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多晶硅论文

太阳能级多晶硅商业计划书[转贴2009-03-2710:

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1.  项目综述

1.1.概述

多晶硅是生产单晶硅的直接原料，是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。

被称为“微电子大厦的基石”。

多晶硅材料的生产技术长期以来主要掌握在美国、日本、德国等3个国家7个公司的10家工厂手中，形成技术封锁、市场垄断。

我国多晶硅的自主供货存在着严重的缺口，95%以上依靠进口，近年多晶硅市场售价的暴涨，已经危及到我国多晶硅下游产业的正常运营，并成为制约我国信息产业和光伏产业发展的瓶颈。

为解决制约我国信息产业和光伏产业的发展瓶颈，满足国内材料需求，未来五年建设2条～3条千吨级多晶硅生产线十分必要，并且市场机遇难得，发展时机成熟。

多晶硅的需求主要来于半导体和太阳能电池、按照纯度要求的不同，可分为电子级和太阳能级。

其中用于电子级的多晶硅占55%左右，太阳能多晶硅占45%，随着光伏产业的迅猛发展，太阳能电池对于多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展。

预计到2008年，太阳能多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。

据统计资料显示2008年世界多晶硅生产量达28750吨，而世界对于多晶硅的实际需求量约为34000吨。

预计2008年世界多晶硅的产量会提高到32950吨，依此生产能力，依然有5950吨左右的缺口。

预测到2009年世界多晶硅的年需求量将高达到65000吨，供需关系仍持续着不平衡的态势。

由中彰国际有限公司同哈萨克斯坦、俄罗斯、日本、德国等专家共同合作研发的多晶硅生产新技术，是对传统西门子法和物理法（或称冶炼法）的进一步提升和进步，在工艺路线、技术控制等方面取得了前所未有的新突破。

目前该提纯技术已经在实验室获得实质性突破并成功的实现了在实验室状态下的连续生产和作业工作，为中试生产工作奠定了理论基础、确定了生产工艺和技术路线、并积累了相关技术参数和数据，为大规模工业生产设计奠定了坚实的基础。

中试生产阶段设计生产能力为月产1公吨，年产10公吨。

中试的成功将不仅是该技术最终走向市场实现规模生产的基础，同时也必将是世界多晶硅制造和生产领域的一个新的里程碑。

1.2.项目实施

本项目的主要工作是在实验室数据的基础上，通过建立并实施中试生产进一步确定现在拥有的生产太阳能多晶硅技术，通过中试生产在验证该提纯技术的同时，总结、积累并确定工业化生产的技术指标，从而为确定工业化生产设计奠定基础。

中试生产的设计目标确定为月产能力达到1公吨，年产能力达到10公吨。

通过该技术所生产的产品为太阳能级高纯硅原料，即硅（Si）纯度在5N（99.9999%）以上，电阻率及杂质含量（如P、B等）符合太阳能基本要求的多晶硅原料。

该产品广泛应用于制作单多晶硅棒、片及生产太阳能电池薄片、液晶显示器仪表板等领域，市场前景广阔。

1.3.技术优势和管理团队

该技术来源于一个国际化的合作团队，他们包括哈萨克斯坦、俄罗斯、日本、德国以及中国等多名专家、学者。

这些专家涉及地质、采矿、选矿、化工、冶炼、机械、仪器、分析等专业领域，他们从事科研工作长达10-20年。

他们深厚的理论和实际操作功底以及在业内的成功经历，在同行内得到了普遍的认同和赞誉。

目前，该技术已经在实验室获得通过并取得了良好的实验数据。

有关工艺流程的设计、技术指标的确认不仅从理论上证明是可行的，而且在实验中得到了充分的验证。

中彰国际（SINOSI）作为中国乃至世界硅业领域的专业经营团队之一，不仅对世界硅原料市场需求、产品状况以及未来市场发展趋势有着深厚的理解，而且拥有一批具有10多年丰富国际市场营销经验的管理和运营团队，对于这个新技术、新产品给世界硅业，特别是太阳能硅原料以及光伏等产业所带来的深层次影响有着更多的理解，因此，在把握市场机遇、控制项目风险等方面都将有出色的表现。

