颗粒硅产业近况交流纪要-韭研公社

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颗粒硅产业近况交流纪要

选对股买对时

中线波段的公社达人

2021-11-20 22:55:10

颗粒硅电耗优势来源：
①三氯氢硅提纯：颗粒硅在三氯氢硅提纯时不需要达到西门子法提纯的纯度级别，从而节约能源
②还原温度：硅烷气还原（加热至 650°），三氯氢硅还原（加热至 1100°）
③尾气处理：西门子生成的尾气要进行分离（相比于颗粒硅流化床法更加耗能）
颗粒硅成本：
原料方面，4w 每吨工业硅 x 1.05 吨颗粒硅的单吨用量 = 42 元/kg 能化方面，4 毛/度电价格 x 30 度电制造每 kg 颗粒硅用量 = 12 元/kg
人工成本 = 2 块/kg
现金成本 = 42+12+2 = 56 元/kg
折旧成本 = 6 元/kg
生产成本 = 56+6 = 62 元/kg
售价：颗粒硅 25.5w，基本和多晶硅相同，象征性比多晶硅 26w 便宜几千
颗粒硅品质：和棒状硅一级品质差不多，更加均匀。
下游厂商验证：隆基，晶澳，中环等都在适用，已经签了长单。
拉晶环节技术难点：1.坩埚材质 2.热场重新设置 3.连续加料。
拉晶环节各指标情况：碳含量过高、氢含量过高、金属杂质过高等问题都已解决。

【工艺介绍】
二者都是生产多晶硅，美国公司 MEMC 开发颗粒硅技术是为了配合自家 CCV“连续直拉单晶”技术，因为颗粒硅形状均匀，适合连续加料，适于制作半导体、电子级的多晶硅。工艺上来看，二者在上游都是一样的。
改良西门子法分为四个工段，硅粉在冷氢化装置中变成三氯氢硅，通过精馏提纯至一定程度进入到西门子法的还原炉（成本较高），通过气相沉积法将三氯氢硅还原（加热至1100°）称硅，沉积在硅棒上，形成多晶硅硅棒，生成的尾气要进行分离（相比于颗粒硅硫化床法更加耗能）。
颗粒硅在三氯氢硅提纯时不需要达到西门子法提纯的纯度级别，从而节约能源。再将三氯氢硅通过歧化反应变成硅烷气，最后通过硫化床将硅烷气还原（加热至 650°）为硅。改良西门子法需要尾气处理，能耗较大。而颗粒硅使用硫化床法分解，生成氢气循环使用。目前国内还原炉的功耗都集中在 40-45 度电，但是颗粒硅硫化床做一公斤硅仅需要 2 度电。

【Q&A】
Q：颗粒硅收料率和硅耗的情况？
A：硅耗和改良西门子法基本相同，1.05：1 的水平，最初在 1.2 左右，现在随着技术改善有所提高。但是流化床生产颗粒硅时，有大概 12%左右的硅粉因为较为细小品质会差一些，需要额外的加工工艺处理，价格会便宜一些。在行情较好时，这些硅粉也可以出售、使用。

Q：粉质的污染问题会影响到铸锭或者拉单晶的过程么？
A：铸锭本身就是再提纯的过程，中国人利用废料能力很强，不影响使用。有家公司开发一种技术，专门用这种硅粉进行生产。

Q：改良西门子法实际上综合电耗在 55 度电左右，那么流化床法的综合电耗是什么水平？
A：根据经验，实际上改良西门子法电耗在 60-65 度电左右，很多厂家夸大自己的节能水平。流化床颗粒硅法一般按照 25-30 度电计算综合电耗

Q：内胆的碳化硅更换频次如何，最长连续运行时间是多久？
A：不是碳化硅而是石墨。因为多晶硅中碳含量多其实是一种污染物，所以实际上在里面镀一层碳化硅涂层，其实是石墨。一般半年左右检修清理一次，因为沉积过程中，分解完的硅有些会沉积在内壁上，过厚会影响传热或者传热不均，容易使得石墨内胆破裂。运行时间没有具体统计过，一般可以多次使用，操作的好只需要检修时涂涂层就可以。

Q：石墨的成本大概是多少？
A：外界总是认为停下来石墨内胆都要换掉，实际上不是。最初因为经验不足，操作上有不成熟的地方，使得内胆破裂。但随着 2017 年收购了美国的一家公司彻底掌握了该技术，现在运行成熟的多，内胆破裂情况好得多。一般将破裂严重的地方换掉，所以成本不是固定的数字。

