中國粉體網(wǎng)訊  隨著2020年我國雙碳目標(biāo)的提出，近年來，光伏行業(yè)持續(xù)景氣，光伏賽道裝機需求持續(xù)攀升，也帶動上游硅料與硅片的需求的大增。隨著資本涌向光伏賽道，硅片環(huán)節(jié)也越發(fā)變得“內(nèi)卷”。尤其是單晶硅市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，市場占有率不斷提升，一時間，除了代表傳統(tǒng)勢力的隆基、中環(huán)紛紛擴(kuò)產(chǎn)之外，京運通等新勢力日漸崛起，單晶硅這個細(xì)分賽道熱鬧非凡。

單晶硅的生產(chǎn)工藝

單晶硅生產(chǎn)工藝包括坩堝直拉法和無坩堝懸浮區(qū)熔法兩種。

直拉法

直拉法又稱Cz法，是目前光伏產(chǎn)業(yè)界通用的單晶硅生長方法。直拉法生長單晶硅是把硅熔融在石英坩堝中利用旋轉(zhuǎn)籽晶對單晶硅逐漸提拉制備出來，其流程主要包括填料、熔化、種晶、引晶、縮頸、放肩、等徑生長、收尾等。其中，生長過程中的關(guān)鍵技術(shù)是縮頸技術(shù)，該技術(shù)的原理是將籽晶迅速地向上提拉，使得新結(jié)晶的單晶硅直徑較小，其長度達(dá)到了直徑的6-10倍，從而使得產(chǎn)生的位錯很快地滑移出晶體的表面而非向體內(nèi)延伸，實現(xiàn)了直拉單晶硅的無位錯生長。

直拉法單晶硅生長工藝流程

來源：李欣鴿.CZ硅單晶等徑生長階段關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化研究

近幾年來，為了降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，一些單晶硅企業(yè)開發(fā)了快速長晶工藝、連續(xù)加料工藝及大直徑工藝等。大直徑直拉單晶硅的生長難度更高，熱擾動影響更大，因此磁場控制就顯得尤為重要，磁場輔助拉晶必將成為未來主流的直拉單晶硅生長技術(shù)。

區(qū)熔法

區(qū)熔法又稱Fz法，即懸浮區(qū)熔法，區(qū)熔法生產(chǎn)單晶硅不使用坩堝，而是將硅棒局部利用線圈進(jìn)行熔化，在熔區(qū)處設(shè)置磁托，因而熔區(qū)可以始終處在懸浮狀態(tài)，將熔硅利用旋轉(zhuǎn)籽晶進(jìn)行拉制，在熔區(qū)下方制備單晶硅。該種方法優(yōu)勢在于，熔區(qū)為懸浮態(tài)，因而在生長過程中單晶硅不會同任何物質(zhì)接觸，并且蒸發(fā)效應(yīng)以及雜質(zhì)分凝效應(yīng)較為顯著，因此具有較高的純度，其單晶硅制品性能相對較好。但由于工藝復(fù)雜，對設(shè)備以及技術(shù)要求較為嚴(yán)格，因此生產(chǎn)成本相對較高。

單晶硅市場規(guī)模不斷擴(kuò)大

隨著近年來全球半導(dǎo)體及光伏等高技術(shù)、高科技附加值產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，單晶硅的重要性與日俱增，市場需求量迅速增長。同時，在我國相關(guān)政策的大力支持下，太陽能光伏發(fā)電在我國呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，電子通信半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也迅速發(fā)展，我國單晶硅行業(yè)市場規(guī)模也隨之快速擴(kuò)張。據(jù)資料顯示，2021年我國單晶硅行業(yè)市場規(guī)模達(dá)459.74億元，同比增長20.9%，2022年約增長至530.11億元。

2017-2022年中國單晶硅行業(yè)市場規(guī)模情況

來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

得益于下游需求的不斷增長以及各企業(yè)產(chǎn)能布局進(jìn)程加快，近年來我國單晶硅產(chǎn)能及產(chǎn)量均快速增長。據(jù)資料顯示，2020年我國單晶硅產(chǎn)能達(dá)229GW，產(chǎn)量為118GW；2021年我國單晶硅產(chǎn)能達(dá)264GW，產(chǎn)量為149GW。

