高純度多晶硅是電子信息產(chǎn)業(yè)和光伏太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)最重要的原材料。2008年，國(guó)內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)多晶硅的需求量預(yù)計(jì)將達(dá)7.1萬(wàn)噸，其中太陽(yáng)能級(jí)多晶硅(純度超過(guò)99.9999%，6N)需求約為3.98萬(wàn)噸，約占需求總量的56%。而在生產(chǎn)方面，預(yù)計(jì)2008年全球高純多晶硅產(chǎn)量將達(dá)到5.2萬(wàn)噸，其中Hemlock、Wacker、REC等七家國(guó)際大廠的總產(chǎn)量預(yù)計(jì)約為4.9萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)廠商可以實(shí)現(xiàn)的總產(chǎn)量預(yù)計(jì)約為1500噸。

    由于高純多晶硅市場(chǎng)呈現(xiàn)嚴(yán)重供不應(yīng)求的緊張態(tài)勢(shì)，光伏太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)許多下游企業(yè)飽嘗多晶硅短缺之苦。太陽(yáng)能級(jí)多晶硅現(xiàn)貨價(jià)格自2005年從55美元公斤開(kāi)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(chǎng)現(xiàn)貨價(jià)格甚至達(dá)到400美元公斤，至今散貨市場(chǎng)價(jià)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(guó)共有34家廠商開(kāi)工建設(shè)高純多晶硅提純項(xiàng)目(生產(chǎn)純度為6N以上的多晶硅，設(shè)計(jì)產(chǎn)能不小于300噸年)，其中東汽峨嵋、新光硅業(yè)、洛陽(yáng)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(xiàng)目共37個(gè)，完全達(dá)產(chǎn)后產(chǎn)能總和為6.8萬(wàn)噸，項(xiàng)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(guò)了17萬(wàn)噸，規(guī)劃中大多數(shù)產(chǎn)能將在2012年前實(shí)現(xiàn)。這還不算另外16家已經(jīng)備案或正在籌備開(kāi)工的企業(yè)，以及棱光實(shí)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(xiàng)目，不禁引起了我們的許多思考。

    一本萬(wàn)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(guó)際大廠，他們對(duì)于太陽(yáng)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(shí)間周期，導(dǎo)致短期內(nèi)高純多晶硅供不應(yīng)求，價(jià)格不斷上漲。但現(xiàn)在國(guó)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(jì)劃公布，還有另外FSU(俄羅斯)、Elken(挪威)等13個(gè)新的大型企業(yè)加入生產(chǎn)陣營(yíng)，馳昂咨詢預(yù)計(jì)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(guò)剩的可能。

    國(guó)外大型多晶硅企業(yè)經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，工藝成熟，技術(shù)先進(jìn)，積累了很多生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，其產(chǎn)品成本大多在25-30美元公斤。而國(guó)內(nèi)廠商雖然在控制系統(tǒng)、自動(dòng)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(jià)(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(guò)60美元公斤。和國(guó)外大廠相比，國(guó)內(nèi)廠商不具備成本優(yōu)勢(shì)。

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

     改良西門(mén)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(guó)際上多晶硅生產(chǎn)主要的傳統(tǒng)工藝有改良西門(mén)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(mén)子法，約有70-80%的多晶硅項(xiàng)目采用改良西門(mén)子法。該方法通過(guò)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(jì)，國(guó)內(nèi)在建和已經(jīng)運(yùn)行的44個(gè)較大型項(xiàng)目中，有40個(gè)采用的是改良西門(mén)子法，其技術(shù)大多數(shù)來(lái)源于峨嵋半導(dǎo)體廠、洛陽(yáng)中硅，其次來(lái)自俄羅斯，少量來(lái)自歐美。另外4個(gè)在建項(xiàng)目則采用“物理法”提純技術(shù)(對(duì)冶金級(jí)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(guò)物理法提純多晶硅。

    河南南陽(yáng)的迅天宇科技開(kāi)發(fā)有限公司、湖南益陽(yáng)的晶鑫新能源科技實(shí)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(píng)為“河南省科技創(chuàng)新50強(qiáng)企業(yè)”第一名，同年國(guó)家發(fā)改委曾資助迅天宇公司2000萬(wàn)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(mén)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](méi)有污染。

    如果物理法大規(guī)模提純多晶硅獲得成功，那么無(wú)疑將會(huì)改寫(xiě)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(duì)倒閉。但到目前為止，全世界沒(méi)有一個(gè)工廠是一直沿用物理法進(jìn)行生產(chǎn)的。目前國(guó)外廠商比較先進(jìn)的物理法提純技術(shù)(Hemlock)，做出來(lái)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(jiàn)認(rèn)為，物理法提純多晶硅就好比是“永動(dòng)機(jī)”、“水變油”，是緣木求魚(yú)。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(shí)來(lái)說(shuō)話吧！