光伏及单晶硅项目可行性报告书.doc

年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片生产线项目可行性报告书

太阳能光伏级单晶硅生产项目

可行性报告书

2010年03月

目 录
第一章 总论...............................................1
第二章 企业基本情况...................................... 8
第三章 市场预测和产品方案................................10
第四章 物料供应及生产协作................................20
第五章 工程技术方案......................................21
第六章 建设条件、厂址方案及公用设施.....................35
第七章 环境保护、职业安全卫生及消防......................45
第八章 节能............................................. 56
第九章 企业组织和劳动定员............................... 58
第十章 项目实施进度建议.................................59
第十一章 投资估算及资金筹措.............................60
第十二章 财务评价.......................................63

附表:
1.引进设备清单
2.国产设备清单
3.相关财务报表
4.总平面布置图

第一章 总 论
1.1项目概况
项目名称：*****有限公司年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片生产线项目
新建企业名称：*****有限公司
项目负责人：***
项目建设地点：*****
1.2项目提出的背景
硅是地球上储藏最丰富的材料之一，从19世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至人类的思维。直到上世纪60年代开始，硅材料就取代了原有锗材料。硅材料――因其具有耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件的特性而成为应用最多的一种半导体材料，目前的集成电路半导体器件大多数是用硅材料制造的。
现在，我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅太阳能电池是近15年来形成产业化最快的。
熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。
单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料，随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加，单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。
单晶硅圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸（300毫米）及18英寸（450毫米）等。直径越大的圆片，所能刻制的集成电路越多，芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶硅按晶体生长方法的不同，分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材，外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。目前晶体直径可控制在Φ3～8英寸。区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域，广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。目前晶体直径可控制在Φ3～6英寸。外延片主要用于集成电路领域。
由于成本和性能的原因，直拉法（CZ）单晶硅材料应用最广。在IC工业中所用的材料主要是CZ抛光片和外延片。存储器电路通常使用CZ抛光片，因成本较低。逻辑电路一般使用价格较高的外延片，因其在IC制造中有更好的适用性并具有消除Latch－up的能力。
单晶硅也称硅单晶，是电子信息材料中最基础性材料，属半导体材料类。单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域，当今全球超过2000亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体器件及99%以上的集成电路用硅。
高纯的单晶硅棒是单晶硅太阳电池的原料，硅纯度要求99.999％。单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池，它的构和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。为了降低生产成本，现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒，材料性能指标有所放宽。有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料，经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。
单晶硅是转化太阳能、电能的主要材料。在日常生活里，单晶硅可以说无处不在，电视、电脑、冰箱、电话、汽车等等，处处离不开单晶硅材料；在高科技领域，航天飞机、宇宙飞船、人造卫星的制造，单晶硅同样是必不可少的原材料。
在科学技术飞速发展的今天，利用单晶硅所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向绿色能源革命的开始。现在，国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段，正在向实际应用阶段过渡，太阳能单晶硅的利用将普及到全世界范围，市场需求量不言而喻。
1.3可行性研究依据及范围
1.3.1 研究依据
(1)*****有限公司委托知名工程设计研究院进行该项目可行性研究的合同。
(2)*****有限公司提供的有关基础资料。其中包括:企业基本情况、项目工艺流程、引进及国产设备情况、财务核算依据、项目建设地基本情况等。
(3)国家信息产业相关政策。
1.3.2 研究范围
根据上述文件要求，本报告对****有限公司年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片生产线项目进行分析研究，内容包括产品方案、生产规模、市场需求、工程技术方案、环境保护、投资估算和资金筹措、经济效益分析等。
1.4项目的目标和主要内容
1.4.1项目的目标
项目将形成年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片的生产规模。达产后，年销售收入66000万元；增值税2247万元，所得税1742万元，利润总额为6970万元。
1.4.2 项目的主要内容
(1)项目将根据年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片的生产规模，利用已有厂房及公用辅助设施，引进具有国际先进水平的切片机、切方机及硅片检测设备；购置热场、碳毡、石英坩锅、直拉式单晶炉、单晶硅带锯床等国产设备。
(2)厂区内供电、供水等公用配套设施和生活设施的改造及建设。
(3)贯彻环境保护“三同时”、职业安全卫生和节能原则。
1.5 总投资及资金来源
固定资产总投资：本次投资固定资产总额为10500万元，其中；
设备及安装工程: 9559万元（540万美元）；
建设期利息 120万元；
其他费用:821万元。
项目总投资：13000万元(含铺底流动资金2500万元)。
流动资金：8000万元(含铺底流动资金2500万元)。
资金来源：固定资产投资由企业自筹6000万元，或银行贷款4500万元。流动资金银行贷款5500万元，企业自筹2500万元。
1.6 研究的主要结果
经可行性研究其结论性结果为：
(1)在国务院批转国家发改委《产业结构调整指导目录(2005年本)》鼓励类第二十四条中信息产业第38条为：6英寸及以上单晶硅、多晶硅及晶片制造。充分说明本项目是国家产业政策重点支持和鼓励发展的。
(2)本项目拟引进的切片机、切方机及硅片检测设备技术先进、自动化程度高、监测手段完备，是目前国际上最先进的单晶硅片制造设备。国产设备选用也以先进、高效、环保、节能为原则。
(3)项目产品单晶硅片是光伏产业的关键材料，国内外市场潜力巨大。
(4)本项目将根据年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片的生产规模，利用已有厂房进行工艺设备布置，使工艺流程合理、物流通畅，可做到上马快，见效快。
(5)项目重视环境保护，拟投入适量资金建造环保设施对三废进行处理，经处理后的废水、废气将达到排放标准。项目劳动安全卫生、消防等问题将通过恰当措施得以妥善解决。
(6)项目总投资为13000万元，其中固定资产投资10500万元，铺底流动资金2500万元。达产后将形成年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片的生产能力。
(7)项目建设期12个月，达产后，年新增销售收入66000万元，增值税为2247万元，销售税金及附加为180万元，利润总额为6970万元。
(8)项目实施后，企业实力将显著增强，经济分析表明：
内部收益率为：36.42% (所得税后)
投资回收期为：4.08年(所得税后)
投资利润率为：37.68%
投资利税率为：50.80%
由上可见，无论是从产品还是市场来看，本项目设备较先进，其产品技术含量较高、企业利润率高、市场销售良好、盈利能力强，具有良好的社会效益及一定的抗风险能力，因而项目是可行的。

