1. Cadeia da indústria de polissilício: O processo de produção é complexo e o downstream se concentra em semicondutores fotovoltaicos
O polissilício é produzido principalmente a partir de silício industrial, cloro e hidrogênio e está localizado a montante das cadeias da indústria fotovoltaica e de semicondutores.De acordo com dados da CPIA, o atual método de produção de polissilício dominante no mundo é o método Siemens modificado, exceto na China, mais de 95% do polissilício é produzido pelo método Siemens modificado.No processo de preparação de polissilício pelo método Siemens aprimorado, primeiro, o gás cloro é combinado com o gás hidrogênio para gerar cloreto de hidrogênio e, em seguida, reage com o pó de silício após trituração e moagem do silício industrial para gerar triclorossilano, que é ainda reduzido por gás hidrogênio para gerar polissilício.O silício policristalino pode ser derretido e resfriado para produzir lingotes de silício policristalino, e o silício monocristalino também pode ser produzido por Czochralski ou fusão por zona.Comparado com o silício policristalino, o silício monocristalino é composto de grãos de cristal com a mesma orientação cristalina, por isso possui melhor condutividade elétrica e eficiência de conversão.Tanto os lingotes de silício policristalino quanto as hastes de silício monocristalino podem ser posteriormente cortados e processados em pastilhas e células de silício, que por sua vez se tornam peças-chave dos módulos fotovoltaicos e são usadas no campo fotovoltaico.Além disso, wafers de silício de cristal único também podem ser transformados em wafers de silício por moagem repetida, polimento, epitaxia, limpeza e outros processos, que podem ser usados como materiais de substrato para dispositivos eletrônicos semicondutores.
O teor de impurezas de polissilício é estritamente exigido e a indústria possui características de alto investimento de capital e altas barreiras técnicas.Como a pureza do polissilício afetará seriamente o processo de trefilação do silício monocristalino, os requisitos de pureza são extremamente rigorosos.A pureza mínima do polissilício é 99,9999%, e a mais alta é infinitamente próxima de 100%.Além disso, os padrões nacionais da China apresentam requisitos claros para o teor de impurezas e, com base nisso, o polissilício é dividido em graus I, II e III, dos quais o teor de boro, fósforo, oxigênio e carbono é um importante índice de referência.As "Condições de Acesso à Indústria de Polissilício" estipulam que as empresas devem ter um sistema sólido de inspeção e gestão de qualidade e que os padrões dos produtos cumpram rigorosamente os padrões nacionais;além disso, as condições de acesso também exigem a escala e o consumo de energia das empresas de produção de polissilício, como polissilício de grau solar e eletrônico. A escala do projeto é superior a 3.000 toneladas/ano e 1.000 toneladas/ano, respectivamente, e o índice de capital mínimo no investimento em novos projectos de construção e reconstrução e expansão não deve ser inferior a 30%, pelo que o polissilício é uma indústria de capital intensivo.De acordo com as estatísticas da CPIA, o custo de investimento de equipamentos de linha de produção de polissilício de 10.000 toneladas colocados em operação em 2021 aumentou ligeiramente para 103 milhões de yuans/kt.O motivo é o aumento do preço dos materiais metálicos a granel.Espera-se que o custo do investimento no futuro aumente com o progresso da tecnologia dos equipamentos de produção e que o monómero diminua à medida que o tamanho aumenta.De acordo com os regulamentos, o consumo de energia do polissilício para redução Czochralski de grau solar e eletrônico deve ser inferior a 60 kWh/kg e 100 kWh/kg, respectivamente, e os requisitos para indicadores de consumo de energia são relativamente rigorosos.A produção de polissilício tende a pertencer à indústria química.O processo de produção é relativamente complexo e o limite para rotas técnicas, seleção de equipamentos, comissionamento e operação é alto.O processo de produção envolve muitas reações químicas complexas e o número de nós de controle é superior a 1.000.É difícil para os novos participantes dominar rapidamente o artesanato maduro.Portanto, existem grandes barreiras técnicas e de capital na indústria de produção de polissilício, o que também incentiva os fabricantes de polissilício a realizarem otimização técnica rigorosa do fluxo do processo, embalagem e processo de transporte.
