年产3000吨电子级多晶硅项目建设可行性研究报告.doc

目 录
第一章 总论 1
1.1概述 1
1.1.1项目名称、主办单位、建设地点 1
1.1.2编制依据和原则 1
1.1.3项目提出的背景及投资的必要性 2
1.2项目建设的有利条件 5
1.2.1xxxxxx概况 5
1.2.2项目区水资源概况 6
1.2.3供电情况 7
1.2.4当地交通运输现状 7
1.3项目研究范围 8
1.3.1工艺生产装置 8
1.3.2辅助生产装置 8
1.3.3公用工程设施 8
1.3.4其它 9
1.4项目投资 9
1.5项目主要经济技术指标 9
第二章 市场预测 11
2.1产品用途 11
2.2市场预测分析 12
2.2.1国外市场分析 12
2.2.2国内市场分析 14
2.3产品市场价格分析 17
第三章 生产规模和产品方案 19
3.1生产规模 19
3.2产品方案 19
第四章 工艺技术方案 21
4.1工艺技术方案的选择 21
4.1.1工艺技术概况 21
4.1.2工艺技术方案的确定 22
4.1.3工艺流程 23
4.2工艺装置 24
4.2.1 三氯氢硅车间 24
4.2.2氯硅烷提纯车间 29
4.2.3多晶硅车间 32
4.2.4高纯多晶硅后处理工序 36
4.2.5硅芯制备工序 38
4.2.6氢气制备及净化车间 38
4.3 产品产量和原材料、辅助材料及公用工程消耗定额及消耗量 40
4.3.1产品产量 40
4.3.2原材料、辅助材料及公用工程消耗定额及消耗量 40
4.4自控技术方案 41
4.4.1简述 41
4.3.2控制水平 42
4.4.3仪表选型 42
4.4.4仪表电源及仪表空气 43
4.5主要设备的选择 43
4.5.1设备选择原则 43
4.5.2主要设备选型 43
4.5.3主要设备表 45
第五章 原料、燃料及动力供应 47
5.1主要原材料 47
5.1.1工业硅粉 47
5.1.2液氯 48
5.1.3脱盐水 48
5.1.4氢气 49
5.2辅助材料 49
5.2.1苛性钠 49
5.2.2生石灰 50
5.2.3氢氟酸 50
5.2.4硝酸 50
5.3公用工程规格及供应 50
5.3.1、蒸汽 50
5.3.2循环水 51
5.3.3新鲜水 51
5.3.4电力 51
5.3.5氮气 52
5.3.6仪表空气 52
第六章 建厂条件及厂址方案 53
6.1建厂条件 53
6.1.1厂址区域概况 53
6.1.2供热 55
6.2厂址方案 55
第七章 总图运输 56
7.1总平面布置 56
7.1.1总平面布置原则 56
7.1.2功能划分 56
7.1.3总平面布置方案 57
7.1.4主要技术经济指标 57
7.2竖向设计 58
7.2.1设计原则 58
7.2.2竖向设计方式及土方工程量 58
7.3工厂运输 59
7.3.1运输量 59
7.3.2运输方案及运输车辆 59
7.4工厂防护设施 60
7.5绿化 60
第八章 公用、辅助工程 61
8.1供水 61
8.1.1供水水源 61
8.1.2项目用水量 61
8.1.3供水系统 62
8.2排水量及排水系统划分 65
8.2.1排水量 65
8.2.2排水系统划分 65
8.3供电 67
8.3.1全厂用电负荷及负荷等级 67
8.3.2电源状况 67
8.3.3配电方案 68
8.3.4功率因素补偿 68
8.3.5电气设备选型 68
8.3.6节能措施 69
8.4电信 69
8.4.1电信系统状况及设置 69
8.4.2电信设施方案 70
8.5供热及供冷 71
8.5.1供热 71
8.5.2供冷 72
8.6空压、制氮 73
8.6.1空气压缩 73
8.6.2制氮 73
8.7维修和仓库 74
8.7.1维修 74
8.7.2仓库 74
8.8化验室 75
8.8.1化验室设置的目的 75
8.8.2化验室设置的任务 75
8.8.3化验室的规模、要求和组成 75
8.8.4分析仪器设备 76
