多晶矽；多晶矽
性質:灰色金屬光澤。密度為2.32~2.34。熔點為1410℃。沸點是2355℃。溶於氫氟酸和硝酸的混合酸，不溶於水、硝酸和鹽酸。硬度介於鍺和應時之間，常溫下易碎，切割時易斷。800℃以上加熱時呈韌性，1300℃時變形明顯。在室溫下不活潑，在高溫下與氧、氮和硫反應。在高溫熔融狀態下，具有很大的化學活性，幾乎可以與任何物質發生相互作用。具有半導體性質，是壹種極其重要和優異的半導體材料，但少量雜質就能極大地影響其導電性。在電子工業中，它被廣泛用作制造晶體管收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機和電子計算機的基本材料。它是由幹矽粉和幹氯化氫氣體在壹定條件下氯化，再經冷凝、精餾、還原得到的。
多晶矽是元素矽的壹種形式。當熔融的元素矽在過冷條件下凝固時，矽原子以金剛石晶格的形式排列成許多晶核。如果這些晶核生長成具有不同晶體取向的晶粒，這些晶粒將結合並結晶成多晶矽。多晶矽可以作為拉制單晶矽的原料，多晶矽和單晶矽的區別主要表現在物理性能上。比如機械性能、光學性能、熱性能的各向異性遠不如單晶矽明顯；在電學性質上，多晶矽晶體的導電性遠不如單晶矽顯著，甚至幾乎沒有導電性。從化學活性來說，兩者差別很小。多晶矽和單晶矽在外觀上是可以區分的，但真正的鑒別必須通過分析晶面方向、導電類型和電阻率來確定。
壹、國際多晶矽行業概況
目前，晶體矽材料(包括多晶矽和單晶矽)是最主要的光伏材料，其市場份額超過90%，在未來很長壹段時間內仍將是太陽能電池的主流材料。多晶矽材料的生產技術長期掌握在美、日、德等三國七家公司的10工廠手中，造成技術封鎖和市場壟斷。
多晶矽的需求主要來自半導體和太陽能電池。根據純度要求不同，分為電子級和太陽能級。其中電子級多晶矽約占55%，太陽能級多晶矽占45%。隨著光伏產業的快速發展，太陽能電池對多晶矽的需求增速高於半導體多晶矽，預計到2008年太陽能級多晶矽的需求將超過電子級多晶矽。
1994年全球太陽能電池總產量只有69MW，而2004年接近1200MW，短短10年增長了17倍。專家預測，太陽能光伏產業將超過核電，成為21世紀上半葉最重要的基礎能源之壹。
據悉，美國能源部計劃到2065年安裝4600MW，438+00年，日本到2065年安裝5000MW，歐盟安裝6900MW。預計到2010年全球累計裝機容量至少18000MW。從以上推測和分析來看，到2010年，至少將有30000噸多晶矽用於太陽能電池。表2給出了世界太陽能多晶矽生產的預測。根據國外數據分析，2005年世界多晶矽產量為28750噸，其中半導體級20250噸，太陽能級8500噸，半導體級需求約為19000噸，略有過剩。太陽能級多晶矽需求1.5萬噸，供不應求。2006年以來，太陽能級多晶矽和半導體級多晶矽的需求壹直供不應求，太陽能級多晶矽的產能缺口更大。
根據日本稀有金屬雜質2005年6月24日的報告，世界半導體和太陽能多晶矽需求緊張，主要原因是以歐洲為中心的太陽能市場迅速擴大。據預測，2006年和2007年多晶矽的供應不平衡將會越來越嚴重，半導體級和太陽能級在多晶矽價格上的原有差價將會逐漸縮小甚至消除。2005年全球太陽能電池產量約為1GW。如果用的多晶矽是12噸，* * *需要的多晶矽是12噸。2005年至2065，438+00年世界太陽能電池年均增長率為25%，全球為2065，438+00。
世界主要多晶矽生產商有德山、三菱、住友、鐵杉、阿西米、SGS、MEMC、瓦克等。大部分年產能在1000噸以上，其中德山、鐵杉、瓦克的生產規模最大，年產能在3000-5000噸。
國際多晶矽的主要技術特征如下:
(1)多種生產工藝路線並存，產業技術封鎖和壟斷的局面不會改變。因為每個多晶矽生產廠使用的主輔原料不壹樣，生產工藝也不壹樣；再者，相應的多晶矽產品在技術經濟指標、產品質量指標、用途、產品檢測方法、工藝安全性等方面存在差異，各有各的技術特點和技術秘密。總的來說，目前世界上生產多晶矽的主要傳統工藝有:改良西門子法、矽烷法和流化床法。其中，改良西門子法生產的多晶矽產能約占世界總產能的80%，工業化技術被壟斷和封鎖的局面短期內不會改變。