2. Classificação de polissilício: a pureza determina o uso e o grau solar ocupa o mainstream
O silício policristalino, uma forma de silício elementar, é composto de grãos de cristal com diferentes orientações cristalinas e é purificado principalmente pelo processamento industrial de silício.A aparência do polissilício é de brilho metálico cinza e o ponto de fusão é de cerca de 1410 ℃.É inativo à temperatura ambiente e mais ativo no estado fundido.O polissilício possui propriedades semicondutoras e é um material semicondutor extremamente importante e excelente, mas uma pequena quantidade de impurezas pode afetar muito sua condutividade.Existem muitos métodos de classificação para polissilício.Além da classificação acima mencionada de acordo com os padrões nacionais da China, são introduzidos aqui mais três métodos de classificação importantes.De acordo com diferentes requisitos e usos de pureza, o polissilício pode ser dividido em polissilício de grau solar e polissilício de grau eletrônico.O polissilício de grau solar é usado principalmente na produção de células fotovoltaicas, enquanto o polissilício de grau eletrônico é amplamente utilizado na indústria de circuitos integrados como matéria-prima para chips e outras produções.A pureza do polissilício de grau solar é de 6 ~ 8N, ou seja, o teor total de impurezas deve ser inferior a 10 -6, e a pureza do polissilício deve atingir 99,9999% ou mais.Os requisitos de pureza do polissilício de grau eletrônico são mais rigorosos, com um mínimo de 9N e uma corrente máxima de 12N.A produção de polissilício de qualidade eletrônica é relativamente difícil.Existem poucas empresas chinesas que dominam a tecnologia de produção de polissilício de qualidade eletrônica e ainda são relativamente dependentes das importações.Atualmente, a produção de polissilício de grau solar é muito maior do que a do polissilício de grau eletrônico, e o primeiro é cerca de 13,8 vezes maior que o deste último.
De acordo com a diferença de impurezas dopantes e tipo de condutividade do material de silício, ele pode ser dividido em tipo P e tipo N.Quando o silício é dopado com elementos aceitadores de impurezas, como boro, alumínio, gálio, etc., ele é dominado pela condução de furos e é do tipo P.Quando o silício é dopado com elementos de impureza doadores, como fósforo, arsênico, antimônio, etc., ele é dominado pela condução de elétrons e é do tipo N.As baterias do tipo P incluem principalmente baterias BSF e baterias PERC.Em 2021, as baterias PERC representarão mais de 91% do mercado global e as baterias BSF serão eliminadas.Durante o período em que o PERC substitui o BSF, a eficiência de conversão das células do tipo P aumentou de menos de 20% para mais de 23%, o que está prestes a se aproximar do limite superior teórico de 24,5%, enquanto o limite superior teórico de N- as células do tipo N são de 28,7% e as células do tipo N têm alta eficiência de conversão. Devido às vantagens da alta proporção bifacial e do baixo coeficiente de temperatura, as empresas começaram a implantar linhas de produção em massa para baterias do tipo N.De acordo com a previsão da CPIA, a proporção de baterias do tipo N aumentará significativamente de 3% para 13,4% em 2022. Espera-se que nos próximos cinco anos, a iteração da bateria do tipo N para a bateria do tipo P seja iniciada. De acordo com as diferentes qualidades da superfície, pode ser dividido em material denso, material de couve-flor e material de coral.A superfície do material denso tem o menor grau de concavidade, menos de 5 mm, nenhuma anormalidade de cor, nenhuma camada intermediária de oxidação e o preço mais alto;a superfície do material da couve-flor tem um grau moderado de concavidade, 5-20mm, a seção é moderada e o preço é médio;embora a superfície do material coral tenha uma concavidade mais grave, a profundidade é superior a 20 mm, a seção é solta e o preço é o mais baixo.O material denso é usado principalmente para extrair silício monocristalino, enquanto o material de couve-flor e o material de coral são usados principalmente para fazer pastilhas de silício policristalino.Na produção diária das empresas, o material denso pode ser dopado com pelo menos 30% de material de couve-flor para produzir silício monocristalino.O custo das matérias-primas pode ser economizado, mas o uso de material de couve-flor reduzirá até certo ponto a eficiência de extração do cristal.As empresas precisam escolher a proporção de doping apropriada depois de pesar as duas.Recentemente, a diferença de preço entre o material denso e o material de couve-flor estabilizou-se basicamente em 3 RMB/kg.Se a diferença de preço aumentar ainda mais, as empresas podem considerar dopar mais material de couve-flor na extração de silício monocristalino.
