1. Filiera del polisilicio: il processo di produzione è complesso e il downstream si concentra sui semiconduttori fotovoltaici
Il polisilicio è prodotto principalmente da silicio industriale, cloro e idrogeno e si trova a monte delle filiere industriali del fotovoltaico e dei semiconduttori.Secondo i dati CPIA, l’attuale metodo di produzione del polisilicio principale nel mondo è il metodo Siemens modificato, ad eccezione della Cina, oltre il 95% del polisilicio è prodotto con il metodo Siemens modificato.Nel processo di preparazione del polisilicio mediante il metodo Siemens migliorato, in primo luogo, il cloro gassoso viene combinato con l'idrogeno gassoso per generare acido cloridrico, quindi reagisce con la polvere di silicio dopo la frantumazione e la macinazione del silicio industriale per generare triclorosilano, che viene ulteriormente ridotto mediante gas idrogeno per generare polisilicio.Il silicio policristallino può essere fuso e raffreddato per produrre lingotti di silicio policristallino e il silicio monocristallino può anche essere prodotto mediante Czochralski o fusione a zone.Rispetto al silicio policristallino, il silicio monocristallino è composto da grani di cristallo con lo stesso orientamento dei cristalli, quindi ha una migliore conduttività elettrica ed efficienza di conversione.Sia i lingotti di silicio policristallino che le barre di silicio monocristallino possono essere ulteriormente tagliati e trasformati in wafer e celle di silicio, che a loro volta diventano parti fondamentali dei moduli fotovoltaici e vengono utilizzati nel campo fotovoltaico.Inoltre, i wafer di silicio monocristallino possono anche essere formati in wafer di silicio mediante ripetuti processi di macinazione, lucidatura, epitassia, pulizia e altri, che possono essere utilizzati come materiali di substrato per dispositivi elettronici a semiconduttore.
Il contenuto di impurità di polisilicio è strettamente richiesto e l'industria ha le caratteristiche di elevati investimenti di capitale ed elevate barriere tecniche.Poiché la purezza del polisilicio influirà seriamente sul processo di trafilatura del silicio monocristallino, i requisiti di purezza sono estremamente severi.La purezza minima del polisilicio è del 99,9999% e la massima è infinitamente vicina al 100%.Inoltre, gli standard nazionali cinesi prevedono requisiti chiari per il contenuto di impurità e, in base a ciò, il polisilicio è suddiviso in gradi I, II e III, di cui il contenuto di boro, fosforo, ossigeno e carbonio è un importante indice di riferimento.Le "Condizioni di accesso all'industria del polisilicio" stabiliscono che le imprese debbano disporre di un solido sistema di ispezione e gestione della qualità e che gli standard di prodotto siano rigorosamente conformi agli standard nazionali;inoltre, le condizioni di accesso richiedono anche la scala e il consumo energetico delle imprese di produzione di polisilicio, come il polisilicio di grado solare ed elettronico. La scala del progetto è rispettivamente superiore a 3.000 tonnellate/anno e 1.000 tonnellate/anno, e il coefficiente di capitale minimo negli investimenti in nuove costruzioni e progetti di ricostruzione ed espansione non devono essere inferiori al 30%, quindi il polisilicio è un settore ad alta intensità di capitale.Secondo le statistiche CPIA, il costo di investimento delle apparecchiature della linea di produzione di polisilicio da 10.000 tonnellate messe in funzione nel 2021 è leggermente aumentato a 103 milioni di yuan/kt.Il motivo è l'aumento del prezzo dei materiali metallici sfusi.Si prevede che in futuro i costi di investimento aumenteranno con il progresso della tecnologia delle apparecchiature di produzione e che il monomero diminuirà con l'aumentare delle dimensioni.Secondo le normative, il consumo energetico del polisilicio per la riduzione Czochralski di livello solare ed elettronico dovrebbe essere inferiore a 60 kWh/kg e 100 kWh/kg rispettivamente, e i requisiti per gli indicatori di consumo energetico sono relativamente severi.La produzione del polisilicio tende ad appartenere all'industria chimica.Il processo di produzione è relativamente complesso e la soglia per i percorsi tecnici, la selezione delle apparecchiature, la messa in servizio e il funzionamento è elevata.Il processo di produzione coinvolge molte reazioni chimiche complesse e il numero di nodi di controllo è superiore a 1.000.È difficile per i nuovi entranti padroneggiare rapidamente l'artigianato maturo.Pertanto, esistono elevate barriere patrimoniali e tecniche nel settore della produzione del polisilicio, che incoraggia anche i produttori di polisilicio a effettuare una rigorosa ottimizzazione tecnica del flusso di processo, dell'imballaggio e del processo di trasporto.
