工業(yè)硅,有機硅,硅料。多晶硅,單晶硅。硅片。他們的關系是。工業(yè)硅可以生成有機硅或者多晶硅。硅料就是純度更高的工業(yè)硅。你可以理解硅料也是來自工業(yè)硅。而工業(yè)硅的生產(chǎn)需要大量的電,所以主要分布在西南和西北。合盛硅業(yè)是最大的工業(yè)硅龍頭 ---------------單晶硅和多晶硅都要用到工業(yè)硅,合盛硅業(yè)是雙料龍頭-------------硅是最常見應用最廣的半導體材料,用鎂還原二氧化硅可得無定形硅。用碳在電爐中還原二氧化硅可得晶體硅,電子工業(yè)中用的高純硅則是用氫氣還原三氯氫硅或四氯化硅而制得。
金屬硅又稱工業(yè)硅,消費領域:有機硅/多晶硅/鋁硅合金/耐火材料,前三個行業(yè)占比超過90%.,有機硅的應用最廣. 工業(yè)硅是多晶硅的原材料是多晶硅上游---多(單)晶硅消費領域:---集成電路/半導體/光伏 好比說,新能源汽車要用到鋼鐵,那新能源汽車上漲就利好鋼鐵么?
1:單晶硅 當熔融的單質硅凝固時,硅原子以金剛石晶格排列成晶核,其晶核長成晶面取向相同的晶粒,形成單晶硅 單晶硅材料制造要經(jīng)過如下過程:石英砂-冶金級硅-提純和精煉-沉積多晶硅錠-單晶硅-硅片切割,其主要用途是用作半導體材料和利用太陽能光伏發(fā)電、供熱等 在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素,形成p型硅半導體;摻入微量的第VA族元素,形成n型半導體。p型半導體和n型半導體結合在一起形成p-n結,就可做成太陽能電池,將輻射能轉變?yōu)殡娔?,另外廣泛應用的二極管、三極管、晶閘管、場效應管和各種集成電路(如常見的cpu、gpu,mcu)都是用硅做的原材料。 單晶硅用于制造太陽能電池,其轉換效率是最高的,其電池轉換效率最高可達25%,在大規(guī)模應用和工生產(chǎn)中仍占據(jù)主導地位,但是受到單晶硅材料價格及相應繁瑣的電池工藝影響,致使單晶硅成本價格居高不下
2:多晶硅 多晶硅是單質硅的一種形式。當熔融的單質硅在過冷條件下固化時,硅原子以金剛石晶格形式排列成多個晶核。如果晶核生長成具有不同晶體取向的晶粒,則晶粒結合并結晶成多晶硅。 多晶硅可作拉制單晶硅的原料,多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在物理性質方面。例如,在力學性質、光學性質和熱學性質的各向異性方面,遠不如單晶硅明顯。在電學性質方面,多晶硅晶體的導電性也遠不如單晶硅顯著,甚至于幾乎沒有導電性。多晶硅和單晶硅可從外觀上加以區(qū)別,但真正的鑒別須通過分析測定晶體的晶面方向、導電類型和電阻率等。多晶硅是生產(chǎn)單晶硅的直接原料 單晶硅和多晶硅在太陽能電池效率差異 單晶硅電池具有高電池轉換效率和良好的穩(wěn)定性,但其制造成本遠比多晶硅高。 早在20年前,單晶硅電池就突破了20%以上光電轉換效率的技術壁壘。 多晶硅電池的成本低,轉換效率略低于提拉法的硅太陽能電池的轉換效率。 材料中的各種缺陷,例如晶界,位錯,微缺陷和材料中的雜質,例如碳和氧,以及工藝中的污染。 多晶硅太陽能電池的光電轉換率一度被認為不會不超過20%。 德國弗勞恩霍夫研究所的科學家通過改進技術和工藝,使多晶硅太陽能電池的光電轉換率達到20.3%以上。 在太陽能利用上,單晶硅和多晶硅同時發(fā)揮著巨大的作用。雖然從目前來講,要使太陽能發(fā)電具有較大的市場,被廣大的消費者接受,就必須提高太陽電池的光電轉換效率,降低生產(chǎn)成本。 多晶硅因成本相對較低,一度成為主流,但近年來隨著光伏平價上網(wǎng),光伏去補貼信號的明確,電站開發(fā)商對于性價比的要求越來越高,使用高性價比產(chǎn)品才能在無補貼或者補貼極少的情況下保證電站的內(nèi)部收益率,由此光伏企業(yè)從“產(chǎn)能之爭”調(diào)轉為產(chǎn)品“性價比”之間的較量。2015年起,單晶在性價比上實現(xiàn)對多晶硅片的超越,光伏單晶化已經(jīng)成為行業(yè)共識 中國單晶硅的龍頭企業(yè)分別是隆基股份、中環(huán)股份。2018年中環(huán)股份和隆基股份硅片分別出貨30億片和36億片,合計占全國硅片總產(chǎn)量的 32%,占單晶硅片總產(chǎn)量的70%。截至2018年底兩家合計產(chǎn)能已達53GW,寡頭壟斷格局明顯。