3. Processo: o método Siemens ocupa o mainstream e o consumo de energia se torna a chave para a mudança tecnológica
O processo de produção do polissilício é dividido basicamente em duas etapas.Na primeira etapa, o pó de silício industrial reage com cloreto de hidrogênio anidro para obter triclorossilano e hidrogênio.Após repetidas destilações e purificações, triclorosilano gasoso, diclorodihidrossilício e Silano;a segunda etapa é reduzir o gás de alta pureza mencionado acima em silício cristalino, e a etapa de redução é diferente no método Siemens modificado e no método de leito fluidizado de silano.O método Siemens aprimorado possui tecnologia de produção madura e alta qualidade de produto, sendo atualmente a tecnologia de produção mais utilizada.O método tradicional de produção da Siemens é usar cloro e hidrogênio para sintetizar cloreto de hidrogênio anidro, cloreto de hidrogênio e silício industrial em pó para sintetizar triclorossilano a uma determinada temperatura e, em seguida, separar, retificar e purificar o triclorossilano.O silício sofre uma reação de redução térmica em um forno de redução de hidrogênio para obter silício elementar depositado no núcleo de silício.Nesta base, o processo melhorado da Siemens também está equipado com um processo de apoio à reciclagem de uma grande quantidade de subprodutos como hidrogénio, cloreto de hidrogénio e tetracloreto de silício produzidos no processo de produção, incluindo principalmente redução da recuperação de gases residuais e reutilização de tetracloreto de silício tecnologia.Hidrogênio, cloreto de hidrogênio, triclorossilano e tetracloreto de silício nos gases de escape são separados por recuperação a seco.O hidrogênio e o cloreto de hidrogênio podem ser reutilizados para síntese e purificação com triclorossilano, e o triclorossilano é reciclado diretamente para redução térmica.A purificação é realizada no forno e o tetracloreto de silício é hidrogenado para produzir triclorossilano, que pode ser utilizado para purificação.Esta etapa também é chamada de tratamento de hidrogenação a frio.Ao realizar a produção em circuito fechado, as empresas podem reduzir significativamente o consumo de matérias-primas e eletricidade, economizando efetivamente os custos de produção.
O custo de produção de polissilício usando o método Siemens aprimorado na China inclui matérias-primas, consumo de energia, depreciação, custos de processamento, etc.As matérias-primas referem-se principalmente ao silício industrial e ao triclorossilano, o consumo de energia inclui eletricidade e vapor, e os custos de processamento referem-se aos custos de inspeção e reparo dos equipamentos de produção.De acordo com as estatísticas de Baichuan Yingfu sobre os custos de produção de polissilício no início de junho de 2022, as matérias-primas são o item de maior custo, representando 41% do custo total, do qual o silício industrial é a principal fonte de silício.O consumo unitário de silício comumente usado na indústria representa a quantidade de silício consumido por unidade de produtos de silício de alta pureza.O método de cálculo consiste em converter todos os materiais que contêm silício, como pó de silício industrial terceirizado e triclorossilano, em silício puro e, em seguida, deduzir o clorosilano terceirizado de acordo com a quantidade de silício puro convertida da proporção do conteúdo de silício.De acordo com dados da CPIA, o nível de consumo de silício cairá 0,01 kg/kg-Si para 1,09 kg/kg-Si em 2021. Espera-se que, com a melhoria do tratamento de hidrogenação a frio e da reciclagem de subprodutos, espera-se que diminuir para 1,07 kg/kg até 2030. kg-Si.De acordo com estatísticas incompletas, o consumo de silício das cinco principais empresas chinesas da indústria de polissilício é inferior à média da indústria.Sabe-se que dois deles consumirão 1,08 kg/kg-Si e 1,05 kg/kg-Si respectivamente em 2021. A segunda maior proporção é o consumo de energia, responsável por 32% no total, dos quais a eletricidade representa 30% do consumo. custo total, indicando que o preço e a eficiência da eletricidade ainda são fatores importantes para a produção de polissilício.Os dois principais indicadores para medir a eficiência energética são o consumo abrangente de energia e a redução do consumo de energia.A redução do consumo de energia refere-se ao processo de redução do triclorossilano e do hidrogênio para gerar material de silício de alta pureza.O consumo de energia inclui pré-aquecimento e deposição do núcleo de silício., preservação de calor, ventilação final e outros consumos de energia do processo.Em 2021, com o progresso tecnológico e a utilização abrangente de energia, o consumo médio abrangente de energia da produção de polissilício diminuirá 5,3% ano a ano, para 63 kWh/kg-Si, e a redução média do consumo de energia diminuirá 6,1% ano a ano. no ano para 46 kWh/kg-Si, o que deverá diminuir ainda mais no futuro..Além disso, a depreciação também é um importante item de custo, representando 17%.É importante notar que, de acordo com dados de Baichuan Yingfu, o custo total de produção do polissilício no início de junho de 2022 foi de cerca de 55.816 yuans/tonelada, o preço médio do polissilício no mercado foi de cerca de 260.000 yuans/ton e a margem de lucro bruto foi tão alto quanto 70% ou mais, atraiu um grande número de empresas que investem na construção de capacidade de produção de polissilício.