2. Classificazione del polisilicio: la purezza determina l'uso e il grado solare occupa il mainstream
Il silicio policristallino, una forma di silicio elementare, è composto da grani di cristallo con diversi orientamenti cristallini e viene principalmente purificato mediante lavorazione industriale del silicio.L'aspetto del polisilicio è grigio lucido metallico e il punto di fusione è di circa 1410 ℃.È inattivo a temperatura ambiente e più attivo allo stato fuso.Il polisilicio ha proprietà semiconduttrici ed è un materiale semiconduttore estremamente importante ed eccellente, ma una piccola quantità di impurità può influenzarne notevolmente la conduttività.Esistono molti metodi di classificazione per il polisilicio.Oltre alla suddetta classificazione secondo gli standard nazionali cinesi, qui vengono introdotti altri tre importanti metodi di classificazione.In base ai diversi requisiti di purezza e usi, il polisilicio può essere suddiviso in polisilicio di grado solare e polisilicio di grado elettronico.Il polisilicio di grado solare viene utilizzato principalmente nella produzione di celle fotovoltaiche, mentre il polisilicio di grado elettronico è ampiamente utilizzato nell'industria dei circuiti integrati come materia prima per chip e altre produzioni.La purezza del polisilicio di grado solare è 6~8N, ovvero il contenuto totale di impurità deve essere inferiore a 10 -6 e la purezza del polisilicio deve raggiungere il 99,9999% o più.I requisiti di purezza del polisilicio di grado elettronico sono più rigorosi, con un minimo di 9 N e un massimo attuale di 12 N.La produzione di polisilicio per uso elettronico è relativamente difficile.Sono poche le imprese cinesi che padroneggiano la tecnologia di produzione del polisilicio di grado elettronico e sono ancora relativamente dipendenti dalle importazioni.Allo stato attuale, la produzione del polisilicio di grado solare è molto maggiore di quella del polisilicio di grado elettronico, e il primo è circa 13,8 volte quella del secondo.
In base alla differenza tra le impurità di drogaggio e il tipo di conduttività del materiale siliconico, può essere suddiviso in tipo P e tipo N.Quando il silicio è drogato con elementi di impurità accettori, come boro, alluminio, gallio, ecc., è dominato dalla conduzione delle lacune ed è di tipo P.Quando il silicio è drogato con elementi donatori di impurità, come fosforo, arsenico, antimonio, ecc., è dominato dalla conduzione elettronica ed è di tipo N.Le batterie di tipo P includono principalmente batterie BSF e batterie PERC.Nel 2021, le batterie PERC rappresenteranno oltre il 91% del mercato globale e le batterie BSF verranno eliminate.Durante il periodo in cui PERC sostituisce BSF, l'efficienza di conversione delle celle di tipo P è aumentata da meno del 20% a più del 23%, che sta per avvicinarsi al limite superiore teorico del 24,5%, mentre il limite superiore teorico di N- le celle di tipo N sono del 28,7% e le celle di tipo N hanno un'elevata efficienza di conversione. Grazie ai vantaggi dell'elevato rapporto bifacciale e del basso coefficiente di temperatura, le aziende hanno iniziato a implementare linee di produzione di massa per batterie di tipo N.Secondo le previsioni del CPIA, la percentuale di batterie di tipo N aumenterà in modo significativo dal 3% al 13,4% nel 2022. Si prevede che nei prossimi cinque anni verrà inaugurata l'iterazione della batteria di tipo N con quella di tipo P. A seconda della diversa qualità della superficie, può essere suddiviso in materiale denso, materiale di cavolfiore e materiale di corallo.La superficie del materiale denso ha il grado di concavità più basso, inferiore a 5 mm, nessuna anomalia di colore, nessuno strato intermedio di ossidazione e il prezzo più alto;la superficie del materiale del cavolfiore ha un grado moderato di concavità, 5-20 mm, la sezione è moderata e il prezzo è medio;mentre la superficie del materiale corallino ha una concavità più grave, la profondità è maggiore di 20 mm, la sezione è allentata e il prezzo è il più basso.Il materiale denso viene utilizzato principalmente per ricavare silicio monocristallino, mentre il materiale di cavolfiore e il materiale di corallo vengono utilizzati principalmente per realizzare wafer di silicio policristallino.Nella produzione quotidiana delle imprese, il materiale denso può essere drogato con almeno il 30% di materiale di cavolfiore per produrre silicio monocristallino.È possibile risparmiare sul costo delle materie prime, ma l'uso di materiale di cavolfiore ridurrà in una certa misura l'efficienza di estrazione dei cristalli.Le imprese devono scegliere il rapporto di doping appropriato dopo aver pesato i due.Recentemente, la differenza di prezzo tra il materiale denso e quello del cavolfiore si è sostanzialmente stabilizzata a 3 RMB/kg.Se la differenza di prezzo viene ulteriormente ampliata, le aziende potrebbero prendere in considerazione la possibilità di drogare più materiale di cavolfiore nell’estrazione del silicio monocristallino.
