中國粉體網(wǎng)訊 當下，國內(nèi)部分企業(yè)，甚至上市公司在加碼顆粒硅產(chǎn)能，而新建的產(chǎn)能要實現(xiàn)量產(chǎn)還需要一段時間建設。
在多晶硅料價格上漲之下，顆粒硅因成本優(yōu)勢，成為部分企業(yè)追捧的對象，并正計劃投入巨資擴大產(chǎn)能。市場上還一度傳出，顆粒硅大有取代棒狀硅的聲音。
當下，在不少主流硅片廠商中，顆粒硅摻雜比例已大幅提高，甚至達到 25% 左右。此外，顆粒硅經(jīng)過多年發(fā)展，也已有一定技術突破。
不過，也有技術專家認為，顆粒硅一般摻雜比例最多到 20%，再多就很影響質(zhì)量了。
那么，顆粒硅真的是 " 黑科技 " 嗎，其價格優(yōu)勢能成為長期立足的 " 通行證 " 嗎？
不是 " 高科技 "，更不是 " 黑科技 "
要想搞清楚顆粒硅為何受到熱捧，還要先談談多晶硅。
多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來，就結(jié)晶成多晶硅。多晶硅具有半導體性質(zhì)，是極為重要的優(yōu)良半導體材料，廣泛用于光伏、半導體等行業(yè)。
棒狀硅和顆粒硅是多晶硅原材料里常見的類型。棒狀硅是采用目前主流的生產(chǎn)工藝改良西門子法生產(chǎn)，而最近被熱炒的顆粒硅則是采用硅烷流化床工藝生產(chǎn)的。
實際上，早在上世紀五六十年代，多晶硅生產(chǎn)的兩大技術路線相繼問世，其中西門子法通過多次技術迭代一直引領行業(yè)前行，成為世界的主流路線，而流化床法作為第二技術路線也在持續(xù)進步。
在多晶硅短缺之前，REC 硅和 MEMC 電子材料公司就已經(jīng)應用流化床反應器（FBR）技術，并在美國華盛頓州摩西湖和德克薩斯州帕薩迪納生產(chǎn)顆粒狀多晶硅。
在 2006 年 REC 硅投資建設流化床生產(chǎn)多晶硅，結(jié)合硅烷法多晶硅混合投料在下游使用的階段，流化床技術生產(chǎn)多晶硅的技術優(yōu)勢就引起所有多晶硅制造商的注意，也就是在這個時候，多晶硅制造龍頭德國 Wacker 跟進這一技術的研究。
但是當時，多晶硅主要還是半導體的材料，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)尚未掀起投資狂潮。而由于安全性較差、爐壁沉積、流態(tài)化控制、產(chǎn)品純度控制等問題，顆粒硅未實現(xiàn)大規(guī)模應用，流化床生產(chǎn)半導體用多晶硅顯得很遙遠。
西門子法多晶硅 " 最大 " 的威脅在 2008 年，因多晶硅緊缺，彼時 REC 硅和 MEMC 的優(yōu)勢在晶硅太陽能市場大展神威。由于多晶硅電池比單晶電池的市場更為火爆，顆粒硅可以為西門子法多晶硅填充縫隙，投爐的量會增加 20% 以上，并且它的生產(chǎn)成本是當時最廉價的方式。
這種優(yōu)勢直接影響當時所有多晶硅生產(chǎn)企業(yè)，在投資建設時不得不將顆粒硅作為新的技術風險加以考慮。從這個時候開始，流化床法也開始有了與改良西門子法相競爭的趨勢。
2013 年以后，由于美國對中國的光伏實施反傾銷政策，中國多晶硅市場出現(xiàn)了 " 過剩 "，價格不斷下調(diào)，直接影響了顆粒硅的收益。而 2018 年隨著 "531" 新政出臺，REC 硅宣布停止摩西湖顆粒硅生產(chǎn)線。
因此，從當前的角度來看，顆粒硅并不是 " 高科技 "，更不是 " 黑科技 "，而是六七十年前就有的舊技術。同時，由于改良西門子法的不斷更迭進步，顆粒硅在歷史的舞臺始終只是 " 最佳配角 " 的存在。
硅料價格猛漲，顆粒硅重回大眾視野
當下，顆粒硅重回大眾視野，也得益于其一大特性——便宜。
目前，多晶硅主要的生產(chǎn)工藝是改良西門子法，西門子法自 1950 年代被開發(fā)以來，已經(jīng)發(fā)展到第三代，始終是多晶硅最主流的生產(chǎn)工藝，份額占比達 95% 以上。
因此，通常情況下，改良西門子法多晶硅也被簡化稱為 " 多晶硅 "。
多晶硅也是一將功臣萬骨枯的行業(yè)，相關企業(yè)打得頭破血流，最終呈現(xiàn)強者恒強的局面，價格也不斷下探。
回溯光伏產(chǎn)業(yè)過去十余年的發(fā)展，光伏成本從 50 元 /W 下降到了 4 元 /W 左右，多晶硅環(huán)節(jié)的持續(xù)降本為光伏平價上網(wǎng)做出了巨大的貢獻，而改良西門子法工藝在其中居功至偉。
隨著我國光伏、半導體等行業(yè)規(guī)模的快速擴大，對多晶硅的需求增加，而由于近年來全國多地工業(yè)硅限產(chǎn)等原因，多晶硅供給端跟不上需求端，導致我國工業(yè)硅價格近兩年間持續(xù)上漲。