2019年全年隆基股份的硅片出貨量65億片。2020年,隆基股份單晶硅產(chǎn)能相較于中環(huán)股份略勝一籌。數(shù)據(jù)顯示,2020年,隆基股份的單晶硅的產(chǎn)能達到85GW;中環(huán)股份的2020年單晶硅的產(chǎn)能為55GW。 業(yè)績方面,隆基股份—2020-2022年,機構一致預期收入規(guī)模大約為550.19億元、836.6億元、1000.82億元,預期同比增速分別為67.24%、52.06%、19.62%。中環(huán)股份—2021-2023年,機構一致預期收入規(guī)模大約為318.01億元、413.6億元、501.87億元,同比增速分別為66.88%、30.06%、21.34%--- 國內(nèi)其他重點單晶硅企業(yè)京運通---京運通是一家以高端裝備制造、新材料、新能源發(fā)電和節(jié)能環(huán)保四大產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展的集團化企業(yè),主導產(chǎn)品包括單晶硅生長爐、多晶硅鑄錠爐、區(qū)熔爐等光伏及半導體設備,多晶硅錠及硅片、直拉單晶硅棒及硅片、區(qū)熔單晶硅棒及硅片等光伏產(chǎn)品,光伏發(fā)電和風力發(fā)電等新能源發(fā)電項目及蜂窩式中低溫SCR煙氣脫硝催化劑---晶科能源是全球極具創(chuàng)新力的光伏企業(yè),在全球擁有超過13,500名員工及7個全球化生產(chǎn)基地,擁有垂直一體化的產(chǎn)能---晶澳科技,高性能光伏產(chǎn)品制造商,產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋硅片、電池、組件及光伏電站。晶澳在全球擁有11個生產(chǎn)基地、20多個分支機構,產(chǎn)品足跡遍布100多個國家和地區(qū),廣泛應用于地面光伏電站以及工商業(yè)、住宅分布式光伏系統(tǒng)---上機數(shù)控 多晶企業(yè)擠進單晶賽道---小結: 2019年單晶硅片市場份額將超越多晶硅片,并保持逐年上升趨勢,至2025年單晶硅片市場份額將達到73%。在“單晶化”大趨勢之下,國內(nèi)企業(yè)或將掀起新一輪單晶硅擴產(chǎn)潮。 國內(nèi)重點多晶硅企業(yè) 特變電工為國內(nèi)大型能源裝備制造企業(yè),主營包括輸變電、新能源及能源三大塊業(yè)務(2021年,特變電工半年度凈利31.06億元,同比增長237.64%) 截至2020年底,國內(nèi)多晶硅龍頭企業(yè)產(chǎn)能排名前五依次為:永祥股份9萬噸,保利協(xié)鑫新能源8.5萬噸,特變電工7.2萬噸,新疆大全7萬噸,東方希望4萬噸。據(jù)統(tǒng)計,自2020年12月底以來,特變電工已與青海高景、上機數(shù)控、隆基股份、晶澳科技四家簽署了硅料長單,為期均五年,合計約68萬噸,銷售金額約615億元
3:金屬硅 金屬硅又稱結晶硅或工業(yè)硅,其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑,國際上通常把商品硅分成金屬硅和半導體硅。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品,主成分硅元素的含量在98%左右(含硅量99.99%的也包含在金屬硅內(nèi)),其余雜質為鐵、鋁、鈣等。 金屬硅是工業(yè)提純的單質硅,主要用于生產(chǎn)有機硅、制取高純度的半導體材料以及配制有特殊用途的合金等,金屬硅在工業(yè)上的主要應用如下: (1)生產(chǎn)硅橡膠、硅樹脂、硅油等有機硅 硅橡膠彈性好,耐高溫,用于制作醫(yī)療用品、耐高溫墊圈等。 硅樹脂用于生產(chǎn)絕緣漆、高溫涂料等。 硅油是一種油狀物,其粘度受溫度的影響很小,用于生產(chǎn)高級潤滑劑、上光劑、流體彈簧、介電液體等,還可加工成無色透明的液體,作為高級防水劑噴涂在建筑物表面。 (2)制造高純半導體 現(xiàn)代化大型集成電路幾乎都是用高純度金屬硅制成的,而且高純度金屬硅還是生產(chǎn)光纖的主要原料,可以說金屬硅已成為信息時代的基礎支柱產(chǎn)業(yè)。 (3)配制合金 硅鋁合金是用量最大的硅合金,硅鋁合金是一種強復合脫氧劑,在煉鋼過程中代替純鋁可提高脫氧劑利用率,并可凈化鋼液,提高鋼材質量。