1.7主要技术经济指标表
主要数据

1、生产纲领
年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片
2、产品方案
年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片
3、原辅材料
多晶硅料
192t
免清洗单晶硅料
288t
其他辅料
1378t
4、新增主要生产设备
697台套
5、公用工程
用水量
20×104吨/a
用电量
3200万度/a
6、人员(新增)
300人
7、全年生产天数
300天
8、项目实施地建筑面积(m²)
30236
9、固定资产投资(万元)
10500

10、销售收入及税金
销售收入(万元)
66000
增值税(万元)
2247
销售税金附加(万元)
180
利润总额(万元)
6970
所得税(万元)
1742
财务评价

1、全部投资财务内部收益率(税后)
36.62%
2、投资利润率
37.68%
3、投资利税率
50.80%
4、投资回收期(税后)
4.08年

第二章 企业基本情况
2.l 企业概况
****有限公司于2008年5月，由*****有限公司及****有限公司共同出资成立。公司位于*****工业区。公司注册资本3800万元，总投资13000万元，是一家集研发、生产、销售为一体的高新技术硅材料生产加工企业，主要从事单晶硅棒、单晶硅片的研究、制造、销售和服务。
*****有限公司聘请国内最早从事半导体材料生产的国家级研究所著名专家，并且引进了一支专业技术队伍，公司现有员工100余人。公司拟引进瑞士、日本等国的切片机、切方机及硅片检测设备11台套，购置国产单晶炉、单晶硅带锯床等生产检测设备686台套，实施单晶硅及晶片生产项目。项目达产后，产品产量为：8英寸单晶硅200t/a（切割能力约1200万片/a）。
2.2投资方情况介绍
2.2.1*****有限公司
*****有限公司于2001年开始投产，现拥有****名职工，多条生产流水线。公司占地面积80000平方米，建筑面积35000平方米，固定资产7000多万元，2007年度*****有限公司总产值为1.1亿元。
公司主要生产*****等产品，年产量数件产品，产品远销日本、欧洲、美国等国家和地区，公司配备各类进口设备****套，配套了专用的*****设备及*****系统，并形成了以*****产品的生产、后期加工为特色的一条龙服务。
公司一向贯彻“务实创新、信誉至上”的宗旨， 本着客户至上的理念，不断加强管理，改良设备，提高生产技术，以高标准、严要求把好各项质量关口，始终把客户的满意率作为我们最终目标。
2.2.2*****有限公司
*****有限公司,注册地址为*****。公司现有设备*****台，职工*****人，年产*****万件，生产总值*****万元，实现利税*****万元。
2.3 企业承办条件及优势
企业承办本项目的优势主要体现在以下几个方面：
(1)主要股东方是*****地区的成功企业家，能很好地组织社会资源和自然资源，运用成功的企业管理经验为企业新业务项目的运营提供可靠的支持和保证，为地方经济的发展添采。
(2)节能减排、资源环保是国家的百年大计，有*****地方政府对项目的鼎立支持和关爱，为企业项目把握方向。
(3)技术人才优势
*****有限公司聘请国内最早从事半导体材料生产的国家级研究所著名专家，并且引进了一支专业技术队伍，使公司在单晶硅棒、单晶硅片的研究、制造等方面均有一定的优势；引进人才在单晶硅棒、单晶硅片规模生产的生产线建设、设备采购、工艺流程、成本控制、原材料采购及产品销售等方面均拥有成熟的经验，产品的利润率较高。因此，*****有限公司实施本项目，技术有保证、市场前境广阔。
第三章 市场预测和产品方案
3.1 国内外太阳能光伏组件市场概况
3.1.1 国外光伏组件概况
(1)太阳能光伏发电