3. Processo: il metodo Siemens occupa il mainstream e il consumo energetico diventa la chiave del cambiamento tecnologico
Il processo di produzione del polisilicio è grosso modo suddiviso in due fasi.Nella prima fase, la polvere di silicio industriale viene fatta reagire con acido cloridrico anidro per ottenere triclorosilano e idrogeno.Dopo ripetute distillazioni e purificazioni, triclorosilano gassoso, diclorodiidrosilicio e silano;la seconda fase consiste nel ridurre il suddetto gas ad elevata purezza in silicio cristallino, e la fase di riduzione è diversa nel metodo Siemens modificato e nel metodo a letto fluidizzato al silano.Il metodo Siemens migliorato dispone di una tecnologia di produzione matura e di un'elevata qualità del prodotto ed è attualmente la tecnologia di produzione più utilizzata.Il metodo di produzione tradizionale di Siemens consiste nell'utilizzare cloro e idrogeno per sintetizzare acido cloridrico anidro, acido cloridrico e silicio industriale in polvere per sintetizzare il triclorosilano ad una determinata temperatura, quindi separare, rettificare e purificare il triclorosilano.Il silicio subisce una reazione di riduzione termica in un forno di riduzione dell'idrogeno per ottenere silicio elementare depositato sul nucleo di silicio.Su questa base, il processo Siemens migliorato è inoltre dotato di un processo di supporto per il riciclaggio di una grande quantità di sottoprodotti come idrogeno, acido cloridrico e tetracloruro di silicio prodotti nel processo di produzione, compreso principalmente il recupero del gas di coda della riduzione e il riutilizzo del tetracloruro di silicio. tecnologia.L'idrogeno, l'acido cloridrico, il triclorosilano e il tetracloruro di silicio presenti nei gas di scarico vengono separati mediante recupero a secco.L'idrogeno e l'acido cloridrico possono essere riutilizzati per la sintesi e la purificazione con triclorosilano e il triclorosilano viene direttamente riciclato nella riduzione termica.La purificazione viene effettuata in un forno e il tetracloruro di silicio viene idrogenato per produrre triclorosilano, che può essere utilizzato per la purificazione.Questo passaggio è anche chiamato trattamento di idrogenazione a freddo.Realizzando la produzione a circuito chiuso, le imprese possono ridurre significativamente il consumo di materie prime ed elettricità, risparmiando così efficacemente sui costi di produzione.
Il costo di produzione del polisilicio utilizzando il metodo Siemens migliorato in Cina comprende materie prime, consumo energetico, ammortamento, costi di lavorazione, ecc. Il progresso tecnologico nel settore ha ridotto significativamente i costi.Le materie prime si riferiscono principalmente a silicio industriale e triclorosilano, i consumi energetici comprendono energia elettrica e vapore, mentre i costi di lavorazione si riferiscono a costi di ispezione e riparazione delle apparecchiature di produzione.Secondo le statistiche di Baichuan Yingfu sui costi di produzione del polisilicio all'inizio di giugno 2022, le materie prime sono la voce di costo più elevata, rappresentando il 41% del costo totale, di cui il silicio industriale è la principale fonte di silicio.Il consumo unitario di silicio comunemente utilizzato nel settore rappresenta la quantità di silicio consumato per unità di prodotti in silicio di elevata purezza.Il metodo di calcolo consiste nel convertire tutti i materiali contenenti silicio, come la polvere di silicio industriale e il triclorosilano esternalizzati, in silicio puro, quindi detrarre il clorosilano esterno secondo la quantità di silicio puro convertito dal rapporto del contenuto di silicio.Secondo i dati CPIA, il livello di consumo di silicio scenderà da 0,01 kg/kg-Si a 1,09 kg/kg-Si nel 2021. Si prevede che con il miglioramento del trattamento di idrogenazione a freddo e del riciclaggio dei sottoprodotti, si prevede che diminuire a 1,07 kg/kg entro il 2030. kg-Si.Secondo statistiche incomplete, il consumo di silicio delle cinque principali aziende cinesi nel settore del polisilicio è inferiore alla media del settore.È noto che due di essi consumeranno rispettivamente 1,08 kg/kg-Si e 1,05 kg/kg-Si nel 2021. La seconda percentuale più alta è il consumo di energia, che rappresenta il 32% in totale, di cui l'elettricità rappresenta il 30% del consumo. costo totale, indicando che il prezzo dell’elettricità e l’efficienza sono ancora fattori importanti per la produzione del polisilicio.I due indicatori principali per misurare l'efficienza energetica sono il consumo energetico complessivo e la riduzione del consumo energetico.La riduzione del consumo energetico si riferisce al processo di riduzione del triclorosilano e dell'idrogeno per generare materiale di silicio di elevata purezza.Il consumo energetico include il preriscaldamento e la deposizione del nucleo di silicio., conservazione del calore, ventilazione finale e altri consumi energetici di processo.Nel 2021, con il progresso tecnologico e l'utilizzo completo dell'energia, il consumo energetico medio complessivo della produzione di polisilicio diminuirà del 5,3% su base annua a 63 kWh/kg-Si, e la riduzione media del consumo energetico diminuirà del 6,1% su base annua. su base annua a 46kWh/kg-Si, che si prevede diminuirà ulteriormente in futuro..Inoltre, anche gli ammortamenti rappresentano una voce di costo importante, pari al 17%.Vale la pena notare che, secondo i dati di Baichuan Yingfu, il costo di produzione totale del polisilicio all'inizio di giugno 2022 era di circa 55.816 yuan/tonnellata, il prezzo medio del polisilicio sul mercato era di circa 260.000 yuan/tonnellata e il margine di profitto lordo era fino al 70% o più, quindi ha attratto un gran numero di imprese che investono nella costruzione di capacità di produzione di polisilicio.