Existem duas maneiras de os fabricantes de polissilício reduzirem custos: uma é reduzir os custos de matéria-prima e a outra é reduzir o consumo de energia.Em termos de matérias-primas, os fabricantes podem reduzir o custo das matérias-primas assinando acordos de cooperação de longo prazo com fabricantes industriais de silício ou construindo capacidade de produção integrada a montante e a jusante.Por exemplo, as fábricas de produção de polissilício dependem basicamente do seu próprio fornecimento industrial de silício.Em termos de consumo de electricidade, os fabricantes podem reduzir os custos de electricidade através de preços baixos de electricidade e de uma melhoria abrangente do consumo de energia.Cerca de 70% do consumo abrangente de eletricidade é a redução do consumo de eletricidade, e a redução também é um elo fundamental na produção de silício cristalino de alta pureza.Portanto, a maior parte da capacidade de produção de polissilício na China está concentrada em regiões com baixos preços de eletricidade, como Xinjiang, Mongólia Interior, Sichuan e Yunnan.No entanto, com o avanço da política de dois carbonos, é difícil obter uma grande quantidade de recursos energéticos de baixo custo.Portanto, reduzir o consumo de energia para redução é uma redução de custos mais viável hoje.Caminho.Atualmente, a forma eficaz de reduzir o consumo de energia de redução é aumentar o número de núcleos de silício no forno de redução, expandindo assim a produção de uma única unidade.Atualmente, os principais tipos de fornos de redução na China são 36 pares de hastes, 40 pares de hastes e 48 pares de hastes.O tipo de forno foi atualizado para 60 pares de hastes e 72 pares de hastes, mas, ao mesmo tempo, também apresenta requisitos mais elevados para o nível de tecnologia de produção das empresas.
Comparado com o método Siemens aprimorado, o método de leito fluidizado de silano tem três vantagens, uma é o baixo consumo de energia, a outra é a alta produção de extração de cristal e a terceira é que é mais favorável combinar com a tecnologia Czochralski contínua CCZ mais avançada.De acordo com os dados da Filial da Indústria do Silício, o consumo abrangente de energia do método de leito fluidizado de silano é de 33,33% do método Siemens aprimorado, e a redução do consumo de energia é de 10% do método Siemens aprimorado.O método de leito fluidizado de silano apresenta vantagens significativas no consumo de energia.Em termos de extração de cristal, as propriedades físicas do silício granular podem facilitar o preenchimento total do cadinho de quartzo no elo da haste de tração de silício de cristal único.O silício policristalino e o silício granular podem aumentar a capacidade de carregamento do cadinho de forno único em 29%, ao mesmo tempo que reduz o tempo de carregamento em 41%, melhorando significativamente a eficiência de extração do silício de cristal único.Além disso, o silício granular possui diâmetro pequeno e boa fluidez, o que é mais adequado para o método Czochralski contínuo CCZ.Atualmente, a principal tecnologia de extração de cristal único nos trechos médio e inferior é o método de reformulação de cristal único RCZ, que consiste em realimentar e puxar o cristal depois que uma haste de silício de cristal único é puxada.A trefilação é realizada ao mesmo tempo, o que economiza o tempo de resfriamento da haste de silício monocristalino, portanto a eficiência da produção é maior.O rápido desenvolvimento do método Czochralski contínuo CCZ também aumentará a demanda por silício granular.Embora o silício granular tenha algumas desvantagens, como mais pó de silício gerado por fricção, grande área superficial e fácil adsorção de poluentes, e hidrogênio combinado em hidrogênio durante a fusão, o que é fácil de causar saltos, mas de acordo com os últimos anúncios de silício granular relevante empresas, estes problemas estão a ser melhorados e foram feitos alguns progressos.