8.9贮运设施 76
8.9.1概述 76
8.9.2原料、中间产品及成品的贮存天数与贮存量 77
8.10 工艺及供热外管 78
8.10.1工作范围及介质情况 78
8.10.2管道敷设的原则及敷设方式 79
8.11 采暖通风及空气调节 79
8.11.1设计采用的标准规范 79
采暖、通风及空气调节的设计原则 80
8.11.2采暖、通风及空调设计方案 81
第九章 土建工程 82
9.1编制依据 82
9.2建筑、结构设计原则 82
9.3建筑、结构设计方案 83
9.4对防火、防腐、防噪、防尘及建筑物内外装修等问题的处理 83
9.5工程地质 84
9.6地基处理原则 85
9.7项目主要建构筑物 86
9.8三材估算 88
第十章 节能 89
10.4 设计依据 89
10.2节能措施 89
10.3能耗指标 91
第十一章 环境保护 92
11.1设计依据 92
11.2建设项目的主要污染源及污染物 92
11.2.1建设项目概况 92
11.2.2主要污染源与污染物 93
11.3环境保护与综合利用 97
11.3.1废气处理措施 97
11.3.2废水（液）处理措施 97
11.3.3固体废物处理 98
11.3.4降噪措施 98
11.3.5绿化 98
11.4清洁生产简述 98
11.5 环境管理与监测现状 99
11.5.1环境管理 99
11.5.2环境监测 99
11.6环境保护费 99
第十二章 劳动保护及安全卫生 100
12.1设计依据及设计中采用的标准 100
12.2 生产过程中职业危害因素及其影响 101
12.2.1主要职业危险、危害因素分析 101
12.2.2火灾爆炸 101
12.2.3毒性危害/窒息性 102
12.2.4化学灼伤及腐蚀 102
12.2.5噪声危害 103
12.2.6高温烫伤及低温冻伤 103
12.2.7触电及机械伤害 103
12.2.8粉尘危害 104
12.2.9其他危害 104
12.3 劳动安全卫生设计中采用的主要防范措施 104
12.3.1建筑及场地布置 104
12.3.2工艺及自控 105
12.3.3消防 105
12.3.4电气及电信 105
12.3.5其它 106
第十三章 消防 108
13.1 设计依据 108
13.2 设计范围与分工 108
13.3 项目概况 108
13.4 火险分析 109
13.5防火安全措施 112
13.5.1有火灾爆炸危险介质的设备安全控制措施及异常情况的紧急控制措施 112
13.5.2总图 113
13.5.3建、构筑物防火 115
13.5.4排水 116
13.5.5电气 116
13.5.6通风与采暖 119
13.6消防设计 120
13.6.1概述 120
13.6.2水消防 120
13.6.3泡沫消防 121
13.6.4干粉消防 121
13.6.5移动消防设施 121
13.6.6系统控制 121
第十四章 工厂组织与劳动定员 123
14.1 工厂体制及组织机构 123
14.2生产班制及定员 123
14.3工人、技术人员和管理人员的来源 124
第十五章 项目实施计划 125
15.1 项目实施阶段的划分 125
15.2项目实施进度计划 125
第十六章 投资估算与资金筹措 126
16.1 投资估算 126
16.1.1工程概况及投资分析 126
16.1.2编制依据 126
16.1.3其它 127
16.2资金筹措 127
16.3 投资估算表 128
第十七章 技术经济分析 129
17.1 项目概况 129
17.2 编制依据 129
17.3 基本经济数据 129
17.4 生产成本和费用估算 130
17.5销售收入 131
17.6 利润 131
17.7 财务评价 132
17.7.1财务盈利能力分析 132
17.7.2清偿能力分析 132
17.7.3不确定性分析 132
17.8财务评价结论 133
附表 134
附图 134

