年产1000吨多晶硅项目介绍

目 录

一、项目概况

二、国内外多晶硅生产现状及发展趋势
1、国外多晶硅生产能力简况
2、国内多晶硅生产能力不相适应
3、国内芯片产业方兴未艾
4、国外多晶硅生产技术出现向外转移的趋势

三、多晶硅市场现状与预测
1、多晶硅市场供不应求
2、多晶硅市场发展预测

四、引进多晶硅生产线的关键技术及产品质量
1、目前世界最先进的技术
2、世界一流的产品质量

五、多晶硅生产的原料及能源供应
1、生产原料
2、电力供应

六、项目总投资及经济效益分析
1、项目总投资
2、经济效益分析

七、风险及对策

年产1000吨多晶硅项目介绍

一、项目概况

    引进美国年产1000吨多晶硅的生产线，是目前世界最先进的多晶硅生产线。该条生产线采用德国西门子公司的世界一流的多晶硅生产技术，并进行世界多晶硅生产最新技术的整合。
    项目总投资约13亿人民币，建设期18个月。投资主要由美国TF投资集团和天宝方兴公司负责从国外融资解决。
    项目设计规模为1000吨/年，其中：区熔用多晶硅200吨/年，电路级多晶硅600吨/年，太阳能电池用多晶硅276万片/年。
    项目年综合耗电量2.5亿度，电价若控制在0.24元/度以下，吨成本控制在25.4万元以下，税后利润率可达到17.6%，含建设期7年便可收回投资。

二、国内外多晶硅生产现状及发展趋势

1、国外多晶硅生产能力简况
    目前世界生产多晶硅最先进的国家是美国、德国、日本和意大利等少数几个发达国家，也是世界生产多晶硅的大国，以上四个国家产量的总和占世界多晶硅总产量的90%以上，其生产的核心技术多是德国西门子公司的改良技术。
    2002年预测多晶硅产量为20200吨，比上年17650吨增长14%。其中半导体用15700吨，同比增长9%，太阳能电池用4500吨，同比增长36%。

2002年世界多晶硅产量预测表（吨）

2、国内多晶硅生产能力不相适应
    我国多晶硅工业虽起步不晚，但发展缓慢。生产、技术、工艺落后，设备陈旧，生产规模小，物耗、能耗高，产品成本高，质量难以保证，和国际水平相比差距较大。现在国内仅有四川峨嵋半导体材料厂、河南洛阳单晶硅厂等四家企业能够生产多晶硅，总共年生产能力不超过230吨，实际年生产量只能达到100吨。参考下表：

    今年初四川省在峨嵋半导体材料厂的基础上拟投资11.92亿元人民币，引进消化吸收俄罗斯多晶硅技术，建设年产1000吨多晶硅生产线，预计2005年投产并进入商业运行。即便如此，我国多晶硅的生产仍远远满足不了国内市场的需求。随着芯片产业迅猛发展，缺口只能越来越大。为满足国内外多晶硅市场的要求，适应芯片产业发展的需求，引进美国世界一流技术年产1000吨多晶硅项目，发展我国多晶硅产业，已成为国内IC产业发展的当务之急。
3、国内芯片产业方兴未艾
    随着我国加入WTO，芯片产业发展迅速。国家相继批准了上海、西安、无锡、北京、成都、杭州、深圳等七个市为生产芯片基地。一批大的芯片项目正在启动，我国将形成以北京为中心的北方半导体基地，以上海为中心的华东半导体基地，以西安为中心的西北半导体基地等三大基地并存的局面。“九五”期间，国家投入12.05亿美元在上海浦东建设一条超大规模集成电路生产线，国内主要集成电路骨干企业如无锡华晶、首钢日电、绍兴华越、上海先进、贝岭等相继着手生产线升级更新建设，春兰集团也着手筹建新的生产线。2001年初，首钢与美国AOS半导体合资的北京华夏半导体制造有限公司已破土动工，该企业投资13.35亿美元生产8英寸0.25μm芯片的月投片能力4.5万片的生产线，计划到2010年还建设4-6条生产线，月投片能力将达到24到30万片，总投资额达100亿美元。
此外，硅太阳能电池列为国家重点发展计划，“蓝牙”的无线通信技术正在迅速推进市场，这一切进一步加剧了多晶硅市场供不应求的矛盾。据专家预测，到2010年，国内对多晶硅的需求将超过3000T，因此，国内尽快发展多晶硅产业势在必行。
4、国外多晶硅生产技术出现向外转移的趋势
    生产多晶硅是高科技项目，同时又是高耗能项目。目前世界上最先进的技术，每生产1kg多晶硅耗电130kwh，电费占总成本的比重很大。随着世界性石油资源的日渐枯竭，能源危机使石油价格大幅度上涨，导致电价的上涨，多晶硅生产成本也相应大大增加，西方这些发达国家已经不愿意继续在这种高耗能产业上增大投入，有向发展中国家转移的趋势。这对我国引进多晶硅生产线也是一个很好的机遇。