o processo de leito fluidizado de silano está maduro na Europa e nos Estados Unidos e está em sua infância após a introdução das empresas chinesas.Já na década de 1980, o silício granular estrangeiro representado por REC e MEMC começou a explorar a produção de silício granular e realizou produção em larga escala.Entre eles, a capacidade total de produção de silício granular da REC atingiu 10.500 toneladas/ano em 2010 e, em comparação com suas contrapartes da Siemens no mesmo período, tinha uma vantagem de custo de pelo menos US$ 2-3/kg.Devido às necessidades de extração de cristal único, a produção de silício granular da empresa estagnou e eventualmente interrompeu a produção, e recorreu a uma joint venture com a China para estabelecer uma empresa de produção para se dedicar à produção de silício granular.
4. Matérias-primas: O silício industrial é a matéria-prima principal e o fornecimento pode atender às necessidades de expansão do polissilício
O silício industrial é a principal matéria-prima para a produção de polissilício.Espera-se que a produção industrial de silício da China cresça de forma constante de 2022 a 2025. De 2010 a 2021, a produção industrial de silício da China está em fase de expansão, com a taxa média anual de crescimento da capacidade de produção e produção atingindo 7,4% e 8,6%, respectivamente. .De acordo com dados do SMM, o novo aumentocapacidade industrial de produção de silíciona China será de 890 mil toneladas e 1,065 milhão de toneladas em 2022 e 2023.Supondo que as empresas industriais de silício ainda manterão uma taxa de utilização de capacidade e uma taxa operacional de cerca de 60% no futuro, o novo aumento da Chinaa capacidade de produção em 2022 e 2023 provocará um aumento de produção de 320.000 toneladas e 383.000 toneladas.De acordo com as estimativas do GFCI,A capacidade de produção industrial de silício da China em 22/23/24/25 é de cerca de 5,90/697/6,71/6,5 milhões de toneladas, correspondendo a 3,55/391/4,18/4,38 milhões de toneladas.
A taxa de crescimento das duas áreas a jusante restantes de silício industrial sobreposto é relativamente lenta, e a produção de silício industrial da China pode basicamente atender à produção de polissilício.Em 2021, a capacidade de produção industrial de silício da China será de 5,385 milhões de toneladas, correspondendo a uma produção de 3,213 milhões de toneladas, das quais polissilício, silício orgânico e ligas de alumínio consumirão 623 mil toneladas, 898 mil toneladas e 649 mil toneladas, respectivamente.Além disso, quase 780 mil toneladas de produção são utilizadas para exportação.Em 2021, o consumo de polissilício, silício orgânico e ligas de alumínio representará 19%, 28% e 20% do silício industrial, respectivamente.De 2022 a 2025, a taxa de crescimento da produção de silício orgânico deverá permanecer em torno de 10%, e a taxa de crescimento da produção de ligas de alumínio será inferior a 5%.Portanto, acreditamos que a quantidade de silício industrial que pode ser usada para o polissilício em 2022-2025 é relativamente suficiente, o que pode atender plenamente às necessidades do polissilício.necessidades de produção.