8

第一章 总论
1.1概述
1.1.1项目名称、主办单位、建设地点
项目名称：xxxxxx
年产3000吨电子级多晶硅建设项目；
主办单位：xxxxxx；
建设地址：xxxxxx；
1.1.2编制依据和原则
（1）编制依据
a.《投资项目可行性研究指南》，国家计委，2002年1月；
b.《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》，2000年修订；
c.《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》化学工业部1997年8月。
（2）编制原则
a.贯彻可持续发展战略，坚持安全生产与环境保护并重的原则。
b.遵循国家有关产业政策，深入进行市场调查，紧密跟踪产品市场需求，以高品位的产品质量和较低的生产成本适应激烈的市场竞争，确保项目具有良好的经济效益和发展前景。
c.高起点、积极采用国内外先进技术，做到工艺技术及设备先进、可靠、成熟、以及具备国际竞争力的原则。
d.坚持统一规划，充分利用一、二期工程的公用工程及辅助实施，立足当前，兼顾长远的原则。
e.贯彻工厂规模大型化、布置一体化、生产装置露天化、公用工程社会化、引进技术与创新相结合的方针，大部分设备立足国内制造。
f.充分了解国家、地方的相关现行政策，根据建设场地现状、周边环境，合理利用地方资源，力争本项目产生良好的社会效益和经济效益。
1.1.3项目提出的背景及投资的必要性
多晶硅材料作为制造集成电路硅衬底、太阳能电池等产品的主要原料，是发展信息产业和新能源产业的重要基石。多晶硅是单晶硅的主要原料，其深加工产品被广泛应用于半导体工业，是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件和集成电路的基础材料,国际集成电路芯片及各类半导体器件95%以上是用硅材料制造的。半导体工业是信息产业的基础和核心。因此，硅材料业是电子信息产业的基础。专家预计电子信息产业今后一段时期对多晶硅材料的需求量至少以每年5%的速度递增。
由于世界人口和发展中国家（例如中国）工业进程加快，全球能源消耗以3%的速度增长，并在今后较长的时间内将可能维持这个增长速度。在这种情况下，目前全球已经探明的一次能源的储量预计在100年内将会耗尽。因此，全球积极开发利用可再生能源势在必行。太阳能作为最重要的可再生能源之一，由于其清洁、卫生、安全、资源丰富等多方面的优势，其发展越来越得到人们的重视。世界各国积极支持太阳能光伏产业的发展，包括日本、德国、美国在内的许多发达国家都出台了旨在鼓励太阳能光伏产业发展的政策，例如“太阳能屋顶计划”、“新能源法”等，发展中国家政府也是如此。中国不仅加入了“京都议定书”，并且颁布实施了“可再生能源法”。因此，太阳能光伏产业成为世界上发展最快的高新技术产业之一，过去10年的年均增长速度达到39%，并呈现加速增长的态势。
太阳能光伏产业链的上游主要包括生产太阳能电池所需要的核心原料—多晶硅材料的生产；但目前高纯度多晶硅原料的供应短缺，成为制约太阳能光伏产业发展的瓶颈。2007年全世界高纯度多晶硅材料的消费量增长到了46700吨，而供应量仅37500吨，近20%的供需缺口要通过企业库存的减少来弥补。在46700吨的消费量中，电子行业消费了21700吨，太阳能光伏发电行业消费了25200吨。随着太阳能光伏发电行业的高速发展，其对高纯度多晶硅材料的需求量将大大超过电子行业的需求量。
由于多晶硅材料严重供不应求，高纯多晶硅国际市场供货价格2007年上涨到了250～300美元/公斤，目前国际市场长期供货价格超过了300美元/公斤，今年价格还将进一步上涨到350美元/公斤。目前多晶硅材料2008年全年的期货已经售完，这些材料的现货价格近期超过了350美元/公斤。部分太阳能电池生产企业抢购电路级多晶硅用于太阳能电池的生产，导致全世界电路级多晶硅材料也供应紧张，并且拉动了电路级多晶硅材料的价格上扬。
世界太阳能光伏发电市场的高速发展也带动了我国太阳能光伏发电行业的巨大发展，尤其是产业链中劳动密集型的太阳能电池加工，正大量向我国转移，据不完全统计，2007年我国太阳能电池的生产能力已经超过了1000MW，包括无锡尚德和保定英利等企业的在建生产规模超过了800MW，而规划中的产能合计超过4000MW。预计2008年我国太阳能电池的生产能力将达到1900MW，对多晶硅材料的需求将达15000～17000吨，加上电子行业的需求，我国对多晶硅材料的需求量将超过18000吨。而2007年我国的多晶硅生产能力仅为1400吨，迫使我国企业不得不从国外大量进口多晶硅原料。但是，国外生产企业却对我国采取高价限量的措施，大大制约了我国电子信息产业和太阳能光伏发电产业的发展。
因此，中国急需建设一个或多个大型的多晶硅生产厂，以缓解国内多晶硅原料需求供给严重不足的问题，并为我国太阳能光伏产业和电子产业的健康蓬勃发展提供必要的基础保证。
根据目前的市场格局和发展趋势，本项目采用立足电路级，主要面向太阳能市场，暂不参与高端市场的建设方案。既避免了高品质多晶硅生产技术门槛高的难点，又能利用现有成熟技术在较短时间完成工厂建设，抓住市场时机，也能部分参与电路级市场竞争，具有风险小，见效快，适应性强的特点。