Q：颗粒硅的设备投资问题，国产化进展如何，定制国外设备投资额多大，有没有可能改造现有产能，如果可能的话，那么改造成本如何？
A：二者很多工艺重合的，区别就在于流化床和还原气相沉积这块。业内现在改良西门子法一般一万吨在 8-9 个亿左右，流化床颗粒硅法现在是大规模投资，提高议价能力，成本下降，石墨内胆原来是进口德国、美国的设备，但一方面他们难以满足国内的扩产，另一方面也是为了控制风险，国内也有两家企业在供应，都是大企业，感应加热器国内也有一家企业在供应，具体不方便说，是个小企业。因此现在成本一万吨一般在 6 亿左右。

Q：颗粒硅的方法相比改良西门子法在运营成本上有什么优势？
A：流化床法在操作上难度上会大一些，很多操作和理论上是全新的，最初国内我们缺乏理论支持，但随后收购了这家美国公司后，运营团队过来指导了，现在对其掌握度还是可以的。因为可以连续操作，半年才需要检修停工，所以人工成本有一定的降低，一般算作 2块钱一公斤。改良西门子法一般四天左右要降温停电，需要大量人工，一般算作 3 块钱一公斤。

Q：现在单线规模大概是多少万吨，未来有可能继续提升么？
A：硅烷气最大一万吨规模，流化床用 2000 吨（内壁 800mm）和 5000 吨两种规模。现在主流都是 5000 吨大炉子为主。吨数越大生产效率越高、成本也会降低。未来单线规模不可能提升，已经达到了极限。

Q：产线投产周期大概多久，复制难度大么？
A：一般报道改良西门子法在 14 个月左右，但实际上从设计到施工到调试只用了 10 个月，是一个重大突破。根据经验，一般 12 个月足够建设了，前提是供应商不耽误。有时候西方的企业不愿意加班，可能会有延误。

Q：颗粒硅生产成本如何？
A：主要包括三点：1.原料 2. 能化成本 3.人工成本（固定的）。原料工业硅现在 4.0w/t 左右，之前甚至到过 6w/t。工业硅硅生产颗粒硅比例是 1.05：1，1.05t 乘 4 万块就是 42 块/kg 成本。电耗，30 度综合电耗，限产电价是 4 毛钱乘 30 度就是 12 块/kg 电成本，再加上 2 块人工成本，目前现金成本就是 56 块/kg。如果加上折旧，6 个亿对应 1 万吨就是 6块钱/kg。就是 62 块生产成本。和你们前期听到的 30-40 块/kg 生产成本有出路，主要和原料涨价有关系。之前三四十的成本对应的工业硅价格是 1.6 万左右。之前工业硅也基本在 1.3-1.6w 的区间内波动，6 万每吨是很难想象的事情。

Q：颗粒硅在N 型料的实验如何，能否满足 N 型料的纯度要求？
A：多晶硅生产是化工专业，后面拉晶则是材料专业。N 型要求多晶硅纯度更高，颗粒硅开发出来就是做半导体产品，所以产品纯度够了就没有问题了。

Q：目前纯度达到了什么级别了？
A:目前级别从售价就能看出来，多晶硅和棒状硅价格差不多，就象征性便宜了几千块钱每吨，这是销售策略。

Q：具体比多晶硅便宜多少？
A：现在多晶硅 26w 左右，颗粒硅就是 25w 几千，他的品质就是棒状硅一级品的品质，所以价格差不多。

Q：颗粒硅下游各家应对情况？
A：下游隆基、晶澳等都和我们签了长单，他们的长单都是颗粒硅和棒状硅的组合。他们都在用，用的不好也不可能签这个长单的。现在下游都是拉单晶做硅片，以后 ccz 技术一定会完全取代现在 rcz 技术。完全取代用后就必须用颗粒硅，棒状硅没法用，再怎么破碎都不可能均匀。ccz 技术要求均匀上料，用棒状硅无法做到这一点。目前下游用的最好的是宁夏协鑫，他是协鑫集团的合资公司，他是最早试用的。中环也是适用较早较好的。隆基目前不是用我们的料，是用陕西天宏的料在试。还有上机那边也在用。

Q：2wt 产能情况如何？今年产能爬坡情况如何？
A：西门子上 2wt 产能，第一次百分之三十然后百分之 60,80 一次次调试。但流化床技术不一样，比如说，2wt 配合 6 条 4kt-5kt 的流化床，然后一开始 10 月 1 日只是投产了 2 条， 12 月再投两台，1 月再投两台，1 月份就算达产了达到了 2wt 的预定产能。

