1、多晶硅產產業情況況一多晶晶硅簡介介及用途途1、多晶晶硅簡介介多晶硅：晶體硅硅的一種種，當熔熔融的單單質硅在在過冷條條件下凝凝固時，硅原子子以金剛剛石晶格格形態排排列成許許多晶核核，如這這些晶核核長成晶晶面取向向不同的的晶粒，則這些些晶粒結結合起來來，就結結晶成多多晶硅。單晶硅：晶體硅硅的一種種，具有有基本完完整的點點陣結構構的晶體體，不同同的方向向具有不不同的性性質，是是一種良良好的半半導材料料。純度度要求達達到999.99999，甚至至達到999.9999999999以上上。用于于制造半半導體器器件、太太陽能電電池等。用高純純度的多多晶硅在在單晶爐爐內拉制制而成。多晶硅與與單晶硅硅的差別別：

2、當熔融的的單質硅硅凝固時時,硅原子子以金剛剛石晶格格排列成成許多晶晶核，如如果這些些晶核長長成晶面面取向相相同的晶晶粒，則則形成單單晶硅。如果這這些晶核核長成晶晶面取向向不同的的晶粒，則形成成多晶硅硅。2、多晶晶硅的分分類多晶硅按按純度分分類可以以分為冶冶金級（工業硅硅）、太太陽能級級、電子子級。2.1冶冶金級硅硅(MGG)：是硅的的氧化物物在電弧弧爐中被被碳還原原而成。一般含含Si為為90-95%以上，高達999.88%以上上。2.2太太陽級硅硅(SGG)：純度介介于冶金金級硅與與電子級級硅之間間，至今今未有明明確界定定。一般般認為含含Si在在99.99%99.99999%（466個9）。2

3、.3電電子級硅硅(EGG):一一般要求求含Sii999.99999%以上，超高純純達到999.9999999999%999.999999999999%（911個個9)。多晶硅錠多晶硅料3.多晶晶硅的主主要用途途3.1 制作單單晶硅，一般需需要用高高純度的的電子級級硅（EEG）。單晶硅硅是制造造半導體體硅器件件的原料料，用于于制大功功率整流流器、大大功率晶晶體管、二極管管、開關關器件等等。單晶硅棒半導體芯片3.2 制作太太陽能電電池，一一般使用用太陽能能級硅（SG）光伏發電站太陽能電池板二多晶晶硅生產產工藝多晶硅的的生產技技術主要要有：改改良西門門子法、硅烷法法和流化化床法。正在研研發的還還有冶

4、金金法、氣氣液沉積積法、重重摻硅廢廢料法等等制造低低成本多多晶硅的的新工藝藝。世界上885的的多晶硅硅是采用用改良西西門子法法生產的的，國內內上市生生產企業業1000%采用用此法，其余方方法生產產的多晶晶硅僅占占15。1、改良良西門子子法該法是以以HCll（或CCl2、H2）和冶冶金級工工業硅為為原料，將粗硅硅（工業業硅）粉粉與HCCl在高高溫下合合成為SSiHCCl3，然后后對SiiHCll3進行化化學精制制提純，接著對對SiHHCL33進行多多級精餾餾，使其其純度達達到9個個9以上上，其中中金屬雜雜質總含含量應降降到0.1pppba以以下，最最后在還還原爐中中在10050的硅芯芯上用超超高

5、純的的氫氣對對SiHHCL33進行還還原而長長成高純純多晶硅硅棒。其工藝流流程如下下：冶金硅+HCllSiHHCl33+SiiH4+SiiH2Cl122SiiHCll3(精餾餾) SiHHCl33+H2(10000氣相沉沉淀) U型硅硅棒擠壓粉粉碎用HF和和HNOO3浸蝕多晶硅硅塊（1）石石英砂在在電弧爐爐中冶煉煉提純到到98%并生成成工業硅硅，其化化學反應應SiOO2+CSi+CO22（2）為為了滿足足高純度度的需要要，必須須進一步步提純。把工業業硅粉碎碎并用無無水氯化化氫(HHCl)與之反反應在一一個流化化床反應應器中，生成擬擬溶解的的三氯氫氫硅(SSiHCCl3)。 其化學反反應Sii+

6、HCClSiHHCl33+H2，反應溫溫度為3300度度，該反反應是放放熱的。同時形形成氣態態混合物物(H2,HCll,SiiHCll3,SiiCl44,Sii)。 （3）第第二步驟驟中產生生的氣態態混合物物還需要要進一步步提純，需要分分解:過過濾硅粉粉，冷凝凝SiHCCl3,SiiC144, 而氣氣態H2, HCCl返回回到反應應中或排排放到大大氣中。然后分分解冷凝凝物SiiHCll3,SiiCl44，凈化化三氯氫氫硅（多多級精餾餾）。（4）凈凈化后的的三氯氫氫硅采用用高溫還還原工藝藝，以高高純的SSiHCCl3在在H2氣氣氛中還還原沉積積而生成成多晶硅硅。其化學反反應為：SiHHCl33+

