高純度多晶硅是電子信息產(chǎn)業(yè)和光伏太陽能產(chǎn)業(yè)最重要的原材料。2008年，國內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)對多晶硅的需求量預(yù)計將達(dá)7.1萬噸，其中太陽能級多晶硅(純度超過99.9999%，6N)需求約為3.98萬噸，約占需求總量的56%。而在生產(chǎn)方面，預(yù)計2008年全球高純多晶硅產(chǎn)量將達(dá)到5.2萬噸，其中Hemlock、Wacker、REC等七家國際大廠的總產(chǎn)量預(yù)計約為4.9萬噸，國內(nèi)廠商可以實現(xiàn)的總產(chǎn)量預(yù)計約為1500噸。

    由于高純多晶硅市場呈現(xiàn)嚴(yán)重供不應(yīng)求的緊張態(tài)勢，光伏太陽能產(chǎn)業(yè)許多下游企業(yè)飽嘗多晶硅短缺之苦。太陽能級多晶硅現(xiàn)貨價格自2005年從55美元公斤開始節(jié)節(jié)攀升，在2006年到達(dá)200美元以上，至2007年12月市場現(xiàn)貨價格甚至達(dá)到400美元公斤，至今散貨市場價格仍維持在300美元以上。

    行業(yè)暴利引發(fā)了大煉多晶硅的投資熱潮。馳昂咨詢(Sinotes)近期的一份跟蹤研究顯示，截至2008年5月，中國共有34家廠商開工建設(shè)高純多晶硅提純項目(生產(chǎn)純度為6N以上的多晶硅，設(shè)計產(chǎn)能不小于300噸年)，其中東汽峨嵋、新光硅業(yè)、洛陽中硅、江蘇中能等四家企業(yè)已經(jīng)擁有批量生產(chǎn)能力，在建生產(chǎn)項目共37個，完全達(dá)產(chǎn)后產(chǎn)能總和為6.8萬噸，項目大多數(shù)在08、09年進(jìn)入試生產(chǎn)。

    更令人吃驚的是，這些廠商已經(jīng)公布的遠(yuǎn)期生產(chǎn)規(guī)劃之和已經(jīng)超過了17萬噸，規(guī)劃中大多數(shù)產(chǎn)能將在2012年前實現(xiàn)。這還不算另外16家已經(jīng)備案或正在籌備開工的企業(yè)，以及棱光實業(yè)、桑杏硅業(yè)等一批年生產(chǎn)能力幾十噸的企業(yè)。

    一哄而上的多晶硅生產(chǎn)項目，不禁引起了我們的許多思考。

    一本萬利還是刻舟求劍？

    高純多晶硅原料的主要供應(yīng)廠商為7家國際大廠，他們對于太陽能光伏應(yīng)用前景的歷史判斷，以及大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)的所需要的時間周期，導(dǎo)致短期內(nèi)高純多晶硅供不應(yīng)求，價格不斷上漲。但現(xiàn)在國際大廠已經(jīng)紛紛在擴(kuò)產(chǎn)，并且不斷有新的擴(kuò)產(chǎn)計劃公布，還有另外FSU(俄羅斯)、Elken(挪威)等13個新的大型企業(yè)加入生產(chǎn)陣營，馳昂咨詢預(yù)計多晶硅供需將在2010年達(dá)到基本平衡，甚至在2012年之前有供應(yīng)過剩的可能。

    國外大型多晶硅企業(yè)經(jīng)過很長時間的運行，工藝成熟，技術(shù)先進(jìn)，積累了很多生產(chǎn)經(jīng)驗，其產(chǎn)品成本大多在25-30美元公斤。而國內(nèi)廠商雖然在控制系統(tǒng)、自動化程度等設(shè)備上相差不多，但核心技術(shù)，如還原、氫化、回收等工藝都還有較大差距。再加上比較高的電價(大多數(shù)在0.3元-0.5元kWh區(qū)間)和高耗電水平，其產(chǎn)品成本約超過60美元公斤。和國外大廠相比，國內(nèi)廠商不具備成本優(yōu)勢。

    目前多晶硅的高售價掩藏了很多技術(shù)和資源上的問題，而一旦供需矛盾緩和，價格降下來，很多問題就會暴露出來。倘若在2011-2012年，國內(nèi)大多數(shù)在建項目達(dá)產(chǎn)之時，高純多晶硅價格降到60美元公斤甚至更低的水平，那將會是一番什么樣的景象？

     改良西門子法還是物理法提純？

    在生產(chǎn)高純多晶硅的技術(shù)方面，目前多種生產(chǎn)工藝路線并存，國際上多晶硅生產(chǎn)主要的傳統(tǒng)工藝有改良西門子法、硅烷法和流化床法。

其中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)是改良西門子法，約有70-80%的多晶硅項目采用改良西門子法。該方法通過采用大型還原爐，降低了單位產(chǎn)品能耗，采用SiCl4氫化和尾氣干法回收工藝，降低了原輔材料的消耗。
    根據(jù)馳昂咨詢公司的統(tǒng)計，國內(nèi)在建和已經(jīng)運行的44個較大型項目中，有40個采用的是改良西門子法，其技術(shù)大多數(shù)來源于峨嵋半導(dǎo)體廠、洛陽中硅，其次來自俄羅斯，少量來自歐美。另外4個在建項目則采用“物理法”提純技術(shù)(對冶金級的硅進(jìn)行造渣、精煉、酸洗等方式，將雜質(zhì)去除，硅不參加化學(xué)反應(yīng))，另外還有一批原先生產(chǎn)金屬硅的企業(yè)，目前也在嘗試通過物理法提純多晶硅。

    河南南陽的迅天宇科技開發(fā)有限公司、湖南益陽的晶鑫新能源科技實業(yè)公司是物理法路線的領(lǐng)先廠商，迅天宇公司在2007年被評為“河南省科技創(chuàng)新50強企業(yè)”第一名，同年國家發(fā)改委曾資助迅天宇公司2000萬元人民幣，IDGVC也投資了該公司。迅天宇公司聲稱，其技術(shù)與西門子化學(xué)法相比，電耗可減少23，水耗減少910，生產(chǎn)成本降低56，而且?guī)缀鯖]有污染。

    如果物理法大規(guī)模提純多晶硅獲得成功，那么無疑將會改寫硅材料的產(chǎn)業(yè)格局，早先采用化學(xué)法生產(chǎn)多晶硅的企業(yè)都將排著隊倒閉。但到目前為止，全世界沒有一個工廠是一直沿用物理法進(jìn)行生產(chǎn)的。目前國外廠商比較先進(jìn)的物理法提純技術(shù)(Hemlock)，做出來的硅也只能作為摻和料加到化學(xué)法硅里面去，而且摻和比例很小。有一種普遍意見認(rèn)為，物理法提純多晶硅就好比是“永動機(jī)”、“水變油”，是緣木求魚。但從事物理法提純的廠商和科研人員卻認(rèn)定它是解決硅材料難題的終極方案。

    我們拭目以待物理法提純的新進(jìn)展，讓事實來說話吧！