世界光伏组件在过去15年快速增长，21世纪初，发展更加迅速，最近三年平均年增长率超过20%。2006年光伏组件生产达到1282MW。在产业方面，各国一直通过扩大规模、提高自动化程度，改进技术水平、开拓市场等措施降低成本，并取得了巨大进展。商品化电池效率从10-13%提高到16-17.5%。单条生产线生产规模从1-5MW/年发展到5-35MW/年，并正在向
50MW甚至100MW扩大；光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。
(2)21世纪世界光伏发电的发展将具有以下特点：
①产业将继续以高增长速率发展。多年来光伏产业一直是世界增长速度最高和最稳定的领域之一。预测今后10年光伏组件的生产将以20-30%甚至更高的递增速度发展。光伏发电的未来前景已经被愈来愈多的国家政府和金融界(如世界银行)所认识。许多发达国家和地区纷纷制定光伏发展规划，如到2010年，美国计划累计安装4.6GW(含百万屋顶计划)；欧盟计划安装3.7GW(可再生能源白皮书)；日本计划累计安装5GW(NEDO日本新阳光计划)，预计其他发展中国家1.5GW(估计约10%)，预计世界总累计安装14-15GW。到下世纪中叶，光伏发电成为人类的基础能源之一。
世界光伏市场和产业在政策法规和各种措施的强力推动下呈快速、增速发展。
△最近10年的平均年增长率为28.6% (从1996年的105MW增加到2006年的1282MW)。
△最近5年的年平均增长率为36.8％ (从2001年的261MW增加到2006年的1282MW)。
②随着太阳能光伏组件的成本逐渐下降，光伏发电系统安装成本每年以5%速率降低。降低成本可通过扩大规模、提高自动化程度和技术水平、提高电池效率等技术途径实现。因此今后太阳电池组件成本逐渐降低是必然的趋势。
③光伏产业向百兆瓦级规模和更高技术水平发展。目前光伏组件的生产规模在5—20MW/年。许多公司在计划扩建和新建年产50—100MW级光伏组件生产厂。同时自动化程度、技术水平也将大大提高、电池效率将由现在的水平(单晶硅15%-17%，多晶硅13%-15%)向更高水平(单晶硅18%-20%，多晶硅16%-18%)发展。
④太阳能光伏建筑集成及并网发电的快速发展。建筑光伏集成具有多功能和可持续发展的特征，建筑物的外壳能为光伏系统提供足够的面积，不需要占用昂贵的土地，省去光伏系统的支撑结构；光伏阵列可以代替常规建筑材料，从而节省安装和材料费用，例如常规外墙包覆装修成本与光伏组件成本相当；光伏系统的安装可集成到建筑施工过程，降低施工成本；在用电地点发电，避免传输和配电损失(5-10%)，降低了电力传输和配电的投资和维修成本；集成设计使建筑更加洁净、完美，更使人赏心悦目，更容易被专业建筑师、用户和公众接受。太阳能光伏系统和建筑的完美结合体现了可持续发展的理想范例，国际社会十分重视，许多国家相继制定了本国的屋顶计划。
3.1.2 国内光伏组件概况
2002年以来，随着尚德、英利等新建规模企业的陆续投产和原有企业的产能扩张，中国光伏组件生产规模年均增长300％以上。尽管2003年底以来硅片的短缺多少影响了中国光伏产量的进一步放大。 截止2007年底中国光伏电池总产能超过800MW，组件总产能超过1200 MW，并且仍然不断有企业新进投资光伏产业。中国光伏组件的生产能力已经跻身世界前三行列。
中国光伏产业的高速增长是在世界光伏市场需求急剧增长情况下取得的，由于国际上光伏最大市场的并网应用在国内仍然处于零星示范论证阶段，中国光伏生产规模的增量大部分用于出口市场。未来中国光伏市场的持续增长仍然需要政府出台相关支持政策。
我国光伏组件生产逐年增加，成本不断降低，市场不断扩大，装机容量逐年增加。应用领域包括农村电气化、交通、通讯、石油、气象、国防等。特别是光伏电源系统解决了许多农村学校、医疗所、家庭照明、电视等用电，对发展边远贫困地区的社会经济和文化发挥了十分重要的作用。