5. Fornecimento de polissilício:Chinaocupa uma posição dominante, e a produção gradualmente se reúne em empresas líderes
Nos últimos anos, a produção global de polissilício aumentou ano a ano e gradualmente se reuniu na China.De 2017 a 2021, a produção anual global de polissilício aumentou de 432.000 toneladas para 631.000 toneladas, com o crescimento mais rápido em 2021, com uma taxa de crescimento de 21,11%.Durante este período, a produção global de polissilício concentrou-se gradualmente na China, e a proporção da produção de polissilício da China aumentou de 56,02% em 2017 para 80,03% em 2021. Comparando as dez principais empresas na capacidade global de produção de polissilício em 2010 e 2021, pode ser constatou que o número de empresas chinesas aumentou de 4 para 8, e a proporção da capacidade de produção de algumas empresas americanas e coreanas caiu significativamente, saindo das dez principais equipes, como HEMOLOCK, OCI, REC e MEMC;a concentração da indústria aumentou significativamente e a capacidade total de produção das dez maiores empresas do setor aumentou de 57,7% para 90,3%.Em 2021, são cinco empresas chinesas que respondem por mais de 10% da capacidade de produção, representando um total de 65,7%..Existem três razões principais para a transferência gradual da indústria do polissilício para a China.Primeiro, os fabricantes chineses de polissilício têm vantagens significativas em termos de matérias-primas, eletricidade e custos trabalhistas.Os salários dos trabalhadores são inferiores aos dos países estrangeiros, pelo que o custo global de produção na China é muito inferior ao dos países estrangeiros e continuará a diminuir com o progresso tecnológico;em segundo lugar, a qualidade dos produtos chineses de polissilício está melhorando constantemente, a maioria dos quais está no nível de primeira classe de grau solar, e as empresas individuais avançadas estão nos requisitos de pureza.Foram feitos avanços na tecnologia de produção de polissilício de grau eletrônico superior, inaugurando gradualmente a substituição de polissilício de grau eletrônico doméstico por importações, e as principais empresas chinesas estão promovendo ativamente a construção de projetos de polissilício de grau eletrônico.A produção de wafers de silício na China é superior a 95% da produção total global, o que aumentou gradualmente a taxa de autossuficiência de polissilício para a China, o que comprimiu até certo ponto o mercado de empresas de polissilício no exterior.
De 2017 a 2021, a produção anual de polissilício na China aumentará de forma constante, principalmente em áreas ricas em recursos energéticos, como Xinjiang, Mongólia Interior e Sichuan.Em 2021, a produção de polissilício da China aumentará de 392 mil toneladas para 505 mil toneladas, um aumento de 28,83%.Em termos de capacidade de produção, a capacidade de produção de polissilício da China tem apresentado geralmente uma tendência ascendente, mas diminuiu em 2020 devido ao encerramento de alguns fabricantes.Além disso, a taxa de utilização da capacidade das empresas chinesas de polissilício tem aumentado continuamente desde 2018, e a taxa de utilização da capacidade em 2021 atingirá 97,12%.Em termos de províncias, a produção de polissilício da China em 2021 está concentrada principalmente em áreas com baixos preços de eletricidade, como Xinjiang, Mongólia Interior e Sichuan.A produção de Xinjiang é de 270.400 toneladas, o que representa mais da metade da produção total da China.
A indústria de polissilício da China é caracterizada por um alto grau de concentração, com um valor CR6 de 77%, e haverá uma nova tendência ascendente no futuro.A produção de polissilício é uma indústria com alto capital e altas barreiras técnicas.O ciclo de construção e produção do projeto é geralmente de dois anos ou mais.É difícil para novos fabricantes entrarem na indústria.A julgar pela expansão planeada conhecida e pelos novos projectos nos próximos três anos, os fabricantes oligopolistas da indústria continuarão a expandir a sua capacidade de produção em virtude da sua própria tecnologia e vantagens de escala, e a sua posição de monopólio continuará a aumentar.
Estima-se que o fornecimento de polissilício da China dará início a um crescimento em grande escala de 2022 a 2025, e a produção de polissilício atingirá 1,194 milhão de toneladas em 2025, impulsionando a expansão da escala global de produção de polissilício.Em 2021, com o forte aumento do preço do polissilício na China, grandes fabricantes investiram na construção de novas linhas de produção e, ao mesmo tempo, atraíram novos fabricantes para ingressar na indústria.Como os projetos de polissilício levarão pelo menos um ano e meio a dois anos desde a construção até a produção, as novas construções em 2021 serão concluídas.A capacidade de produção é geralmente colocada em produção no segundo semestre de 2022 e 2023. Isto é muito consistente com os novos planos de projetos anunciados pelos principais fabricantes atualmente.A nova capacidade de produção em 2022-2025 concentra-se principalmente em 2022 e 2023. Depois disso, à medida que a oferta e a procura de polissilício e o preço se estabilizam gradualmente, a capacidade total de produção na indústria estabilizará gradualmente.Para baixo, isto é, a taxa de crescimento da capacidade de produção diminui gradativamente.Além disso, a taxa de utilização da capacidade das empresas de polissilício manteve-se num nível elevado nos últimos dois anos, mas levará tempo para que a capacidade de produção de novos projectos aumente, e será necessário um processo para que os novos participantes dominem o tecnologia de preparação relevante.Portanto, a taxa de utilização da capacidade de novos projetos de polissilício nos próximos anos será baixa.A partir disso, a produção de polissilício em 2022-2025 pode ser prevista, e a produção de polissilício em 2025 deverá ser de cerca de 1,194 milhão de toneladas.
