2023單晶硅行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及市場(chǎng)現(xiàn)狀分析

• 黃文玉 2023年5月6日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 310 13
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單晶硅是一種比較活潑的非金屬元素，是晶體材料的重要組成部分，處于新材料發(fā)展的前沿。其主要用途是用作半導(dǎo)體材料和利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電、供熱等。

一、單晶硅的概念

單晶硅是一種比較活潑的非金屬元素，是晶體材料的重要組成部分，處于新材料發(fā)展的前沿。其主要用途是用作半導(dǎo)體材料和利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電、供熱等。由于太陽(yáng)能具有清潔、環(huán)保、方便等諸多優(yōu)勢(shì)，近三十年來(lái)，太陽(yáng)能利用技術(shù)在研究開(kāi)發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場(chǎng)開(kāi)拓方面都獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，成為世界快速、穩(wěn)定發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。

單晶硅通常指的是硅原子以一種排列形式形成的物質(zhì)。硅是最常見(jiàn)應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料，當(dāng)熔融的單質(zhì)硅凝固時(shí)，硅原子以金剛石晶格排列成晶核，其晶核長(zhǎng)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(fā)展的前沿。單晶硅材料制造要經(jīng)過(guò)如下過(guò)程：石英砂-冶金級(jí)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(dǎo)體材料和利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電、供熱等。

單晶硅具有準(zhǔn)金屬的物理性質(zhì)，有較弱的導(dǎo)電性，其電導(dǎo)率隨溫度的升高而增加;有顯著的半導(dǎo)電性。超純的單晶硅是本征半導(dǎo)體。在超純單晶硅中摻入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其導(dǎo)電的程度，而形成P型硅半導(dǎo)體;如摻入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高導(dǎo)電程度，形成N型硅半導(dǎo)體。單晶硅行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為多晶硅及各類(lèi)特種氣體;中游為單晶硅的生產(chǎn)供應(yīng)環(huán)節(jié);下游主要應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、光伏、半導(dǎo)體、航空航天、汽車(chē)等領(lǐng)域。

二、單晶硅行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析

單晶硅可以用于二極管級(jí)、整流器件級(jí)、電路級(jí)以及太陽(yáng)能電池級(jí)單晶產(chǎn)品的生產(chǎn)和深加工制造，其后續(xù)產(chǎn)品集成電路和半導(dǎo)體分離器件已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，在軍事電子設(shè)備中也占有重要地位。

在光伏技術(shù)和微小型半導(dǎo)體逆變器技術(shù)飛速發(fā)展的今天，利用硅單晶所生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池可以直接把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為光能，實(shí)現(xiàn)了邁向綠色能源革命的開(kāi)始。北京2008年奧運(yùn)會(huì)將把“綠色奧運(yùn)”做為重要展示面向全世界展現(xiàn)，單晶硅的利用在其中將是非常重要的一環(huán)。現(xiàn)在，國(guó)外的太陽(yáng)能光伏電站已經(jīng)到了理論成熟階段，正在向?qū)嶋H應(yīng)用階段過(guò)渡，太陽(yáng)能硅單晶的利用將是普及到全世界范圍，市場(chǎng)需求量不言而喻。

單晶硅片，硅的單晶體，是一種具有基本完整的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的晶體。不同的方向具有不同的性質(zhì)，是一種良好的半導(dǎo)材料。純度要求達(dá)到99.9999%，甚至達(dá)到99.9999999%以上。用于制造半導(dǎo)體器件、太陽(yáng)能電池等。用高純度的多晶硅在單晶爐內(nèi)拉制而成。2016年全球半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)規(guī)模約為83億美元，是占比最大的IC制造材料。我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速，對(duì)半導(dǎo)體硅片的需求也在擴(kuò)張中。

單晶硅的重要性與日俱增，市場(chǎng)需求量迅速增長(zhǎng)，同時(shí)，在我國(guó)相關(guān)政策的大力支持下，我國(guó)單晶硅行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模也隨之快速擴(kuò)張。數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)單晶硅行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)459.74億元，同比增長(zhǎng)20.9%。

單晶硅主要應(yīng)用于太陽(yáng)能電池。應(yīng)用最早的是硅太陽(yáng)能電池，其轉(zhuǎn)換效率高，技術(shù)最為成熟，多用于光照時(shí)間少，光照強(qiáng)度小、勞動(dòng)力成本高的區(qū)域，如航空航天領(lǐng)域等。通過(guò)采用不同的硅片加工及電池處理技術(shù)，國(guó)內(nèi)外各科研機(jī)構(gòu)和電池廠家都生產(chǎn)制備出了較高效率的單晶硅電池。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國(guó)單晶硅行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及投資風(fēng)險(xiǎn)研究報(bào)告》顯示：

單晶硅太陽(yáng)能電池是開(kāi)發(fā)得最早的一種太陽(yáng)能電池，硅的禁帶寬度為1.leV，是間接遷移型半導(dǎo)體，本來(lái)不是制作太陽(yáng)能電池的最合適材料。但是由于硅蘊(yùn)藏量非常豐富，已廣泛應(yīng)用于微電子工業(yè)，有很完善的技術(shù)基礎(chǔ)，有利干太陽(yáng)能電池的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。單晶硅太陽(yáng)能電池具有比較高的轉(zhuǎn)換效率，規(guī)模生產(chǎn)的電池組件的效率可以達(dá)到 12-16%，而實(shí)驗(yàn)室記錄的最高轉(zhuǎn)換效率為24.4%。

世界的節(jié)約能源概念普遍下，光伏電池綠色科技已是產(chǎn)業(yè)新星。而這波綠色科技潮流，又首推太陽(yáng)能最為行情看漲，有可能成為全球紅透半邊天的明日之星。面對(duì)國(guó)際油價(jià)不斷飆高，第三次石油危機(jī)即將到來(lái)的危機(jī)，一股全世界重新洗牌的能源卡位戰(zhàn)，已經(jīng)響起咚咚戰(zhàn)鼓，蓄勢(shì)待發(fā)了。當(dāng)電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問(wèn)題日益成為制約國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始實(shí)行"陽(yáng)光計(jì)劃"，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。歐洲一些高水平的核研究機(jī)構(gòu)也開(kāi)始轉(zhuǎn)向可再生能源。在國(guó)際光伏市場(chǎng)巨大潛力的推動(dòng)下，各國(guó)的太陽(yáng)能電池制造業(yè)爭(zhēng)相投入巨資，擴(kuò)大生產(chǎn)，以爭(zhēng)一席之地。

全球太陽(yáng)能電池市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，歐洲和日本領(lǐng)先的格局已被打破。盡管主要的銷(xiāo)售市場(chǎng)在歐洲，但太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)重鎮(zhèn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到亞洲。2019年1-4季度全國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，2019年12月全國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量為1330.5萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)17.2%。2019年全國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量為12862.1萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)26.8%。

三、單晶硅行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

太陽(yáng)能電池主要包括晶體硅電池和薄膜電池兩種，它們各自的特點(diǎn)決定了它們?cè)诓煌瑧?yīng)用中擁有不可替代的地位。但是，未來(lái)晶體硅太陽(yáng)能電池所占份額盡管會(huì)因薄膜太陽(yáng)能電池的發(fā)展等原因而下降，但其主導(dǎo)地位仍不會(huì)根本改變，尤其是發(fā)展較早的單晶硅太陽(yáng)能電池，有著良好的發(fā)展前景。

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