7、H2Si+HCll。多晶硅的的反應容容器為密密封的，用電加加熱硅池池硅棒（直徑55-100毫米，長度11.5-2米，數量880根），在110500-11100度度在棒上上生長多多晶硅，直徑可可達到1150-2000毫米。這樣大大約三分分之一的的三氯氫氫硅發生生反應，并生成成多晶硅硅。剩余余部分同同H2,HCll,SiiHCll3,SiiCl44從反應應容器中中分離。這些混混合物進進行低溫溫分離，或再利利用，或或返回到到整個反反應中。氣態混混合物的的分離是是復雜的的、耗能能量大的的，從某某種程度度上決定定了多晶晶硅的成成本和該該工藝的的競爭力力。改良西門門子法生生產多晶晶硅的副副產品：多晶硅生生

8、產過程程中將有有大量的的廢水、廢液排排出，如如：生產產10000噸多多晶硅將將有三氯氯氫硅335000噸、四四氯化硅硅45000噸廢廢液產生生，未經經處理回回收的三三氯氫硅硅和四氯氯化硅是是一種有有毒有害害液體。對多晶晶硅副產產物三氯氯氫硅、四氯化化硅經過過多級精精餾提純純等化學學處理，可生成成白炭黑黑、氯化化鈣以及及用于光光纖預制制棒的高高純（66N）四四氯化硅硅。改良西門門子法所所用設備備：氯化氫合合成爐，三氯氫氫硅沸騰騰床加壓壓合成爐爐，三氯氯氫硅水水解凝膠膠處理系系統，三三氯氫硅硅粗餾、精餾塔塔提純系系統，硅硅芯爐，節電還還原爐，磷檢爐爐，硅棒棒切斷機機，腐蝕蝕、清洗洗、干燥燥、包裝裝

9、系統裝裝置，還還原尾氣氣干法回回收裝置置；其他他包括分分析、檢檢測儀器器，控制制儀表，熱能轉轉換站，壓縮空空氣站，循環水水站，變變配電站站，凈化化廠房等等。2、硅烷烷法2.1硅硅烷氣體體的制備備硅烷法法多晶硅硅的生產產離不開開硅烷氣氣體。硅烷氣體體的制備備大致上上有三種種方法:用氫化化鋁鈉與與四氟化化硅氣體體反應合合成硅烷烷氣體:NaAllH4+SiiF4NaAAlF4+SiiH4硅鎂合合金法工工藝硅鎂合金金制備硅硅烷氣體體工藝也也稱小松松法工藝藝。工藝藝流程非非常簡練練，主要要反應為為:Si+MMgMg2SiMg2SSi + NHH4ClSiHH4+MgCCl2 +6NNH3氯硅烷烷歧化反反

10、應法，此法利利用如下下氯硅烷烷的合成成和歧化化反應來來獲得硅硅烷:Si + 2HH2 + 3SiiC1444SiiHCll36SiHHCl333SiiH2Cl2 + 3SiiC1444SiHH2Cl22SiiH3Cl + 22SiHHCl333SiHH3ClSiHH2Cl2 + SiHH42.2因因硅烷氣氣是易燃燃易爆的的氣體，所以整整個吸附附系統以以及分解解室都要要有高度度嚴密性性，必須須隔絕空空氣，這這對設備備的要求求較高。3、物理理法（冶冶金法）3.1物物理法是是采用對對冶金級級的硅進進行造渣渣、精煉煉、酸洗洗（濕法法冶金）、定向向凝固等等方式，將雜質質去除，由于硅硅是不參參加化學學反應

11、的的，所以以俗稱物物理法，也稱作作冶金法法。冶金法的的投資比比化學法法要小，大約每每千噸產產能投資資只需要要4億元元左右，而每噸噸的成本本為155-255萬元人人民幣左左右。目目前冶金金法對硅硅的提純純極限為為6-7N，無法用用于半導導體行業業，而只只能用于于太陽能能產業。3.2冶冶金法制制備多晶晶硅可直直接由工工業硅制制得太陽陽能用的的高純多多晶硅錠錠，具有有環境污污染小，不需要要重熔設設備且生生產成本本相對較較低。該法工藝藝路線為為：選擇純度度較好的的工業硅硅（即冶冶金硅）進行水水平區熔熔單向凝凝固成硅硅錠，去去除硅錠錠中金屬屬雜質聚聚集的部部分和外外表部分分后，進進行粗粉粉碎與清清洗，在