1.4.投资及收益

该项目投资共计350万美元，主要用于中试生产用的实验设备的研发、制造以及相关实验用的原材料采购、实验场地的租赁以及相关实验费用等。

中试实验成功所带来的收益就是一个成功的太阳能级多晶硅生产技术。

参照传统西门子法生产工艺技术的市场价格以及行业内的技术先进性比较，该技术的市场价值应该至少在1.2-1.5亿美元左右。

以一个年产1000吨太阳能多晶硅生产线为例，如果采用该技术生产，年销售额可以达到1.5亿美元左右，可实现年利税1.02以美元左右，投资利税率为430%左右。

1.5.中彰国际有限公司简介

中彰国际有限公司（SinoSurplusInternationalLtd.）是中彰国际集团有限公司（SINOSIGROUPCORPORATION）的下属企业（简称中彰国际，英文简称SINOSI）,是专业从事硅、石英、水晶等硅原料及其制品的研发、生产、销售于一体的专业性公司。

公司经营的产品有30个系列,500多个品种，用户遍及30余个国家和地区。

中彰国际（SINOSI）研发的99.9995%二氧化硅砂和99.9%纳米级二氧化硅硅微粉是当今世界上硅行业的顶级产品，在同行业中具有划时代的标志和意义。

中彰国际（SINOSI）不仅被业内公认为优秀的硅原料供应商之一，而且SINOSI品牌已经成为硅业领域中最具影响力的品牌之一。

中彰国际（SINOSI）正在以实际行动诠释着“让世界认知中国，让中国彰显于世界”的经营理念和目标。

2.  生产工艺及技术简介  

本项目的技术理论源自于20世纪90年代末以日本、美国、德国、俄罗斯为代表的物理实验室的研究成果，并经过实验室论证获得通过。

特别是利用工业废料中产生的低廉甲硅烷，乙硅烷气体以及锗负离子中产生的单锗酸盐通过进行加工、提纯生产太阳能级多晶硅以获得成功。

具体内容概括如下：

2.1.生产工艺流程  

本项目生产工艺的核心流程与传统的西门子法有着本质的区别，具体如下：

生产工艺流程图

2.2.新工艺、新技术优势

  该生产工艺较传统的西门子（SIMENS）生产法而言，生产工艺简单，生产成本低，操作流程简单。

  原料要求低：

主要原料包括但不仅限于以下几种

-工业生产过程中所产生的工业废气，如硅烷气体。

-工业硅渣（纯度为40%以上的工业硅渣）。

-硅矿（石英或水晶原料，要求SiO2的含量在90%以上）

-其他经过认定的硅原料

创造了一种新的硅和硅合金原料，对改变后续生产和加工模式（如硅棒、硅片等）提供了可能性。

大大的减少了生产链，降低了生产、投资成本，缩短了建设周期；

该生产工艺属环保型生产工艺，产业链和生产线洁净，产生极少量废料。

是一种非标准技术解决方案并采用专有创新和工艺知识的结晶体现。

3.  市场分析及预测      

3.1.  国际多晶硅市场概况

多晶硅材料产业是冶金、化工、自动控制等相对集成的高技术行业，具有生产投资大、技术要求高、能源消耗大的特点，其先进制造技术长期以来掌握在美、日、德等国家的少数几家公司手中，并且形成技术封锁、市场垄断，控制着绝大多数客户市场，随行就市的提高产品价格，限制发展中国家对多晶硅的生产与发展。

