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3047798688@qq.com記者丨曉敏 見習生丨 陳力
出品丨鰲頭財經（theSankei）
在多晶硅料價格上漲之下，顆粒硅因成本優勢，成為部分企業追捧的對象，并正計劃投入巨資擴大產能。市場上還一度傳出，顆粒硅大有取代棒狀硅的聲音。當下，在不少主流硅片廠商中，顆粒硅摻雜比例已大幅提高，甚至達到25%左右。此外，顆粒硅經過多年發展，也已有一定技術突破。不過，也有技術專家認為，顆粒硅一般摻雜比例最多到20%，再多就很影響質量了。那么，顆粒硅真的是“黑科技”嗎，其價格優勢能成為長期立足的“通行證”嗎？
不是“高科技”，更不是“黑科技”
要想搞清楚顆粒硅為何受到熱捧，還要先談談多晶硅。多晶硅是單質硅的一種形態。熔融的單質硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結合起來，就結晶成多晶硅。多晶硅具有半導體性質，是極為重要的優良半導體材料，廣泛用于光伏、半導體等行業。棒狀硅和顆粒硅是多晶硅原材料里常見的類型。棒狀硅是采用目前主流的生產工藝改良西門子法生產，而最近被熱炒的顆粒硅則是采用硅烷流化床工藝生產的。實際上，早在上世紀五六十年代，多晶硅生產的兩大技術路線相繼問世，其中西門子法通過多次技術迭代一直引領行業前行，成為世界的主流路線，而流化床法作為第二技術路線也在持續進步。在多晶硅短缺之前，REC硅和MEMC電子材料公司就已經應用流化床反應器（FBR）技術，并在美國華盛頓州摩西湖和德克薩斯州帕薩迪納生產顆粒狀多晶硅。在2006年REC硅投資建設流化床生產多晶硅，結合硅烷法多晶硅混合投料在下游使用的階段，流化床技術生產多晶硅的技術優勢就引起所有多晶硅制造商的注意，也就是在這個時候，多晶硅制造龍頭德國Wacker跟進這一技術的研究。但是當時，多晶硅主要還是半導體的材料，太陽能光伏產業尚未掀起投資狂潮。而由于安全性較差、爐壁沉積、流態化控制、產品純度控制等問題，顆粒硅未實現大規模應用，流化床生產半導體用多晶硅顯得很遙遠。
西門子法多晶硅“最大”的威脅在2008年，因多晶硅緊缺，彼時REC硅和MEMC的優勢在晶硅太陽能市場大展神威。由于多晶硅電池比單晶電池的市場更為火爆，顆粒硅可以為西門子法多晶硅填充縫隙，投爐的量會增加20%以上，并且它的生產成本是當時最廉價的方式。這種優勢直接影響當時所有多晶硅生產企業，在投資建設時不得不將顆粒硅作為新的技術風險加以考慮。從這個時候開始，流化床法也開始有了與改良西門子法相競爭的趨勢。2013年以后，由于美國對中國的光伏實施反傾銷政策，中國多晶硅市場出現了“過剩”，價格不斷下調，直接影響了顆粒硅的收益。而2018年隨著“531”新政出臺，REC硅宣布停止摩西湖顆粒硅生產線。因此，從當前的角度來看，顆粒硅并不是“高科技”，更不是“黑科技”，而是六七十年前就有的舊技術。同時，由于改良西門子法的不斷更迭進步，顆粒硅在歷史的舞臺始終只是“最佳配角”的存在。
硅料價格猛漲，顆粒硅重回大眾視野