因此，从工艺和规模经济、以及市场容量而言，总体规划10000吨/年多晶硅，一期设计3000吨/年多晶硅生产线建设是比较切合实际的规模，这也得到了美国、日本、中国的多晶硅厂的实践证明。
1.2项目建设的有利条件
1.2.1xxxxxx概况
xxxxxx地处县城城区西部，地处内蒙、辽宁、河北三省区交汇处，园区紧靠306国道，距天义火车站5公里，距赤峰机场110公里，距北京380公里，距锦州港200公里，距秦皇岛港口300公里。这里交通十分方便，自然环境良好，四季分明，气候温和，具有良好的投资发展环境。
项目周边地区硅石资源丰富，矿石品位高，目前在开发区已建成东北第一家三氯氢硅生产企业，一期生产规模为年产 三氯氢硅5000吨，二期工程计划在2010年开始建设，预计2011年投产，达到年产三氯氢硅3万吨的生产规模，为建设多晶硅项目提供了原料保障，同时，xxxxxx经济开发区是自治区级开发区，经内蒙古自治区建设厅批复的总体规划面积为4.5平方公里，由国土资源部核准的近期建设面积为1.76平方公里，规划符合xxxxxx县城市总体规划和土地利用总体规划的要求，多晶硅项目具备在开发区选址的条件。
xxxxxx经济开发区（中京工业园区）自2003年建设以来，目前基础设施功能比较完备，三横一纵道路格局已经形成，园区变电站项目目前已经开工建设，预计在2010年投入使用。
项目占地应按照投资规模或产值来考虑，根据《内蒙古自治区工业项目用地控制指标》的要求，非金属矿物制造业用地投资强度至少为405万元/公顷，参照近期由自治区编制的用地报告其园区现状投资强度为650万元/公顷、工业用地产出强度1616万元/公顷；确定的园区理想值投资强度为750万元/公顷、工业用地产出强度1850万元/公顷。所用地位置应尽量靠近三氯氢硅项目。
园区目前土地费用主要是土地出让金最低标准为5.6万元/亩、建设用地批转约为5.1万元/亩、征地费约为4万元/亩。其它如勘界、土地评估、报件图纸编制等由中介结构收取。
1.2.2项目区水资源概况
xxxxxx县污水处理厂设计处理能力4×104t/d，实际处理能力2×104t/d。据1990年水利区划资料，全县地表水资源量为3.49×108m3，其中境外客水1.77×108m3；地下水资源量为2.74×108m3，其中地下水可开采量为1.82×108m3。全县人均水资源占有量不足900m2。目前全县地表水用量为0.2378×108m3，占全市地表水资源量的6.8%，地下水现状耕水量1.05×108m3。除少部分地区出现超采现象外，其它地区地下水仍有开发潜力。老哈河属辽河二级支流水系，发源于河北省七老图山脉的光头山，自甸子乡七家入境与黑里河汇流后，由西南向东北穿越全县。主河道流经甸子、双庙、必斯营子、榆树林子、大明、铁匠营子、城关、二龙、汐子等九个乡（镇），至汐子与坤兑汇流后出境，境内主河道长78.2公里。 取水处老哈河以上流域面积2340平方公里，多年平均径流量15384万立方米。W50%＝12512万立方米，W95%＝1289万立方米。
1.2.3供电情况
xxxxxx县电厂数量为4个（打虎石发电站、大城子钓鱼台发电站、大城子白塔子发电站、西泉发电站）。发电厂装机容量：（66KV打虎石发电站为1500KW、10KV大城子钓鱼台发电站为625KW、10KV大城子白塔子发电站150KW、10KV西泉发电站为50KW），主网架电压等级为66KV。
xxxxxx县以天义尤家洼220KV一次变电站为中心，以6条66KV246公里的送电线路为网架，现有12座66KV农村及工矿变电站，主变21台，容量72950千伏安（其中农电管辖10座变电站，主变19台，容量70950千伏安）。54条10KV配电线路2150公里，有配电变压器3560台，容量168400千伏安。有494613公里的低压线路形成辐射全县13个乡镇，342个行政村的输变电及高压供电网络。现在全县2648个村民组全部通电。
1.2.4当地交通运输现状
xxxxxx地处三省区交界，交通便利，境内“叶柏寿——赤峰”铁路纵贯境内，铁路复线工程正在开展前期工作。经过县城天义、“承四”和“赤朝”两条高速公路的连接线已列入市政府主推的重点工程。“306 ”国道、“207”省道贯通境内，距“四平—承德”、“朝阳—赤峰”高速公路出口30公里左右，距“丹—拉”线赤峰北部大通道300公里。境内乡乡通油路，村村通公路，天旺线、天山线、大三线等县级公路和二十三条乡级公路形成了十分便利的公路运输网络。
1.3项目研究范围
1.3.1工艺生产装置
（1）氢气制备和净化
（2）氯氢化车间
（3）精馏车间（三氯氢硅精馏及罐区）
（4）还原车间（三氯氢硅还原）
（5）整理车间（硅芯制备及产品后处理）
（6）还原尾气回收（CDI）
（7）废料处理（工艺废气及废液处理）
1.3.2辅助生产装置
（1）空压、
（2）冷冻站
（3）脱盐水站
（4）三废处理
1.3.3公用工程设施
（1）循环水站；
（2）车间变电所和全厂供配电；
（3）通信设施；
（4）厂区供热及工艺外管；
（5）道路和运输；
1.3.4其它
（1）大门、围墙；
（2）消防（扩建消防水管网）
1.4项目投资
1.5项目主要经济技术指标
本项目的主要技术经济指标见下表：
主要技术经济指标
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
产品方案