三、多晶硅市场现状与预测

1、多晶硅市场供不应求
    据调查，多晶硅的需求市场旺盛，呈不断上升趋势。1975年全球多晶硅产量1700吨，1995年上升为4500吨，1995年虽已增至11500吨，需求却高达13000吨。2002年国际多晶硅市场需求量多达2.5万吨，总产量预测却2万多吨；我国2002年IC产量已超过50亿块，多晶硅需求1000多吨，而产量仅100吨。国际市场需求量现在以每年10-12%的速度增长，据此速度预测，到2005年，全球需求将达27000吨，2010年将达60000吨，缺口超过万吨以上。
日本是亚洲最大的多晶硅生产国，1996年产量达到3880吨，2002年产量预测可实现5700吨。但国内仍然缺口很大，还需大量进口，多次在我国寻求货源。不仅日本，亚太地区特别是台湾、新加坡、韩国等地，都是多晶硅的主要需求地。仅以韩国为例，1999年其多晶硅年需求量为2000T，2001年超过了4000吨。而韩国至今不能生产多晶硅，完全依靠进口。
2、多晶硅市场发展预测
今后几十年内，世界经济技术发展的中心将转移到亚洲及太平洋地区。而经济技术发展的基础必需依托于信息产业。环环相扣的产业链，势必促成这些地区多晶硅规模市场的形成。半导体产品的生产工厂，主要集中在欧美和亚太地区。当前，全球规划或试产中的12英寸晶园厂有30多家，分别设于台湾、日本、新加坡、韩国、美国和德国，其中24家在亚洲，而且台湾新建19家。可见亚太地区特别是台湾、新加坡、韩国等地，将成为多晶硅的主要需求地。2000年，亚太地区半导体产品的产量达到全球总产量的33%以上，超过欧美，居全球第一。而该地区半导体产品生产厂又多集中于台湾、韩国、日本、新加坡、马来西亚及中国大陆和香港，这些国家和地区中，除日本和中国大陆外，都不生产多晶硅，这就给处于亚太地区的我们提供了巨大商机，我们直接面对全球最大的多晶硅市场，只要保证多晶硅产品纯度，1000吨的产品销售，是远远不够的。

四、引进多晶硅生产线的关键技术及产品质量

1、目前世界最先进的技术
    美国年产1000吨多晶硅生产线核心技术，包括湿氮除硼的三氯氢硅（SiHCl3）提纯技术，提高还原炉单产、节约电耗的大型还原炉技术、提高氢气和氯化氢气回收率的还原炉尾气回收技术、四氯化硅氢化技术等都是世界最一流的技术。
    其生产工艺如下：
    石英在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅，其化学反应SiO2+C→Si+CO2↑
    为了满足半导体级高纯度的需要，必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中，生成三氯氢硅(SiHCl3)。其化学反应Si+HCl→SiHCl3+H2↑
    在此基础上还需要进一步提纯，经过一系列化学分离提纯工艺除去一些电活性杂质，碳和过渡元素杂质，才能使SiHCl3 的纯度达到半导体级的标准要求。
    多晶硅采用高温还原工艺，以高纯的SiHCl3在H2气氛中还原沉积而生成。其化学反应SiHCl3+H2→Si+HCl。经过如此提纯工艺技术，可生产出半导体级高纯硅SiHCl3、SiH2Cl2及光纤级高纯硅SiCl4。
2、世界一流的产品质量
    多晶硅的纯度要求相当之高，也是质量的关键。引进美国世界一流技术生产的多晶硅产品其纯度达到十一个九，受主杂质含量为0.05—0.1PPba（PPba为十亿分之一原子比），即P型电阻率5400—2700欧姆·厘米；
    施主杂质含量为0.05—0.4PPba，即n型电阻率不小于500欧姆·厘米；
    重金属杂质含量，即Fe、Ni、Cr、Cu总和在晶体内不超过1—10 PPba，在晶体表面不超过2—10 PPba，碱金属杂质含量在晶体内应＜1.0 PPba,在晶体表面应＜1.5 PPba；
    碳含量为0.1-0.2PPma(PPma为百万分之一原子比)。

五、多晶硅生产的原料及能源供应

1、生产原料
    生产多晶硅的重要原料是工业硅、液氯、氢气。
    工业硅、液氯、氢气在我国很多省份均有生产，其原料来源不成问题。
2、电力供应
    多晶硅生产耗电量大，年产1000吨多晶硅生产线其供电装机容量为9.8万KW，用电负荷为4.5万KW，年总用电量为2.5亿度。
    解决电的供应及合理的电价是保证该条生产线实现预期效益的关键。

六、项目总投资及经济效益分析

1、项目总投资
    引进美国年产1000吨多晶硅生产线总投资约需13亿元人民币。其投资主要来源于国际商业货款，部分由新建多晶硅厂抵押，部分由有担保能力的单位担保。
2、经济效益分析
    该项目若保证0.25元/度电价，单位产品成本为254元/kg，则该项目投资利税率为19.7%，投资利润率为17.6%，总投资回收期含建设期为7年零1个月，不含建设期仅为5年零7个月。

七、风险及对策

由于该条多晶硅生产线是由美国公司承建，为交钥匙工程，由承建方负责整条生产线的建设，直到投产达产达到产品质量标准。因此，建设风险不大。关键是该条生产线投产后能否稳定生产，并做到逐步消化吸收掌握其关键技术，成为国内自主知识产权。这就需要组织国内外一批多晶硅生产和研发的精英来进行实施，并达到国内外一流的管理水平。否则，后续生产风险很大。
除此，必须保证电的价格，并保证连续稳定供电。如电价控制在0.24元/度，则单位成本可控制在254元/kg，投资利润率税前可达19.7%，税后亦可达到17.6%。如电价每度提高0.05元，则投资利润率随之下降0.6%。虽然利润率下降幅度不大，但影响国外投资商对该项目的投资信心，影响国外融资。因此，国外投资商投资的基本条件是电价必须控制在0.24元/度以下。