當下，顆粒硅重回大眾視野，也得益于其一大特性——便宜。目前，多晶硅主要的生產工藝是改良西門子法，西門子法自1950年代被開發以來，已經發展到第三代，始終是多晶硅最主流的生產工藝，份額占比達95%以上。因此，通常情況下，改良西門子法多晶硅也被簡化稱為“多晶硅”。多晶硅也是一將功臣萬骨枯的行業，相關企業打得頭破血流，最終呈現強者恒強的局面，價格也不斷下探。回溯光伏產業過去十余年的發展，光伏成本從50元/W下降到了4元/W左右，多晶硅環節的持續降本為光伏平價上網做出了巨大的貢獻，而改良西門子法工藝在其中居功至偉。隨著我國光伏、半導體等行業規模的快速擴大，對多晶硅的需求增加，而由于近年來全國多地工業硅限產等原因，多晶硅供給端跟不上需求端，導致我國工業硅價格近兩年間持續上漲。根據中國有色金屬工業協會硅業分會提供的數據顯示，從2021年年初到2022年6月份，單晶復投料的價格上漲了超過2倍。截至7月份第三周跟蹤數據顯示，硅料價格最高已經觸及31萬元/噸，相比2021年初上漲了250%，創下了近10年來的新高。根據硅業分會估測，2022年，全年國內硅料產量預計約78萬噸，硅料總供應量約88萬噸。根據國家能源局的預測，假設全球2022年光伏裝機在240-280GW之間，按1GW裝機需要消耗約0.35萬噸硅料計算，預計2022年硅料需求區間約為84-98萬噸左右，整體看硅料供應仍略有不足。此時，對于部分技術規模優勢不足的硅料企業而言，顆粒硅生產在理論上具備一定的成本優勢，又讓其重回大眾視野，成了部分企業“奔赴”的產業。
通過提高摻雜比例刷“存在感”
對于鋰電池而言，當下有著磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池之爭，兩者處于持續的“你追我趕”，相互交鋒地局面。
那么，作為“配角”的顆粒硅，能否當一回“主角”？ 上面提到，硅片廠家一般采用大部分多晶硅料加一小部分顆粒硅料摻雜的做法，這樣可以在保證質量的前提下降低成本。當下，在硅料緊缺，價格上漲的背景下，顆粒硅在摻雜比例上提高到了25%左右。不過，也有技術專家認為，顆粒硅一般摻雜比例最多到20%，再多就很影響質量了。顯而易見，顆粒硅的生存空間目前仍僅作為一種“輔料”，用來降低成本。要想成為主角，顆粒硅必須要在技術上實現顛覆。由于采用硅烷流化床法（SiH4→Si＋2H2），加熱裂解使得硅中含氫量較高，同時制造過程中使得小顆粒硅被吹起，很容易撞到內壁，而內壁主要由碳組成，使得顆粒硅含碳量高，雜質較多。在連續大規模生產后，顆粒硅的產品的質量很難完全保持一致，硅料的品質會出現一定的差異。不僅如此，雖然顆粒硅的電耗、單位投資額以及人工成本方面相比塊狀硅具有理論上的優勢。但運用到實際中，由于“氫跳”、顆粒硅撞擊器壁等問題，會造成生產工序的中斷，并引起碳基內襯、加熱線圈、石英坩堝等部件的損壞，同時由于生產工藝中粉末比例較高使得成品率偏低，從而在硅元素單耗方面產生了較大的額外成本。當然，隨著后續廠商的生產工藝的改善和技術的提升，顆粒硅生產的這些問題也有望得到進一步的解決，但什么時候能徹底解決，其品質能和改良西門子法多晶硅媲美，依然是個未知數。更為重要的是，用來降低成本的顆粒硅，在硅料價格下降之后，還能成為“香餑餑”嗎？有光伏行業分析師認為，目前，硅料價格的漲勢仍未停止，預計三季度還將保持繼續上漲的態勢，“甚至四季度也難出現明顯下跌”。據PVInfoLink預測，2022年初、2022年底和2023年底的硅料環節的產能規模分別為264GW、442GW和663GW，今年和明年的增幅分別將達67%和50%。這意味著，到2023年，硅料或將開始充分緩解供需矛盾。當下，國內部分企業，甚至上市公司在加碼顆粒硅產能，而新建的產能要實現量產還需要一段時間建設。然而，“開工”沒有回頭箭，投資者應該注意，當新建顆粒硅產能投產時，恐怕這些盲目擴產的企業將落得“一地雞毛”，自身也將受到直接波及。總而言之，從歷史和未來的角度，顆粒硅當前如沐春風，大概率只是“曇花一現”。
