多晶硅是微電子行業(yè)和光伏產業(yè)的“基石”，是信息產業(yè)和新能源產業(yè)最基礎的原材料。一般電子級硅要求含Si>99.9999%，電子級多晶硅則要求達到9個“9”以上。作為戰(zhàn)略性原材料，電子級多晶硅的生產技術和市場長期由國外壟斷，制約我國集成電路產業(yè)、新能源產業(yè)、新材料產業(yè)的發(fā)展。
5月24日，國家電投黃河水電新能源分公司正式推出國產高純電子級多晶硅產品——“黃河水電多晶硅”，實現了電子級多晶硅的“中國制造”，打破國外壟斷格局。
多晶硅廠全貌
還原爐硅棒溫度檢測
缺口巨大
全球多晶硅產能發(fā)展始于1980年，德、美、日采用改良西門子法，使得產能達到1000噸—2000噸。到了2000年，韓國加入，德、美、日、韓采用改良西門子法和硅烷法，生產出太陽能級產品，產能突破10000噸。
變化出現在2012年，全球多晶硅產能達到25萬噸、產量23.5萬噸，我國產量為7.1萬噸。到了2017年，全球產能達40萬噸、產量38萬噸，我國產量則達到21萬噸。
從進口數據分析，2013年至2017年，我國多晶硅進口數量從80653噸逐年攀升至144000噸。2014年，國務院簽發(fā)了《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推進綱要》，同時成立了國家集成電路產業(yè)投資基金，電子級多晶硅迎來重大利好。
從近十年的發(fā)展狀況來看，雖然多晶硅在我國得到長足發(fā)展，但高品質多晶硅仍然需要進口。進口數據中所有的分立器件、集成電路用多晶硅和高效光伏電池用多晶硅全部進口，國內高品質多晶硅缺口仍然巨大。
有專家研判，國內電子級多晶硅的需求是4500噸/年。
“全球電子級硅材料規(guī)模迅速擴張，技術要求日趨嚴格。得益于良好的發(fā)展環(huán)境，國內多晶硅產業(yè)和產品品質快速進步，技術要求向國際水平靠近勢在必行，行業(yè)內將不遺余力推進國產多晶硅的應用?！庇醒邪雽w博士肖清華告訴記者。
填補國內空白
國內首條電子級多晶硅生產線的出現，經歷了近10年的時間。
據黃河公司新能源分公司總經理劉剛介紹，“黃河水電多晶硅”的研發(fā)工作正式開始于2006年，于2010年全面投產，形成的2500噸高純電子級多晶硅產能，填補了國內空白，目前國內市場占有率達10%。2015年，黃河水電多晶硅完成國家科技重大專項《極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝》（即“02專項”）全部技術指標要求。
“黃河水電多晶硅”采用改良西門子法，年產達2500噸電子級多晶硅，實現完全閉路循環(huán)，節(jié)能低耗、安全環(huán)保，其氧含量<0.02ppma，碳含量<0.02ppma，受主雜質<0.03ppba，施主雜質<0.05ppba，基體總金屬雜質<2ppbw，經第三方權威檢測機構檢測，產品質量與德國、日本知名多晶硅質量相當。
“攻克電子級多晶硅的關鍵要素包括很多方面，對工藝、設備管道選型、儀表選型、潔凈室等級都有嚴格的要求，在施工及檢修時，需要按照最高潔凈等級規(guī)范，在原輔材料、中間產品、輔助氣體和介質方面也要進行完善的質量體系控制?！眲傃a充，“每一個細小環(huán)節(jié)都需要長期的實驗積累有效的數據，從中找出制約質量提升的因素。”
來自重慶的某下游企業(yè)負責人告訴記者：“設備可以階段性引入，但材料必須是連續(xù)性的，我們曾遇到過某外國廠商的突然斷供，造成了很大損失。如果關鍵材料可以實現國產化，我們可以減少很多后顧之憂?！?/p>
步入新階段
電子級多晶硅國產化，率先在青海取得突破，一部分源于地緣優(yōu)勢。
“十二五”以來，青海省形成了“以硅為主、多元發(fā)展、集中布局”的產業(yè)格局。青海省副省長王黎明強調：“青海將進一步加快技術創(chuàng)新，努力打造國內重要的集成電路硅材料產業(yè)基地，走出一條既符合國家戰(zhàn)略、又切合青海實際的綠色發(fā)展之路。在保護生態(tài)環(huán)境的前提下，堅定不移打造千億元新材料產業(yè)鏈?！?/p>
據了解，青海已建成晶硅產能17500噸，2016年該省共生產單晶硅2635噸，多晶硅14228噸。
隨著《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推進綱要》、《中國制造2025》、《工業(yè)強基工程實施指南（2016-2020年）》等一系列政策的出臺，我國電子級多晶硅的發(fā)展步入新階段。在政策環(huán)境利好下，黃河公司總經理魏顯貴表示，將致力于核心技術研發(fā)和質量提升，努力將國內電子級多晶硅市場占有率提升至30%以上。
“黃河水電多晶硅” 打響了民族品牌，在價格上也幾乎與進口產品持平。“多晶硅國產化才剛剛起步，我們將進一步提高智能化制造水平和生產控制能力，確保產品穩(wěn)定性，力拼工藝研發(fā)，發(fā)展才有持續(xù)性?！眲傉f。
電子級多晶硅國產化要協同發(fā)力（短評）
電子級多晶硅行業(yè)上下游之間的發(fā)展關系可以用“皮之不存，毛將焉附”形容。
我國將集成電路作為基礎性和先導性產業(yè)，附加在全行業(yè)中的關鍵性作用愈加凸顯，電子級多晶硅作為國家發(fā)展集成電路產業(yè)的戰(zhàn)略原材料，已成為我國發(fā)展集成電路產業(yè)的重要支撐。我國半導體行業(yè)市場目前位居全球第一、增速也位居全球第一。但是，我國集成電路產業(yè)與先進產業(yè)國之間的差距較大，大尺寸晶圓的生產研發(fā)才剛剛起步，集成電路核心技術研發(fā)和關鍵元器件制造還面臨巨大的挑戰(zhàn)。
局部的突破不代表整個電子級多晶硅全產業(yè)鏈上的突破。以點帶面，求得全面突破才是眾望所歸。著力培育龍頭企業(yè)，力求產業(yè)鏈協同創(chuàng)新，加快推廣應用，完善產業(yè)環(huán)境，調動用戶企業(yè)積極性等顯得尤為迫切。
電子級多晶硅實現“中國造”，為行業(yè)發(fā)展樹立了新的里程碑，而為了早日實現其全產業(yè)鏈“中國造”，則需要上下游企業(yè)協同發(fā)力，在技術、融資、人才、項目合作等多領域，推進全產業(yè)鏈的進步。