Q：颗粒硅在拉晶环节的使用细节和掺杂比例情况如何？
A：听说天津中环已经做到 80%。这里有一个误区，外界认为颗粒硅能和棒状硅掺在一起是因为颗粒硅质量不行。其实掺着用是因为市场上没有这么多颗粒硅，厂家都是知道，将来一定会用到颗粒硅，是工艺需求。不同料掺在一起用，下游根据来料性能调整工艺，是因为市场没有这么多颗粒硅料。所以掺杂比例最多到多少这个问法不太合适。

Q：拉晶环节中氢含量如何解决？
A：收购了美国公司之后，氢的问题就简单的解决了，原来少了一道工艺叫做脱氢工艺，现在把这工艺加进去就解决了。通过高温加热，把氢气脱出去了。很简单的问题，下游现在应该不会再提这问题了。

Q：拉晶环节中金属杂质含量如何解决？
A：金属杂质含量高已经不是问题了。在某些关键部件上改用其他材质这些问题就解决了。

Q：碳含量高？
A：还是关键部件材质问题，现在都不是问题，解决了已经。颗粒硅刚开始时候是有这些问题，但现在都不是问题了。

Q：CCZ 和 RCZ 的比较优势？CCZ 有哪些技术难度？
A：协鑫收购美国公司时候内部很大争议，因为当时协鑫 2017 年已经花了 10 个亿在开发流化床上已经差不多成熟了。当时要收购时候做研发的人就反对这一收购，认为我们已经开发差不多了。收购的美国公司主要有两大技术，流化床和 CCZ 技术，相对成熟，开发了很多年了。收购后我们打算把技术变成自己的，国产化。协鑫收购是乙方破产情况下收购的，不像吉利收购沃尔沃，人员都很完整。当时美国公司人员很多都走掉了，所以协鑫收购后，我们组建了一个中美团队，目标把 ccz 技术国产化，可惜的是 2018 年 531 政策之后，国家突然停止了光伏补贴。光伏行业急转直下，协鑫面临困境，面临破产，大裁员的问题。研发基本停止，导致ccz 国产化流产了。现在又走出一个团队在做这个事情。有之前资料的基础上重新在做，进度很快。隆基也在开发 ccz 技术，京运通和美国 gtat 公司合作也在做。以后拉单晶一定只有 ccz 技术可行，rcz 技术只是一个过渡技术，最终结果一定还是 ccz技术。该技术本身在美国推广成功了，中国只是还没研究到位而已。

Q：Ccz 研发难度在哪？
A：坩埚，ccz 是双层坩埚。保持连续加料，又要特别稳定，涉及温度热场，要把新加的料也放在中间层里面，这是一个大的技术难点。另外，拉单晶是个二次提纯过程，坩埚用久了里面杂质也就多了。对坩埚本身杂质纯度要求也是个瓶颈。

Q：拉晶过程中氧含量如何？
A 半导体拉晶是没有提出过氧的问题的。我们做半导体都是不计成本一锅一锅做的。一锅坩埚料加好后放到炉子里，升温后开始拉。我们只要中间百分之 30-40 部分，其他部分我们都不要，不计成本。

Q：目前产业里 ccz 技术的进展？主要哪些问题没解决？需要多长时间？
A：技术研发没法估算时间。技术难点在于 1.坩埚材质 2.热场重新设置 3.连续加料。

Q：听说之前某公司送了台 ccz 设备到协鑫测试，进展如何？
A：是天通，专门做半导体拉晶炉这一块的，但是进程我不是很了解。只知道美国一帮科学家和协鑫内部一帮科学家在徐州做 ccz 的技术开发。

Q：现在在研发的 ccz 技术和收购的美国公司的 ccz 技术有什么不同吗？
A：这个我不清楚。京运通隆基和我们研发大方向是一样的，细节上可能有偏差。

Q：下游对颗粒硅大小尺寸有要求吗？是希望更大一点尺寸吗？
A：通用尺寸是 0.9-3.3mm 左右，没有听说下游希望我们颗粒硅做大一点，没有必要。大一点的需要筛分出来。

Q：硅烷气体对化工企业安全性怎么保障？
A：硅烷气体很危险，燃点是零下 50 度。正常情况下，硅烷一泄露出来就会烧掉，像鬼火一样。某些情况下，泄露了没有燃烧起来，在密闭空间里它没烧起来聚集在一起就可能会爆炸。美国有一家公司也是做流化床的，硅烷已经爆炸很多次了。协鑫这么多年了，硅烷没有出过大事故。主要是硅烷也很难聚集，一出来就已经烧掉了。

Q：协鑫技术保密措施情况？
A：历来都是很重视保密措施的。协鑫开发流化床是站在巨人肩膀上开发的。流化床技术目前是找不到整套的，只能靠挖人和自己研发至少需要三年才能赶得上我们。

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