在全球碳中和背景下，光伏產(chǎn)業(yè)迎來高景氣度，光伏產(chǎn)業(yè)鏈得各個環(huán)節(jié)也迎來漲價期，其中漲幅蕞大還屬上游得多晶硅料。說起多晶硅，在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、CO2減排、霧霾治理等方面，多晶硅作為光伏產(chǎn)業(yè)重要原材料，扮演了舉足輕重得角色。

一、多晶硅：光伏上游重要原料

多晶硅按照產(chǎn)品純度得不同，可分為工業(yè)硅、冶金級多晶硅、太陽能級別多晶硅及電子級別多晶硅。太陽能級多晶硅作為光伏產(chǎn)品制造得基礎(chǔ)原材料，處于晶硅光伏產(chǎn)業(yè)得上游環(huán)節(jié)。

光伏發(fā)電靠光伏電池板，光伏電池板得主體是光伏電池片。光伏電池片可以用多晶硅材料，經(jīng)直拉單晶爐拉制過程生成直拉單晶晶棒，或經(jīng)鑄錠過程生成多晶/單晶鑄錠。直拉硅棒或鑄錠硅錠，經(jīng)去皮、切方、切片、選片，制成光伏電池片，依工藝路徑分單晶電池片、多晶電池片/鑄錠單晶電池片，如下圖所示。

二、多晶硅得生產(chǎn)制備

1. 生產(chǎn)流程

多晶硅制備主要是將工業(yè)硅粉通過一系列得化學(xué)手段進行提純從而得到可以用于太陽能行業(yè)和電子行業(yè)得多晶硅料。生產(chǎn)流程一般分兩步：第壹步將工業(yè)硅（純度98%-99%）與無水氯化氫反應(yīng)得到三氯氫硅(SiHCl3)和氫氣，經(jīng)多級餾化提純得到氣體三氯氫硅(SiHCl3)、二氯二氫硅、或硅烷(SiH4)。第二步是將上述高純氣體還原成高純硅，生產(chǎn)光伏或半導(dǎo)體行業(yè)用得硅料。

用于光伏生產(chǎn)得是太陽能級多晶硅，一般純度在6N~9 N之間，國標(biāo)根據(jù)具體得參數(shù)差異將太陽能級多晶硅分為太陽能一級、太陽能二級、太陽能三級。

2. 主流工藝——改良西門子法

1955年，德國西門子公司成功開發(fā)了利用氫氣還原三氯硅烷在硅芯發(fā)熱體上沉積硅得工藝技術(shù)，并于1957年開始了工業(yè)規(guī)模得生產(chǎn)，這就是通常所說得西門子法。在西門子法工藝得基礎(chǔ)上，通過增加還原尾氣干法回收系統(tǒng)、SiCl4氫化工藝，實現(xiàn)了閉路循環(huán)，于是形成了改良西門子法——閉環(huán)式SiHCl3氫還原法。

改良西門子法得生產(chǎn)流程是利用氯氣和氫氣合成HCl（或外購HCl），HCl和冶金硅粉在一定溫度下合成SiHCl3，分離精餾提純后得SiHCl3進入氫還原爐被氫氣還原，通過化學(xué)氣相沉積反應(yīng)生產(chǎn)高純多晶硅，生產(chǎn)工藝流程見下圖。

改良西門子法包括五個主要環(huán)節(jié)：SiHCl3合成、SiHCl3精餾提純、SiHCl3得氫還原、尾氣得回收和SiCl4得氫化分離。該方法通過采用大型還原爐，降低了單位產(chǎn)品得能耗。通過采用SiCl4氫化和尾氣干法回收工藝，明顯降低了原輔材料得消耗。

改良西門子法制備得多晶硅純度高，安全性好，沉積速率為8～10μm/min，一次通過得轉(zhuǎn)換效率為5%～20%，相比硅烷法、流化床法，其沉積速率與轉(zhuǎn)換效率是蕞高得。沉積溫度為1100℃，僅次于SiCl4（1200℃），所以電耗也較高，為120 kWh/kg（還原電耗）。

在當(dāng)前主流多晶硅生產(chǎn)法-改良西門子法得生產(chǎn)成本中，電力成本、原料成本和折舊成本是主要部分，三者合計占到總成本得80%左右，其中電力成本占比蕞大，占比35%；硅粉成本占比30%；折舊成本占比達15%。因而，電力、原材料、折舊成為降低多晶硅生產(chǎn)成本得主要領(lǐng)域。

三、多晶硅得發(fā)展

華夏多晶硅產(chǎn)業(yè)相對國外起步較晚，2007年國內(nèi)在建項目達到2萬噸，是國內(nèi)多晶硅規(guī)模化生產(chǎn)得元年，2008年受金融危機得影響，美國歐盟限制打壓華夏光伏產(chǎn)品得出口，多晶硅價格一路暴跌。

2009年國發(fā)38號文將多晶硅列為產(chǎn)能過剩行業(yè)，限制國內(nèi)多晶硅項目得擴產(chǎn)，此后隨著全球經(jīng)濟得回暖，歐洲部分China如意大利加大了對于光伏得支持，市場對于多晶硅得需求回升。

2013年至今為領(lǐng)先全球期，這一階段華夏光伏裝機持續(xù)擴大，需求增長，多晶硅企業(yè)競爭力增強，華夏多晶硅產(chǎn)量穩(wěn)居全球第壹。

2018年，國內(nèi)新建產(chǎn)能達15萬噸，進口量首次減少，多晶硅生產(chǎn)布局更加優(yōu)化，逐步往能源價格洼地如西北等地區(qū)轉(zhuǎn)移，生產(chǎn)設(shè)備也更為先進。實際上該年可以認(rèn)為是多晶硅進口替代得元年。

四、多晶硅龍頭企業(yè)

全球現(xiàn)有硅料龍頭企業(yè)主要有：保利協(xié)鑫、通威股份、新特能源、大全新能源、東方希望、亞洲硅業(yè)韓國OCI、德國Wacker和內(nèi)蒙古盾安等，2019年全球硅料CR5約為61.3%。

全球生產(chǎn)規(guī)模蕞大得五家公司有四家在國內(nèi)，分別是保利協(xié)鑫（18.1%市占率）、通威永祥（12.3%市占率）、新特能源（11%市占率）、大全新能源（10.7%市占率）。

保利協(xié)鑫共有11.8萬噸產(chǎn)能，其中徐州基地年產(chǎn)能7萬噸，新疆產(chǎn)能已經(jīng)爬坡至4.8萬噸，另外到2020年底已經(jīng)有1萬噸顆粒硅產(chǎn)能。

國內(nèi)硅料產(chǎn)能第二名是通威集團，擁有永祥工廠2萬噸產(chǎn)能，樂山一期、包頭一期共6萬噸，計劃中還有樂山二期、云南保山一期各4萬噸產(chǎn)能，預(yù)計2021年底建成并分階段投入使用。

特變電工旗下得新特能源排名第三，2020年4月份新投產(chǎn)3.6萬噸產(chǎn)能，預(yù)計公司2020年底實際產(chǎn)能約8萬噸。大全新能源硅料排名國內(nèi)第四，2019年9月蕞新新疆石子河4A硅料項目建成投產(chǎn)后產(chǎn)能達到7萬噸。

參考樂晴智庫、雪球網(wǎng)、索比光伏網(wǎng)、華夏科技網(wǎng)等。