多晶硅产业调研专题
时间：2005-8-20 文章来源：石嘴山市科技局
多晶硅产品定义：
硅是地壳中赋存最高的固态元素，其含量为地壳的四分之一，但在自然界不存在单体硅，多呈氧化物或硅酸盐原子价主要为4价，其次为2价；在常温下它的化学性质稳定，不溶于单一的强酸，易溶于碱；在高温下化学性质许多元素化合。
由于硅的禁带宽度和电子迁移率适中，硅器件的最高工作温度能达250℃，其制作的微波功率器件的工作频率波段（5GHZ）。在硅的表面能形成牢固致密的SiO2膜，此膜能充当电容的电介质、扩散的隔离层、器件表面的保平面工艺与光刻技术的问世而促进了硅的超大规模集成电路的发展。硅材料资源丰富，又是无毒的单质半导体材料大直径无位错低微缺陷单晶。晶体力学性能优越，易于实现产业化，从而导致半导体硅材料成为电子材料中的第一材料，并在今后较长时间内仍将成为半导体的主体材料。
多晶硅材料是以工业硅为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料，是硅产品产业链中的要的中间产品，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料，是信息产业和新能源产业最基础的原材料多晶硅产品分类:
多晶硅按纯度分类可以分为冶金级（工业硅）、太阳能级、电子级。
1、冶金级硅（MG）：是硅的氧化物在电弧炉中被碳还原而成。一般含Si 为90 - 95% 以上，高达 99.8% 以上
2、太阳级硅 (SG)：纯度介于冶金级硅与电子级硅之间，至今未有明确界定。一般认为含Si在 99.99 %–99. 6个9）。
3、电子级硅（EG）：一般要求含Si > 99.9999 %以上，超高纯达到99.9999999%～99.999999999%（9～11个9性介于 10-4 – 1010 欧厘米。
多晶硅应用领域：
多晶硅是半导体工业、电子信息产业、太阳能光伏电池产业的最主要、最基础的功能性材料。主要用做半导体制做单晶硅的主要原料，可作各种晶体管、整流二极管、可控硅、太阳能电池、集成电路、电子计算机芯片以及红外多晶硅产品产业链：
多晶硅产业链见图1。
多晶硅产品市场：
多晶硅是制备单晶硅的唯一原料和生产太阳能电池的原料。随着近几年我国单晶硅产量以年均26%的速度增长，
求量与日俱增，目
图1 多晶硅产业链
前供应日趋紧张。我国2000年产单晶硅459吨，2003年增加到1191吨，预计2005年产量将达1700吨，消耗吨。从单晶硅产品结构看，太阳电池用单晶硅产量增长最快，2000年产量207吨，2003年为696吨。预计2005年吨，约需多晶硅1590吨，而国内2004年仅生产多晶硅57.7吨，绝大部分需要进口。
目前，我国主要的太阳能电池厂有5~6家，最大的无锡尚德太阳能电力有限公司2004年产量约为50MW，2005 100MW，如果完成计划，则约需多晶硅1300吨以上。仅此一家企业，就要2家千吨级多晶硅厂为其供货，才能满足从国际市场看，国际市场多晶硅需求量在以每年10－12%的速度增长，按此增长速度预测，2005年全球多晶硅27000吨，2010年将达60000吨，缺口很大。亚太地区特别是日本、台湾、新加坡、韩国等地，都是多晶硅的主要多晶硅生产技术：
目前，多晶硅生产技术主要有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。正在研发的还有冶金法、气液沉积法、重等制造低成本多晶硅的新工艺。
世界上85％的多晶硅是采用改良西门子法生产的，其余方法生产的多晶硅仅占15％。以下仅介绍改良西门子法西门子法（三氯氢硅还原法）是以HCl（或Cl2、H2）和冶金级工业硅为原料，将粗硅（工业硅）粉与HCl在为SiHCl3，然后对 SiHCl3进行化学精制提纯，接着对SiHCL3进行多级精馏，使其纯度达到9个9以上，其中金属应降到0.1ppba以下，最后在还原炉中在1050℃的硅芯上用超高纯的氢气对SiHCL3进行还原而长成高纯多晶硅棒多晶硅副产品：
