国内外多晶硅行业现状与发展趋势

３ ５００
ＡｓｉＭｉ （ 美）
３ ３００
２ ０００
１ ３００
ＳＧＳ （ 美）
２ ２００
０
２ ２００
瓦克 （ 德）
１０ ０００
３ ５００
６ ５００
ＭＥＭＣ （ 美）
２ ７００
２ ７００
０
ＭＥＭＣ （ 意）
３ ０００
３ ０００
０
合计
４１ １００
２４ ７００
１８ ４００
际产量为 １７ ６５０ ｔ； ２００７ 年全 球 多 晶 硅 产 能 已 达 ５．２ 万 ｔ ／ａ， 产量约为 ４．５７ 万 ｔ。２００１—２００７ 年， 全球
场。从企业角度上看， 世界主要市场被业内巨头 所瓜分， ６０％以上的 市 场 份 额 来 自 于 ２０ 强 企 业 ， 其中世界集成电路两大巨头英特尔与三星所占据 的 市 场 份 额 高 达 ２０％［６￣８］。 表 ５ 为 ２００５—２００７ 年 世界半导体产品的销售情况。
世界集成电路市场近年来保持稳步增长， 据 世界半导体贸易统计组织 （ ＷＳＴＳ） 的数据， ２００５ 年市场销售额为 ２ ２７５ 亿美元， ２００７ 年市场销售 额达到 ２ ５１１ 亿美元， 年均增长率达 ５．１％。集成 电路市场具有明显的区域性。亚太地区， 尤其是 日本， 一直是市场增长的重点区域， 目前占世界 整体市场份额的最大部分， 但其增长速度已经趋 缓。日本在雄厚的晶圆制造和封装市场基础上， ２００７ 年 以 ２２％ 的 占 有 率 成 为 全 球 最 大 的 材 料 市
多晶硅生产情况列于表 ２， 年均增长率约为 １７．２％。
表 ２ ２００１—２００７ 年全球多晶硅生产情况 ｔ
年份
产能
产量
２００１ ２００２
２６ １００ ２６ ７００
１７ ６５０ ２０ ３５０
２００３
２６ ７００
２３ １００
２００４
２７ ５００
２５ ０００
２００５
２９ ０００
２８ ８００
２００６
４２ ０００
目前实际应用的太阳能光伏电池， 包括晶体 硅太阳能电池 （ 单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳 能电池） 、非晶硅太阳能电池、化合物半导体太阳 能电池［３， ４］。晶体硅太阳能电池是目前国际光伏市 场上的主流产品， 占世界光伏电池产量的 ８５％以 上， 晶体硅太阳能电池中又以多晶硅太阳能电池 占比例较大， 约占 ２ ／３， 占太阳能电池市场份额 达到 ５５％以上。
ＳＧＳ 正 在 建 设 采 用 ＦＢＲ 工 艺 生 产 粒 状 多 晶 ６ ５００ ｔ ／ａ 的 新 工 厂 ， 由 ２ ２００ ｔ ／ａ 扩 产 到 ８ ７００ ｔ ／ａ， ＡｓｉＭｉ 由 ３ ３００ ｔ ／ａ 扩展到 ４ ８００ ｔ ／ａ
２００８ 年建 ＶＬＤ 商业化工厂 ２００８ 年， 多晶硅产能由近 ６ ０００ ｔ ／ａ 扩至 ８ ０００ ｔ ／ａ
１９ ０００ ２２ ０００
１３ ５００
８ ２００ ８ ０００ ７０ ７００