A concentração da capacidade de produção no exterior é relativamente alta e a taxa e a velocidade do aumento da produção nos próximos três anos não serão tão altas quanto as da China.A capacidade de produção de polissilício no exterior está concentrada principalmente em quatro empresas líderes, e o restante é principalmente uma pequena capacidade de produção.Em termos de capacidade de produção, a Wacker Chem ocupa metade da capacidade de produção de polissilício no exterior.Suas fábricas na Alemanha e nos Estados Unidos têm capacidades de produção de 60 mil toneladas e 20 mil toneladas, respectivamente.A forte expansão da capacidade global de produção de polissilício em 2022 e além pode causar preocupação com o excesso de oferta, a empresa ainda está esperando para ver e não planejou adicionar nova capacidade de produção.A gigante sul-coreana de polissilício OCI está gradualmente transferindo sua linha de produção de polissilício de grau solar para a Malásia, mantendo a linha de produção original de polissilício de grau eletrônico na China, que está planejada para atingir 5.000 toneladas em 2022. A capacidade de produção da OCI na Malásia atingirá 27.000 toneladas e 30.000 toneladas em 2020 e 2021, alcançando baixos custos de consumo de energia e evitando as altas tarifas da China sobre polissilício nos Estados Unidos e na Coreia do Sul.A empresa planeja produzir 95 mil toneladas, mas a data de início não é clara.Espera-se que aumente ao nível de 5.000 toneladas por ano nos próximos quatro anos.A empresa norueguesa REC possui duas bases de produção no estado de Washington e Montana, EUA, com capacidade de produção anual de 18.000 toneladas de polissilício de grau solar e 2.000 toneladas de polissilício de grau eletrônico.REC, que estava em profundas dificuldades financeiras, optou por suspender a produção e, em seguida, estimulada pelo boom dos preços do polissilício em 2021, a empresa decidiu reiniciar a produção de 18.000 toneladas de projetos no estado de Washington e 2.000 toneladas em Montana até o final de 2023 , e pode concluir o aumento da capacidade de produção em 2024. A Hemlock é a maior produtora de polissilício dos Estados Unidos, especializada em polissilício de grau eletrônico de alta pureza.As barreiras de alta tecnologia à produção dificultam a substituição dos produtos da empresa no mercado.Aliado ao facto de a empresa não planear construir novos projectos dentro de alguns anos, espera-se que a capacidade de produção da empresa seja 2022-2025.A produção anual permanece em 18.000 toneladas.Além disso, em 2021, a nova capacidade de produção de outras empresas além das quatro empresas acima será de 5.000 toneladas.Devido à falta de compreensão dos planos de produção de todas as empresas, assume-se aqui que a nova capacidade de produção será de 5.000 toneladas por ano de 2022 a 2025.