20年来我国光伏产业已经形成了较好的基础，但在总体水平上我国同国外相比还有很大差距。根据光伏工业自身的发展经验，生产量和规模每增加一倍，成本下降约20%。我国政府于04年4月在德国柏林召开的全球可再生能源发展会议上对外承诺，至2010年中国可再生能源将达到总发电装机容量的10％，其中光伏系统为450MW。至2020年中国可再生能源将达到总发电装机容量的20％，以此推算，光伏系统的安装容量将达到4～8GW。光伏的发电成本在2020年估计在每千瓦时0.5～1.0元，在相当大的市场上开始具有竞争力，在2030年左右，则在几乎整个电力市场上都具有竞争力。
3.2太阳能单晶硅及切片市场预测
3.2.1我国太阳能单晶硅发展现状
我国太阳能电池的产量最近几年持续保持高速增长，短短几年，从事光伏产业的企业已发展致500多家。2006年，我国太阳能电池产量达到370MW，生产能力达1200MW。由于太阳能电池的高速发展，国内太阳能电池单晶硅生产企业不断增多，目前规模最大的是河北宁晋单晶硅基地，2006年产量已达1170吨/年，销售额达到36亿元。其他有锦州新日硅/华日硅/华昌电子材料公司、江苏顺大半导体有限公司、常州天合光能有限公司等公司太阳能电池单晶硅的产量也很大。2006年我国太阳能用单晶硅产量已达3188吨，已占到全国单晶硅生产量的85%。表3-3为2001～2006年国内太阳能用单晶硅生产状况。
表3-3 2001～2006年国内太阳能用单晶硅生产状况。
年份
2001
2002
2003
2004
2005
2006
单晶硅总产量（t）
561.9
769.1
1191.4
1750.8
2564.5
3739.8
太阳能级单晶硅产量（t）
286.7
403
730.55
1154.24
1887
3188.3
太阳能级单晶硅产量年增长率（%）
38.2
40.6
81.28
57.96
63.52
68.96
太阳能级单晶硅产量平均增长率（%）
46.1
图3-1 国内单晶硅总产量及太阳能用单晶硅产量
国内太阳能用单晶硅产量由2001年的207.4吨上升到2006年的3188吨，六年内增长了15倍。
3.2.2我国太阳能单晶硅市场预测
3.2.2.1 国际太阳电池市场概况
3.2.2.1.1 国际市场需求的增长
近年来，太阳电池每年销售量在全球范围以每年25%的速度递增。最近的市场评估表明，目前全球太阳电池工业每年的产值己超过45亿美元。到2010年每年的销售金额将超过每年约110亿美元。可以预计在今后几年内太阳电池工业将高速发展。
自90年代开始，太阳能在并网发电方面的应用增长迅速，主要是安装在居民住房屋顶、商业楼宇。许多国家政府为促进太阳电池的应用所实施的一系列新能源政策，包括一系列直接和间接的辅助计划。保护自然环境，尤其是抑制地球的温度上升己被许多国家政府列为国策。
3.2.2.1.2国外政府对太阳能能源产业的支持
尽管人们意识到太阳电池的优越性，但由于其价格比传统发电贵得多，人们只能望而兴叹，而太阳电池生产商们却抱怨。如果电池的市场庞大，制造成本自然会下降，从而进一步促进市场需求，形成良性循环。为此，一些发达国家制定了一系列的资助措施，以促进市场的迅速发展，形成规模经济。如日本的“新阳光计划”、德国政府的“再生能源的法案”、美国政府的“一百万户屋顶计划”、澳洲政府的“一万个太阳能屋顶计划”等。
由此可见，西方各国政府已采用各种方式来重组能源结构，支持太阳电池“绿色能源”的推广和应用。表3-1为主要西方国家在太阳电池应用方面的发展计划，表3-2为美国太阳电池容量以及累计总安装数量一览表。
国家
计划
目标
年
政府辅助
日本
新阳光计划
5000MW
2010
33～50％
德国
10万屋顶
500MW
2008
38％
意大利
10万屋顶
300MW
2008
75～80％
美国
100万屋顶
2500MW
2010
35～40％
澳大利亚
10万屋顶
200MW
2008
50％
表3－1 主要西方国家在太阳电池应用方面的发展计划