硅鋁合金密度小,熱膨脹系數(shù)低,鑄造性能和抗磨性能好,用其鑄造的合金鑄件具有很高的抗擊沖擊能力和很好的高壓致密性,可大大提高使用壽命,常用其生產(chǎn)航天飛行器和汽車零部件。 金屬硅的主要產(chǎn)區(qū):西南地區(qū)的云南、四川、貴州、廣西,華中的湖南、湖北,華東的福建地區(qū),東北地區(qū)主要 是黑龍江的黑河、臨江地帶以及吉林和遼寧,另外還有內(nèi)蒙古。 根據(jù)硅業(yè)分會數(shù)據(jù),2020 年全球金屬硅(工業(yè)硅)總產(chǎn)能為623萬噸,中國產(chǎn)能482 萬噸,居世界第一,占全球產(chǎn)能達77.4%,全球第二大產(chǎn)能國巴西僅30萬噸。金屬硅冶煉屬于高耗能生產(chǎn),1噸工業(yè)硅生產(chǎn)需要13000度電,屬于高耗能行業(yè),隨著國家能源政策的收緊和節(jié)能減排的開展,以及對新能源的提倡,政策方面采用產(chǎn)能總量控制方式,對產(chǎn)業(yè)集中度,延長產(chǎn)業(yè)鏈以及能耗、環(huán)保等各方面做出相應的要求,行業(yè)集中度將向龍頭集中。 2021年9月8日,國內(nèi)硅料“雙料龍頭”合盛硅業(yè)發(fā)布兩項擴產(chǎn)計劃,擬出資76.15億元投建年產(chǎn)40萬噸工業(yè)硅和20萬噸有機硅項目。這是本年度合盛硅業(yè)發(fā)布的第二個大規(guī)模擴產(chǎn)計劃。就在5個月前,合盛硅業(yè)還曾擴產(chǎn)20萬噸有機硅及80萬噸工業(yè)硅項目。以合盛硅業(yè)主營業(yè)務之一的工業(yè)硅為例,受下游多晶硅及有機硅景氣度加速提升帶動,疊加近期電力供應短缺因素影響,工業(yè)硅價格不斷提升。根據(jù)市場最新報價顯示,截至2021年9月8日我國工業(yè)硅市場參考價已漲至27405元/噸,同比漲幅達145.9%。2021年上半年,合盛硅業(yè)實現(xiàn)營收77.02億元,同比增長84.11%;實現(xiàn)凈利潤23.72億元,同比增428.26%,相當去年全年凈利的1.6倍 4:有機硅 有機硅,即有機硅化合物,是指含有Si-C鍵、且至少有一個有機基是直接與硅原子相連的一大門類化合物,包括各類小分子化合物和高分子聚合物。有機硅材料的基本結構單元由硅氧(Si-O-Si)鏈節(jié)構成,側鏈通過硅原子與其他有機基團相連。因此,在有機硅產(chǎn)品的結構中既含有“有機基團”,又含有“無機結構”,這種特殊的組成和分子結構使其集有機物的特性與無機物的功能于一身,獨特的分子結構賦予了有機硅材料優(yōu)越的性能。 機硅的作用和用途:1. 工業(yè)用途:有機硅在制造合成橡膠、合成樹脂、合成潤滑油、油漆、密封膠、涂料、防水材料、化妝品和食品添加劑等工業(yè)中有廣泛應用。2. 農(nóng)業(yè)用途:有機硅可以提高土壤質地,增加土壤保水能力,使農(nóng)產(chǎn)品長勢更好、更健康。有機硅還可以作為植物生長調(diào)節(jié)劑,增加作物的抗逆性,提高產(chǎn)量和品質。3. 建筑用途:有機硅在建筑材料中的應用越來越廣泛,可以制造耐火材料、隔音材料、防水材料、防腐材料、密封材料等,也可以用于建筑物的保溫和裝修等。4. 醫(yī)療用途:有機硅在醫(yī)療行業(yè)中被用于制造人工器官、藥物緩釋系統(tǒng)、醫(yī)用橡膠制品和醫(yī)用涂料等。5. 技術用途:有機硅可以用于制造半導體材料、電池材料、太陽能電池板等高科技領域中,并被廣泛應用在制造汽車玻璃、化學纖維、電子元器件、航空航天等領域中。有機硅具備多種用途,從而在眾多領域中發(fā)揮著重要的作用。 有機硅是工業(yè)硅下游最大的消費領域。有機硅產(chǎn)業(yè)鏈是工業(yè)硅下游最大的消費領域,且未來需求將持續(xù)保持高增長。有機硅的生產(chǎn)是一個顯著的來料加工過程,原料占比較大(其中,工業(yè)硅占比超過 60%),超過 70%,近年來有機硅成本的變動主要是原料推動的。 -----------------------------------“硅料是“多晶硅料”的簡稱----------------------------- 光伏產(chǎn)業(yè)鏈可分為(硅料原料是工業(yè)硅,就是工業(yè)硅再提純成硅料)---光伏產(chǎn)業(yè)鏈主要分為4個層級最上游:硅料---上 游:硅片、基膜等---中 游:電池片、光伏玻璃、背板、逆變器等---下 游:光伏發(fā)電站及不同的應用場景 1.