництва полікремнію в Китаї та за кордоном з 2022 по 2025 рік, можна підсумувати прогнозоване значення світового виробництва полікремнію. За оцінками, світове виробництво полікремнію у 2025 році досягне 1,371 мільйона тонн. Відповідно до прогнозованого значення виробництва полікремнію, можна приблизно визначити частку Китаю у світовому виробництві. Очікується, що частка Китаю поступово зростатиме з 2022 по 2025 рік і перевищить 87% у 2025 році.
6. Підсумок та перспективи
Полікремній розташований нижче за течією від промислового кремнію та вище за течією від усього ланцюга фотоелектричної та напівпровідникової промисловості, і його статус є дуже важливим. Ланцюг фотоелектричної промисловості, як правило, складається з полікремнію-кремнієвої пластини-елемента-модуля-фотоелектричної встановленої потужності, а ланцюг напівпровідникової промисловості, як правило, складається з полікремнію-монокристалічної кремнієвої пластини-кремнієвої пластини-чіпа. Різні способи використання мають різні вимоги до чистоти полікремнію. У фотоелектричній промисловості переважно використовується полікремній сонячного класу, а в напівпровідниковій промисловості - полікремній електронного класу. Перший має діапазон чистоти 6N-8N, тоді як другий вимагає чистоти 9N або більше.
Протягом багатьох років основним процесом виробництва полікремнію у всьому світі був удосконалений метод Siemens. В останні роки деякі компанії активно досліджували більш дешевий метод силанового псевдозрідженого шару, що може вплинути на структуру виробництва. Стрижнеподібний полікремній, отриманий модифікованим методом Siemens, має характеристики високого енергоспоживання, високої вартості та високої чистоти, тоді як гранульований кремній, отриманий методом силанового псевдозрідженого шару, має характеристики низького енергоспоживання, низької вартості та відносно низької чистоти. Деякі китайські компанії реалізували масове виробництво гранульованого кремнію та технологію використання гранульованого кремнію для витягування полікремнію, але вона не отримала широкого поширення. Чи зможе гранульований кремній замінити перший у майбутньому, залежить від того, чи зможе перевага у вартості покрити недоліки якості, вплив подальшого застосування та підвищення безпеки силану. В останні роки світове виробництво полікремнію з року в рік зростало і поступово зближувалося в Китаї. З 2017 по 2021 рік світове щорічне виробництво полікремнію зросте з 432 000 тонн до 631 000 тонн, з найшвидшим зростанням у 2021 році. Протягом цього періоду світове виробництво полікремнію поступово все більше концентрувалося в Китаї, а частка Китаю у виробництві полікремнію зросла з 56,02% у 2017 році до 80,03% у 2021 році. З 2022 по 2025 рік постачання полікремнію призведе до масштабного зростання. За оцінками, виробництво полікремнію в Китаї у 2025 році становитиме 1,194 мільйона тонн, а за кордоном – 176 000 тонн. Таким чином, світове виробництво полікремнію у 2025 році становитиме близько 1,37 мільйона тонн.
(Ця стаття призначена лише для ознайомлення клієнтів UrbanMines і не є інвестиційною порадою)