有望达到 ７５ ２００ ｔ ／ａ， 较 ２００７ 年底增长 ８５％； 大 厂 的 扩 产 中 ， 部 分 采 用 新 技 术 ， 如 Ｗａｃｋｅｒ 和 ＲＥＣ 采用 ＦＢＲ 法。从目前的情况看， 新技术产能 的进展速度落后于预期。ＲＥＣ 在 ２ 月初公告， 由 于设备问题， 公司 ＭｏｓｅｓＬａｋｅ 的 ＦＢＲ 项目将推迟 ２ 个月的工期， 预计将在 ２００８ 年第四季度的末期 开始商业化生产； 受 ＭｏｓｅｓＬａｋｅ 项目推迟的影响， ＲＥＣ 预 计 ２００８ 年 公 司 粒 状 多 晶 硅 产 量 仅 ４００ ｔ， 全年 的 多 晶 硅 产 量 也 从 之 前 预 期 的 ８ ０００ ｔ 降 至 ７ ０００ ｔ； 日本三菱预测多晶硅产量将过剩， 没有 扩产计划， ２０１０ 年的产能将保持 ３ ２００ ｔ。
关键词：多晶硅； 光伏产业； 半导体产业； 市场需求分析
文章编号：１６７３－ ９６４７ （２００８） ７－ ００３２－ １０
中图分类号：ＴＱ２６４．１
文献标识码：Ａ
１ 概述
多晶硅按纯度分类可以分为太阳能级和电子
级。太阳能级硅 （ ＳＧ） 的纯度介于冶金级硅与电 子级硅之间， 一般认为含 Ｓｉ 在 ９９．９９ ％～９９．９９９ ９％ （ ４ ～６ 个 ９） 。 电 子 级 硅 （ ＥＧ） 一 般 要 求 含 Ｓｉ ９９．９９９ ９％ 以 上 ， 超 高 纯 达 到 ９９．９９９ ９９９ ９％ ～ ９９．９９９ ９９９ ９９９％ （ ９～１１ 个 ９） 。 太 阳 能 级 多 晶 硅 是生产太阳能光伏电池的主要原料， 电子级多晶 硅主要用于半导体工业及电子信息产业， 是制造 单晶硅的主要原料， 可做各种晶体管、整流二极 管、可控硅、集成电路、电子计算机芯片以及红 外探测器等［１， ２］ 。
鉴于光伏发电产业长期发展的潜力及高纯
硅原料短缺， 吸引了新的企业介入此领域， 并 加 速 产 业 化 。 德 国 赢 创 （ 前 德 固 赛 ） 与 Ｓｏｌａｒ Ｗｏｒｌｄ ＡＧ 公司合资在 ＪＳＳＩ 建设 ８５０ ｔ ／ａ 装置， 预 计今年年底投产。ＤＣ Ｃｈｅｍｉｃａｌ 公司的新厂预计每
年 生 产 ３ ０００ ｔ 多 晶 硅 ， 该 公 司 宣 布 收 购 韩 国 Ｓｏｄｉｆｆ Ａｄｖａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ． Ｌｔｄ 过 半 股 份 。 法 国 的 Ｐｈｏｔｏｎ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ （ ＰＰＴ） 、 荷 兰 的 Ｅｃｏｎｃｅｍ 和挪威的 Ｎｏｒｓｕｎ 宣布建立一个初期产能 为 ２ ０００～３ ０００ ｔ ／ａ 的 太 阳 能 级 多 晶 硅 厂 ， 预 计 ２００８ 年下半年投产。美国夏威夷的 Ｈｏｋｕ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ 计划生产多晶硅 １ ５００ ｔ ／ａ， ２００８ 年投产。西班牙 的 Ｉｓｏｆｏｔóｎ ａｎｄ Ｅｎｄｅｓａ 计 划 建 设 ２ ５００ ｔ ／ａ 太 阳 能 级多晶硅装置。这些新建多晶硅生产能力合计可 达 １０ ０００ ｔ ／ａ［５， ６］。