根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會硅業(yè)分會提供的數(shù)據(jù)顯示，從 2021 年年初到 2022 年 6 月份，單晶復投料的價格上漲了超過 2 倍。截至 7 月份第三周跟蹤數(shù)據(jù)顯示，硅料價格最高已經(jīng)觸及 31 萬元 / 噸，相比 2021 年初上漲了 250%，創(chuàng)下了近 10 年來的新高。
根據(jù)硅業(yè)分會估測，2022 年，全年國內(nèi)硅料產(chǎn)量預計約 78 萬噸，硅料總供應量約 88 萬噸。根據(jù)國家能源局的預測，假設全球 2022 年光伏裝機在 240-280GW 之間，按 1GW 裝機需要消耗約 0.35 萬噸硅料計算，預計 2022 年硅料需求區(qū)間約為 84-98 萬噸左右，整體看硅料供應仍略有不足。
此時，對于部分技術規(guī)模優(yōu)勢不足的硅料企業(yè)而言，顆粒硅生產(chǎn)在理論上具備一定的成本優(yōu)勢，又讓其重回大眾視野，成了部分企業(yè) " 奔赴 " 的產(chǎn)業(yè)。
通過提高摻雜比例刷 " 存在感 "
對于鋰電池而言，當下有著磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池之爭，兩者處于持續(xù)的 " 你追我趕 "，相互交鋒地局面。
那么，作為 " 配角 " 的顆粒硅，能否當一回 " 主角 "？
上面提到，硅片廠家一般采用大部分多晶硅料加一小部分顆粒硅料摻雜的做法，這樣可以在保證質(zhì)量的前提下降低成本。當下，在硅料緊缺，價格上漲的背景下，顆粒硅在摻雜比例上提高到了 25% 左右。
不過，也有技術專家認為，顆粒硅一般摻雜比例最多到 20%，再多就很影響質(zhì)量了。
顯而易見，顆粒硅的生存空間目前仍僅作為一種 " 輔料 "，用來降低成本。要想成為主角，顆粒硅必須要在技術上實現(xiàn)顛覆。
由于采用硅烷流化床法（SiH4 → Si＋2H2），加熱裂解使得硅中含氫量較高，同時制造過程中使得小顆粒硅被吹起，很容易撞到內(nèi)壁，而內(nèi)壁主要由碳組成，使得顆粒硅含碳量高，雜質(zhì)較多。在連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)后，顆粒硅的產(chǎn)品的質(zhì)量很難完全保持一致，硅料的品質(zhì)會出現(xiàn)一定的差異。
不僅如此，雖然顆粒硅的電耗、單位投資額以及人工成本方面相比塊狀硅具有理論上的優(yōu)勢。但運用到實際中，由于 " 氫跳 "、顆粒硅撞擊器壁等問題，會造成生產(chǎn)工序的中斷，并引起碳基內(nèi)襯、加熱線圈、石英坩堝等部件的損壞，同時由于生產(chǎn)工藝中粉末比例較高使得成品率偏低，從而在硅元素單耗方面產(chǎn)生了較大的額外成本。
當然，隨著后續(xù)廠商的生產(chǎn)工藝的改善和技術的提升，顆粒硅生產(chǎn)的這些問題也有望得到進一步的解決，但什么時候能徹底解決，其品質(zhì)能和改良西門子法多晶硅媲美，依然是個未知數(shù)。
更為重要的是，用來降低成本的顆粒硅，在硅料價格下降之后，還能成為 " 香餑餑 " 嗎？
有光伏行業(yè)分析師認為，目前，硅料價格的漲勢仍未停止，預計三季度還將保持繼續(xù)上漲的態(tài)勢，" 甚至四季度也難出現(xiàn)明顯下跌 "。
據(jù) PVInfoLink 預測，2022 年初、2022 年底和 2023 年底的硅料環(huán)節(jié)的產(chǎn)能規(guī)模分別為 264GW、442GW 和 663GW，今年和明年的增幅分別將達 67% 和 50%。這意味著，到 2023 年，硅料或?qū)㈤_始充分緩解供需矛盾。
當下，國內(nèi)部分企業(yè)，甚至上市公司在加碼顆粒硅產(chǎn)能，而新建的產(chǎn)能要實現(xiàn)量產(chǎn)還需要一段時間建設。
然而，" 開工 " 沒有回頭箭，投資者應該注意，當新建顆粒硅產(chǎn)能投產(chǎn)時，恐怕這些盲目擴產(chǎn)的企業(yè)將落得 " 一地雞毛 "，自身也將受到直接波及。
總而言之，從歷史和未來的角度，顆粒硅當前如沐春風，大概率只是 " 曇花一現(xiàn) "。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
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