多晶硅是微電子行業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)的“基石”，是信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)最基礎的原材料。一般電子級硅要求含Si>99.9999%，電子級多晶硅則要求達到9個“9”以上。作為戰(zhàn)略性原材料，電子級多晶硅的生產(chǎn)技術(shù)和市場長期由國外壟斷，制約我國集成電路產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
5月24日，國家電投黃河水電新能源分公司正式推出國產(chǎn)高純電子級多晶硅產(chǎn)品——“黃河水電多晶硅”，實現(xiàn)了電子級多晶硅的“中國制造”，打破國外壟斷格局。
多晶硅廠全貌
還原爐硅棒溫度檢測
缺口巨大
全球多晶硅產(chǎn)能發(fā)展始于1980年，德、美、日采用改良西門子法，使得產(chǎn)能達到1000噸—2000噸。到了2000年，韓國加入，德、美、日、韓采用改良西門子法和硅烷法，生產(chǎn)出太陽能級產(chǎn)品，產(chǎn)能突破10000噸。
變化出現(xiàn)在2012年，全球多晶硅產(chǎn)能達到25萬噸、產(chǎn)量23.5萬噸，我國產(chǎn)量為7.1萬噸。到了2017年，全球產(chǎn)能達40萬噸、產(chǎn)量38萬噸，我國產(chǎn)量則達到21萬噸。
從進口數(shù)據(jù)分析，2013年至2017年，我國多晶硅進口數(shù)量從80653噸逐年攀升至144000噸。2014年，國務院簽發(fā)了《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》，同時成立了國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金，電子級多晶硅迎來重大利好。
從近十年的發(fā)展狀況來看，雖然多晶硅在我國得到長足發(fā)展，但高品質(zhì)多晶硅仍然需要進口。進口數(shù)據(jù)中所有的分立器件、集成電路用多晶硅和高效光伏電池用多晶硅全部進口，國內(nèi)高品質(zhì)多晶硅缺口仍然巨大。
有專家研判，國內(nèi)電子級多晶硅的需求是4500噸/年。
“全球電子級硅材料規(guī)模迅速擴張，技術(shù)要求日趨嚴格。得益于良好的發(fā)展環(huán)境，國內(nèi)多晶硅產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品品質(zhì)快速進步，技術(shù)要求向國際水平靠近勢在必行，行業(yè)內(nèi)將不遺余力推進國產(chǎn)多晶硅的應用?！庇醒邪雽w博士肖清華告訴記者。
填補國內(nèi)空白
國內(nèi)首條電子級多晶硅生產(chǎn)線的出現(xiàn)，經(jīng)歷了近10年的時間。
據(jù)黃河公司新能源分公司總經(jīng)理劉剛介紹，“黃河水電多晶硅”的研發(fā)工作正式開始于2006年，于2010年全面投產(chǎn)，形成的2500噸高純電子級多晶硅產(chǎn)能，填補了國內(nèi)空白，目前國內(nèi)市場占有率達10%。2015年，黃河水電多晶硅完成國家科技重大專項《極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝》（即“02專項”）全部技術(shù)指標要求。
“黃河水電多晶硅”采用改良西門子法，年產(chǎn)達2500噸電子級多晶硅，實現(xiàn)完全閉路循環(huán)，節(jié)能低耗、安全環(huán)保，其氧含量<0.02ppma，碳含量<0.02ppma，受主雜質(zhì)<0.03ppba，施主雜質(zhì)<0.05ppba，基體總金屬雜質(zhì)<2ppbw，經(jīng)第三方權(quán)威檢測機構(gòu)檢測，產(chǎn)品質(zhì)量與德國、日本知名多晶硅質(zhì)量相當。