日本、德国和意大利。多晶硅生产厂家主要有 １０ 家 ， 其 中 产 能 和 产 量 比 较 大 的 有 ６ 家 ： Ｈｅｍｌｏｃｋ 赫 姆 洛 克 （ 美 国 ） 、Ｔｏｋｕｙａｍａ 德 山 曹 达 （ 日 本 ） 、 Ｗａｃｋｅｒ 瓦 克 （ 德 国 ） 、ＭＥＭＣ （ 美 国 ， 意 大 利 ） 、 ＡｓｉＭｉ （ 美 国 ） 和 ＳＧＳ （ 美 国 ） ， 其 产 量 占 全 球 多 晶硅产量的 ８０％以上。表 １ 列出了 ２００７ 年世界多 晶硅主要生产厂家产能统计情况。
综合上述分析， 预计 ２０１０ 年国外多晶硅产能 将达到 ８５ ０００ ｔ ／ａ。 ２．２ 消费现状及需求预测 ２．２．１ 光伏产业对多晶硅的需求
全球太阳能开发和利用带动了光伏产业的快
速 发 展 。 在 过 去 １５ 年 中 ， 全 球 光 伏 产 业 以 年 均
·３４·
化学工业 ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
ＲＥＣ Ｓｉｌｉｃｏｎ
Ｔｏｋｕｙａｍａ ＭＥＭＣ 合计
２００８—２０１０ 年扩产计划
２０１０ 年产能 （ 预测） ／ｔ
２００８ 年增 ４ ５００ ｔ； ２００９ 年再扩 ４ ５００ ｔ， ２００９ 年后能力增至 １９ ０００ ｔ
２００８ 年投资 ９．４ 亿 欧 元 ， 产 能 由 １０ ０００ ｔ ／ａ 增 至 ２２ ０００ ｔ ／ａ。 粒 状 多 晶 生 产 线 ６５０ ｔ， 于２００９ 年中期投产， ２００９ 年底 ４ ５００ ｔ ／ａ 的 Ｐｏｌｙ ７ 和 ７ ０００ ｔ ／ａ 的 Ｐｏｌｙ ８ 将建成投产
表４ ２０００—２００７ 年世界太阳能装机产量增长
ＭＷ
年度
世界年产量
安装总量
２０００
２８７．７
１ ０００
２００１
３９９
１ ３９９
２００２
５４０
１ ９３９
２００３
７６０
２ ６９９
源自文库
２００４
１ ２５６
３ ９５５
２００５
１ ６７０
５ ６２５
２００６
２ ５２１
８ １４６
２００７
３ ９８５
１２ １３１
根据各国或地区的太阳能发展规划， 美国能 源部计划到 ２０１０ 年累计安装容量 ４ ６００ ＭＷ， 日 本计 划 ２０１０ 年 达 到 ５ ０００ ＭＷ， 欧 盟 计 划 达 到 ６ ９００ ＭＷ［５］。 预计未来 ５ 年世界光伏行业的复合 增长率规模仍然保持年均 ３０％以上； ２０１０ 年世界 太阳能电池产量将达到 ９ ０００ ＭＷ， 全球太阳能组 件累计安装容量将达到 ３２ ＧＷ。考虑到技术进步 因素， 晶体硅电池仍有继续提高效率和降低晶体 硅 单 耗 的 潜 力 ， ２０１０ 年 多 晶 硅 需 求 量 将 达 到 ７．２ 万 ｔ 左右 （ 晶体硅太阳能电池占 ８０％， １ ＭＷ 太阳 能电池消耗多晶硅 １０ ｔ） 。 ２．２．２ 半导体产业对多晶硅的需求
２００１ 年 ， 全 球 多 晶 硅 产 能 为 ２６ １００ ｔ ／ａ， 实
收稿日期： ２００８－ ０６－ １７ 作者简介： 卜新平 （ １９７８－ ） ， 男 ， 湖 南 省 人 ， 工 程 师 ， 主 要 从 事
化工新材料方面的规划和咨询工作。
第７期
卜新平： 国内外多晶硅行业现状与发展趋势
·３３·
３８ ０００
２００７
５２ ０００
４５ ７００