1999年
2000年
2005年
2010年
每年安装容量(MW)
15
55
270
610
总安装容量(MW)
25
80
820
2500
表3－2 美国太阳电池容量以及累计总安装数量一览表
3.2.2.1.3未来更为强劲的国际市场
人们可能这样说:“目前的太阳电池市场的急剧扩张是在各国政府的资助下形成的，那么如果政府一旦取消资助，会不会造成市场需求急剧下降？”事实上政府的资助行为只是一个推动外因，人们对绿 色能源的渴求才是市场发展的真正内在动力。近年来西方国家通过一系列的能源非垄断改革措施，让消费者个人来决定是否愿意多付电费来支持绿色能源，结果在西方主要国家有约32%的消费者愿意使用比传统电力贵的再生能源。随着人们对环境保护意识的加强，消费者本身对再生能源的直接支持力量将会愈来愈强。随着太阳能技术和生产规模的扩大，成本将进一步降低。而随着成本的不断降低以及对独立发电系统和并网发电需求的增加，全球太阳电池工业将会不断发展和壮大。根据“半导体市场情报织”可靠分析与预测，到2010年在"加速"发展的情形下，每年太阳电池的销售量将为2100MW。在"正常"发展的情况下，每年太阳电池的销售量为 1100MW。而2000年288MW的销售量已远远超过在加速发展情况下的预测数据。因此到2010年，每年太阳电池的需求量将一定远远超过2100兆瓦。也就是说生产量必须增加十倍以上。
鉴于以上对国际市场及生产状况的分析，目前世界太阳电池的市场与生产呈供销两旺的状况，且市场规模持续膨胀。因此，当前是进入太阳电池产业的一个最佳的时机。
3.2.2.2 国内太阳电池市场概况
我国太阳电池工业处在发展阶段，生产逐渐扩大，到目前为止已形成规模较大并且成功在国外上市的公司有：无锡尚德、晶澳太阳能、启东林洋、江阴浚鑫、中电电气、浙江昱辉等公司，形成了大规模的商业化生产，有效地参与国际市场竞争。
而在此同时，国内对太阳电池产品的需求正逐年增加。主要表现在以下几点。
3.2.2.2.1政府重视太阳电池的应用
我国政府对发展边远地区太阳能发电的应用日益重视，西藏、青海和内蒙的牧民们远离国家电网，建立火力发电厂相当昂贵，相比之下太阳能(电池)发电便成为一种比较经济方便的手段。1998年以来由政府资助约6000万元在西藏自治区7个县城建成150KW的太阳能总发电量。从2003年开始我国政府将再筹集6000万元到8000万元为西藏自治区阿里地区的1万户藏民和近20个乡镇安装1个兆瓦以上的太阳能发电系统。最近我国政府还公布了在西北部地区资助居民安装太阳能发电系统的计划，每一个安装500W以上的用户可享受政府5000元左右的补贴。
3.2.2.2.2世界能源组织和世界银行大力支持中国应用太阳能发电系统
世界能源组织和世界银行也在大力支持太阳能发电在中国的应用。由于太阳能发电在技术上还相对落后，以及人们对太阳能产品的认识不够，中国的市场还远未打开。因此，世界能源组织和世界银行也在资助和鼓励中国边远地区的居民使用太阳能以改善他们的日常生活。
可见，当前国内现有太阳能生产不能满足快速发展的国内市场。提供太阳电池并网发电产品的企业在中国甚至还是空白。
3.2.3太阳能单晶硅市场预测
长期以来太阳能电池的发展一直受限于原材料供应，业界预测，2008年及未来的时间内太阳能光伏产业仍受制于原材料供应。    
      结合太阳能电池和集成电路的需要，专家预测，到2008年，我国集成电路用多晶硅需求量1800吨，太阳能电池用量至少在13200吨以上，总需求量超过15000吨，届时可能达到的产量约3000吨，供需缺口大。
    据不完全统计，国内拉单晶的企业有48家，单晶硅炉1900多台，年产能1.4万吨。全国共有线切设备380台，太阳能电池生产企业20多家，电池生产线50多条，生产能力达1300多兆瓦。目前晶龙集团电池生产能力175兆瓦，英利公司200兆瓦，无锡尚德公司为300兆瓦。全国太阳能电池组件厂300多家，其中江苏省就有约175家。位于浙江省平湖市新仓镇童车工业城的浙江鸿禧光伏科技股份有限公年产180MW的硅太阳能电池组件项目目前已付诸实施，项目达产后单晶硅切片的年需要量达6000万片，公司可就近为其提供单晶硅及切片。
     由此可见，项目产品单晶硅及切片市场前景广阔。
3.3产品方案及投资规模
3.3.1产品方案
年产200吨8英寸单晶硅（硅纯度为99.9999％）及1200万片单晶硅切片，产品主要用于单晶硅太阳电池的制造，是单晶硅太阳电池的主要原料。
3.3.2 投资规模
市场需求是决定生产规模的首要因素，鉴于对市场需求量的分析，再结合公司生产实际和今后发展方向，制定该项目的投资规模：年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片。
3.3.3生产纲领
本项目生产大纲为: 年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片。

