多晶硅市场分析（精简）

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1、多晶硅产业情况汇总报告一.多晶硅简介及用途1、多晶硅简介多晶硅：晶体硅的一种，当熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。单晶硅：晶体硅的一种，具有基本完整的点阵结构的晶体，不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。多晶硅与单晶硅的差别：当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向和同的晶粒，则形成单晶硅。如果这

2、些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。2、多晶硅的分类多晶硅按纯度分类可以分为冶金级(工业硅)、太阳能级、电子级。2」冶金级硅(MG)：是硅的氧化物在电弧炉中被碳还原而成。一般含Si为90-95%以上，高达99.8%以上。2.2太阳能级硅(SG):纯度介于冶金级硅与电子级硅之间，至今未有明确界定。一般认为含Si在99.99%-99.9999%(4〜6个9)。2.3电子级硅(EG):—般要求含Si>99.9999%以上，超高纯达到99.9999999%〜99.999999999%(9〜11个9)。多品硅料多品硅锭3•多晶硅的主要用途3.1制作单晶硅，一般需要用高纯度的电子级硅（E

3、G）。单晶硅是制造半导体硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。单晶硅棒半导体芯片3.2制作太阳能电池，一般使用太阳能级硅（SG）太阳能电池板光伏发电站一.多晶硅生产工艺多品硅的生产技术主要有：改良西门子法、硅烷法和流化床法（该法技术还不成熟）。正在研发的述有冶金法、气液沉积法、重掺硅废料法等制造低成本多晶硅的新工艺。世界上85%的多品硅是采用改良西门子法生产的，国内上市生产企业100%采用此法，其余方法生产的多品硅仅占15%。1、改良西门子法该法是以HC1（或Ch、也）和冶金级工业硅为原料，将粗硅（工业硅）粉与HC1在高温下合成为SiHCh,然后对SiH

4、CL进行化学精制提纯，接着对SiHCL3进行多级精馅，使其纯度达到9个9以上，其中金展杂质总含量应降到0.lppba以下，最后在还原炉中在1050°C的硅芯上用超高纯的氢气对SiHCL:｝进行还原而长成高纯多品硅棒。多品硅的反应容器为密封的，用电加热硅池硅棒（直径5-10毫米，长度1.5-2米，数量80根），在1050-1100度在棒上生长多品硅，直径可达到150-200毫米。这样大约三分之一的三氯氢硅发生反应，并生成多晶硅。剩余部分同也，HCl,SiHC13,SiC4从反应容器中分离。这些混合物进行低温分离，或再利用，或返回到整个反应中。气态混合物的分离是复杂的、耗能量大的，从某种

5、程度上决定了多晶硅的成本和该工艺的竞争力。SiO厂C一电弧炉［心化学利用）精懈塔■I沸腾床JSiHC糾企（化学利SiH-Cl,.,SiCL：L_M气体化学回t收西门子反应尾气电源SPower西门子反应器用CS-H,—图1曲门子法生产多晶硅工艺示意图改良四门子法生产多晶硅的副产品:多晶硅生产过程中将有大量的废水、废液排出，如：生产1000吨多品硅将有三氯氢硅3500吨、四氯化硅4500吨废液产生，未经处理回收的三氯氢硅和四氯化硅是一种有毒有害液体。对多品硅副产物三氯氢硅、四氯化硅经过多级精馅提纯等化学处理，可生成白炭黑、氯化钙以及用于光纤预制棒的高纯（6N）四氯化硅。改良四门子法所用设

6、备：氯化氢合成炉，三氯氢硅沸腾床加压合成炉，三氯氢硅水解凝胶处理系统，三氯氢硅粗馆、精馅塔提纯系统，硅芯炉，节电还原炉，磷检炉，硅棒切断机，腐蚀、清洗、干燥、包装系统装置，还原尾气干法回收装置；其他包括分析、检测仪器，控制仪表，热能转换站，压缩空气站，循环水站，变配电站，净化厂房等。2、硅烷法2.1硅烷气体的制备硅烷法多品硅的生产离不开硅烷气体。硅烷气体的制备大致上有三种方法：（1）用氢化铝钠与四氟化硅气体反应合成硅烷气体（2）硅镁合金法工艺，也称小松法工艺，流程非常简练。（3）氯硅烷歧化反应法，此法利用如下氯硅烷的合成和歧化反应来获得硅烷。2.2因硅烷气是易燃易爆的气体，所以整个吸

7、附系统以及分解室都要有高度严密性，必须隔绝空气，这对设备的要求较高。3、物理法（冶金法）3.1物理法是采用对冶金级的硅进行造渣、精炼、酸洗（湿法冶金）、定向凝固等方式，将杂质去除，由于硅是不参加化学反应的，所以俗称物理法，也称作冶金法。冶金法的投资比化学法要小，大约每千吨产能投资只需要4亿元左右，而每吨的成本为15-25万元人民币左右。目前冶金法对硅的提纯极限为6-7N,无法用于半导体行业，而只能用于太阳能产业。3.2冶金法制备多晶硅可直接由工业硅制得太阳