【研報】電氣設備行業光伏硅料專題報告：硅料供需趨緊持續龍頭擴產提速-210302（27頁）.pdf

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1、光伏行業是多晶硅使用量最大的行業領域。根據中國光伏行業協會數據， 2019 年全球多晶硅產量 50.8 萬噸，其中，太陽能級塊狀硅約為 45.8 萬噸，占比約為90.1%。太陽能級多晶硅對雜質有嚴格的要求，通常要求其中雜質總含量低于 10-6，即多晶硅的純度需達到 99.9999%以上，尤其是對其硼、磷元素的要求尤為嚴格，高純多晶硅的制備是光伏產業鏈中技術含量較高的環節。太陽能級多晶硅主要分類如下：（1）根據下游生產硅片的不同，可將多晶硅分為單晶硅片用料和多晶硅片用料，單晶硅片用料指用于單晶硅拉制并生產單晶硅片的多晶硅，多晶硅片用料指用于多晶鑄錠并生產多晶硅片的多晶硅；（2）根據多晶硅摻入雜質

2、及導電類型的不同，可分為 P 型、N 型，其中，當硅中摻雜以施主雜質（V族元素，如磷、砷、銻等）為主時，以電子導電為主，為 N 型多晶硅，當硅中摻雜以受主雜質（族元素，如硼、鋁、鎵等）為主時，以空穴導電為主，為 P 型多晶硅；（3）根據技術指標的差別可以將太陽能級多晶硅分為四級，即特級品、1 級品、2 級品、3 級品；（4）根據客戶是否可以直接投爐使用，可以將多晶硅分為免洗料和非免洗料，免洗料經檢驗后可以直接投爐使用，非免洗料需要經過分揀、打磨、清洗等工序方可使用；（5）根據多晶硅的表面質量不同，又可將多晶硅細分為致密料、菜花料、珊瑚料等；（6）根據外形可以分為塊狀和棒狀。 生產多晶

3、硅的主要工藝西門子法。西門子法為生產多晶硅的原有工藝，是以氫氣還原高純度三氯氫硅，在加熱到 1,100左右的硅芯上沉積多晶硅的生產工藝。改良西門子法。目前國內外最主流及最成熟的多晶硅生產工藝，又稱“閉環西門子法”。其主要是在西門子法基礎上增加了尾氣回收和四氯化硅氫化工藝，實現了生產過程的閉路循環，避免副產品直接排放污染環境，并實現原料的循環利用，有效降低了生產成本。目前，改良西門子法技術已經相對成熟，技術較為穩定，當前的技術發展目標主要是持續提高生產效率，提升產品質量，降低物耗、能耗，降低多晶硅成本。因此，短期內技術迭代的風險較小。硅烷流化床法。多晶硅生產工藝之一。硅烷流化床法是以四氯化硅、氫

4、氣、氯化氫和工業硅為原料在流化床內（沸騰床）高溫高壓下生成三氯氫硅，將三氯氫硅再進一步歧化加氫反應生成二氯二氫硅，繼而生成硅烷氣。制得的硅烷氣通入加有小顆粒硅粉的流化床反應爐內進行連續熱分解反應，生成粒狀多晶硅產品。硅烷流化床法雖然經過幾十年的發展，但目前產量占比仍然很低，2019 年全球多晶硅產量中硅烷流化床法生產的顆粒多晶硅占比為 2.2%。相比于改良西門子法，硅烷流化床法具有投資強度低、尾氣易于回收利用、硅烷分解溫度低、能耗低、便于采用流化床連續生產、項目人員需求少等競爭優勢。但硅烷易燃、易爆的突出特點和安全隱患，限制了硅烷流化床法的推廣使用。此外，質量方面，硅烷流化床法生產的產品的金屬雜質、碳含量等與電子級或太陽能級多晶硅的國家標準要求還有差距。硅烷流化床法短期內取代改良西門子法的可能性較低，但中長期來看，硅烷流化床法占比有望逐漸提高，CPIA 預計，至 2025 年硅烷流化床法占比將提高到 7%。目前在主流的改良西門子法中，多晶硅生產成本主要由電力、原料和折舊組成，其中電力成本占比最大，約 35%；硅粉成本占比約 30%；折舊成本占比約 15%，三者合計占到總成本的 80%左右。