I produttori di polisilicio hanno due modi per ridurre i costi: uno è ridurre i costi delle materie prime e l’altro è ridurre il consumo energetico.In termini di materie prime, i produttori possono ridurre il costo delle materie prime firmando accordi di cooperazione a lungo termine con produttori di silicio industriale o costruendo capacità di produzione integrate a monte e a valle.Ad esempio, gli impianti di produzione di polisilicio dipendono essenzialmente dalla propria fornitura di silicio industriale.In termini di consumo di elettricità, i produttori possono ridurre i costi dell’elettricità attraverso prezzi bassi dell’elettricità e un miglioramento globale del consumo energetico.Circa il 70% del consumo complessivo di elettricità è rappresentato dalla riduzione del consumo di elettricità, e la riduzione è anche un anello chiave nella produzione di silicio cristallino di elevata purezza.Pertanto, la maggior parte della capacità produttiva di polisilicio in Cina è concentrata in regioni con bassi prezzi dell’elettricità come Xinjiang, Mongolia Interna, Sichuan e Yunnan.Tuttavia, con l’avanzamento della politica delle due emissioni di carbonio, è difficile ottenere grandi quantità di risorse energetiche a basso costo.Pertanto, ridurre il consumo energetico per la riduzione è oggi una riduzione dei costi più fattibile.Modo.Al momento, il modo efficace per ridurre il consumo energetico è aumentare il numero di nuclei di silicio nel forno di riduzione, espandendo così la produzione di una singola unità.Attualmente, i principali tipi di forni di riduzione in Cina sono 36 paia di aste, 40 paia di aste e 48 paia di aste.Il tipo di forno è stato aggiornato a 60 paia di aste e 72 paia di aste, ma allo stesso tempo presenta anche requisiti più elevati per il livello di tecnologia di produzione delle imprese.
Rispetto al metodo Siemens migliorato, il metodo a letto fluidizzato al silano presenta tre vantaggi, uno è il basso consumo energetico, l'altro è un'elevata resa di estrazione dei cristalli e il terzo è che è più favorevole da combinare con la più avanzata tecnologia Czochralski continua CCZ.Secondo i dati della Silicon Industry Branch, il consumo energetico complessivo del metodo a letto fluidizzato con silano è pari al 33,33% rispetto al metodo Siemens migliorato e la riduzione del consumo energetico è pari al 10% rispetto al metodo Siemens migliorato.Il metodo del letto fluidizzato al silano presenta notevoli vantaggi in termini di consumo energetico.In termini di estrazione dei cristalli, le proprietà fisiche del silicio granulare possono facilitare il riempimento completo del crogiolo di quarzo nel collegamento dell'asta di trazione in silicio monocristallino.Il silicio policristallino e il silicio granulare possono aumentare la capacità di carica del crogiolo a forno singolo del 29%, riducendo al contempo il tempo di carica del 41%, migliorando significativamente l'efficienza di estrazione del silicio monocristallino.Inoltre, il silicio granulare ha un diametro piccolo e una buona fluidità, che è più adatto al metodo Czochralski continuo CCZ.Allo stato attuale, la principale tecnologia di estrazione del cristallo singolo nei tratti medio e inferiore è il metodo di rifusione del cristallo singolo RCZ, che consiste nel rialimentare e tirare il cristallo dopo che un'asta di silicio monocristallino è stata estratta.La trafilatura viene eseguita contemporaneamente, il che consente di risparmiare tempo di raffreddamento dell'asta di silicio monocristallino, quindi l'efficienza produttiva è maggiore.Il rapido sviluppo del metodo Czochralski continuo CCZ aumenterà anche la domanda di silicio granulare.Sebbene il silicio granulare presenti alcuni svantaggi, come una maggiore quantità di polvere di silicio generata dall'attrito, un'ampia superficie e un facile assorbimento di sostanze inquinanti, e l'idrogeno combinato in idrogeno durante la fusione, il che è facile da causare salti, ma secondo gli ultimi annunci del silicio granulare rilevante imprese, questi problemi sono in fase di miglioramento e sono stati compiuti alcuni progressi.
