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国内外多晶硅行业现状与发展趋势

世界集成电路市场近年来保持稳步增长, 据 世界半导体贸易统计组织 ( WSTS) 的数据, 2005 年市场销售额为 2 275 亿美元, 2007 年市场销售 额达到 2 511 亿美元, 年均增长率达 5.1%。集成 电路市场具有明显的区域性。亚太地区, 尤其是 日本, 一直是市场增长的重点区域, 目前占世界 整体市场份额的最大部分, 但其增长速度已经趋 缓。日本在雄厚的晶圆制造和封装市场基础上, 2007 年 以 22% 的 占 有 率 成 为 全 球 最 大 的 材 料 市
REC Silicon
Tokuyama MEMC 合计
2008—2010 年扩产计划
2010 年产能 ( 预测) /t
2008 年增 4 500 t; 2009 年再扩 4 500 t, 2009 年后能力增至 19 000 t
2008 年投资 9.4 亿 欧 元 , 产 能 由 10 000 t /a 增 至 22 000 t /a。 粒 状 多 晶 生 产 线 650 t, 于2009 年中期投产, 2009 年底 4 500 t /a 的 Poly 7 和 7 000 t /a 的 Poly 8 将建成投产
3 500
AsiMi ( 美)
3 300
2 000
1 300
SGS ( 美)
2 200

