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电子级多晶硅实现“中国造”

http://www.ec.hc360.com2017年06月06日08:38 来源:中国能源报T|T

    多晶硅是微电子行业和光伏产业的“基石”,是信息产业和新能源产业最基础的原材料。一般电子级硅要求含Si>99.9999%,电子级多晶硅则要求达到9个“9”以上。作为战略性原材料,电子级多晶硅的生产技术和市场长期由国外垄断,制约我国集成电路产业、新能源产业、新材料产业的发展。

    近日,国家电投黄河水电新能源分公司正式推出国产高纯电子级多晶硅产品——“黄河水电多晶硅”,实现了电子级多晶硅的“中国制造”,打破国外垄断格局。

    缺口巨大

    全球多晶硅产能发展始于1980年,德、美、日采用改良西门子法,使得产能达到1000吨—2000吨。到了2000年,韩国加入,德、美、日、韩采用改良西门子法和硅烷法,生产出太阳能级产品,产能突破10000吨。

    变化出现在2012年,全球多晶硅产能达到25万吨、产量23.5万吨,我国产量为7.1万吨。到了2017年,全球产能达40万吨、产量38万吨,我国产量则达到21万吨。

    从进口数据分析,2013年至2017年,我国多晶硅进口数量从80653吨逐年攀升至144000吨。2014年,国务院签发了《国家集成电路产业发展推进纲要》,同时成立了国家集成电路产业投资基金,电子级多晶硅迎来重大利好。

    从近十年的发展状况来看,虽然多晶硅在我国得到长足发展,但高品质多晶硅仍然需要进口。进口数据中所有的分立器件、集成电路用多晶硅和高效光伏电池用多晶硅全部进口,国内高品质多晶硅缺口仍然巨大。

    有专家研判,国内电子级多晶硅的需求是4500吨/年。

    “全球电子级硅材料规模迅速扩张,技术要求日趋严格。得益于良好的发展环境,国内多晶硅产业和产品品质快速进步,技术要求向国际水平靠近势在必行,行业内将不遗余力推进国产多晶硅的应用。”有研半导体博士肖清华告诉记者。

    填补国内空白

    国内首条电子级多晶硅生产线的出现,经历了近10年的时间。

    据黄河公司新能源分公司总经理刘刚介绍,“黄河水电多晶硅”的研发工作正式开始于2006年,于2010年全面投产,形成的2500吨高纯电子级多晶硅产能,填补了国内空白,目前国内市场占有率达10%。2015年,黄河水电多晶硅完成国家科技重大专项《极大规模集成电路制造装备及成套工艺》(即“02专项”)全部技术指标要求。

    “黄河水电多晶硅”采用改良西门子法,年产达2500吨电子级多晶硅,实现完全闭路循环,节能低耗、安全环保,其氧含量<0.02ppma,碳含量<0.02ppma,受主杂质<0.03ppba,施主杂质<0.05ppba,基体总金属杂质<2ppbw,经第三方权威检测机构检测,产品质量与德国、日本知名多晶硅质量相当。

    “攻克电子级多晶硅的关键要素包括很多方面,对工艺、设备管道选型、仪表选型、洁净室等级都有严格的要求,在施工及检修时,需要按照最高洁净等级规范,在原辅材料、中间产品、辅助气体和介质方面也要进行完善的质量体系控制。”刘刚补充,“每一个细小环节都需要长期的实验积累有效的数据,从中找出制约质量提升的因素。”

    来自重庆的某下游企业负责人告诉记者:“设备可以阶段性引入,但材料必须是连续性的,我们曾遇到过某外国厂商的突然断供,造成了很大损失。如果关键材料可以实现国产化,我们可以减少很多后顾之忧。”

    步入新阶段

    电子级多晶硅国产化,率先在青海取得突破,一部分源于地缘优势。

    “十二五”以来,青海省形成了“以硅为主、多元发展、集中布局”的产业格局。青海省副省长王黎明强调:“青海将进一步加快技术创新,努力打造国内重要的集成电路硅材料产业基地,走出一条既符合国家战略、又切合青海实际的绿色发展之路。在保护生态环境的前提下,坚定不移打造千亿元新材料产业链。”

    据了解,青海已建成晶硅产能17500吨,2016年该省共生产单晶硅2635吨,多晶硅14228吨。

    随着《国家集成电路产业发展推进纲要》、《中国制造2025》、《工业强基工程实施指南(2016-2020年)》等一系列政策的出台,我国电子级多晶硅的发展步入新阶段。在政策环境利好下,黄河公司总经理魏显贵表示,将致力于核心技术研发和质量提升,努力将国内电子级多晶硅市场占有率提升至30%以上。

    “黄河水电多晶硅”打响了民族品牌,在价格上也几乎与进口产品持平。“多晶硅国产化才刚刚起步,我们将进一步提高智能化制造水平和生产控制能力,确保产品稳定性,力拼工艺研发,发展才有持续性。”刘刚说。

    电子级多晶硅国产化要协同发力(短评)

    电子级多晶硅行业上下游之间的发展关系可以用“皮之不存,毛将焉附”形容。

    我国将集成电路作为基础性和先导性产业,附加在全行业中的关键性作用愈加凸显,电子级多晶硅作为国家发展集成电路产业的战略原材料,已成为我国发展集成电路产业的重要支撑。我国半导体行业市场目前位居全球第一、增速也位居全球第一。但是,我国集成电路产业与先进产业国之间的差距较大,大尺寸晶圆的生产研发才刚刚起步,集成电路核心技术研发和关键元器件制造还面临巨大的挑战。

    局部的突破不代表整个电子级多晶硅全产业链上的突破。以点带面,求得全面突破才是众望所归。着力培育龙头企业,力求产业链协同创新,加快推广应用,完善产业环境,调动用户企业积极性等显得尤为迫切。

    电子级多晶硅实现“中国造”,为行业发展树立了新的里程碑,而为了早日实现其全产业链“中国造”,则需要上下游企业协同发力,在技术、融资、人才、项目合作等多领域,推进全产业链的进步。

责任编辑:朱婧芸

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