硅料企業(yè)購入工業(yè)硅粉,生產(chǎn)出多晶硅料;2.硅片企業(yè)購入多晶硅料,生產(chǎn)出硅片;3.電池片企業(yè)購入硅片,生產(chǎn)出電池;4.組件企業(yè)購入電池片,加上玻璃膠膜等輔料進行組裝;5.組件匹配逆變器,再加上跟蹤支架,最后需求落在光伏電站上。 其中,硅料和硅片屬于上游,電池片、組件屬于中游,光伏電站屬于下游。硅料是“多晶硅料”的簡稱。多晶硅其實是單質硅的一種形態(tài),多晶硅料就是以工業(yè)硅為原料,經(jīng)過一系列的物理化學反應提純后達到一定純度的電子材料,是信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)最基礎的原材料。
硅料是“多晶硅料”的簡稱。多晶硅其實是單質硅的一種形態(tài),多晶硅料就是以工業(yè)硅為原料,經(jīng)過一系列的物理化學反應提純后達到一定純度的電子材料,是信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)最基礎的原材料。 硅片的擴產(chǎn)周期在1年左右,而硅料的擴產(chǎn)周期長達1.5-2年,硅料需求顯著提升的同時,供給端的增量不足,使得供需明顯不平衡,進而引發(fā)了漲價。 最新統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),中國多晶硅在建和計劃中的項目已超過25個,若全部投產(chǎn),2025年中國多晶硅產(chǎn)能將達到330萬噸左右,330萬噸多晶硅可以生產(chǎn)超過1100GW硅片,這遠遠超過了光伏產(chǎn)業(yè)的增速。 現(xiàn)在,包括信義等玻璃寡頭都還在進入多晶硅這一領域,后續(xù)一段時間,可能還會有更多資本資本進入這一環(huán)節(jié),用不了多久,多晶硅也進入瘋狂內(nèi)卷。 金屬硅方面,各家企業(yè)生產(chǎn)高純晶硅的消耗量相近,多為 1:1.1,生產(chǎn)1kg高純晶硅消耗約1.1kg硅粉,金屬硅成本較為穩(wěn)定,相同技術的產(chǎn)線折舊也差不多。差別體現(xiàn)在占據(jù)大頭的電費方面,低電價地區(qū)的工廠非常具有成本優(yōu)勢,通威股份的生產(chǎn)線就位于低電價地區(qū)。 上圖我們可以看出除了電費,金屬硅也就是工業(yè)硅占硅料的成本最大,我們看看工業(yè)硅龍頭----合盛硅業(yè)。公司產(chǎn)業(yè)鏈布局十分完善,已經(jīng)成功打造了“煤-電-硅”一體化的產(chǎn)業(yè)鏈,成本優(yōu)勢是公司的核心競爭力:1.工業(yè)硅與有機硅產(chǎn)能均排名行業(yè)第一,規(guī)模效應明顯; 2.新疆自備電廠+云南基地水電,電力成本較行業(yè)平均低 3000元/噸左右; 3.石墨電極完全自產(chǎn),進一步降低原材料成本。近年來,公司依托于顯著的成本優(yōu)勢,不斷加快產(chǎn)能擴張與產(chǎn)業(yè)鏈延伸的步伐 ---------------------------------硅料是單晶硅還是多晶硅-------------------------------
一、硅料的分類和用途 硅料是指以硅為主要成分的材料,按照晶體結構分為單晶硅和多晶硅。由于硅材料具有優(yōu)異的機械、電學、光學和光伏等性能,在半導體技術、太陽能電池、LED等領域有廣泛應用。 二、單晶硅和多晶硅在硅料中的應用 單晶硅是指晶體結構完整、無晶界的硅材料。由于其結構完整,電學性能優(yōu)異,可制成高純度的硅材料,應用于制造半導體器件。 多晶硅則是指存在晶界且結晶度較低的硅材料。相比單晶硅,多晶硅制造成本較低,適用于太陽能電池和LED領域。 三、硅料的應用領域 1.半導體器件制造:單晶硅用于制造半導體芯片、晶體管等器件,多晶硅用于制造太陽能電池和LED。 2.光纖通信:硅材料被用于制造光纖,應用于通信網(wǎng)絡中。 3.太陽能電池:將太陽能轉化為電能的硅太陽能電池是目前市場上的主流產(chǎn)品之一。 4.LED照明:硅材料用于制造LED芯片。 