2023中國單晶硅行業(yè)發(fā)展趨勢調(diào)研

• 黃文玉 2023年2月16日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 1026 65
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單晶硅通常指的是硅原子以一種排列形式形成的物質(zhì)。硅是最常見應用最廣的半導體材料，當熔融的單質(zhì)硅凝固時，硅原子以金剛石晶格排列成晶核，其晶核長成晶面取向相同的晶粒，形成單晶硅。

單晶硅行業(yè)前景如何?

單晶硅通常指的是硅原子以一種排列形式形成的物質(zhì)。硅是最常見應用最廣的半導體材料，當熔融的單質(zhì)硅凝固時，硅原子以金剛石晶格排列成晶核，其晶核長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)過如下過程：石英砂-冶金級硅-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體材料和利用太陽能光伏發(fā)電、供熱等。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國單晶硅行業(yè)發(fā)展趨勢及投資風險研究報告》顯示：

單晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在凝固時硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結(jié)合起來便結(jié)晶成單晶硅。單晶硅具有準金屬的物理性質(zhì)，有較弱的導電性，其電導率隨溫度的升高而增加;有顯著的半導電性。超純的單晶硅是本征半導體。在超純單晶硅中摻入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其導電的程度，而形成P型硅半導體;如摻入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高導電程度，形成N型硅半導體。

單晶硅主要應用于太陽能電池。應用最早的是硅太陽能電池，其轉(zhuǎn)換效率高，技術最為成熟，多用于光照時間少，光照強度小、勞動力成本高的區(qū)域，如航空航天領域等。通過采用不同的硅片加工及電池處理技術，國內(nèi)外各科研機構和電池廠家都生產(chǎn)制備出了較高效率的單晶硅電池。

太陽能電池用單晶硅片，一般有兩種形狀，一種是圓形，另一種是方形。以圓形硅片為例，其加工工藝流程為：單晶爐取出單晶-檢查重量、量直徑和其他表觀特征-切割分段-測試-清洗-外圓研磨-檢測分檔-切片-倒角-清洗-磨片-清洗-檢驗-測厚分類-化學腐蝕-測厚檢驗-拋光-清洗-再拋光-清洗-電性能測-檢驗-包裝-儲存。

單晶硅行業(yè)市場現(xiàn)狀

隨著近年來全球半導體及光伏等高技術、高科技附加值產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，單晶硅的重要性與日俱增，市場需求量迅速增長，同時，在我國相關政策的大力支持下，我國單晶硅行業(yè)市場規(guī)模也隨之快速擴張。據(jù)資料顯示，2021年我國單晶硅行業(yè)市場規(guī)模達459.74億元，同比增長20.9%。

近年來，中國硅片產(chǎn)量增漲速度較大。2021年中國硅片產(chǎn)量約為227GW，同比2020年增長40.99%。2020年中國硅片產(chǎn)量約為161GW，同比2019年增長19.26%。據(jù)生意社大宗榜數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2022年5月有色大宗商品金屬硅價格為17410元/噸，同比增加24.43%，環(huán)比下降16.22%。

我國單晶硅主要分為四種，p-type單晶硅、多晶硅片、n-type單晶硅、鑄錠單晶。其中，p-type單晶硅占比最大，達86.9%。單晶硅片的應用滲透到國民經(jīng)濟和國防科技中各個領域，當今電子通信半導體市場中95%以上的半導體器件及99%以上的集成電路需要用使用單晶硅片。

從行業(yè)競爭格局來看，硅材料清洗業(yè)務多為硅片廠配套，體量較小。目前國內(nèi)主要公司有歐晶科技、群大環(huán)保、浙江羿陽。從單晶硅市場現(xiàn)狀來看，近年來光伏產(chǎn)業(yè)及集成電路產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，我國單晶硅及多晶硅市場產(chǎn)量持續(xù)增長。據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，2021我國多晶硅產(chǎn)量為50.5萬噸，單晶硅產(chǎn)量為149GW。

英國國家物理實驗室(NPL)和薩里大學研究團隊開發(fā)了一種單步程序，使單晶硅承受創(chuàng)紀錄的更大應變，這一進展或?qū)韫庾訉W發(fā)展起到重要作用。論文發(fā)表在《Physical Review Materials》雜志上。硅光子學是物聯(lián)網(wǎng)背后技術的基礎。該團隊利用離子注入對硅膜施加應變，其方式類似于收緊鼓皮，應變通過改變其電子結(jié)構來增強硅的發(fā)光能力。然后，使用稱為電子背散射衍射(EBSD)的掃描電子顯微鏡技術來測量應變膜的形狀和結(jié)構，拍攝電子如何從膜上反彈(“反向散射”)的照片，并檢查高應變是否均勻地施加在膜上且不會在材料中產(chǎn)生意外的缺陷。

單晶硅行業(yè)發(fā)展前景預測

單晶硅用于太陽能電池無疑轉(zhuǎn)換效率是最高的，在大規(guī)模應用和工生產(chǎn)中仍占據(jù)主導地位，但是受到單晶硅材料價格及相應繁瑣的電池工藝影響，致使單晶硅成本價格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困難的，為了節(jié)省高質(zhì)量材料，尋找單晶硅電池的替代品具有很大的前景。CPIA預測，未來幾年單晶硅電池市場份額逐步增大，2022年單晶硅片市場份額預計超過70%?？梢?，高效單晶硅電池片逐漸占據(jù)市場的主導地位。

單晶硅行業(yè)研究報告旨在從國家經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略入手，分析單晶硅未來的政策走向和監(jiān)管體制的發(fā)展趨勢，挖掘單晶硅行業(yè)的市場潛力，基于重點細分市場領域的深度研究，提供對產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構、區(qū)域結(jié)構、市場競爭、產(chǎn)業(yè)盈利水平等多個角度市場變化的生動描繪，清晰發(fā)展方向。

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  2022-2027年中國單晶硅行業(yè)發(fā)展趨勢及投資風險研究報告

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