2 200
瓦克 ( 德)
10 000
3 500
6 500
MEMC ( 美)
2 700
2 700

MEMC ( 意)
3 000
3 000

合计
41 100
24 700
18 400
际产量为 17 650 t; 2007 年全 球 多 晶 硅 产 能 已 达 5.2 万 t /a, 产量约为 4.57 万 t。2001—2007 年, 全球
目前实际应用的太阳能光伏电池, 包括晶体 硅太阳能电池 ( 单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳 能电池) 、非晶硅太阳能电池、化合物半导体太阳 能电池[3, 4]。晶体硅太阳能电池是目前国际光伏市 场上的主流产品, 占世界光伏电池产量的 85%以 上, 晶体硅太阳能电池中又以多晶硅太阳能电池 占比例较大, 约占 2 /3, 占太阳能电池市场份额 达到 55%以上。
2001 年 , 全 球 多 晶 硅 产 能 为 26 100 t /a, 实
收稿日期: 2008- 06- 17 作者简介: 卜新平 ( 1978- ) , 男 , 湖 南 省 人 , 工 程 师 , 主 要 从 事
化工新材料方面的规划和咨询工作。
第7期
卜新平: 国内外多晶硅行业现状与发展趋势
·33·
38 000
2007
52 000
45 700
为适应半导体、太阳能电池用硅量的快速增 长, 国际有基础优势的多晶硅生产企业纷纷大规 模扩产。世界五大多晶硅生产厂商的扩产计划列 于表 3。
从表 3 可以看到, 2010 年的国外多晶硅产能
表 3 世界五大多晶硅生产厂商的扩产计划
生产厂家 Hemlock Wacker
SGS 正 在 建 设 采 用 FBR 工 艺 生 产 粒 状 多 晶 6 500 t /a 的 新 工 厂 , 由 2 200 t /a 扩 产 到 8 700 t /a, AsiMi 由 3 300 t /a 扩展到 4 800 t /a
2008 年建 VLD 商业化工厂 2008 年, 多晶硅产能由近 6 000 t /a 扩至 8 000 t /a
日本、德国和意大利。多晶硅生产厂家主要有 10 家 , 其 中 产 能 和 产 量 比 较 大 的 有 6 家 : Hemlock 赫 姆 洛 克 ( 美 国 ) 、Tokuyama 德 山 曹 达 ( 日 本 ) 、 Wacker 瓦 克 ( 德 国 ) 、MEMC ( 美 国 , 意 大 利 ) 、 AsiMi ( 美 国 ) 和 SGS ( 美 国 ) , 其 产 量 占 全 球 多 晶硅产量的 80%以上。表 1 列出了 2007 年世界多 晶硅主要生产厂家产能统计情况。
从图 1 可知, 多晶硅是光伏产业和半导体产
业的基础材料。针对目前我国多晶硅供需失衡 的现状, 必须加快多晶硅的建设步伐, 改变我 国多晶硅产业受制于国际市场的状况, 否则将 危及我国集成电路、半导体器件和光伏产业的 发展。
图 1 硅材料为龙头的产业链
2 国外多晶硅市场分析
2.1 产能与产量 目前, 世界上生产多晶硅的国家主要是美国、
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化学工业 CHEMICAL INDUSTRY
第 26 卷 第 7 期 2008 年 7 月
国内外多晶硅行业现状与发展趋势
卜新平
( 石油和化学工业规划院, 北京 100013)
摘 要: 介绍国内外多晶硅的生产和消费情况, 对未来市场需求进行了预测。分析了我国多晶硅生产优势和存
在的问题, 并对我国发展多晶硅产业给出建议。
全球90%的 多 晶 硅 是 采 用 改 良 西 门 子 法 生 产 的, 即硅微粉与无水氯化氢在流化床反应器中 反 应 生 成 三 氯 氢 硅 ( SiHCl3) , SiHCl3 经 过 提 纯 后 在 氢 气 中 还 原 沉 积 得 到 冶 金 级 多 晶 硅 ( MG- Si ) , 再 采 用 气 相 分 解 、 蒸 馏 和 还 原 技 术 将 冶 金 级 硅 再 提 纯 为 太 阳 能 级 硅 ( SG- Si) 和 电 子 级 硅 ( EG- Si) 。 以 硅 材 料 为 龙 头 的 产 业 链 如 图 1 所示。
19 000 22 000
13 500
8 200 8 000 70 700
有望达到 75 200 t /a, 较 2007 年底增长 85%; 大 厂 的 扩 产 中 , 部 分 采 用 新 技 术 , 如 Wacker 和 REC 采用 FBR 法。从目前的情况看, 新技术产能 的进展速度落后于预期。REC 在 2 月初公告, 由 于设备问题, 公司 MosesLake 的 FBR 项目将推迟 2 个月的工期, 预计将在 2008 年第四季度的末期 开始商业化生产; 受 MosesLake 项目推迟的影响, REC 预 计 2008 年 公 司 粒 状 多 晶 硅 产 量 仅 400 t, 全年 的 多 晶 硅 产 量 也 从 之 前 预 期 的 8 000 t 降 至 7 000 t; 日本三菱预测多晶硅产量将过剩, 没有 扩产计划, 2010 年的产能将保持 3 200 t。
综合上述分析, 预计 2010 年国外多晶硅产能 将达到 85 000 t /a。 2.2 消费现状及需求预测 2.2.1 光伏产业对多晶硅的需求
全球太阳能开发和利用带动了光伏产业的快
速 发 展 。 在 过 去 15 年 中 , 全 球 光 伏 产 业 以 年 均
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化学工业 CHEMICAL INDUSTRY
场。从企业角度上看, 世界主要市场被业内巨头 所瓜分, 60%以上的 市 场 份 额 来 自 于 20 强 企 业 , 其中世界集成电路两大巨头英特尔与三星所占据 的 市 场 份 额 高 达 20%[6 ̄8]。 表 5 为 2005—2007 年 世界半导体产品的销售情况。
表4 2000—2007 年世界太阳能装机产量增长
MW
年度
世界年产量
安装总量
2000
287.7
1 000
2001
399
1 399
2002
540
1 939
2003
760
2 699
2004
1 256
3 955
2005
1 670
5 625
2006
2 521
8 146
2007
3 985
12 131
根据各国或地区的太阳能发展规划, 美国能 源部计划到 2010 年累计安装容量 4 600 MW, 日 本计 划 2010 年 达 到 5 000 MW, 欧 盟 计 划 达 到 6 900 MW[5]。 预计未来 5 年世界光伏行业的复合 增长率规模仍然保持年均 30%以上; 2010 年世界 太阳能电池产量将达到 9 000 MW, 全球太阳能组 件累计安装容量将达到 32 GW。考虑到技术进步 因素, 晶体硅电池仍有继续提高效率和降低晶体 硅 单 耗 的 潜 力 , 2010 年 多 晶 硅 需 求 量 将 达 到 7.2 万 t 左右 ( 晶体硅太阳能电池占 80%, 1 MW 太阳 能电池消耗多晶硅 10 t) 。 2.2.2 半导体产业对多晶硅的需求
鉴于光伏发电产业长期发展的潜力及高纯
硅原料短缺, 吸引了新的企业介入此领域, 并 加 速 产 业 化 。 德 国 赢 创 ( 前 德 固 赛 ) 与 Solar World AG 公司合资在 JSSI 建设 850 t /a 装置, 预 计今年年底投产。DC Chemical 公司的新厂预计每
年 生 产 3 000 t 多 晶 硅 , 该 公 司 宣 布 收 购 韩 国 Sodiff Advance Materials Co. Ltd 过 半 股 份 。 法 国 的 Photon Power Technologies ( PPT) 、 荷 兰 的 Econcem 和挪威的 Norsun 宣布建立一个初期产能 为 2 000~3 000 t /a 的 太 阳 能 级 多 晶 硅 厂 , 预 计 2008 年下半年投产。美国夏威夷的 Hoku Materials 计划生产多晶硅 1 500 t /a, 2008 年投产。西班牙 的 Isofotón and Endesa 计 划 建 设 2 500 t /a 太 阳 能 级多晶硅装置。这些新建多晶硅生产能力合计可 达 10 000 t /a[5, 6]。
多晶硅生产情况列于表 2, 年均增长率约为 17.2%。
表 2 2001—2007 年全球多晶硅生产情况 t
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