Il processo a letto fluidizzato del silano è maturo in Europa e negli Stati Uniti ed è agli inizi dopo l'introduzione delle imprese cinesi.Già negli anni '80, il silicio granulare straniero rappresentato da REC e MEMC iniziò a esplorare la produzione di silicio granulare e realizzò una produzione su larga scala.Tra questi, la capacità di produzione totale di silicio granulare di REC ha raggiunto le 10.500 tonnellate/anno nel 2010 e, rispetto alle sue controparti Siemens nello stesso periodo, ha avuto un vantaggio in termini di costi di almeno 2-3 dollari USA/kg.A causa delle esigenze di estrazione del singolo cristallo, la produzione di silicio granulare dell'azienda è rimasta stagnante e alla fine ha interrotto la produzione, e si è rivolta a una joint venture con la Cina per creare un'impresa di produzione per impegnarsi nella produzione di silicio granulare.
4. Materie prime: il silicio industriale è la materia prima principale e la fornitura può soddisfare le esigenze di espansione del polisilicio
Il silicio industriale è la materia prima fondamentale per la produzione del polisilicio.Si prevede che la produzione cinese di silicio industriale crescerà costantemente dal 2022 al 2025. Dal 2010 al 2021, la produzione cinese di silicio industriale sarà in fase di espansione, con un tasso di crescita medio annuo della capacità produttiva e della produzione che raggiungeranno rispettivamente il 7,4% e l'8,6%. .Secondo i dati SMM, il nuovo aumentocapacità di produzione industriale di silicioin Cina saranno 890.000 tonnellate e 1.065 milioni di tonnellate nel 2022 e nel 2023.Supponendo che in futuro le aziende produttrici di silicio industriale manterranno ancora un tasso di utilizzo della capacità e un tasso operativo di circa il 60%, la nuova crescita della Cinala capacità produttiva nel 2022 e nel 2023 comporterà un aumento della produzione rispettivamente di 320.000 e 383.000 tonnellate.Secondo le stime del GFCI,La capacità di produzione industriale di silicio della Cina nel 22/23/24/25 è di circa 5,90/697/6,71/6,5 milioni di tonnellate, corrispondenti a 3,55/391/4,18/4,38 milioni di tonnellate.
Il tasso di crescita delle restanti due aree a valle del silicio industriale sovrapposto è relativamente lento e la produzione di silicio industriale della Cina può sostanzialmente soddisfare la produzione di polisilicio.Nel 2021, la capacità di produzione industriale di silicio della Cina sarà di 5,385 milioni di tonnellate, corrispondente a una produzione di 3,213 milioni di tonnellate, di cui polisilicio, silicio organico e leghe di alluminio consumeranno rispettivamente 623.000 tonnellate, 898.000 tonnellate e 649.000 tonnellate.Inoltre, quasi 780.000 tonnellate di produzione vengono destinate all'export.Nel 2021, il consumo di polisilicio, silicio organico e leghe di alluminio rappresenterà rispettivamente il 19%, 28% e 20% del silicio industriale.Dal 2022 al 2025, si prevede che il tasso di crescita della produzione di silicio organico rimanga intorno al 10% e il tasso di crescita della produzione di leghe di alluminio sia inferiore al 5%.Pertanto, riteniamo che la quantità di silicio industriale che può essere utilizzata per il polisilicio nel 2022-2025 sia relativamente sufficiente e possa soddisfare pienamente le esigenze del polisilicio.esigenze produttive.