为适应半导体、太阳能电池用硅量的快速增 长， 国际有基础优势的多晶硅生产企业纷纷大规 模扩产。世界五大多晶硅生产厂商的扩产计划列 于表 ３。
从表 ３ 可以看到， ２０１０ 年的国外多晶硅产能
表 ３ 世界五大多晶硅生产厂商的扩产计划
生产厂家 Ｈｅｍｌｏｃｋ Ｗａｃｋｅｒ
２００８ 年 第 ２６ 卷
２５％的速度增长， 近 ８ 年来更 是 连 续 保 持 了 ４５％ 以上的增幅。２００６ 年， 全球太阳能电池制造业投 资超过 １０ 亿美元， 光伏电池产量 ２ ５２１ ＭＷ， 同 比 增 长 ５１％ ， 组 件 产 量 ２ ４１０ ＭＷ， 同 比 增 长 ４４％ 。 ２００７ 年 全 球 太 阳 能 电 池 产 量 达 到 ３ ９８５ ＭＷ， 同比增长 ５８％， 消耗多晶硅约 ３．８３ 万 ｔ （ 晶 体硅 太 阳 能 电 池 占 ８０％， １ ＭＷ 太 阳 能 电 池 消 耗 多晶硅 １２ ｔ， 多 晶 硅 太 阳 能 电 池 消 耗 多 晶 硅 ２．３６ 万 ｔ， 单晶硅太阳能电池消耗半导体用多晶硅 １．４７ 万 ｔ） 。截至 ２００７ 年底， 世界光伏太阳能系统累计 安装量已超过 １２ ＧＷ。２０００—２００７ 年世界太阳能 装机产量增长统计列于表 ４。
全球９０％的 多 晶 硅 是 采 用 改 良 西 门 子 法 生 产 的， 即硅微粉与无水氯化氢在流化床反应器中 反 应 生 成 三 氯 氢 硅 （ ＳｉＨＣｌ３） ， ＳｉＨＣｌ３ 经 过 提 纯 后 在 氢 气 中 还 原 沉 积 得 到 冶 金 级 多 晶 硅 （ ＭＧ－ Ｓｉ ） ， 再 采 用 气 相 分 解 、 蒸 馏 和 还 原 技 术 将 冶 金 级 硅 再 提 纯 为 太 阳 能 级 硅 （ ＳＧ－ Ｓｉ） 和 电 子 级 硅 （ ＥＧ－ Ｓｉ） 。 以 硅 材 料 为 龙 头 的 产 业 链 如 图 １ 所示。
从图 １ 可知， 多晶硅是光伏产业和半导体产
业的基础材料。针对目前我国多晶硅供需失衡 的现状， 必须加快多晶硅的建设步伐， 改变我 国多晶硅产业受制于国际市场的状况， 否则将 危及我国集成电路、半导体器件和光伏产业的 发展。
图 １ 硅材料为龙头的产业链
２ 国外多晶硅市场分析
２．１ 产能与产量 目前， 世界上生产多晶硅的国家主要是美国、
表 １ ２００７ 年世界多晶硅主要生产厂家产能统计
ｔ ／ａ
生产厂家
产能
用途
半导体
太阳能电池
德山曹达 （ 日）
５ ４００
４ １００
１ ３００
三菱材料 （ 日）
１ ６００
１ ４００
２００
住友钛 （ 日）
１ ３００
９００
４００
三菱 （ 美）
１ ６００
１ １００
５００
赫姆洛克 （ 美） １０ ０００
６ ０００
·３２·
化学工业 ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
第 ２６ 卷 第 ７ 期 ２００８ 年 ７ 月
国内外多晶硅行业现状与发展趋势
卜新平
（ 石油和化学工业规划院， 北京 １０００１３）
摘 要： 介绍国内外多晶硅的生产和消费情况， 对未来市场需求进行了预测。分析了我国多晶硅生产优势和存
在的问题， 并对我国发展多晶硅产业给出建议。