12、在等離子子體融解解爐中去去除硼雜雜質，再再進行第第二次水水平區熔熔單向凝凝固成硅硅錠，去去除第二二次區熔熔硅錠中中金屬雜雜質聚集集的部分分和外表表部分，經粗粉粉碎與清清洗后，在電子子束融解解爐中去去除磷和和碳雜質質，直接接生成太太陽能級級多晶硅硅。電子束束真空熔熔煉 硅在117000K時蒸蒸氣壓為為0.006899Pa，在此溫溫度下，蒸氣壓壓高于此此值的雜雜質（如如磷和鋁鋁等）能能揮發出出去。區域懸懸浮熔煉煉 利利用感應應圈（電電子束或或離子束束）使硅硅棒加熱熱熔化一一段并從從下端逐逐步向上上端移動動，凝固固的過程程也隨之之順序進進行，當當熔化區區走完一一遍后，對于分分離系數數k01的雜雜質將

13、富富集到上上端。等離子子弧精煉煉 研研究發現現，利用用等離子子弧氧化化精煉可可以很好好地除去去硅中的的硼和碳碳，如果果發展大大功率的的等離子子弧裝置置，可以以實現大大容量生生產，具具有很好好的工業業應用前前景。目前運用用物理法法工藝的的國內生生產廠家家有約220家，其中以以寧夏發發電集團團有限公公司（220000噸/年年，另在在建20000噸噸生產線線）及河河南迅天天宇硅品品有限公公司（4400噸噸/年）為代表表，但截至至目前，市場上上仍未有有相關產產品面世世。三多晶晶硅的市市場分析析1、多晶晶硅市場場現況1.1產產能情況況高純多晶晶硅是電電子工業業和太陽陽能光伏伏產業的的基礎原原料，處處于信

14、息息產業和和可再生生能源產產業鏈的的最前端端，生產產技術含含量高，投資大大，在未未來的550年里里，還不不可能有有其他材材料能夠夠替代硅硅材料而而成為電電子和光光伏產業業主要原原材料。隨著信息息技術和和太陽能能產業的的飛速發發展，全全球對多多晶硅的的需求增增長迅猛猛。尤其其是以清清潔、可可持續重重復利用用的光伏伏發電產產業的迅速發展展，極大的的拉動了了多晶硅硅行業的的產業升升級擴張張。目前全全球光伏伏發電量量占整個個電力市市場的份份額還不不足1%，而以德德國、捷捷克為代代表的歐歐洲國家家大力發發展太陽陽能發電電產業，并計劃在在20550年全全面實現現高新清清潔能源源替代傳傳統化石石能源，以美國

15、國、中國國為代表表的傳統統化石能能源消耗耗大國也也不斷加加大資金金投入和和政策支支持，大大力促進進本國可可再生能能源的發發展，光伏產產業的發發展空間間巨大。近幾年來來，我國國太陽能能光伏產產業也迅迅速成長長起來，目前國國內從事事多晶硅硅生產企企業超過過了800家，光光伏企業業1200余家，多晶硅硅產能占占世界市市場份額額的188%，光光伏產能能占世界界市場份份額的440%，光伏原原材料自自給率達達50%，太陽陽能電池池產量以以超過1100%的年均均增長率率快速發發展，連連續3年年位居世世界第一一，全球球排名前前十五位位太陽能能電池企企業中，有9家家是中國國光伏企企業。尤其是自自20006年以以

16、來，受受市場虛虛高價格格與短期期暴利誘誘惑，我我國掀起起了一波波多晶硅硅項目的的建設高高潮，建建設與投投資堪稱稱世界之之最。我我國多晶晶硅產量量20005年時時僅有660噸，但20008年年狂飆到到40000噸以以上。目前，我國多多晶硅的的產能極極限也只只有5萬噸左左右，220100年中國國多晶硅硅產量達達2萬噸以上上，在建產產能近55萬噸。雖雖然如此此，但國內市市場對口口缺貨量量仍高達3-5萬噸噸，僅220099年中國國進口太太陽能級級多晶硅硅就超過過2萬噸噸。截至220100年111月份，本年度度我國進口口太陽能能級多晶晶硅已經經超過了了3.55萬噸。而我國今年年光伏產產能將超超過20 G

17、W，20111年國國內晶體體硅電池池產量將將達到116GWW。按照產產量核算算，20011年年中國至至少需要要16萬噸噸的硅料料。但根據預預測，220111年多晶晶硅產量量至多在在6萬噸噸左右，因此220111年國內內供求缺缺口高達達10萬噸噸。隨著著光伏行行業的逐逐步推廣廣應用，多晶硅硅的市場場需求量量會更大大。1.2市市場價格格20088年，在金融融危機影影響下，多晶硅硅價格暴暴跌，從從最高時時的四五五百美元元/公斤斤，跌至至最低至至每公斤斤五六十十美元。20110年隨隨著海外外市場復復蘇，多多晶硅進進入新一一輪投產產熱，樂樂電天威威、鄂爾爾多斯子子公司等等多晶硅硅生產企企業紛紛紛發布投投

