2023單晶硅行業發展現狀 某規格尺寸硅片階段性供應短缺

• 黃文玉 2023年8月3日 來源：互聯網 305 12
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單晶硅通常指的是硅原子以一種排列形式形成的物質。硅是最常見應用最廣的半導體材料，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。

某規格尺寸硅片階段性供應短缺 本周硅片價格再度上漲

2023年8月3日，據中國有色金屬工業協會硅業分會消息，本周硅片價格小幅上漲。M10單晶硅片(182mm/150μm)成交均價提升至2.95元/片，周環比漲幅為5.36%;N型單晶硅片(182mm/130μm)成交均價提升至3.05元/片，周環比漲幅為5.9%;G12單晶硅片(210mm/150μm)成交均價提升至3.95元/片，周環比漲幅為5.33%。本周硅片價格上漲的主要原因是某規格尺寸硅片階段性供應短缺。

單晶硅通常指的是硅原子以一種排列形式形成的物質。硅是最常見應用最廣的半導體材料，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。單晶硅作為一種比較活潑的非金屬元素晶體，是晶體材料的重要組成部分，處于新材料發展的前沿。單晶硅材料制造要經過如下過程：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電、供熱等。

單晶硅行業市場發展現狀分析

2021年我國金屬硅產業維持高景氣狀態，金屬硅產量大幅上漲，需求持續增加，市場價格更是屢創新高。2021年我國金屬硅產量261萬噸，較2020年增加51萬噸，同比增長24.29%。2022年上半年，金屬硅產量為143.6萬噸，同比增長26.9%;受光伏產業需求拉動，國內消費量為109.2萬噸，同比增長24.2%。我國金屬硅產能主要集中在西北、西南等電力資源豐富地區，2021年新疆、云南、四川三省產量占比全國前三，分別占比44%、18%和17%。從企業格局看，合盛硅業在金屬硅領域市場占比達28%，公司行業龍頭地位突出。

單晶硅是單質硅的一種形態。熔融的單質硅在凝固時硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結合起來便結晶成單晶硅。單晶硅具有準金屬的物理性質，有較弱的導電性，其電導率隨溫度的升高而增加;有顯著的半導電性。超純的單晶硅是本征半導體。在超純單晶硅中摻入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其導電的程度，而形成P型硅半導體;如摻入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高導電程度，形成N型硅半導體。

從2021年中國工業硅型號產量來看，2021年421#工業硅產量占比最大，達到了28%;其次為553#工業硅，產量占比為24%。2021年中國工業硅下游消費中，鋁合金占國內消費總量的 23.49%;有機硅占國內消費總量的 41.34%;多晶硅占國內消費總量的 31.61%。

根據中研普華產業研究院發布的《2022-2027年中國單晶硅行業發展趨勢及投資風險研究報告》顯示：

單晶硅主要應用于太陽能電池。應用最早的是硅太陽能電池，其轉換效率高，技術最為成熟，多用于光照時間少，光照強度小、勞動力成本高的區域，如航空航天領域等。通過采用不同的硅片加工及電池處理技術，國內外各科研機構和電池廠家都生產制備出了較高效率的單晶硅電池。

單晶硅制備，需要實現從多晶到單晶的轉變，即原子由液相的隨機排列直接轉變為有序陣列，由不對稱結構轉變為對稱結構。目前應用最廣泛的有兩種，坩堝直拉法和無坩堝懸浮區熔法，這兩種方法得到的單晶硅分別稱為CZ硅和FZ硅。

數據顯示，2020年全球晶硅太陽電池片總產能達到249.4GW，總產量達到163.4GW。大部分頭部電池企業產能利用率全年并未受新冠疫情影響，仍保持90%以上開工率。從生產企業看，晶硅太陽電池片環節產業集中度進一步提升，尤其頭部企業占比逐年提升。2020年全球晶硅太陽電池片前十企業產量合計達到108.1GW，占全球總產量66.2%。全球電池片產業繼續向中國集中。2020年全球晶硅太陽電池片產量前十企業中中國企業占據九席。2020年中國大陸電池片總產能已達到201.2GW，同比增加22.8%，占全球總產能的80.7%。

2020年中國晶硅電池片產量約為134.8GW，同比增長22.2%，占全球產量82.5%，其中，排名前五企業產量占國內電池片總產量的53.2%，其中前4家企業產量超過10GW。預計2021年中國電池片產量將超過152GW。

太陽能電池用單晶硅片，一般有兩種形狀，一種是圓形，另一種是方形。以圓形硅片為例，其加工工藝流程為：單晶爐取出單晶-檢查重量、量直徑和其他表觀特征-切割分段-測試-清洗-外圓研磨-檢測分檔-切片-倒角-清洗-磨片-清洗-檢驗-測厚分類-化學腐蝕-測厚檢驗-拋光-清洗-再拋光-清洗-電性能測-檢驗-包裝-儲存。

單晶硅行業未來發展趨勢預測

單晶硅用于太陽能電池無疑轉換效率是最高的，在大規模應用和工生產中仍占據主導地位，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，要想大幅度降低其成本是非常困難的，為了節省高質量材料，尋找單晶硅電池的替代品具有很大的前景。

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