總之,硅料在當今社會有著廣泛的應用價值,而單晶硅和多晶硅作為硅料的兩種類型,各自有著不同的優(yōu)勢和適用范圍。 ---------------------------------------工業(yè)硅和有機硅---------------------------------------- 1、工業(yè)硅 工業(yè)硅廣泛應用于光伏、有機硅、合金等行業(yè)。光伏行業(yè)中,工業(yè)硅是制造多晶硅等材料的主要原料。工業(yè)硅還是有機硅的最主要原料,用于生產(chǎn)硅烷、硅酮、硅油等產(chǎn)品。在合金行業(yè)中,工業(yè)硅主要是作為非鐵基合金的添加劑。硅加入到某些有色金屬中時,能提高基體金屬的強度、硬度和耐磨性,有時還能增強基體的鑄造性能和焊接性能。硅大量應用于鋁合金和鋁型材工業(yè) 我國有機硅產(chǎn)品90%以上依靠國內(nèi)市場消費。從有機硅深加工產(chǎn)品來看,主要產(chǎn)品為硅橡膠和硅油,占比分別66%、21%。2015 年,硅橡膠中的高溫膠消費量在37.5 萬噸左右,同比增幅 21%,室溫膠消費量在49.5 萬噸左右,同比增幅 13.5%;硅油的消費量在25 萬噸左右,同比增幅13.64%。從有機硅下游應用領域來看,建筑和電子器件行業(yè)占比分別為34%、29%,合計占比達63%,是國內(nèi)有機硅消費的主要領域 合盛硅業(yè)(603260)積極布局東部合盛煤電硅一體化項目二期及云南合盛水電硅循環(huán)經(jīng)濟項目一期,新產(chǎn)能投放后,工業(yè)硅市占率將進一步增加 東岳硅材(300821)通過母公司東岳氟硅科技增資海南固基,其目前擁有的13萬噸/年工業(yè)硅產(chǎn)能將優(yōu)先保障公司原材料供應 ---------------------------------一文看懂工業(yè)硅及多晶硅-------------------------------- 硅是自然界中分布最廣的元素之一,地殼中約含26.3%,僅次于氧元素,是介于金屬和非金屬之間的半金屬。硅晶體結構決定了硅的物理化學性質,硅具有與金剛石相似的正四面體穩(wěn)定結構,硅原子之間通過共價鍵連接,因此硅具有硬度大,熔沸點高等性質。
硅在常溫下很不活潑,是一種表面呈銀灰色金屬光澤的絕緣體,不溶于鹽酸和硝酸中,僅可溶于硝酸和氫氟酸的混合溶液與堿液。然而在高溫熔融狀態(tài)下,硅導電性極強,同時具有較大的化學活性,可與部分金屬互熔并生成硅的化合物,即使石英也能與之發(fā)生反應。
在自然界中,硅主要是以氧化硅和硅酸鹽的形態(tài)存在。 工業(yè)硅的應用 硅材料因其具有上述良好的物理化學性能,被廣泛的使用,尤其是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的興起,對硅的需求和質量提出了更高的要求。冶金工業(yè)中硅以硅單質或硅鐵合金形式大量應用,工業(yè)硅廣泛應用于光伏、有機硅、合金等行業(yè)。 在光伏行業(yè)中,工業(yè)硅是制造多晶硅等材料的主要原料;工業(yè)硅還是有機硅的最主要原料,用于生產(chǎn)硅烷、硅酮、硅油等產(chǎn)品;在合金行業(yè)中,工業(yè)硅主要是作為非鐵基合金的添加劑,將硅加入到某些有色金屬中時,能提高基體金屬的強度、硬度和耐磨性,有時還能增強基體的鑄造性能和焊接性能;工業(yè)硅作為脫氧劑可除去金屬熔體中的溶氧;硅單質作合金劑可提高鋼和某些合金的強度和耐蝕性,在鑄鐵中添加適量硅以制造高硅鐵合金,可顯著増強鑄鐵對多種化學試劑的抗腐蝕能力。
現(xiàn)今,工業(yè)硅已然成為硅基新材料產(chǎn)業(yè)鏈的主要上游產(chǎn)品,是很多國民經(jīng)濟重要部門的核心原料。隨著近年來綠色能源改革,光伏產(chǎn)業(yè)大力推行,我國的工業(yè)硅產(chǎn)能也表現(xiàn)為持續(xù)、快速、穩(wěn)定發(fā)展的特點。 工業(yè)硅的生產(chǎn) 工業(yè)硅是以硅石(石英砂)為原料,以碳質材料為還原劑,通過在電弧爐中熔煉獲得。常用的還原劑主要有木炭、石油焦、煤等,它們可以將金屬硅從硅石中還原出來。硅石與還原劑在爐內(nèi)高溫環(huán)境下發(fā)生還原化學反應。 生產(chǎn)得到的工業(yè)硅純度在98%~99%之間,雜質來源于硅石和碳素材料(包括石油焦、精煤碳素電極等)。爐內(nèi)溫度是影響工業(yè)硅冶煉的重要因素,溫度的分布不僅影響著爐內(nèi)化學反應的好壞,同時也對電弧爐設備有著不同程度的破壞,如電極的燒蝕、爐襯的破壞等。