(2)新壹代低成本多晶矽技術的研究空前活躍。除了傳統工藝(電子級和太陽能級兼容)和技術升級之外，還出現了幾種生產太陽能級多晶矽的新技術，主要包括:改進西門子法的低價工藝；用冶金法從金屬矽中提取高純矽；直接制備高純度二氧化矽；蒸發到液體沈積；還原或熱分解過程；無氯工藝技術，采用鋁矽溶液低溫制備太陽能級矽；熔鹽電解等。
二。國內多晶矽行業概述
我國集成電路的增長、矽片的生產和太陽能電池工業的發展，極大地促進了多晶矽材料的增長。
太陽能電池用多晶矽按生產1MW多晶矽太陽能電池需要11-12噸多晶矽計算。2004年，我國多晶矽和單晶太陽能電池產量為48.45MW，多晶矽消費量約為678噸。但實際產能已經達到70MW左右，多晶矽缺口達到250多噸。到2005年底，國內太陽能電池產能將達到300MW，實際產量約為1100 MW，需要多晶矽約1400噸。預計到2010年太陽能電池產量將達到300MW，保守估計需要多晶矽約4200噸。因此，太陽能電池的生產將極大地推動多晶矽的需求，如表3所示。
2005年，我國太陽能電池用單晶矽企業開工率為20%-30%，半導體用單晶矽企業開工率為80%-90%，無法滿負荷生產，主要原因是多晶矽供應不足。據估計，擴產後多晶矽生產企業的產量仍不能滿足快速增長的需要。
2005年全球太陽能電池用多晶矽供應量約為10448噸，而2005年太陽能電池用矽材料需求量約為22881噸。如果太陽能電池用多晶矽需求占總需求的65%，則太陽能電池用多晶矽需求約為14873噸，因此全球太陽能電池用多晶矽市場缺口達4424噸。2005年半導體用多晶矽短缺6000噸，太陽能用多晶矽短缺4424噸，合計10424噸。供應嚴重不足，導致全球多晶矽價格上漲。目前多晶矽市場的持續升溫導致各廠商紛紛列出擴張計劃。據國際光伏組織統計，2008年全球多晶矽產能將達到49550噸，2010年將達到58800噸。預計到2010年，全球多晶矽需求將達到85000噸，缺口為26200噸。從長遠來看，考慮到未來石化能源的短缺，以及各國對太陽能產業的大力支持，需求將繼續增長。根據歐洲光伏產業聯合會2010年光伏產業發展規劃，全球光伏產量將達到15GW(1GW = 1000 MW)，假設其中60%使用多晶矽作為原料，如果技術進步每MW消耗10噸多晶矽，保守估計全球至少需要5萬噸太陽能多晶矽。
中國的多晶矽產業起步於20世紀50年代中期和60年代，有20多家生產廠。由於生產技術難度大、生產規模小、工藝落後、環境汙染嚴重、能耗高、成本高，大部分企業紛紛停產轉產。到1996，只剩下峨眉半導體材料廠、洛陽單晶矽廠、天元化工廠、棱鏡實業公司四家公司。
1995之後，棱鏡實業公司、重慶天元化工廠相繼停產。目前，國內主要的多晶矽生產商有洛陽中矽高科技公司、四川峨眉半導體廠和四川廣信矽業公司。2005年底，洛陽中矽高新公司300噸生產線已正式投產，65438+萬噸多晶矽生產線二期擴建也已破土動工。河南省計劃將其擴大至3000噸，建設中國最大的矽產業基地。四川峨眉半導體材料廠(所)是中國最早擁有多晶矽生產技術的企業。2005年，太陽能電池用戶投資的220噸多晶矽生產線將於2006年上半年投產，四川廣信矽業公司實施的1000噸多晶矽生產線正在加快建設，計劃於2006年底投產。此外，雲南、揚州、上海、黑河、錦州、青海等。
三、行業發展存在的主要問題
與國際先進水平相比，國內多晶矽生產企業在產業化方面的差距主要表現在以下幾個方面:
1，產能低，供需矛盾突出。2005年，我國太陽能單晶矽企業開工率為20%-30%，半導體單晶矽企業開工率為80%-90%，無法實現滿負荷生產。多晶矽的技術和市場仍然牢牢掌握在美國、日本和德國的少數幾家廠商手中，嚴重制約了中國的產業發展。