1
主产品

太阳能级多晶硅
t/a
3000

2
副产品

氧气
Nm3/a
12.46×105

二
原料消耗

1
硅粉
t/a
3500
主要原料
2
液氯
t/a
1900
主要原料
3
氢氟酸
t/a
130

4
无水硝酸
t/a
1224

6
氢氧化钠（以20％NaOH溶液计）
t/a
376

7
生石灰（以100％CaO计）
t/a
1110

8
包装物
个/a
1200000

三
公用工程消耗量

1
新鲜水
t/a
4528000

2
电
106kWh/a
540

3
蒸汽
t/a
560000

4
仪表空气(正常)
Nm3/h
4000

5
氮气(正常)
Nm3/h
4000

五
三废排放量

1
废气
Nm3/h
300

2
废水
m3/h
50

3
废渣
t/a
450

六
运输量

1
运入量
吨/年
8000

2
运出量
吨/年
7060

3
总运输量
吨/年
15060

七
全厂定员
人
475

八
建筑面积
m2
80100
占地面积300000m2(约450亩)
九
工程项目总投资（报批总投资）
万元
266802

1
固定资产投资
万元
262110

十
财务评价指标

1
年均销售收入
万元
176400

2
年平均利润总额
万元
84191

3
内部收益率

税前
%
36.42

税后
%
29.42

4
投资回收期

税前
年
3.97
含建设期2年

税后
年
4.46
含建设期2年
5
投资利润率
%
31.56

投资利税率
%
40.27

6
贷款偿还期
年
4.13
含建设期2年
7
盈亏平衡点
%
28.85

第二章 市场预测
2.1产品用途
多晶硅是信息产业和太阳能电池产业的重要原材料。高纯度多晶硅材料主要应用于电子行业和太阳能光伏发电行业。
硅材料是生产集成电路和分立器件，如二极管、三极管、大功率整流管（ZP）、晶闸管（KP）、电力半导体模块（GLRIPM）、功率集成电路（PGC）等的基础材料。
在过去较长的时间内，多晶硅材料的产品定位为电子行业需要的多晶硅材料，并不针对太阳能光伏行业，其产品85%用于芯片和集成电路，只有少量边角料或次品等用于太阳能光伏行业：
多晶硅等外品：约为多晶硅产量的5%；
结晶过程的等外品硅：约为单晶硅产量的13%左右；
切片过程产生的次废品：约为硅片产量的8%左右；
电子级硅的次级产品；
随着石油、煤等资源的逐渐匮乏，太阳能在世界能源中的地位越来越重要，太阳能光伏发电行业得到世界各国前所未有的高度重视，美国能源部计划到2010年累计安装的太阳能发电装置所能达到的容量会超过4500MW，欧盟的目标是到2010年光伏发电装机容量要达到3600MW以上，日本政府提出2010年光伏发电装机容量要达到5000MW。太阳能光伏发电产业迅速崛起，对高纯晶体硅的需求量迅速增加。
据统计，2007年全世界共消费了46900吨高纯度多晶硅材料，其中电子行业消费了21700吨，太阳能光伏发电行业消费了25200吨；而2008年全世界高纯度多晶硅材料的需求量增长到了62940吨，其中电子行业需求量25100吨，太阳能光伏发电行业需求量37840吨。
随着太阳能光伏发电行业的高速发展，其对高纯度多晶硅材料的需求量将很快超过电子行业的需求量。
2.2市场预测分析
2.2.1国外市场分析
（1）世界多晶硅材料需求分析