電弧爐是利用電極之間產(chǎn)生的電弧的熱量來熔煉金屬的一種電爐,通常所說的電弧爐一般指煉鋼電弧爐。在電弧爐中,存在一個或多個電弧,通過電弧放電作用把電能轉變成熔煉物料所需的熱能。
通過上述生產(chǎn)的金屬硅大部分為塊狀,若以硅塊為原料進行破碎細化,一般采用球磨法、輥磨法、沖旋法可以生產(chǎn)工業(yè)硅粉,成品粒度通過工藝調(diào)節(jié)可以控制在30-425目范圍內(nèi)。
從上面的工業(yè)硅生產(chǎn)工藝流程可以看出,工業(yè)硅的生產(chǎn)流程相對簡單,但是其能源消耗相對較大,平均電耗高達13000kwh/t。有業(yè)內(nèi)專家從以下幾個方面提出節(jié)能措施:1)選用較好的硅源礦石作為工業(yè)硅的原料,并采用灰分低、活性高的碳質還原劑進行生產(chǎn);2)設計過程中,盡量選用最先進的熱電爐進行加工生產(chǎn);3)從工藝操作上進行優(yōu)化,減少熱停及在布料過程中均勻性,能夠及時的進行搗爐等操作。 工業(yè)硅對硅石原料的要求 硅石的潔凈度
雜質含量越高,爐口料面明顯發(fā)粘,爐口透氣性不好,料面溫度升高且發(fā)紅,熱量損失大,從而電耗升高;因此硅石的精選和水洗是減少硅石帶入雜質,節(jié)能降耗的主要措施之一。
據(jù)了解,對于生產(chǎn)優(yōu)級工業(yè)硅的硅石,其氧化物雜質含量應達到Fe2O3小于0.15%,Al2O3小于0.20%,CaO小于0.15%。如果生產(chǎn)超優(yōu)質工業(yè)硅,對氧化物雜質的控制更嚴格,F(xiàn)e2O3小于0.1%,Al2O3小于0.15%,CaO小于0.10%,并對硅石中硼(B)磷(P)還有嚴格要求。
硅石的熱穩(wěn)定性和抗爆性
加入電爐的硅石要有足夠的熱穩(wěn)定和良好的抗爆性。否則會因為受熱很快破裂且表面迅速剝落,導致電爐透氣性變差,電爐上部爐料粘結,熱量損失增大,電耗升高,因此選用時要考慮此現(xiàn)象。
硅石的粒度
粒度過小,使得爐料透氣性差,粒度過大未反應的硅石沉入爐底或進入硅溶液中造成渣量增多,使得電耗升高,因此需要控制硅石的粒徑范圍在50-120mm。 太陽能多晶硅的制備 近年來,隨著全球光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,世界各國都在搶占光伏領域的制高點。多晶硅作為生產(chǎn)太陽能電池的原材料,其需求量呈大幅增漲趨勢。多晶硅被喻為光伏產(chǎn)業(yè)的“基石”,是硅產(chǎn)業(yè)鏈中極為重要的中間產(chǎn)品,也是集成電路和光伏產(chǎn)業(yè)最源頭的環(huán)節(jié),是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)的根基。 太陽能多晶硅的制備技術主要有化學法和物理法。目前制備太陽能級多晶硅的主流工藝是化學法,約占全球產(chǎn)量的80%。物理法又叫做冶金法,類似于金屬冶煉提純過程。目前來說,化學法提純工業(yè)硅的純度更高,但是冶金法流程短,環(huán)境友好,成本低,更具發(fā)展前景。 冶金法是指以工業(yè)硅為原料,采用濕法冶金、真空熔煉、氧化精煉、定向凝固、特種場熔煉等技術組合而制備太陽能級多晶硅的方法。冶金法的特點是在提純過程中硅不參與任何化學反應,依靠硅與雜質物理性質的差異,通過冶金熔煉的方法將雜質去除,從而獲得滿足太陽能電池性能需求的多晶硅,具有低成本、安全環(huán)保等優(yōu)點,成為該領域的研究熱點。 ---------------------------工業(yè)硅、多晶硅、單晶硅:三者的關系---------------------------- 一、什么是工業(yè)硅、多晶硅和單晶硅? 1. 工業(yè)硅 工業(yè)硅也稱冶金硅,是一種高純度的硅材料。通常采用石英礦或者硅石為原料,通過高溫冶煉和化學加工等工藝制得。工業(yè)硅主要應用于半導體、太陽能電池和納米材料等領域。 2. 多晶硅 多晶硅在晶體結構上沒有規(guī)則的定向,由多個晶格方向相互交織構成。