國內(nèi)多晶硅正從光伏邁向電子級

6萬噸N型直拉單晶用硅料產(chǎn)能將于明年全面釋放

多晶硅，作為光伏與半導(dǎo)體行業(yè)的基礎(chǔ)命脈，其自身品質(zhì)與成本狀況極大程度地決定了行業(yè)的發(fā)展水平。隨著光伏技術(shù)的不斷提升，平價上網(wǎng)節(jié)點(diǎn)日益臨近，也對上游材料提出拷問。加快硅材料升級換代，從能效和成本兩方面向下游傳導(dǎo)積極信號，在時下不僅為光伏突破關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)添磚加瓦，更為半導(dǎo)體早日實(shí)現(xiàn)自主化、產(chǎn)業(yè)化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

11月8日，由中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院和國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）聯(lián)合主辦的半導(dǎo)體硅材料論壇上，SEMI產(chǎn)業(yè)研究與咨詢總監(jiān)馮莉表示，國內(nèi)多晶硅正由光伏邁向電子級，中國企業(yè)要牢牢抓住產(chǎn)業(yè)的黃金發(fā)展期，打贏提質(zhì)提速攻堅(jiān)戰(zhàn)。與此同時，全球同業(yè)單體規(guī)模最大、建設(shè)速度最快、投資成本最低的高純多晶硅項(xiàng)目協(xié)鑫新疆基地在試運(yùn)營1個月后，首批出爐產(chǎn)品國標(biāo)一級品比例達(dá)到97%以上。12年磨礪，保利協(xié)鑫──一艘硅料巨輪在齊備了各項(xiàng)軟硬實(shí)力后，馬力全開駛向更遠(yuǎn)端的藍(lán)海區(qū)域。


圖1 江蘇鑫華半導(dǎo)體精餾塔和物料儲罐

高純硅料需求持續(xù)提升

多晶硅生產(chǎn)，對于中國制造而言并不陌生，如今在技術(shù)積累與質(zhì)量管控上中國企業(yè)已凝煉出自己的“秘方”。

馮莉表示，中國多晶硅產(chǎn)量雖居全球第一，并且份額穩(wěn)步提升，但主要為太陽能級多晶硅。有數(shù)據(jù)顯示，中國多晶硅產(chǎn)量占全球總量的56%。

做大，還要做強(qiáng)。巨大體量下如何確保其持久的競爭力，升級替代的發(fā)展思維深深影響著這個傳統(tǒng)化工行業(yè)。據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會發(fā)表的觀點(diǎn)顯示，我國光伏制造業(yè)已進(jìn)入高效低價時代，PERC等一系列高效電池技術(shù)的廣泛應(yīng)用均會拉動上游硅片與高純多晶硅料需求的快速增長。光伏用多晶硅料提純的責(zé)任時不我待。

另一細(xì)分市場處于金字塔的最上方，電子級多晶硅的大規(guī)模生產(chǎn)制造對于構(gòu)建我國自主的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)架構(gòu)戰(zhàn)略意義重大。電子級多晶硅，單從字面斷義就可以了解其較光伏級對純度的極致要求。太陽能行業(yè)需求的多晶硅需要7~8個9的純度，半導(dǎo)體要達(dá)到11~12個9的純度水平，基本上提高2~3個數(shù)量級。

自2012~2017年

全球電子級多晶硅需求從2萬余噸穩(wěn)步提升，2017年全球電子級多晶硅需求量約3.2萬噸，同比增長7%。來自美國、德國和日本等少數(shù)供應(yīng)商提供的產(chǎn)品占據(jù)了全球電子級多晶硅90%的市場份額。

兩大細(xì)分市場的良性增長呼喚著高純多晶硅產(chǎn)能的快速形成。

立足于保利協(xié)鑫能源控股有限公司（簡稱“保利協(xié)鑫”）旗下江蘇中能硅業(yè)科技發(fā)展有限公司十余年技術(shù)和工藝積累，在電子級多晶硅領(lǐng)域，由國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（大基金）聯(lián)手保利協(xié)鑫投資20億元的鑫華半導(dǎo)體，打造了國內(nèi)首條5000噸集成電路專用電子級多晶硅生產(chǎn)線，5月，其生產(chǎn)的純度硅料小批量出口韓國，并已向國內(nèi)部分晶圓加工廠批量供貨。這標(biāo)志著鑫華半導(dǎo)體集成電路用硅料已經(jīng)達(dá)到國際一流質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也是我國多晶硅制造企業(yè)首次向國際市場出口集成電路用高純度硅料。

在全面導(dǎo)入電子級多晶硅生產(chǎn)工藝后，保利協(xié)鑫新疆多晶硅基地歷時8個月建成投產(chǎn)，目前實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)5萬噸高純多晶硅的生產(chǎn)能力，官方表示2019年年中擴(kuò)大到6萬噸。隨著試運(yùn)營的結(jié)束，全部產(chǎn)能將陸續(xù)釋放，依據(jù)市場情況，適時擴(kuò)大規(guī)模至10萬噸。保利協(xié)鑫高級副總裁、多晶硅料事業(yè)部總裁蔣文武說，新疆基地多晶硅品質(zhì)對標(biāo)國際一流標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品可以滿足N型區(qū)熔料要求，百分百滿足連續(xù)直拉單晶的用料需求。