2.生產規模小，現在公認的最小經濟規模為1，000噸/年，最優經濟規模為2500噸/年，但目前我國多晶矽生產企業離這個規模還很遠。
3.技術裝備落後，同類產品物耗、電耗過高，“三廢”問題多。與國際水平相比，國內多晶矽生產的物耗和能耗高出1倍以上，產品成本不具競爭力。
4.1000噸工藝及裝備技術各子系統的可靠性、先進性、成熟度和相互匹配性需要在生產運行中得到驗證，需要進壹步改進和完善。
5.國內多晶矽生產企業的技術創新能力不強，基礎研究投入過少，尤其是非標設備的R&D和制造能力較差。
6.地方政府和企業投資多晶矽項目，有低水平重復建設的隱憂。
四。產業發展的對策和建議
1.發展壯大中國多晶矽產業的市場條件已經基本具備，時機已經成熟。國家有關部門加大了對多晶矽產業技術研發、科技創新、工藝改進和項目建設的支持力度，抓住有利時機發展壯大我國多晶矽產業。
2.支持實施最符合條件的改良西門子技術，加快突破千噸多晶矽產業化關鍵技術，形成從材料生產工藝、設備、自動控制、回收利用，材料性能接近國際同類產品指標的多晶矽產業化生產線；建設節能、低耗、環保、循環、節約型多晶矽材料生產體系，提高我國多晶矽的國際競爭力。
3、依托高校和科研院所，加強新壹代低成本技術的基礎性和前瞻性研究，建立低成本太陽能和多晶矽研發的知識和技術創新體系，獲得具有自主知識產權的生產工藝和技術。
4.政府主管部門應加強宏觀調控和行業管理，避免低水平項目的重復投資，確保行業的有序和可持續發展。
中國半導體矽生產企業概況:
中國從事半導體矽生產的企業有40多家。截至2006年，銷售額過億元的企業已達17家。
河北省寧晉單晶矽基地1
2.友研半導體材料有限公司。
3.洛陽單晶矽有限公司/洛陽中矽高科技有限公司
4.無錫華潤華晶微電子有限公司。
5.寧波麗麗電子有限公司。
6.上海合晶矽材料有限公司。
7.上海申和熱磁公司
8.峨眉半導體材料廠
9.杭州海納半導體有限公司。
10，萬向矽峰電子有限公司。
11，錦州新日矽材料(華昌電子材料/華日矽)公司。
12，天津環歐半導體科技有限公司。
13，常州易晶電子科技有限公司。
14，常州天合光能有限公司。
15，江蘇順達半導體發展有限公司。
16，新疆新能源有限公司
17，南京郭盛電子有限公司
這些企業中有寧波立立電子有限公司、友研半導體材料有限公司、無錫華潤華晶微電子有限公司、上海合晶矽材料有限公司、上海申和熱磁公司等。-常愛銀。
國內單塊多晶矽含稅價格
單晶矽棒2600元/公斤，多晶矽棒2400元/公斤——長愛銀
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江西LDK太陽能高科技有限公司是亞洲最大的太陽能多晶矽片制造商。工廠位於江西省新余經濟開發區。是壹家專業從事太陽能多晶矽錠和矽片研發、生產和銷售的高科技光伏企業，擁有世界最先進的生產技術和設備。公司註冊資本11095萬美元，投資總額近3億美元。2006年4月投產，7月產能達到100 MW。8月入選“紅鯡魚亞洲百強企業”，438+00年6月產能達到200 MW，被國際專業人士稱為“LDK速度奇跡”。榮獲“2006年中國新材料行業最具成長性企業”稱號。目前，公司正致力於發展成為“世界級光伏企業”。
2007年6月1日，LDK在紐交所成功上市，成為最大單筆IPO在美國中國企業的歷史上。LDK是江西企業首次在美國上市，也是中國新能源領域最大的IPO。
公司1.5萬噸矽材料項目近日在江西省新余市正式啟動。該項目固定資產總投資超過12億元，有望成為全球太陽能中單體投資最大、產能設計規模最大的項目之壹。
據悉，壹期工程計劃於2008年底前建成投產，形成年產6000噸太陽能級矽材料的生產能力；2009年全部項目建成投產後，將形成65438+50萬噸的產能，使公司成為全球太陽能多晶矽原料的主要生產商。
當地人士表示，該項目的實施不僅能有效緩解國內光伏產業發展中的原材料短缺等瓶頸制約，還能有效提升中國光伏產業的綜合競爭力。