制備多晶硅的主要方法包括:氣相沉積、電化學擺脫法、自擴散法等。多晶硅是制備單晶硅晶片的重要前體材料。 3. 單晶硅 單晶硅是由高純度的硅材料制成,晶體結構有嚴格的定向性。用于制造光伏電池、芯片、半導體整流器、晶體管和集成電路等高科技領域。單晶硅主要通過克里斯托爾生長法制備。 二、工業(yè)硅、多晶硅和單晶硅之間的關系 1. 工業(yè)硅與多晶硅 工業(yè)硅是制備多晶硅的主要原料,多晶硅也是制備單晶硅的主要原料。在生產(chǎn)過程中,利用高溫熔煉工藝,將工業(yè)硅氣相傳導到硅棒的掛鉤上,形成多晶硅。 2. 多晶硅與單晶硅 多晶硅作為單晶硅的前體材料,通過克里斯托爾生長法或者區(qū)熔法等工藝制備單晶硅。在克里斯托爾生長法中,將多晶硅置于石英坩堝或石英舟中,通過熱量作用溶解成液態(tài)硅,然后通過晶核的定向和生長加工成單晶硅。 三、工業(yè)硅、多晶硅和單晶硅在電子行業(yè)的應用 1. 工業(yè)硅 工業(yè)硅作為太陽能電池的材料,具有優(yōu)異的電特性和化學穩(wěn)定性,在太陽能電池的制造中扮演著重要的角色。 2. 多晶硅 多晶硅作為單晶硅的前體材料,被廣泛應用于太陽能電池、光伏組件、半導體和光電器件等領域。多晶硅晶片具有較高的轉換效率和較低的制造成本,是一種性價比很高的光伏材料。 3. 單晶硅 單晶硅的高純度和高電特性使其成為半導體行業(yè)的重要原材料。單晶硅可以制備出高品質、高性能的硅晶片,廣泛應用于微電子、通信和光電子等高科技領域。 【結論】 工業(yè)硅是制備多晶硅和單晶硅的主要原料,多晶硅是單晶硅的前體材料。三者在現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)中的應用非常廣泛,具有重要的地位和作用。隨著科技的不斷發(fā)展,三者之間的關系也會日趨密切,為電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入源源不斷的動力。 --------------------------------------------------------------------------------------------- 什么是工業(yè)硅?什么是有機硅?工業(yè)硅與有機硅雙龍頭——合盛硅業(yè)是一家怎樣的企業(yè)?目錄 收起 01 概念掃盲:工業(yè)硅與有機硅? 02 合盛硅業(yè)是工業(yè)硅與有機硅雙龍頭 03 合盛硅業(yè)最大的優(yōu)勢在哪里? 04 合盛硅業(yè),賣工業(yè)硅和有機硅,賺錢不? 01 概念掃盲:工業(yè)硅與有機硅?首先,明確一下,工業(yè)硅,還有兩個別名:一個是金屬硅,一個是結晶硅。工業(yè)硅、金屬硅、結晶硅,指的是同一種東西,這種東西的性質與鍺、鉛、錫相近,因此可以想象得到,它的大致樣子:喏,就如下圖所示,就這種東西,叫做工業(yè)硅。 工業(yè)硅別看長得丑,但是很能干,從工業(yè)硅開始,有3條分支分下去,咱們一條條來看,見下圖: 第一條:鋁合金,這個非本文重點,不多說; 第二條:多晶硅,這條分支,直接就把工業(yè)硅廠商劃歸為“光伏產(chǎn)業(yè)鏈”的一員了; 第三條:有機硅,這條分支,我們在這里有個印象就行,接下來我們重點講述。 現(xiàn)在接著講述有機硅分支。看下面這張圖。先看左下角我用粉色虛線圈起來的“金屬硅”字樣,還記得金屬硅,就是工業(yè)硅吧,從這個金屬硅出發(fā),一系列折騰折騰再折騰,你就會看到圖片右側,我給用藍色虛線圈起來的有機硅部分。說明啥,說明從工業(yè)硅出發(fā),經(jīng)過一系列折騰后,能夠得到最近很火的有機硅。那有機硅有啥用呢?看圖片最右側那一列就行了,我們發(fā)現(xiàn),好像有機硅啥都能做啊,哈哈?!f明,有機硅超級能干! 02 合盛硅業(yè)是工業(yè)硅與有機硅雙龍頭合盛硅業(yè)從2005年成立至今,已經(jīng)成為了我國工業(yè)硅和有機硅雙龍頭企業(yè)。合盛硅業(yè)從2005年成立至今,已經(jīng)成為了我國最大的工業(yè)硅生產(chǎn)企業(yè),截止到2020年連續(xù)8年產(chǎn)量市占率第一。對這么猛的企業(yè),咱們別的就不多說了,直接把合盛硅業(yè)的產(chǎn)業(yè)布局端上來: 也就是說,合盛硅業(yè),目前是在四個省市,有五個生產(chǎn)基地(新疆有兩個:石河子和鄯善),分別生產(chǎn)工業(yè)硅和有機硅。