De acordo com a capacidade de produção no exterior, estima-se que a produção de polissilício no exterior em 2025 será de cerca de 176.000 toneladas, assumindo que a taxa de utilização da capacidade de produção de polissilício no exterior permaneça inalterada.Depois que o preço do polissilício aumentou acentuadamente em 2021, as empresas chinesas aumentaram e expandiram a produção.Em contrapartida, as empresas estrangeiras são mais cautelosas nos seus planos para novos projetos.Isto porque o domínio da indústria do polissilício já está sob o controlo da China e o aumento cego da produção pode trazer perdas.Do lado do custo, o consumo de energia é o maior componente do custo do polissilício, por isso o preço da eletricidade é muito importante, e Xinjiang, Mongólia Interior, Sichuan e outras regiões têm vantagens óbvias.Do lado da procura, como a jusante directo do polissilício, a produção de pastilhas de silício da China representa mais de 99% do total mundial.A indústria downstream de polissilício está concentrada principalmente na China.O preço do polissilício produzido é baixo, o custo de transporte é baixo e a demanda é totalmente garantida.Em segundo lugar, a China impôs tarifas anti-dumping relativamente elevadas às importações de polissilício de qualidade solar dos Estados Unidos e da Coreia do Sul, o que reprimiu enormemente o consumo de polissilício dos Estados Unidos e da Coreia do Sul.Seja cauteloso na construção de novos projetos;além disso, nos últimos anos, as empresas chinesas de polissilício no exterior têm sido lentas a desenvolver-se devido ao impacto das tarifas, e algumas linhas de produção foram reduzidas ou mesmo encerradas, e a sua proporção na produção global tem diminuído ano após ano, pelo que elas não será comparável ao aumento dos preços do polissilício em 2021, uma vez que os elevados lucros da empresa chinesa, as condições financeiras não são suficientes para apoiar a sua expansão rápida e em grande escala da capacidade de produção.
Com base nas respectivas previsões da produção de polissilício na China e no exterior de 2022 a 2025, o valor previsto da produção global de polissilício pode ser resumido.Estima-se que a produção global de polissilício em 2025 atingirá 1,371 milhão de toneladas.De acordo com o valor previsto da produção de polissilício, a participação da China na proporção global pode ser obtida aproximadamente.Espera-se que a participação da China se expanda gradualmente de 2022 a 2025 e ultrapasse 87% em 2025.
6, Resumo e Perspectiva
O polissilício está localizado a jusante do silício industrial e a montante de toda a cadeia da indústria fotovoltaica e de semicondutores, e seu status é muito importante.A cadeia da indústria fotovoltaica é geralmente capacidade instalada de polissilício-silício-célula-módulo-fotovoltaico, e a cadeia da indústria de semicondutores é geralmente polissilício-silício monocristalino wafer-silício-chip.Diferentes usos têm diferentes requisitos quanto à pureza do polissilício.A indústria fotovoltaica utiliza principalmente polissilício de grau solar, e a indústria de semicondutores utiliza polissilício de grau eletrônico.O primeiro possui uma faixa de pureza de 6N-8N, enquanto o último requer uma pureza de 9N ou mais.
Durante anos, o principal processo de produção de polissilício tem sido o método melhorado da Siemens em todo o mundo.Nos últimos anos, algumas empresas exploraram ativamente o método de leito fluidizado de silano de baixo custo, o que pode ter um impacto no padrão de produção.O polissilício em forma de bastão produzido pelo método Siemens modificado possui características de alto consumo de energia, alto custo e alta pureza, enquanto o silício granular produzido pelo método de leito fluidizado de silano possui características de baixo consumo de energia, baixo custo e pureza relativamente baixa .Algumas empresas chinesas realizaram a produção em massa de silício granular e a tecnologia de utilização de silício granular para extrair polissilício, mas isso não foi amplamente promovido.Se o silício granular pode substituir o primeiro no futuro depende se a vantagem de custo pode cobrir a desvantagem de qualidade, o efeito das aplicações a jusante e a melhoria da segurança do silano.Nos últimos anos, a produção global de polissilício aumentou ano a ano e gradualmente se reuniu na China.De 2017 a 2021, a produção global anual de polissilício aumentará de 432.000 toneladas para 631.000 toneladas, com o crescimento mais rápido em 2021. Durante o período, a produção global de polissilício tornou-se gradualmente cada vez mais concentrada na China, e a proporção da produção de polissilício na China aumentou de 56,02% em 2017 para 80,03% em 2021. De 2022 a 2025, o fornecimento de polissilício dará início a um crescimento em grande escala.Estima-se que a produção de polissilício em 2025 será de 1,194 milhão de toneladas na China, e a produção no exterior chegará a 176 mil toneladas.Portanto, a produção global de polissilício em 2025 será de cerca de 1,37 milhão de toneladas.
(Este artigo é apenas para referência dos clientes da UrbanMines e não representa qualquer conselho de investimento)