“攻克電子級多晶硅的關(guān)鍵要素包括很多方面，對工藝、設備管道選型、儀表選型、潔凈室等級都有嚴格的要求，在施工及檢修時，需要按照最高潔凈等級規(guī)范，在原輔材料、中間產(chǎn)品、輔助氣體和介質(zhì)方面也要進行完善的質(zhì)量體系控制?！眲傃a充，“每一個細小環(huán)節(jié)都需要長期的實驗積累有效的數(shù)據(jù)，從中找出制約質(zhì)量提升的因素?！?/p>
來自重慶的某下游企業(yè)負責人告訴記者：“設備可以階段性引入，但材料必須是連續(xù)性的，我們曾遇到過某外國廠商的突然斷供，造成了很大損失。如果關(guān)鍵材料可以實現(xiàn)國產(chǎn)化，我們可以減少很多后顧之憂?！?/p>
步入新階段
電子級多晶硅國產(chǎn)化，率先在青海取得突破，一部分源于地緣優(yōu)勢。
“十二五”以來，青海省形成了“以硅為主、多元發(fā)展、集中布局”的產(chǎn)業(yè)格局。青海省副省長王黎明強調(diào)：“青海將進一步加快技術(shù)創(chuàng)新，努力打造國內(nèi)重要的集成電路硅材料產(chǎn)業(yè)基地，走出一條既符合國家戰(zhàn)略、又切合青海實際的綠色發(fā)展之路。在保護生態(tài)環(huán)境的前提下，堅定不移打造千億元新材料產(chǎn)業(yè)鏈?！?/p>
據(jù)了解，青海已建成晶硅產(chǎn)能17500噸，2016年該省共生產(chǎn)單晶硅2635噸，多晶硅14228噸。
隨著《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》、《中國制造2025》、《工業(yè)強基工程實施指南（2016-2020年）》等一系列政策的出臺，我國電子級多晶硅的發(fā)展步入新階段。在政策環(huán)境利好下，黃河公司總經(jīng)理魏顯貴表示，將致力于核心技術(shù)研發(fā)和質(zhì)量提升，努力將國內(nèi)電子級多晶硅市場占有率提升至30%以上。
“黃河水電多晶硅” 打響了民族品牌，在價格上也幾乎與進口產(chǎn)品持平?！岸嗑Ч鑷a(chǎn)化才剛剛起步，我們將進一步提高智能化制造水平和生產(chǎn)控制能力，確保產(chǎn)品穩(wěn)定性，力拼工藝研發(fā)，發(fā)展才有持續(xù)性。”劉剛說。
電子級多晶硅國產(chǎn)化要協(xié)同發(fā)力（短評）
電子級多晶硅行業(yè)上下游之間的發(fā)展關(guān)系可以用“皮之不存，毛將焉附”形容。
我國將集成電路作為基礎性和先導性產(chǎn)業(yè)，附加在全行業(yè)中的關(guān)鍵性作用愈加凸顯，電子級多晶硅作為國家發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略原材料，已成為我國發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的重要支撐。我國半導體行業(yè)市場目前位居全球第一、增速也位居全球第一。但是，我國集成電路產(chǎn)業(yè)與先進產(chǎn)業(yè)國之間的差距較大，大尺寸晶圓的生產(chǎn)研發(fā)才剛剛起步，集成電路核心技術(shù)研發(fā)和關(guān)鍵元器件制造還面臨巨大的挑戰(zhàn)。
局部的突破不代表整個電子級多晶硅全產(chǎn)業(yè)鏈上的突破。以點帶面，求得全面突破才是眾望所歸。著力培育龍頭企業(yè)，力求產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，加快推廣應用，完善產(chǎn)業(yè)環(huán)境，調(diào)動用戶企業(yè)積極性等顯得尤為迫切。
電子級多晶硅實現(xiàn)“中國造”，為行業(yè)發(fā)展樹立了新的里程碑，而為了早日實現(xiàn)其全產(chǎn)業(yè)鏈“中國造”，則需要上下游企業(yè)協(xié)同發(fā)力，在技術(shù)、融資、人才、項目合作等多領域，推進全產(chǎn)業(yè)鏈的進步。