多晶硅生产过程中将有大量的废水、废液排出，如：生产1000吨多晶硅将有三氯氢硅3500吨、四氯化硅450生，未经处理回收的三氯氢硅和四氯化硅是一种有毒有害液体。对多晶硅副产物三氯氢硅、四氯化硅经过多级精馏处理，可生成白炭黑、氯化钙以及用于光纤预制棒的高纯（6N）四氯化硅。
多晶硅产业链项目选择：
项目名称：年产3780吨多晶硅项目
项目简介：
多晶硅是半导体工业、电子信息产业、太阳能光伏电池产业的最主要、最基础的功能性材料。主要用做半导体制做单晶硅的主要原料。可生产各种晶体管、整流二极管、可控硅、太阳能电池、集成电路、电子计算机芯片以及等。
主要建设内容：
建设年产420吨多晶硅生产装置9套，包括三氯氢硅合成、精馏、还原、尾气回收等系统。
总投资：
项目总投资：310500万元；其中：固定资产投资：270000万元；流动资金：40500万元。
经济效益：
销售收入：158149万元；利润总额：31630万元；上缴税金：15814万元；投资利润率：10.19％；投资利税率投资回收期：9.82年。
项目名称：年产5000吨白炭黑
项目简介：
白炭黑是一种精细化工产品。颜色为白色，不溶于水、耐高温、不燃烧、无污染、具有很好的电绝缘性、多孔作橡胶的补强剂及填充剂以制造白色、彩色或透明的橡胶制品，能明显改善橡胶制品的抗拉强度、抗撕裂性和耐磨橡胶制品的浅色和透明的特点。同时，由于该产品具有无毒无味等特性，被广泛应用于塑料、油漆、油墨、造纸、化学品、食品等各个领域，具有巨大的开发潜力和广阔的发展前景。
主要建设内容：
白炭黑是由四氯化硅在氢氧焰中高温水解生成二氧化硅粒子，然后骤冷，颗粒经过聚集、分离、脱酸等后处理工本项目建设高温水解、冷却、聚集、分离、脱酸等系统。
总投资：
项目总投资：5150万元；其中：固定资产投资：5000万元；流动资金150万元。
经济效益：
销售收入：10000万元；利润总额：1500万元；上缴税金：1000万元；投资利润率：29.13％；投资利税率：4资回收期：3.43年。
项目名称：年产150万芯km光纤
项目简介：
采用化学气相沉积法生产光纤。化学气相沉积法是一种在高质量（高纯度、低水分、低杂质）的石英管的内壁度的二氧化硅(SiO2)，并掺以可改变折射率或玻璃体粘度的其它一些高纯物质，如二氧化锗(GeO2)、五氧化二磷(P 化硅(SiO1.5F)等，形成不同折射率的芯层和包层，以实现光信号在光纤芯中传播时的全反射、低损耗、高容量等主要建设内容：
建设生产车间；供电、供水、排水等系统；建设沉积、烧结、拉丝、涂覆、固化等生产系统。
总投资：
项目总投资：21000万元；其中：固定资产投资：20000万元；流动资金：1000万元。
经济效益：
销售收入：30000万元；利润总额：4500万元；上缴税金：3000万元；投资利润率：21.43％；投资利税率：3
资回收期：4.67年。
项目名称：年产10000吨氯化钙
项目简介：
氯化钙是多用途干燥剂，如用于氮气、氧气、氢气、氯化氢、二氧化硫等气体的干燥；生产醇、酯、醚和丙烯作脱水剂；氯化钙水溶液是冷冻机用和制冰用的重要致冷剂，能加速混凝土的硬化和增加建筑砂浆的耐寒能力，是防冻剂；用作港口的消雾剂和路面集尘剂、织物防火剂；用作铝镁冶金的保护剂、精炼剂；是生产色淀颜料的沉淀纸加工脱墨；是生产钙盐的原料。
主要建设内容：
建设生产车间；供电、供水、排水等系统；反应池、过滤净化等系统。
总投资：
项目总投资：350万元；其中：固定资产投资：300万元；流动资金50万元。
经济效益：