2017-2021中國單晶硅產(chǎn)能及產(chǎn)量情況

來源：中國有色金屬工業(yè)協(xié)會硅業(yè)分會、觀知海內(nèi)

單晶硅市場競爭激烈

我國單晶硅市場競爭激烈，行業(yè)集中度較高。隆基綠能、中環(huán)股份、晶科能源、晶澳太陽能、京運通科技為我國單晶硅龍頭企業(yè)，其中，隆基綠能占據(jù)市場約42%的份額。

2021年中國單晶硅行業(yè)市場格局分布情況（按產(chǎn)能）

來源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院

隆基綠能

隆基綠能科技股份有限公司成立于2000年，成立之初以半導(dǎo)體材料為主要業(yè)務(wù)，2006年確立開始轉(zhuǎn)型光伏硅片，并且在以多晶產(chǎn)品為主的光伏市場中全力推進(jìn)單晶路線，2011年成為全球最大的太陽能單晶硅片供應(yīng)商。

2012年4月隆基綠能在上海證券交易所掛牌上市，隨著單晶硅片逐漸替代多晶硅片成為市場主流，公司也成長為硅片領(lǐng)域龍頭。據(jù)公司年報顯示，2021年隆基綠能單晶硅片出貨量達(dá)70.0GW，對外銷售量達(dá)33.9GW。

中環(huán)股份

TCL中環(huán)主營業(yè)務(wù)圍繞硅材料展開，專注單晶硅的研發(fā)和生產(chǎn)，以單晶硅為起點和基礎(chǔ)，定位戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，朝著縱深化、延展化方向發(fā)展。主要產(chǎn)品包括半導(dǎo)體材料、光伏硅片、光伏電池及組件；高效光伏電站項目開發(fā)及運營。產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域，包括集成電路、消費類電子、電網(wǎng)傳輸、風(fēng)能發(fā)電、軌道交通、新能源汽車、5G、人工智能、光伏發(fā)電、工業(yè)控制等產(chǎn)業(yè)。

在光伏領(lǐng)域，公司是全球光伏單晶硅片“雙寡頭”之一。

晶科能源

晶科能源是一家全球知名、極具創(chuàng)新力的太陽能科技企業(yè)，公司戰(zhàn)略性布局光伏產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)，聚焦光伏產(chǎn)品一體化研發(fā)制造和清潔能源整體解決方案提供，銷量領(lǐng)跑全球主流光伏市場。

截至2022年末，公司單晶硅片、電池、組件有效產(chǎn)能分別約為65GW、55GW和70GW。

晶澳太陽能

晶澳是光伏發(fā)電解決方案平臺企業(yè)，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12個生產(chǎn)基地，在海外擁有13個銷售公司，產(chǎn)品足跡遍布135個國家和地區(qū)，廣泛應(yīng)用于地面光伏電站以及工商業(yè)、住宅分布式光伏系統(tǒng)。

京運通科技

北京京運通科技股份有限公司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(tuán)化企業(yè)，主導(dǎo)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(dǎo)體設(shè)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(fēng)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。

小結(jié)

單晶硅作為新材料，性能優(yōu)異，在光伏、半導(dǎo)體等國家新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛。隨著下游行業(yè)快速發(fā)展，我國單晶硅市場規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。單晶硅生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，受益于龍頭企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷創(chuàng)新，我國單晶硅產(chǎn)能快速擴(kuò)張，產(chǎn)量持續(xù)增長。伴隨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局不斷加快，我國單晶硅行業(yè)將獲得廣闊發(fā)展前景。  

參考來源：

李欣鴿.CZ硅單晶等徑生長階段關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化研究

張放.鑄造類單晶硅中位錯的控制方法及機理研究

泰偉業(yè).單晶硅生產(chǎn)工藝淺析

中商情報網(wǎng).2022年中國光伏硅片產(chǎn)業(yè)鏈上中下游市場分析（附產(chǎn)業(yè)鏈全景圖）

觀知海內(nèi).2022年單晶硅行業(yè)需求現(xiàn)狀分析，市場需求量迅速增長「圖」

華經(jīng)情報網(wǎng).2022年中國單晶硅行業(yè)全景產(chǎn)業(yè)鏈、重點企業(yè)經(jīng)營情況及發(fā)展趨勢

新思界網(wǎng).單晶硅市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，光伏為主要應(yīng)用領(lǐng)域  

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）

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