5. Fornitura di polisilicio:Cinaoccupa una posizione dominante e la produzione si riunisce gradualmente alle imprese leader
Negli ultimi anni, la produzione globale di polisilicio è aumentata di anno in anno e si è gradualmente concentrata in Cina.Dal 2017 al 2021, la produzione annuale globale di polisilicio è passata da 432.000 tonnellate a 631.000 tonnellate, con la crescita più rapida nel 2021, con un tasso di crescita del 21,11%.Durante questo periodo, la produzione globale di polisilicio si è gradualmente concentrata in Cina e la percentuale della produzione cinese di polisilicio è aumentata dal 56,02% nel 2017 all'80,03% nel 2021. Confrontando le prime dieci aziende con capacità di produzione globale di polisilicio nel 2010 e nel 2021, si può ha scoperto che il numero di aziende cinesi è aumentato da 4 a 8, e la percentuale di capacità produttiva di alcune aziende americane e coreane è diminuita in modo significativo, uscendo dai primi dieci team, come HEMOLOCK, OCI, REC e MEMC;la concentrazione del settore è aumentata in modo significativo e la capacità produttiva totale delle prime dieci aziende del settore è aumentata dal 57,7% al 90,3%.Nel 2021 sono cinque le aziende cinesi che rappresentano più del 10% della capacità produttiva, per un totale del 65,7%..Ci sono tre ragioni principali per il graduale trasferimento dell'industria del polisilicio in Cina.Innanzitutto, i produttori cinesi di polisilicio hanno vantaggi significativi in termini di materie prime, elettricità e costi di manodopera.I salari dei lavoratori sono inferiori a quelli dei paesi stranieri, quindi il costo di produzione complessivo in Cina è molto inferiore a quello dei paesi stranieri e continuerà a diminuire con il progresso tecnologico;in secondo luogo, la qualità dei prodotti cinesi in polisilicio è in costante miglioramento, la maggior parte dei quali sono al livello di prima classe del solare, e le singole imprese avanzate rispettano i requisiti di purezza.Sono stati fatti passi avanti nella tecnologia di produzione del polisilicio di grado elettronico superiore, inaugurando gradualmente la sostituzione del polisilicio di grado elettronico domestico per le importazioni, e le principali imprese cinesi stanno promuovendo attivamente la costruzione di progetti di polisilicio di grado elettronico.La produzione di wafer di silicio in Cina rappresenta oltre il 95% della produzione globale totale, il che ha gradualmente aumentato il tasso di autosufficienza del polisilicio per la Cina, che ha compresso in una certa misura il mercato delle imprese di polisilicio d'oltremare.
Dal 2017 al 2021, la produzione annuale di polisilicio in Cina aumenterà costantemente, principalmente nelle aree ricche di risorse energetiche come lo Xinjiang, la Mongolia interna e il Sichuan.Nel 2021, la produzione cinese di polisilicio aumenterà da 392.000 tonnellate a 505.000 tonnellate, con un incremento del 28,83%.In termini di capacità produttiva, la capacità produttiva cinese di polisilicio ha generalmente registrato una tendenza al rialzo, ma è diminuita nel 2020 a causa della chiusura di alcuni produttori.Inoltre, il tasso di utilizzo della capacità delle imprese cinesi di polisilicio è in costante aumento dal 2018 e nel 2021 raggiungerà il 97,12%.In termini di province, la produzione cinese di polisilicio nel 2021 si concentrerà principalmente in aree con bassi prezzi dell’elettricità come Xinjiang, Mongolia Interna e Sichuan.La produzione dello Xinjiang è di 270.400 tonnellate, ovvero più della metà della produzione totale della Cina.
L'industria cinese del polisilicio è caratterizzata da un elevato grado di concentrazione, con un valore CR6 del 77%, e in futuro si registrerà un'ulteriore tendenza al rialzo.La produzione del polisilicio è un settore con elevati capitali ed elevate barriere tecniche.Il ciclo di costruzione e produzione del progetto dura solitamente due anni o più.È difficile per i nuovi produttori entrare nel settore.A giudicare dalla nota espansione pianificata e dai nuovi progetti nei prossimi tre anni, i produttori oligopolistici del settore continueranno ad espandere la propria capacità produttiva in virtù della propria tecnologia e dei vantaggi di scala, e la loro posizione di monopolio continuerà ad aumentare.
Si stima che l'offerta cinese di polisilicio porterà a una crescita su larga scala dal 2022 al 2025 e che la produzione di polisilicio raggiungerà 1,194 milioni di tonnellate nel 2025, guidando l'espansione della scala di produzione globale di polisilicio.Nel 2021, con il forte aumento del prezzo del polisilicio in Cina, i principali produttori hanno investito nella costruzione di nuove linee di produzione e allo stesso tempo hanno attirato nuovi produttori ad unirsi al settore.Poiché i progetti sul polisilicio richiederanno almeno un anno e mezzo o due anni dalla costruzione alla produzione, la nuova costruzione nel 2021 sarà completata.La capacità produttiva viene generalmente messa in produzione nella seconda metà del 2022 e nel 2023. Ciò è molto coerente con i nuovi piani di progetto attualmente annunciati dai principali produttori.La nuova capacità produttiva nel periodo 2022-2025 si concentrerà principalmente nel 2022 e nel 2023. Successivamente, man mano che l’offerta e la domanda di polisilicio e il prezzo si stabilizzeranno gradualmente, anche la capacità produttiva totale del settore si stabilizzerà gradualmente.Giù, cioè, il tasso di crescita della capacità produttiva diminuisce gradualmente.Inoltre, il tasso di utilizzo della capacità delle imprese del polisilicio è rimasto a un livello elevato negli ultimi due anni, ma ci vorrà del tempo prima che la capacità produttiva di nuovi progetti aumenti, e sarà necessario un processo che consenta ai nuovi entranti di padroneggiare la situazione. relativa tecnologia di preparazione.Pertanto, il tasso di utilizzo della capacità dei nuovi progetti di polisilicio nei prossimi anni sarà basso.Da ciò si può prevedere la produzione di polisilicio nel 2022-2025 e si prevede che la produzione di polisilicio nel 2025 sarà di circa 1,194 milioni di tonnellate.