销售收入：1500万元；利润总额：225万元；上缴税金：150万元；投资利润率：64.29％；投资利税率：107.回收期：1.56年。
项目名称：年产1000吨单晶硅及切片
项目简介：
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。单晶制作半导体元件和太阳能电池。本项目采取直拉法工艺生产单晶硅。专家预计2005—2010年，国际市场太阳能光率超过30%，到2010年约需单晶硅1.5万吨。2004年我国单晶硅产量为1725吨，其中区熔单晶硅61.3吨，直拉硅吨，太阳能级单晶1164.2吨，
主要建设内容：
建设生产车间；供电、供水、排水等系统；购置单晶硅炉和多线切割机等生产设备。
总投资：
项目总投资：69000万元，其中：固定资产投资60000万元；流动资金9000万元。
经济效益：
销售收入：157920万元；利润总额：22109万元；上缴税金：15792万元；投资利润率：32.04％；投资利税率投资回收期：3.12年。
项目名称：年产1800万片多晶硅太阳能电池片
项目简介：
为了满足光伏产业对多晶硅切片的市场需求，发挥多晶硅产业基地的多晶硅原料基地的作用，加大多晶硅后续力度，增加基地的经济效益。建设年产1800万片（9亿平方英寸）太阳能电池多晶硅切片项目，年消耗多晶硅500主要建设内容：
建设生产车间；供电、供水、排水等系统；购置多线切割机和磨光机及辅助设备。主要生产工艺为：切断、外边或V型槽处理、切片、倒角、研磨、腐蚀、抛光、清洗、包装。
总投资：
项目总投资：36800万元；其中：固定资产投资：32000万元；流动资金4800万元。
经济效益：
销售收入：75200万元；利润总额：10528万元；上缴税金：7520万元；投资利润率28.61％；投资利税率49.回收期3.50年。
项目名称：年产200兆瓦太阳能电池组件
项目简介：
光伏产业是20世纪80年代后世界上增长最快的高新技术产业。自1990年开始，随着各国对再生能源的重视转换效率的不断提高，生产成本的不断降低，太阳能电池步入快速增长期。2004年光伏产业增长60.4%，达到120只建设抛光片以后的单体电池片制备与太阳能电池组件部分。本项目年产太阳能组建200兆瓦。
主要建设内容：
建设生产车间；供电、供水、排水等系统；主要建设清洗腐蚀氧化车间、扩散制结车间、刻蚀印刷车间、焊接车间、检测车间、保障车间、原料库、周转库、成品库等。
总投资：
项目总投资：243500万元；其中：固定资产投资187500万元；流动资金56000万元。
经济效益：
销售收入：510000万元；利润总额81600万元；上缴税金51000万元；投资利润率33.51％；投资利税率54.4收期2.98年。
项目名称：年产50MW太阳能发电成套设备
项目简介：
组装有动力负荷（或无动力负荷）的独立光伏电站，外购太阳能电池、蓄电池、直流控制系统、三相逆变器、统、整流充电系统等光伏电站部件，制造电池板支架、配电盘、布线和设备控制系统。按照发电系统要求进行组装建规模为：年产5MW太阳能发电成套设备。
主要建设内容：
发电系统主要部件外购，制造结构件和配电盘等。主要建设结构车间、配电盘制造车间和组装车间。
总投资：
项目总投资：9500万元；其中：固定资产投资2000万元；流动资金7500万元。
经济效益：
销售收入：25000万元；利润总额：3750万元；上缴税金：2500万元；投资利润率39.47％；投资利税率65.79收期2.53年。
项目名称：多晶硅产业基地基础设施建设
项目简介：
建设基地的道路、供电（基地变电站及输电线路）、供水、排水、通讯及绿化等基础设施。
主要建设内容：
基地道路、供电、供水、排水、通讯及绿化等基础设施的改造及新建
总投资：
项目总投资10000万元。