多晶硅需求来自于半导体和太阳能电池，按纯度要求不同，分为电子级（EG）和太阳能级（SOG）。

目前，用于半导体多晶硅占58%左右，太阳能电池用多晶硅占42%。

但是世界半导体与太阳能多晶硅材料的需求紧张，主要是源自于以欧洲为中心的太阳能市场迅速普及与扩大。

预计未来几年全球半导体多晶硅材料需求量的年均增长速度为6～8％，而随着世界光伏市场的快速发展，太阳能级多晶硅需求的年均增长率将超过30％。

尽管世界主要多晶硅生产企业都有不同程度的扩产计划，但是仍然难以满足巨大的市场需求，尤其是太阳能级多晶硅的产能缺口更大。

1994年全世界太阳能电池的总产量只有69MW，而2008年就接近1200MW，在短短的10年里就增长了17倍。

专家预测太阳能光伏产业在二十一世纪前半期将超过核电成为最重要的基础能源之一。

世界各国太阳能电池产量和构成比例见表1。

表1世界各国太阳能电池产量和构成比例

国

名  2007年  2008年  2008年  2008年  2008年  

04/03

%

  产量MW  占世界比例%  产量MW  占世界比例%  产量MW占世界比例%  产量MW占世界比例%  产量MW  占世界比例%  

日

本  128.6  44.7  171.22  43.8  251.0744.7  363.9148.9601.5  50.3  65.3

美国  74.97  26.1  100.32  25.7  120.6021.5  103.0213.8138.7  11.6  34.6

欧洲  60.66  21.1  86.38  22.1  135.0524.0  193.3526.0314.40  26.3  62.6

其他  23.42  8.1  32.62  8.4  55.05  9.8  83.80  11.3140.1  11.7  67.2

合计  287.65  100  390.54  100  561.77100  744.08100  1194.7  100  60.6

据有关资料显示，美国能源部计划到2010年累计安装容量4600MW，日本计划2010年达到5000MW，欧盟计划达到6900MW，预计2010年世界累计安装量至少18000MW。

从上述的推测分析，至2010年太阳能电池用多晶硅至少在30000吨以上，表2给出了世界太阳能多晶硅工序的预测。

据国外资料分析报道，世界多晶硅的产量2008年为28750吨，其中半导体级为20250吨，太阳能级为8500吨，半导体级需求量约为19000吨，略有过剩；太阳能级的需求量为15000吨，供不应求，从2008年开始太阳能级和半导体级多晶硅需求的均有缺口，其中太阳能级产能缺口更大。

表2太阳能用多晶硅供需差（估计）  单位:

吨

  2008年  2008年  2008年  2009年  2010年

可供应量  10400  12400  13400    

太阳能电池以15%的增长速度  11500  13230  15210  17492  20115

不足量  1100  830  1830    

太阳能电池以30%的增长速度  13000  16900  21970  28561  37129

不足量  2600  4500  8570    

来源：

金属时评

据日本稀有金属杂质2008年11月24日报道，世界半导体与太阳能多晶硅需求紧张，主要是由于以欧洲为中心的太阳能市场迅速扩大，预计2008年，2008年多晶硅供应不平衡的局面将为愈演愈烈，多晶硅价格方面半导体级与太阳能级原有的差别将逐步减小甚至消除，2008年世界太阳能电池产量约1GW，如果以1MW用多晶硅12吨计算，共需多晶硅是1.2万吨，2008－2010年世界太阳能电池平均年增长率在25％，到2010年全世界半导体用于太阳能电池用多晶硅的年总的需求量将超过6.3万吨。

世界多晶硅主要生产企业有日本的Tokuyama、三菱、住友公司、美国的Hemlock、Asimi、SGS、MEMC公司，德国的Wacker公司等，其年产能绝大部分在1000吨以上，其中Tokuyama、Hemlock、Wacker三个公司生产规模最大，年生产能力均在3000－5000吨。

世界多晶硅供需预测如下图所示。

2008～2010年世界太阳能级和半导体级多晶硅需求走势

3.2.国内（中国）多晶硅市场概况

我国国内集成电路的增长和太阳能电池产业的发展，同样大大带动了多晶硅材料的行业发展。

国内多晶硅市场供需情况如表2.1所示。

我国多晶硅在市场需求和生产方面在2008年—2008年间都发生了较大的变化（见表2.3）。

在市场需求领域方面，来自太阳能电池行业的需求增长要远远大于半导体工业的需求。

来自我国太阳能电池行业、半导体工业对多晶硅的需要量的增大，使我国多晶硅生产能力发展的速度相差甚大。

预计在2008年的市场需求的缺口达到了4540吨/年，几乎接近在2008年世界多晶硅产量排名第三的德国瓦克公司（Wacker）在2008年整个多晶硅的实际产量。

2008年中国太阳能用单晶硅企业开工率在20%-30%，半导体用单晶硅企业开工率在80%-90%，也不能满负荷生产，主要原因都是多晶硅供给量不足所造成的。

保守估计到2008年我国多晶硅材料总的年需求量约在10000吨左右，市场前景十分广阔。

3.3.国内、外多晶硅市场前景

应对目前世界多晶硅市场供小于求的局面,当前以至今后几年内,国外多晶硅企业正在积极扩产。

从表2.2中可看出，表中的前六名多晶硅企业将在近几年内实现扩大生产能力的战略。

到2008年，美国的黑姆洛克半导体公司（Hemlock）将达到14500吨/年、德国的瓦克集团（Wacker）由2008年的年产5000吨到2008年将增加到9000吨/年、在日本的三大多晶硅生产厂家中日本德山公司（Tokuyama）是唯一的扩产企业，它在2008年多晶硅的生产量为5200吨，2008年年生产能力将达到9000吨。