La concentrazione della capacità produttiva all’estero è relativamente elevata e il tasso e la velocità di aumento della produzione nei prossimi tre anni non saranno così elevati come quelli della Cina.La capacità di produzione di polisilicio all'estero è concentrata principalmente in quattro società leader, mentre il resto è costituito principalmente da piccole capacità produttive.In termini di capacità produttiva, Wacker Chem occupa la metà della capacità di produzione di polisilicio all'estero.I suoi stabilimenti in Germania e negli Stati Uniti hanno una capacità produttiva rispettivamente di 60.000 e 20.000 tonnellate.La forte espansione della capacità di produzione globale di polisilicio nel 2022 e oltre potrebbe portare a Preoccupata per l’eccesso di offerta, l’azienda è ancora in uno stato di attesa e non ha pianificato di aggiungere nuova capacità produttiva.Il colosso sudcoreano del polisilicio OCI sta gradualmente trasferendo la sua linea di produzione di polisilicio di grado solare in Malesia, mantenendo la linea di produzione originale di polisilicio di grado elettronico in Cina, che dovrebbe raggiungere le 5.000 tonnellate nel 2022. La capacità produttiva di OCI in Malesia raggiungerà le 27.000 tonnellate e 30.000 tonnellate nel 2020 e nel 2021, ottenendo bassi costi di consumo energetico ed eludendo le elevate tariffe cinesi sul polisilicio negli Stati Uniti e in Corea del Sud.L'azienda prevede di produrre 95.000 tonnellate, ma la data di inizio non è chiara.Si prevede che nei prossimi quattro anni aumenterà al livello di 5.000 tonnellate all'anno.L'azienda norvegese REC ha due basi produttive nello stato di Washington e nel Montana, negli Stati Uniti, con una capacità produttiva annua di 18.000 tonnellate di polisilicio per uso solare e 2.000 tonnellate di polisilicio per uso elettronico.REC, che era in gravi difficoltà finanziarie, ha scelto di sospendere la produzione e poi, stimolata dal boom dei prezzi del polisilicio nel 2021, l'azienda ha deciso di riavviare la produzione di 18.000 tonnellate di progetti nello stato di Washington e 2.000 tonnellate nel Montana entro la fine del 2023 e potrà completare l'aumento della capacità produttiva nel 2024. Hemlock è il più grande produttore di polisilicio negli Stati Uniti, specializzato in polisilicio di grado elettronico ad elevata purezza.Le barriere high-tech alla produzione rendono difficile la sostituzione dei prodotti dell'azienda sul mercato.In combinazione con il fatto che l'azienda non prevede di costruire nuovi progetti entro pochi anni, si prevede che la capacità produttiva dell'azienda sarà pari al 2022-2025.La produzione annua rimane pari a 18.000 tonnellate.Inoltre, nel 2021, la nuova capacità produttiva delle aziende diverse dalle quattro sopra menzionate sarà di 5.000 tonnellate.A causa della mancata comprensione dei piani di produzione di tutte le aziende, si presume che la nuova capacità produttiva sarà di 5.000 tonnellate all’anno dal 2022 al 2025.