近年世界电子行业的复苏和发展，尤其是世界太阳能光伏行业的的高速发展带动了对高纯度多晶硅材料的大量需求。
a.太阳能光伏行业需求分析
在美国、日本、德国、西班牙等40多个国家政府的积极支持推动下，太阳能终端用户对太阳能光伏发电电池的需求大大超过了生产能力，因此世界太阳能电池的产量从2005年的1.65GW迅速增长到2007年的3.5GW,到2008年达到了5.4GW，预计到2010年以前太阳能电池的产量都将保持35%的年增长速度。按照这个速度，太阳能电池的产量到2010年将比2007年的产量增长5倍，达到10.7GW以上。
1994年全世界太阳能电池的生产量只有69MW，而2005年就达到1.65GW，10年间就增长了20多倍，特别是2004年比上一年增长了61%。
上述太阳能电池中，晶体硅电池占总产量的85%。如果加上硅基材料，则99%的太阳能电池都是以高纯度多晶硅硅材料为主要原料。
2006年太阳能光伏发电行业利用了19320吨高纯度多晶硅硅材料，2007年为25200吨。太阳能电池产量的高速增长导致对高纯多晶硅材料的大量需求，预计2008年多晶硅材料的需求量为37840吨，到2010年的需求量将超过73000吨。
b.电子行业需求分析
随着世界电子行业的复苏和发展，2007年电子行业利用了21700吨高纯度多晶硅材料，预计2008年～2010年电子行业对多晶硅材料需求的年增长率将超过7%，到2010年对多晶硅材料的需求将超过30400吨。
因此，预计2010年全世界太阳能行业和电子行业的硅料需求将超过73000吨。
（2）世界多晶硅材料生产情况
世界上多晶硅制造技术主要是由美、日、德三个国家垄断，生产厂家主要控制在七大公司10个工厂。
世界主要多晶硅厂情况
公 司
产能
T/A
原料：直拉原料；工艺
现反应器、产品形状
技术研发动向及
对应产品方向
HEMLOCK
USA
7400
CL2、H2、冶金SI；SIHCL3；改良西门子工艺
SIEMENS REOCTOR 棒状
研发能生产粒状反应器；SOG硅
ToKuYama
Jap
5200
Cl2、H2、冶金Si；SiHCl3；改良西门子工艺
Siemens 反应器；Reoctor 棒状
VLD工艺技术，TuB-Rcator；SOG硅
Wacker
German
5000
Cl2、H2、冶金Si；SiHCl3；改良西门子工艺
Siemens 反应器；R 棒状
FRB反应器技术装置；粒状SOG多晶硅
Mitsubishi
USA
1200
Cl2、H2、冶金Si；SiHCl3；改良西门子工艺
Siemens 反应器；R 棒状

Mitsubich
Jap
1600
Cl2、H2、冶金Si；SiHCl3；改良西门子工艺
Siemens 反应器；R 棒状

Sumitomo
Jap
700
Cl2、H2、冶金Si；SiHCl3；改良西门子工艺
Siemens 反应棒状

Meme
Italy
1100
SiHCl3；改良西门子工艺
Siemens 反应棒状

Meme
USA
2700
Al、Na、H2、H2SiF；SiH4；SiH4热分解工艺
FRB反应器 粒状硅

SGS
USA
2300
冶金硅、SiCl4、H2；SiH4；SiH4热分解工艺
Siemens 反应棒状
研发新型反应器；采用SiH4热分解生产粒状多晶硅
Asimi
USA
2400
冶金硅、SiCl4、H2；SiH4；SiH4热分解工艺
Siemens 反应棒状