保利協(xié)鑫副總裁呂錦標(biāo)說：“新疆基地的布局來自于保利協(xié)鑫對于推動光伏與半導(dǎo)體材料進(jìn)步的行業(yè)責(zé)任與使命。在光伏制造端上游，未來高品質(zhì)多晶硅需求量會明顯增加，與普通多晶硅價差將進(jìn)一步拉大。未來，國產(chǎn)高品質(zhì)多晶硅將完成進(jìn)口替代。”


圖2 投資人參觀投產(chǎn)中的新疆協(xié)鑫6萬噸多晶硅還原車間

產(chǎn)業(yè)協(xié)同全維布局

身處協(xié)鑫新疆基地，錯落有致的廠房布局、整齊劃一的管道鋪設(shè)、寬敞潔凈的無人化車間、充滿異域風(fēng)情的配套設(shè)施等等場景，無江蘇鑫華半導(dǎo)體精餾塔和物料儲罐。無處不打破了人們對多晶硅廠區(qū)的原有印象。

深入基地內(nèi)部技術(shù)裝備亮點(diǎn)紛呈

4.1米高的大型節(jié)能還原爐，3.2米的多晶硅棒長度，超出業(yè)內(nèi)平均水平40%；迄今為止國內(nèi)單爐產(chǎn)量最高，達(dá)到11噸，超出業(yè)內(nèi)平均水平60%；采用算法、耦合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物理法除雜的精餾塔，配以特殊材料、頂級工藝建造，分離精度高，N型直拉單晶及更高等級產(chǎn)品需求輕松把控；國際領(lǐng)先、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的GCL法多晶硅超大規(guī)模清潔生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無渣、無水、無氣排放，物料全回收利用，實(shí)現(xiàn)多晶硅生產(chǎn)的閉路循環(huán)、零排放。

蔣文武介紹說：“新疆多晶硅基地的建立，不是簡單的地理意義上的空間拓展，而是保利協(xié)鑫打造轉(zhuǎn)型升級‘全維’戰(zhàn)略的集中體現(xiàn)。依托協(xié)鑫參與國家‘02專項(xiàng)’半導(dǎo)體材料技術(shù)的背景優(yōu)勢，以及參與江蘇、徐州‘產(chǎn)業(yè)援疆’實(shí)踐所形成的‘煤、電、硅、網(wǎng)、云’一體化優(yōu)勢，有望在穩(wěn)定運(yùn)營之后，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營成本最低、綜合效益最好、產(chǎn)品品質(zhì)最高、低碳環(huán)保效益最優(yōu)且完全達(dá)到零排放。”

新疆多晶硅基地從初始設(shè)計(jì)，到中間建造，再到后期運(yùn)營管理秉承對標(biāo)國際一流企業(yè)，發(fā)揮自身優(yōu)勢大膽應(yīng)用自主創(chuàng)新工藝，全面采用智能、人本、本地化管理手段。通過智能制造的大范圍推廣，6萬噸產(chǎn)能僅需要800多名員工，是業(yè)內(nèi)平均水平的50%以下，而萬噸產(chǎn)能投資不到10億元，僅為業(yè)內(nèi)平均水平的60%。

綜合上述因素，再疊加新疆準(zhǔn)東地區(qū)0.24元/千瓦時的低電價，新疆協(xié)鑫達(dá)產(chǎn)后，預(yù)計(jì)高純多晶硅生產(chǎn)成本達(dá)到4萬/噸以下。

這在高純多晶硅料主要依賴進(jìn)口的時局下，為中國供應(yīng)商參與競爭博得一席之地。可以預(yù)見的是隨著新疆基地規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其成本優(yōu)勢將更加凸顯。

據(jù)了解，保利協(xié)鑫新疆多晶硅基地投產(chǎn)后，加上位于徐州的中能硅業(yè)基地6萬噸產(chǎn)能，2019年保利協(xié)鑫將擁有“6萬噸+6萬噸”雙基地，總計(jì)12萬噸高品質(zhì)多晶硅產(chǎn)能。與此同時，徐州基地已經(jīng)完成自備電廠低電價全覆蓋，通過十幾年的成熟穩(wěn)定運(yùn)行和技術(shù)積累，在頂尖多晶硅工藝團(tuán)隊(duì)的持續(xù)攻關(guān)下，徐州基地的能耗物耗已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)最低，而且通過一系列的系統(tǒng)降本舉措，徐州基地的多晶硅成本仍在持續(xù)下降，品質(zhì)逐步提升，8成產(chǎn)能可以滿足單晶用料需求。“雙基地”格局推動保利協(xié)鑫具有領(lǐng)先的成本及品質(zhì)優(yōu)勢，保利協(xié)鑫也將借此進(jìn)一步穩(wěn)固全球多晶硅龍頭地位。