18、產消息息。多晶晶硅價格格重拾回回升態勢勢。因為各廠廠家所生生產太陽陽能級多多晶硅純純度不同同，報價價有所不不同。20110年111月份份，國內內太陽能能5N級級-66N級多多晶硅價價格為6600-750元/kg，折合美美元約為為90-1200美元/kg。據有關專專家分析析認為，整個多多晶硅行行業平均均盈利水水平已達達到了每每噸155萬元20萬萬元，最最高達到到每噸近近50萬萬元。1.3國國內主要要多晶硅硅生產企企業化學法：江蘇中能能硅業科科技發展展有限公公司 江蘇陽光光晶源科科技有限限公司四川新光光硅業科科技有限限責任公公司 四川永祥祥多晶硅硅有限公公司天威四川川硅業有有限責任任公司樂電天威威

19、硅業科科技有限限責任公公司中國南玻玻集團股股份有限限公司洛陽中硅硅高科技技有限公公司物理法：寧夏發電電集團有有限公司司 河南迅天天宇硅品品有限公公司 1.4近近期國內內多晶硅硅項目建建設情況況20100年內蒙蒙古巴彥彥淖爾330000噸多晶晶硅項目目開工；20100年通威威集團二二期30000噸噸多晶硅硅項目啟啟動；20100年物理理法6NN多晶硅硅項目落落戶福建建莆田；20100年8月月湖北隨隨州15500噸噸多晶硅硅項目成成功試產產；20100年8月月賽維LLDK多多晶硅項項目二線線成功投投產；20100年內蒙蒙古物理理法多晶晶硅生產產線成功功投產；20100年江西西萍鄉年年產3550噸單

20、單晶硅項項目順利利完工；20100年四川川樂山兩兩大多晶晶硅項目目開工建建設；20100年全流流程物理理法提純純多晶硅硅生產線線在河南南南陽建建成投產產；20099年河南南煤化啟啟動年產產15000噸多多晶硅項項目。2、多晶晶硅行業業發展預預估2.1 低成本本：企業業競爭根根本方向向多晶硅行行業在經經歷了最最殘酷的的20008年國國際金融融危機洗洗禮，價價格一度度從4000-5500美美元/公公斤“理性回回歸”至400-500美元/公斤的的合理區區間并沉沉寂相當當一段時時間后，從今年年月份份開始，其市場場現貨價價格再次次進入逐逐漸上升升的通道道。8月月下旬，多晶硅硅價格突突破700美元/公斤關

21、關口；99月多晶晶硅現貨貨報價一一舉突破破了955美元/公斤；更有行行業機構構預測多多晶硅價價格將超超過1220美元元/公斤斤，短短三三個月，國內多多晶硅現現貨價格格已經猛猛漲600，且且市場需需求與上上升動力力仍然強強勁。另外，在在多晶硅硅供應方方面，國國際、國國內大部部分廠家家近年擴擴張的產產能尚未未完全實實現，市市場上多多晶硅的的產量不不足以滿滿足市場場的需求求，也成成為多晶晶硅市場場現貨價價格被炒炒高的主主要原因因。在國內不不斷掀起起的多晶晶硅投資資熱潮中中，出現現了比較較明顯的的兩極分分化：大大型多晶晶硅企業業不斷調調整產能能進行擴擴產，小小型企業業則面臨臨虧損破破產。究究其原因因，

22、生產產成本高高成為擊擊垮多晶晶硅小企企業的主主因。據據了解，國內多多晶硅小小規模企企業成本本普遍在在60-70美美元/公斤之之間，一一些沒有有實現閉閉環式生生產的企企業成本本更高達達1000美元/公斤。多晶硅硅現貨價價格在去去年5月月跌至550-770美元元/公斤斤，并持持續相當當長一段段時間，這意味味著市場場上多晶晶硅價格格已接近近中國企企業的生生產成本本，小型型多晶硅硅企業接接連虧損損。金融危機機后的220099年，多多晶硅價價格一度度下行至至每公斤斤50美美元，但但占據880%以以上供應應的國際際多晶硅硅七大公公司并未未因此受受到沖擊擊。經歷歷兩年時時間的暴暴漲暴跌跌，從國國際大廠廠的財務務數據可可以看到到，其毛毛利率并并未出現現大幅波波動，相相反，其其毛利率率非常穩穩定。以以德國瓦瓦克公司司（Waackeer） 為例，20