世界高纯度多晶硅材料的产量从2005年的30680吨增长到2007年的37500吨左右。许多生产企业采取消除生产薄弱环节、生产线满负荷运作、降低库存等措施来满足电子行业和太阳能行业飚升的需求，但是远远不能满足快速增长的太阳能行业的需求。
根据世界各国已经投资和很可能投资的产能扩张计划，预计多晶硅产量将从2005年的30680吨增长到2006年的33390吨，2007年的37500吨，2008年的50800吨，2009年的73050吨，2010年的96050吨。
2.2.2国内市场分析
（1）国内多晶硅市场分析
a.电子行业需求分析
我国电子行业（集成电路）近年的高速增长,2004年我国集成电路产量达到219亿块，与2003年相比增长63.7%，2005年其产量达到260亿块，产量增长十分迅速。
当前我国电子级单晶硅、多晶硅与集成电路在发展步伐上不协调，产需不匹配的现象表现严重,尤其是生产电子级单晶硅所需的多晶硅基本都需从国外进口。初步统计，2007年电子行业对高纯度多晶硅材料的消耗量为1340吨（见表2-2）。
预计我国电子行业“十一五”期间的增长率会超过7%，到2008年对高纯度多晶硅材料的需求量将超过1560吨，到2010年对高纯度多晶硅材料的需求量将超过1800吨。
b.太阳能光伏行业需求分析
由于我国常规能源的相对缺乏，我国近年高度重视太阳能光伏发电产业的发展。尤其从2004年开始，世界太阳能光伏发电市场的高速发展带动了我国太阳能光伏发电产业的巨大发展。据不完全统计，2005年我国太阳能电池的生产能力已经超过了200MW，对多晶硅材料的需求量将超过2000吨。包括无锡尚德和保定英利等企业的在建生产规模超过了800MW，而规划中的产能合计超过4000MW（见表2-2）。这些在建的生产能力预计在2008年建成投产，届时我国太阳能电池的生产能力将达到1900MW。随着新的生产能力的建设和投产，到2010年我国太阳能电池的生产能力也将大大超过3000MW。按照每MW太阳能电池需要消耗8～10吨高纯度多晶硅材料测算，到2008年我国太阳能光伏行业需求的多晶硅材料将为14000～16000吨，到2010年对多晶硅材料的需求量将超过28000吨。
我国太阳能电池/组件产能情况(单位:MW)
年份
太阳能电池产量
（MW）
太阳能多晶硅需求量(t)
电子级多晶硅需求量(t)
中国总需求量(t)
中国总产量(t)
短缺量(t)
2004
60
630
980
1610
980
1553
2005
118.7
1151
1090
2241
1090
2161
2006
400.9
3688
1210
4898
1210
4668
2007
1021.5
9194
1340
10534
1340
9134
2008
1900.5
16724
1560
18284
1560
14784
2009
2775
24143
1690
25833
1690
14983
2010
3477.6
28864
1890
30724
1890
10974
因此，预计2010年我国太阳能光伏行业和电子行业的多晶硅料需求量将超过96000吨左右。
（2）国内多晶硅材料生产现状
我国多晶硅材料的生产起步于1964年，国家开始在四川峨嵋半导体材料厂（所）建设我国第一个多晶硅－单晶硅厂。
七十年代多晶硅厂曾高达20多家，但生产规模小，年产量都在30吨以下，生产装备工艺落后、成本高、缺乏竞争力，所以陆续停产。
截止2007年底，我国高纯度多晶硅材料的生产厂家只有两?家，即峨嵋半导体厂、洛阳中硅及江苏中能，产能2500吨，而实际的产量不足1500吨（见表2-3），同时国内的需求量超过3000吨，使得我国企业不得不从国外大量进口多晶硅。

