工业硅又称金属硅,经碾碎后的硅石(石英石)和碳质还原剂(主要成分为精煤、石油焦、木炭、木片等)在电热炉中由碳还原二氧化硅而制得。生产流程分为选矿、材料石以及冶炼三大部分。其中选矿和采石是整个冶炼过程中基础也是最重要的一部分,硅石纯度质量将直接影响成品工业硅质量。下游应用上将工业硅划分为冶金极和化学级两类,化学级用为生产有机硅、多晶硅、以及少量耐火材料的起始原料,冶金级即如铝合金为主的非铁基合金添加剂。产业的终端应用涉及建筑、电力、电子电器、汽车、航空航天等各个国民经济基础领域。工业硅是光伏、半导体等新兴产业链的源头,与当下全球倡导的碳减排和新能源概念紧密相关。
作为制备单晶硅的原料,多晶硅终端需求主要集中于太阳能电池,半导体成为多晶硅需求的重要补充部分。光伏硅片分单晶和多晶两种类型,多晶占比达到60%,而半导体芯片为了保证硅片各个位置电学特性统一性,全部使用单晶硅。两者对于多晶硅需求最大的区别在于对原料纯度要求,其中光伏生产所需的多晶硅规格(99.9999999%,7个9纯度),高温去除氧后的半导体级多晶硅规格要求更为严苛(11个9纯度)。两者硅片制作工艺大体较为相近,但光伏来说流程相对简单;半导体成片芯片将用于信息产业板块中集成电路、分立器件、光电器件和传感器组成部分,最终实现运算和记忆两大功能,因此对于成片精细度更为严苛。
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