美国的MEMC（工厂设在意大利）到2008年将在多晶硅产能上达到7000吨/年，几乎比2008年增加一倍。

美国RECSGS公司也将产能在2008年时提高7400吨/年。

美国的先进硅材料公司（RECASiMi）在2008年的多晶硅产能也增到4600吨。

这六家原有的世界多晶硅厂家在2008年的共计产能将占世界总产能的93.6%。

表2.22008-2008年世界主要多晶硅生产商产量和生产能力一览表

从图2.2可以看出，世界主要多晶硅生产厂家生产现状（2008年）和扩建计划。

从此图可看出世界其它的生产多晶硅企业（包括新建企业）在多晶硅生产能力上今后几年将有较大的发展。

国内主要多晶硅生产企业及产量如表2.3所示

图2.2全球多晶硅生产状况与扩建计划

两年来，我国多晶硅市场上的严重供需失衡，以及它在近两年来在世界市场上售价飞涨，促使我国出现“千军万马”齐上多晶硅建设项目的现状。

这在世界多晶硅产业中还曾未见过的现象。

4.  产品及成本测算

4.1.产品生产成本测算（理论计算和实验室测定）

以工业废料产生的硅和硅烷为例（主要技术指标见下表一），根据新工艺，生产半导体硅包含两个阶段：

一是冶炼加工含硅和硅烷产品的废料阶段，二是通过持续高温分解生产多晶硅阶段。

通过下列表一、表二以及表三可以清楚地反映按照新工艺生产制造成本的基本情况。

具体如下：

表一：

未提纯净化的硅烷混合物成分

  成分（含量%）

水分  <0.018

氟  <0.0029

磷化氢  0.034

硅烷  99.78

氯  0.016

稀羟  0.012

氩  0.0029

硼烷  -

乙硅烷  0.048

二氧化碳  0.057

表二：

在工业条件下生产1公斤硅合金消耗计算（理论测算）

硅合金成本核算

原料  4公斤  $2.5/公斤  $0.01

还原剂  1公斤  $1300/吨  $1.3

相应的操作费      $0.44

能源消耗  5千瓦/小时  0.04  $0.20

工资      $0.01

其他花费      $0.04

                              共计$2.0（不包含资本回报率）

表三：

生产多晶硅成本测算（理论测算）

  单位  美元价格  数量  小计

原材料        

硅合金      Kg  2.0  4.3  8.6

氮1q  L  0.078  1.4  0.1092

氮气  M3  65  0.008  0.52

氢气  M3  300  0.00065  0.195

纤维敷料1  M  1.05  0.08  0.084

纤维敷料2  M  0.35  0.2  0.07

酒精  L  0.5  0.1  0.05

聚脂敷料  M2  0.15  0.1  0.015

其他        0.2

能源消耗        

能源  kW/hour  0.02  10  0.2

水  M3  28.4    0.16188

蒸气    15    0.3

总计  US$/Kg      10.3

4.2.主要设备选型及费用预算

按照上述生产工艺设计，经过实验室试验确定设备选型，通过中试调整、验证后确定最终的设备技术参数。

以下为部分生产规模的初步测算情况：

1、年产10吨（月产1吨）的中试设备：

300-350万美元

2、年产100吨（月产10吨）的生产设备：

500-600万美元

3、年产1000吨（月产100吨）的生产设备：

1200-1500万美元

4.3.  研发、设计和试生产时间安排

1）该项目研发、设计以及中试试生产时间需要5-6个月时间，其中研发（准备）需要1个月时间左右，设计需要2个月时间，试生产需要2个月时间，总结需要1个月时间左右。

2）以年产1000吨生产能力为例，设计时间需要3-5个月，项目建设周期（以设备制造、安装调试为主，不含土建等）为6-8个月时间。

5、财务分析及效益评估

该项目投资总共需要350万美元，如果获得成功，市场收益至少为1.2-1.5亿美元的价值。

同时，如果将该技术直接转化为具体的生产设备、工艺和技术，则由此所带来的市场收益将是巨大的。

以一个年产1000吨太阳能多晶硅生产线为例，如果采用该技术生产，年销售额可以达到1.5亿美元左右，可实现年利税1.02以美元左右，投资利税率为430%左右。