還有一些注入碳素啊、硅粉啊之類的非主流產(chǎn)品,咱就不多說了。另外,熱電,基本上是自用的。因為生產(chǎn)工業(yè)硅,除了需要沙子(石英)之外,就剩下“需要用電”了。 03 合盛硅業(yè)最大的優(yōu)勢在哪里?我個人感覺,合盛硅業(yè)最大的優(yōu)勢在于生產(chǎn)成本低。 先來看成本占比40%的電力。拿新疆做例子,新疆地大物博,煤炭資源豐富,但因為新疆地域廣闊,把自己的煤炭賣到新疆外面的省市,運輸費用將大大提升,因此,新疆產(chǎn)的煤炭,大部分還是在新疆內(nèi)部消化比較好。于是新疆煤炭便宜,合盛硅業(yè)自己有熱電廠,買入新疆自產(chǎn)的低價煤炭,自己低成本發(fā)電,用來生產(chǎn)金屬硅,成本咋可能不低呢? 云南昭通用的是水電,云南水電資源豐富大家都知道,價格么,肯定低啊。想想前幾年那些挖比特幣的,挖礦的礦場設立在哪里?嗯嗯,差不多,就是云南。 合盛硅業(yè)在新疆石河子和鄯善地區(qū)均有發(fā)電機組,總裝機為1660MW,光電力成本,2020年第一季度即可可節(jié)約10億元。—— 這個夠狠哈! 有朋友說,那其它諸如浙江嘉興和四川瀘州,這兩個基地設置在現(xiàn)在位置,有啥講究不?先要明白,這兩個基地是生產(chǎn)有機硅的,有機硅是做啥的?是做出來賣的,賣給誰?生產(chǎn)企業(yè)啊!浙江在長三角,企業(yè)多如牛毛,嘉興的有機硅生產(chǎn)出來,就近賣給當?shù)叵掠纹髽I(yè)。四川瀘州呢,負責帶動西南地區(qū)的有機硅銷售。 因此,合盛硅業(yè),產(chǎn)業(yè)布局,看起來是相當合理的。 04 合盛硅業(yè),賣工業(yè)硅和有機硅,賺錢不?這個直接上圖:2021一季報關鍵數(shù)據(jù) 最后,提醒大家注意:沒有好的買點,再好的公司、再棒的邏輯,那也是會虧錢的!----沒有好的買點,一切都是浮云!切記切記! ---------------------------------------工業(yè)硅和有機硅------------------------------------ 工業(yè)硅我國有色金屬行業(yè)的重要組成部分,又稱金屬硅或結晶硅,通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得。工業(yè)硅的細分產(chǎn)品主要分為單多晶硅、有機硅和合金硅,其下游應用已經(jīng)滲透到國防軍工、信息產(chǎn)業(yè)、新能源等相關行業(yè)中,在我國經(jīng)濟社會發(fā)展中具有特殊的地位,是新能源、新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可或缺的重要材料,展現(xiàn)了廣闊的應用前景。簡單介紹工業(yè)硅的三個用途。 一、制有機硅 看圖表1可得知,有機硅是用工業(yè)硅作為原料制取,即有機硅是工業(yè)硅的下游。有機硅的用途很廣,可作為航空、尖端技術的特種材料使用,其應用范圍已擴到:建筑、電子電氣、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆等。 二、制單多晶硅(高純硅) A、光伏硅 99.9999%純度 光伏用的單多晶硅也是通過工業(yè)硅制備而成。其中,多晶硅可作拉制單晶硅的原料,單晶硅電池具有高電池轉換效率和良好的穩(wěn)定性,但其制造成本遠比多晶硅高。 B、半導體硅 99.9999999-99.9999999999% 半導體硅片是指由硅單晶錠切割而成的薄片,又稱硅晶圓片,通過對硅片進行光刻、離子注入等手段,可將其制作成集成電路和各種半導體器件。適用于集成電路行業(yè)的半導體硅片對產(chǎn)品質量有極高的要求,純度必須達到 99.9999999% (9 個 9)以上,制作難度遠勝于光伏硅。 三、配置合金 常用其生產(chǎn)航天飛行器和汽車零部件等 目前我國工業(yè)硅企業(yè)產(chǎn)能排名(2021年數(shù)據(jù)) $合盛硅業(yè)(SH603260)$ $新安股份(SH600596)$ $特變電工(SH600089)$
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