中国多晶硅工业起步于20世纪50年代,60年代中期实现了产业化,到70年代,生产厂家曾经发展到20多家。但由于工艺技术落后,消耗大,成本高等原因,绝大部分企业亏损而相继停产或转产。

1.多晶硅片的用途    

多晶硅是半导体工业、电子信息产业、太阳能光伏电池产业的最主要、最基础的功能性材料。主要用作半导体的原料,是制作单晶硅的主要原料,可作各种晶体管整流二极管可控硅、太阳能电池、集成电路、电子计算机芯片以及红外探测器等。

多晶硅片的用途 

2.多晶硅片的生产工艺流程    

多晶硅片加工工艺主要为:开方→磨面→倒角→切片→腐蚀,清洗等。

①开方对于方形的晶体硅锭,在硅锭切断后,要进行切方块处理,即沿着硅锭的晶体生长的纵向方向,将硅锭切割成一定尺寸的长方形硅块。

②磨面在开方之后的硅块表面会产生线痕,需要通过研磨除去开方所造成的锯痕及表面损伤层,有效改善硅块的平坦度与平行度,达到一个抛光过程处理的规格。

③倒角将多晶硅切割成硅块后,硅块边角锐利部分需要倒角,修整成圆弧形,主要是防止切割时硅片的边缘破裂、崩边及晶格缺陷产生。

多晶硅片的生产工艺流程 

3.多晶硅片发展历史

我国多晶硅工业起步于五、六十年代中期,生产厂多达20余家,生由于生产技术难度大,生产规模小,工艺技术落后,环境污染严重,耗能大,成本高,绝大部分企业亏损而相继停产和转产,到1996年仅剩下四家,即峨眉半导体材料厂(所),洛阳单晶硅厂、天原化工厂和棱光实业公司,合计当年产量为102.2吨,产能与生产技术都与国外有较大的差距。

1995年后,棱光实业公司和重庆天原化工厂相继停产。现在国内主要多晶硅生产厂商有洛阳中硅高科技公司、四川峨眉半导体厂和四川新光硅业公司、到2005年底,洛阳中硅高科技公司300吨生产线已正式投产,二期扩建1000吨多晶硅生产线也同时破土动工,河南省计划将其扩建到3000吨规模,建成国内最大的硅产业基地。四川峨眉半导体材料厂(所)是国内最早拥有多晶硅生产技术的企业,2005年太阳能电池用户投资,扩产的220吨多晶硅生产线将于2006年上半年投产,四川新光硅业公司实施的1000吨多晶硅生产线正在加快建设,计划在2006年底投产,此外,云南、扬州、上海、黑河、锦州、青海、内蒙、宜昌、广西、重庆、辽宁、邯郸、保定、浙江等地也有建生产线设想。

供需矛盾造成全球多晶硅价格暴涨。以2006年的经验数据对应计算,每生产1兆瓦太阳电池所需太阳能多晶硅10克,2006年全球共需太阳能多晶硅2.5万吨。按照太阳能电池近5年来的复合增长率35%计算,2007年全球共需太阳能多晶硅3.375万吨,2008年则需4.55万吨。充分考虑技术进步导致的硅料用料减少,2008年太阳能多晶硅硅料需求仍将达到4.1万吨。巨大的太阳能多晶硅需求面前,却显示出太阳能多晶硅供应链的弹性严重不足。与太阳能光伏产业链下游相比,太阳能多晶硅制造环节具有高投入、高技术、长周期的特征,一方面欧美日传统的硅料供应商垄断已有技术,90%以上硅料产能受技术控制不会大量释放,另一方面,即使传统硅料厂商增加产能,大规模的化工装置从开始投入到完全达产的长周期也使远水不解近渴。从传统欧美多晶硅供应商的太阳能扩产计划来看,2008年的供应仍然存在1万吨以上的缺口,预计2010年之前,多晶硅供应偏紧的局面仍将维持,因此近两年的多晶硅价格大幅下跌的可能性不大。

多晶硅片发展历史