具体分析如下：

5.1.  投资资金及构成：

投资构成  投资额

（万美元）  所占比例（%）

固定资产投资  土地使用费、基础建等  1000  14.9

  设备购置安置  1500  64

  合计  1850  78.9

流动资金  1000  21.1

合计  2350  100

5.2.  产品销售收入测算

年产量为1000吨多晶硅的生产项目，根据目前实际情况来预测今后多晶硅市场价格为：

太阳能级多晶硅：

US$150/KG。

该项目完全达到年产1000吨多晶硅后所形成的年经营指标如下：

5.2.1.销售收入：

1.5亿美元

产品名称  单价  年销售总量（吨）  年销售收入

（亿美元）

太阳能级多晶硅  US$150/KG  1000  1.5

5.2.2.产品成本费用：

2080万美元，包括：

1）原材料费：

1050万美元

本项目主要原材料为硅合金、氮气、氢气、纤维敷料、酒精、聚脂敷料等。

2）燃料动力费：

150万美元

3）固定资产折旧费：

75万美元

折旧采用平均年限法，折旧年限为20年，期末残值不计。

4）设备修理费：

45万美元

按照设备投资原值3%计提。

5）人工费（工人工资）：

120万美元

6）管理费：

450万美元

管理费按照收入3%计算

7）销售成本：

150万美元

按照销售收入1%计提

8）财务费用：

30万美元

9）其他费用：

10万美元

其他费用包含废弃物回收和环境绿化等。

多晶硅产品总成本费用一览表

项目  金额（万美元）  比例（%）

1生产成本  1320  63.5

1.1原材料费  1050  50.5

1.2生产动力费  150  7.2

1.3折旧费  75  3.6

1.4修理费  45  2.2

2人工费  120  5.8

3管理费  450  21.6

4销售成本  150  7.2

5财务费用  30  1.4

6其他费用  10  0.5

合计  2080  100

项目达产后年总成本费用为2080万美元

5.2.3.产品销售税金及附加共计：

2713.50万美元/年，包括：

增值税                1350万美元/年；

城市建设税            954万美元/年

教育费及附加          409.5万美元/年

5.3.  财务分析

该项目经济效益分析如下表：

多晶硅产品项目经济效益分析表（单位：

万美元）

项目  数值

1.销售总额  15000

2.经营成本  2080

3.销售税金及附加  2713

4.利润总额  10207

5.所得税  3368.31

6.税后利润  6838.69

7.投资利税率  434%

8.投资利税率（税后）  291%

6.  项目经营及管理团队

6.1.  项目的组织

中彰国际（SINOSI）不仅是项目的组织者之一，也是项目实施的核心和关键。

中彰国际（SINOSI）拥有一支由在地质、采矿、选矿行业从事研究、开发、生产长达10--20年的专家、学者构成的研发队伍。

他们深厚的理论和实际操作功底和成功经历,在同行业已得到了普遍的认同和赞誉。

他们涉及地质、采矿、选矿、化工、冶炼、机械、仪器、分析等专业领域。

同时依托于其多年的国际市场经验以及积累的大量国际合作关系。

特别是一直保持着与俄罗斯、哈萨克斯坦、德国、日本等国专家学者在硅领域的广泛合作关系。

该项目由中彰国际牵头，联合哈萨克斯坦、俄罗斯、日本等国家的业内专家进行共同合作开发，无疑是该项目成功的关键所在。

6.2.项目的实施

该项目的实施，特别是研发工作将至少包括以下单位和相关人员：

中彰国际总裁及国际合作业务部（负责项目的总协调和控制以及资金投入）、日本KIC公司总裁（前SHARP公司技术负责人，负责实际实验设备的落实等）、哈TSC集团以及KAZSILICON公司执行总裁、总工程师（负责项目的实验工作）、哈国家物理研究所所长（国际知名物理学家，在硅研发领域享有盛名）、挪威REC公司技术和项目经理、瑞士SOLARSWISS的生产部经理（负责提供实验生产的技术指导兼顾问）、比利时BELGA、SIBELCO以及德国GRUBERCHEM（负责提供国际市场信息以及客户需求信息等支持）、美国SOLARENERTECH（负责提供实验产品性能的检测）以及中国地质科学院、矿业研究总