国内多晶硅的主要厂家及产量

年产能/吨
建成时间(包括预期)
四川峨眉多晶硅生产示范线
100
1999年底
四川峨眉太阳电池多晶硅项目
200
2006
洛阳中硅300吨项目
300
2005.8
洛阳中硅700吨扩产项目
700
2007年初
洛阳中硅二期扩建工程
2000
2008年
四川新光硅业
1260
2007.2
江苏中能
1500
2007
合计
6060
2007-2008
尽管目前我国有1000吨级多晶硅材料生产企业正在筹建或试车投产，但我国的高纯度多晶硅材料的生产仍然处于刚刚开始起步阶段，完全不能满足国内需求，急需加快速度发展。
2.3产品市场价格分析
尽管多晶硅材料生产企业通过消除生产薄弱环节、生产线满负荷运作、降低库存等措施提高产量，但是远远不能满足电子行业和太阳能行业飚升的需求。一些大型电池和组件企业多晶硅原料库存不足5天，许多小公司根本没有硅原料库存。
由于多晶硅材料严重供不应求，高纯多晶硅国际市场长期供货价格由2006年初的100美元/公斤上涨到2007年的300～350美元/公斤，目前国际市场长期供货价格超过了350美元/公斤，今年价格还将进一步上涨到380～400美元/公斤。目前多晶硅材料2008年全年的期货已经售完，这些材料的现货价格近期超过了400美元/公斤。部分太阳能电池生产企业抢购电路级多晶硅用于太阳能电池的生产，导致全世界电路级多晶硅材料也供应紧张，并且拉动了电路级多晶硅材料的价格上扬。因此，本可研报告多晶硅价格按100美元/公斤计，与目前市场价格相比较低，但随着全世界多晶硅项目的建设和扩产，最终价格应保持在80美元/公斤左右。

133

第三章 生产规模和产品方案
3.1生产规模
2007年我国的多晶硅需求超过10500吨，预计2010年我国太阳能光伏行业和电子行业的多晶硅料需求量将超过30700吨左右，而07年我国的生产能力只有1400吨/年，因此适当引进国外先进技术工艺，通过集成和消化创新，项目建设3000吨/年多晶硅生产厂，从工艺和规模经济，以及市场容量而言，是比较合适的规模。
项目建设1500吨/年两条条生产线，不仅具备规模效应，且技术成熟可靠，系统主工艺及公用工程的配置都不存在工程技术障碍，能量及物料的综合利用等更平衡合理。
3.2产品方案
根据上述建设方案，本项目一期按照年产3000吨/年多晶硅、产品质量按电子级级进行设计，全部产品均满足太阳能电池的要求。工厂实际指标见下表：
多晶硅质量指标
参 数
测量数值及单位
分 析 方 法
备 注
掺杂及电阻率
施主（P，As，Sb）
150ppta（最大）
500Ω﹒cm（最小）
受主（B，Al）
100ppba（最大）
5000Ω﹒cm（最小）
杂质含量的测定方法是用一个在区熔状态下的样品、通过光致发光光谱法（FTPL）或红外吸收法（FTIR）获得的。
用于测定杂质和碳元素含量的样品是成批取样的。还原炉的每个沉积周期都需要抽取一批样品。

碳元素
100ppba（最大）
碳元素含量是用一个经过退火的多晶硅样品、通过红外吸收法（FTIR）获得的。

掺杂金属元素
掺杂金属元素（Fe，Cu，Ni，Cr，Zn）总含量：500pptw

表面金属元素
Fe：500pptw/250ppta（最大）
Cu：50pptw/25ppta（最大）
Ni：100pptw/50ppta（最大）
Cr：100pptw/55ppta（最大）
Zn：300pptw/130ppta（最大）
Na：800pptw/980ppta（最大）
表面金属元素含量采用感应耦合等离子体法（ICP）、原子发射光谱法（AES）或其它类似的方法，测定多晶硅块酸腐蚀溶液而确定的。
表面进行酸腐蚀、清洗
块状多晶硅规格
规 格 尺 寸
长 度
重 量
备 注

0～20mm
20～110mm
110～150mm
1%（最大）
90%（最小）
10%（最大）
从电极上取下硅棒时，不包括任何小于20mm的部分

第四章 工艺技术方案
4.1工艺技术方案的选择
4.1.1工艺技术概况
自西门子发明采用提纯的三氯氢硅在氢气气氛下，在加热的硅芯表面反应沉积多晶硅的方法（西门子法）后，经过多年的改进，逐步增加了四氯化硅的综合利用（四氯化硅热氢化为其中之一）和还原尾气的“干法回收”系统，工艺技术已趋于完善，即目前广泛采用的改良西门子法。
为了稳妥可靠，其主要的生产工艺（三氯氢硅还原、四氯化硅氢化及还原尾气回收）采用国外引进，是通过工业硅与气态氯化氢的反应，将其转化为由三氯氢硅、四氯化硅、二氯氢硅、聚氯硅烷、金属杂质等组