第四章 原料供应
4.1原料消耗
本项目原辅材料消耗按年产200t单晶硅计算，本项目的主要原材料是硅料及辅助材料。
原辅材料供应见表4－1。
表4－1　 主要原辅材料供应一览表
序号
原辅材料名称
包装规格
单位
消耗量
1
多晶硅料
/
t/a
192
2
氢氟酸（55%）
5kg/桶，塑料桶
t/a
96
3
硝酸（65%）
15kg/桶，塑料桶
t/a
102
4
片 碱
50kg/袋，蛇皮袋
t/a
30
5
冰醋酸（99%）
15kg/桶，塑料桶
t/a
48
6
双氧水（30%）
15kg/桶，塑料桶
t/a
0.48
7
氨 水（30%）
15kg/桶，塑料桶
t/a
0.48
8
无水乙醇
1kg/瓶，玻璃瓶
t/a
0.72
9
免清洗单晶硅料
/
t/a
288
10
液氩
/
m3/a
3200
11
切割液
200kg/桶，塑料桶
t/a
540
12
SiC粉末
/
t/a
540
13
洗涤剂
/
t/a
14
14
磨 液
10kg/桶，塑料桶
t/a
3.2
15
细 砂（喷砂用）
/
t/a
3.2
16
外购硅片
/
万片/a
40
8.3动力消耗情况
(1)电：3200×104KWH
(2)自来水：年用水量20万吨
(3)纯水：纯水制备量 10吨/小时，水质≥18MΩ
(4)液氩： 3200m³
4.3 仓库及运输
本项目在新建厂房中已考虑仓库。足够满足项目需要。本项目运输总量大，公司依靠外协来满足项目运输量的要求。
第五章 工程技术方案
5.1 设计原则
(l)本项目将根据年产200t单晶硅及1200万片单晶硅切片的生产规模，利用已有厂房及公用辅助设施，引进具有国际先进水平的切片机、切方机及硅片检测设备；购置热场、碳毡、石英坩锅、直拉式单晶炉、单晶硅带锯床等国产设备。
(2)生产辅助设备以节能、高效为原则。
(3)重视环保，对各种污染源进行科学的处理，使三废经处理后达到排放标准。
　　(4)配备完善的质量技术措施及产品质量监测和控制技术，保证产品质量达到相关标准，使产品在市场上有良好的竞争力。
(5)贯彻环境保护“三同时”、工业职业安全卫生及节能原则。
(6)全年工作天数：300天；每班作业时间：8小时。
5.3 工艺流程
5.3.1单晶硅制造工艺流程
本项目投产后，产品产量为：单晶硅200t/a（切割能力约1200万片/a）。其工艺包括前道硅料腐蚀，单晶硅生产，单晶硅切片，以下分别介绍各工艺：
(1)硅料腐蚀工艺
1）硅料酸洗腐蚀工艺