Secondo la capacità di produzione all'estero, si stima che la produzione di polisilicio all'estero nel 2025 sarà di circa 176.000 tonnellate, presupponendo che il tasso di utilizzo della capacità di produzione di polisilicio all'estero rimanga invariato.Dopo che il prezzo del polisilicio è aumentato notevolmente nel 2021, le aziende cinesi hanno aumentato la produzione e ampliato la produzione.Al contrario, le aziende estere sono più caute nei loro piani per nuovi progetti.Questo perché il dominio dell’industria del polisilicio è già sotto il controllo della Cina, e un aumento cieco della produzione può comportare perdite.Dal punto di vista dei costi, il consumo di energia è la componente più importante del costo del polisilicio, quindi il prezzo dell'elettricità è molto importante e lo Xinjiang, la Mongolia Interna, il Sichuan e altre regioni presentano evidenti vantaggi.Dal lato della domanda, in quanto valle diretta del polisilicio, la produzione cinese di wafer di silicio rappresenta oltre il 99% del totale mondiale.L'industria a valle del polisilicio è concentrata principalmente in Cina.Il prezzo del polisilicio prodotto è basso, i costi di trasporto sono bassi e la domanda è completamente garantita.In secondo luogo, la Cina ha imposto tariffe antidumping relativamente elevate sulle importazioni di polisilicio per uso solare dagli Stati Uniti e dalla Corea del Sud, il che ha notevolmente ridotto il consumo di polisilicio dagli Stati Uniti e dalla Corea del Sud.Sii cauto nella costruzione di nuovi progetti;Inoltre, negli ultimi anni, le imprese cinesi estere di polisilicio sono state lente a svilupparsi a causa dell’impatto delle tariffe, e alcune linee di produzione sono state ridotte o addirittura chiuse, e la loro proporzione nella produzione globale è diminuita di anno in anno, quindi non sarà paragonabile all’aumento dei prezzi del polisilicio nel 2021 poiché gli elevati profitti dell’azienda cinese e le condizioni finanziarie non sono sufficienti per sostenere la sua rapida e su larga scala espansione della capacità produttiva.
Sulla base delle rispettive previsioni della produzione di polisilicio in Cina e all’estero dal 2022 al 2025, è possibile riassumere il valore previsto della produzione globale di polisilicio.Si stima che la produzione globale di polisilicio nel 2025 raggiungerà 1.371 milioni di tonnellate.Secondo il valore previsto della produzione di polisilicio, la quota della Cina nella proporzione globale può essere ottenuta approssimativamente.Si prevede che la quota della Cina si espanderà gradualmente dal 2022 al 2025, e supererà l’87% nel 2025.
6, Riepilogo e prospettive
Il polisilicio si trova a valle del silicio industriale e a monte dell’intera filiera del fotovoltaico e dei semiconduttori e il suo status è molto importante.La catena industriale del fotovoltaico è generalmente polisilicio-wafer di silicio-cella-modulo-capacità installata fotovoltaica, mentre la catena industriale dei semiconduttori è generalmente polisilicio-wafer di silicio monocristallino-wafer-chip di silicio.Usi diversi hanno requisiti diversi sulla purezza del polisilicio.L'industria fotovoltaica utilizza principalmente polisilicio di grado solare, mentre l'industria dei semiconduttori utilizza polisilicio di grado elettronico.Il primo ha un intervallo di purezza compreso tra 6N e 8N, mentre il secondo richiede una purezza pari o superiore a 9N.
Per anni, il processo di produzione tradizionale del polisilicio è stato il metodo Siemens migliorato in tutto il mondo.Negli ultimi anni, alcune aziende hanno esplorato attivamente il metodo a letto fluidizzato con silano, a basso costo, che potrebbe avere un impatto sul modello di produzione.Il polisilicio a forma di bastoncino prodotto con il metodo Siemens modificato ha le caratteristiche di elevato consumo energetico, costo elevato ed elevata purezza, mentre il silicio granulare prodotto con il metodo a letto fluidizzato al silano ha le caratteristiche di basso consumo energetico, basso costo e purezza relativamente bassa .Alcune aziende cinesi hanno realizzato la produzione di massa di silicio granulare e la tecnologia di utilizzo del silicio granulare per estrarre il polisilicio, ma non è stata ampiamente promossa.La possibilità che il silicio granulare possa sostituire il primo in futuro dipende dalla capacità del vantaggio in termini di costi di coprire lo svantaggio di qualità, dall’effetto delle applicazioni a valle e dal miglioramento della sicurezza del silano.Negli ultimi anni, la produzione globale di polisilicio è aumentata di anno in anno e si è gradualmente concentrata in Cina.Dal 2017 al 2021, la produzione annuale globale di polisilicio aumenterà da 432.000 tonnellate a 631.000 tonnellate, con la crescita più rapida nel 2021. Durante il periodo, la produzione globale di polisilicio è diventata gradualmente sempre più concentrata in Cina, e la percentuale cinese di produzione di polisilicio è aumentata da Dal 56,02% nel 2017 all’80,03% nel 2021. Dal 2022 al 2025, l’offerta di polisilicio introdurrà una crescita su larga scala.Si stima che nel 2025 la produzione di polisilicio in Cina sarà di 1,194 milioni di tonnellate, mentre la produzione all'estero raggiungerà le 176.000 tonnellate.Pertanto, la produzione globale di polisilicio nel 2025 sarà di circa 1,37 milioni di tonnellate.
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