【研报】半导体行业颗粒硅：多晶硅技术的再次腾飞-20201203（14页）_936kb

颗粒硅：多晶硅技术的再次腾飞

核心内容

颗粒硅是一种通过硅烷法生产的颗粒状多晶硅，相较于传统的改良西门子法生产的柱状多晶硅，颗粒硅在性能、成本及生产效率方面具有显著优势。其生产技术起源于美国MEMC公司，并通过保利协鑫的收购实现了国产化。

主要观点

1. 颗粒硅简介

• 颗粒硅是硅烷法生产的一种多晶硅形态。
• 硅烷法通过将硅烷通入流化床中，在晶种上沉积形成颗粒状多晶硅。
• 改良西门子法是目前主流的多晶硅生产技术，具有节能、降耗和副产物回收的优势。

2. 与西门子法的比较

• 性能更优：颗粒硅具有更好的流动性，可减少破碎环节，降低破碎成本。
• 对设备更友好：颗粒硅对石英加料筒的冲击损耗低，延长使用寿命。
• 填充性好：颗粒硅可使加料桶多装15-20%的硅料，避免堵塞问题。
• 自动化程度高：适合自动加料，节省人力和时间。
• 满足光伏级要求：颗粒硅的杂质含量符合电子级标准，适用于光伏行业。

3. 颗粒硅在直拉单晶中的应用

• 颗粒硅可作为CCZ（连续直拉）工艺的优选复投料。
• CCZ工艺比RCZ（多次拉晶）效率更高，可完成8-10根晶棒拉制。
• 颗粒硅在拉晶过程中不影响晶棒头尾的少子寿命和尾部碳含量。
• 保利协鑫通过收购SunEdison获得FBR硅烷流化床法技术，实现技术协同。

4. 成本优势

• 反应温度更低：流化床工艺反应温度约为730℃，低于改良西门子法的1100℃。
• 电耗更低：流化床工艺电耗比传统工艺降低约65%。
• 投资强度更低：投资强度下降30%，项目人员需求减少30%。
• 折旧成本占比低：大全新能源的折旧成本占比高达16%，而颗粒硅生产更有利于降低这一比例。

5. 发展历程

• 起源：美国MEMC公司于1987年建成全球首条粒状多晶硅生产线，采用流化床技术。
• 技术突破：MEMC公司持续优化，使粒状多晶硅的杂质含量不断下降。
• 国产化：2017年，保利协鑫收购SunEdison相关资产，实现颗粒硅技术的国产化。
• 关键进展：2019年，保利协鑫完成关键设备国产化，主编国内颗粒硅国标，实现FBR装置长周期运行。

6. 保利协鑫的布局

• 多晶硅及硅片技术：2009年收购江苏中能，成为全球最大多晶硅与硅片供应商。
• 硅烷流化床法技术：2012年调试成功首期硅烷气装置，2015年实现万吨级试生产。
• N型单晶技术：2016年成立宁夏协鑫晶体科技发展有限公司，专注于高效N型单晶生产。
• 钙钛矿技术：2016年收购惟华光能，布局钙钛矿技术，2019年完成10MW钙钛矿组件中试产线。
• 半导体级多晶硅：2015年与国家集成电路产业投资基金成立合资公司，计划年产5000吨半导体级多晶硅。

关键信息

• 颗粒硅优势：流动性好、破碎成本低、设备损耗小、填充性佳、可实现自动化加料。
• 质量标准：颗粒硅杂质含量低，满足电子级和光伏级要求。
• 成本降低：流化床工艺在电耗、投资强度和人员需求等方面显著优于传统工艺。
• 技术协同：保利协鑫通过收购SunEdison获得FBR技术，推动颗粒硅技术国产化。
• 行业应用：颗粒硅是CCZ工艺的优选复投料，有助于提升单晶硅生产效率。

风险提示

1. 意外安全事故：流化床工艺可能存在一定的安全风险。
2. 全球光伏政策变化：光伏行业受政策影响较大，可能对颗粒硅市场需求产生影响。
3. 工艺技术突破：未来可能出现更先进的多晶硅生产技术，可能对颗粒硅市场构成竞争压力。