國內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能將于明年全面釋放

多晶硅，作為光伏與半導體行業的基礎命脈，其自身品質與成本狀況極大程度地決定了行業的發展水平。隨著光伏技術的不斷提升，平價上網節點日益臨近，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積極信號，在時下不僅為光伏突破關鍵節點添磚加瓦，更為半導體早日實現自主化、產業化打下堅實基礎。

11月8日，由中國電子信息產業發展研究院和國際半導體產業協會（SEMI）聯合主辦的半導體硅材料論壇上，SEMI產業研究與咨詢總監馮莉表示，國內多晶硅正由光伏邁向電子級，中國企業要牢牢抓住產業的黃金發展期，打贏提質提速攻堅戰。與此同時，全球同業單體規模最大、建設速度最快、投資成本最低的高純多晶硅項目協鑫新疆基地在試運營1個月后，首批出爐產品國標一級品比例達到97%以上。12年磨礪，保利協鑫──一艘硅料巨輪在齊備了各項軟硬實力后，馬力全開駛向更遠端的藍海區域。


圖1 江蘇鑫華半導體精餾塔和物料儲罐

高純硅料需求持續提升

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

馮莉表示，中國多晶硅產量雖居全球第一，并且份額穩步提升，但主要為太陽能級多晶硅。有數據顯示，中國多晶硅產量占全球總量的56%。

做大，還要做強。巨大體量下如何確保其持久的競爭力，升級替代的發展思維深深影響著這個傳統化工行業。據中國光伏行業協會發表的觀點顯示，我國光伏制造業已進入高效低價時代，PERC等一系列高效電池技術的廣泛應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任時不我待。

另一細分市場處于金字塔的最上方，電子級多晶硅的大規模生產制造對于構建我國自主的半導體產業架構戰略意義重大。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。太陽能行業需求的多晶硅需要7~8個9的純度，半導體要達到11~12個9的純度水平，基本上提高2~3個數量級。

自2012~2017年

全球電子級多晶硅需求從2萬余噸穩步提升，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、德國和日本等少數供應商提供的產品占據了全球電子級多晶硅90%的市場份額。

兩大細分市場的良性增長呼喚著高純多晶硅產能的快速形成。

立足于保利協鑫能源控股有限公司（簡稱“保利協鑫”）旗下江蘇中能硅業科技發展有限公司十余年技術和工藝積累，在電子級多晶硅領域，由國家集成電路產業投資基金（大基金）聯手保利協鑫投資20億元的鑫華半導體，打造了國內首條5000噸集成電路專用電子級多晶硅生產線，5月，其生產的純度硅料小批量出口韓國，并已向國內部分晶圓加工廠批量供貨。這標志著鑫華半導體集成電路用硅料已經達到國際一流質量標準，也是我國多晶硅制造企業首次向國際市場出口集成電路用高純度硅料。

在全面導入電子級多晶硅生產工藝后，保利協鑫新疆多晶硅基地歷時8個月建成投產，目前實現了年產5萬噸高純多晶硅的生產能力，官方表示2019年年中擴大到6萬噸。隨著試運營的結束，全部產能將陸續釋放，依據市場情況，適時擴大規模至10萬噸。保利協鑫高級副總裁、多晶硅料事業部總裁蔣文武說，新疆基地多晶硅品質對標國際一流標準，產品可以滿足N型區熔料要求，百分百滿足連續直拉單晶的用料需求。

保利協鑫副總裁呂錦標說：“新疆基地的布局來自于保利協鑫對于推動光伏與半導體材料進步的行業責任與使命。在光伏制造端上游，未來高品質多晶硅需求量會明顯增加，與普通多晶硅價差將進一步拉大。未來，國產高品質多晶硅將完成進口替代。”


圖2 投資人參觀投產中的新疆協鑫6萬噸多晶硅還原車間

產業協同全維布局

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

深入基地內部技術裝備亮點紛呈

4.1米高的大型節能還原爐，3.2米的多晶硅棒長度，超出業內平均水平40%；迄今為止國內單爐產量最高，達到11噸，超出業內平均水平60%；采用算法、耦合技術，實現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品需求輕松把控；國際領先、具有自主知識產權的GCL法多晶硅超大規模清潔生產技術，實現無渣、無水、無氣排放，物料全回收利用，實現多晶硅生產的閉路循環、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，而是保利協鑫打造轉型升級‘全維’戰略的集中體現。依托協鑫參與國家‘02專項’半導體材料技術的背景優勢，以及參與江蘇、徐州‘產業援疆’實踐所形成的‘煤、電、硅、網、云’一體化優勢，有望在穩定運營之后，實現運營成本最低、綜合效益最好、產品品質最高、低碳環保效益最優且完全達到零排放。”

新疆多晶硅基地從初始設計，到中間建造，再到后期運營管理秉承對標國際一流企業，發揮自身優勢大膽應用自主創新工藝，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，6萬噸產能僅需要800多名員工，是業內平均水平的50%以下，而萬噸產能投資不到10億元，僅為業內平均水平的60%。

綜合上述因素，再疊加新疆準東地區0.24元/千瓦時的低電價，新疆協鑫達產后，預計高純多晶硅生產成本達到4萬/噸以下。

這在高純多晶硅料主要依賴進口的時局下，為中國供應商參與競爭博得一席之地。可以預見的是隨著新疆基地規模的不斷擴大，其成本優勢將更加凸顯。

據了解，保利協鑫新疆多晶硅基地投產后，加上位于徐州的中能硅業基地6萬噸產能，2019年保利協鑫將擁有“6萬噸+6萬噸”雙基地，總計12萬噸高品質多晶硅產能。與此同時，徐州基地已經完成自備電廠低電價全覆蓋，通過十幾年的成熟穩定運行和技術積累，在頂尖多晶硅工藝團隊的持續攻關下，徐州基地的能耗物耗已經達到國內最低，而且通過一系列的系統降本舉措，徐州基地的多晶硅成本仍在持續下降，品質逐步提升，8成產能可以滿足單晶用料需求。“雙基地”格局推動保利協鑫具有領先的成本及品質優勢，保利協鑫也將借此進一步穩固全球多晶硅龍頭地位。