图1 硅料酸洗腐蚀生产工艺流程图
①废硅料。主要为多晶硅料、头尾料和锅底料等不可直接利用的原料。
②分选、打磨/喷砂。即根据硅料的电阻率（利用电阻仪进行测试）不同进行分类（以电阻率0.1Ω·cm为界限，即0.1Ω·cm以上的硅料方可利用），同时去除表面肉眼可见的杂质，并将分类的废硅料进入下一道工序生产；若硅料表面较脏且人工无法去除，则采用打磨或喷砂的方式进行去除；部分硅料需利用无水乙醇进行擦拭，以去除其表面的少量油污。
③装篮、浸泡腐蚀、超声波清洗、冲洗。将需要酸洗的硅料放入塑料防腐蚀篮内，装入质量约3kg/个；若废硅料表面杂质较多，则需要进入氢氟酸（浓度为55%）腐蚀槽进行浸泡腐蚀，硅料放入后立即关闭腐蚀槽，操作条件为常温，时间约24h～48h/批，主要去除硅料表面的SiO2杂质及金属杂质；若废硅料表面较清洁，则可将装篮的废硅料直接放入超声波清洗机内进行清洗去除硅料表面的少量油脂，主要加入一些洗涤剂（如无磷洗衣粉等），时间约10～15min；经超声波清洗后将硅料用自来水进行冲洗（2遍）。
④酸洗、清洗、冲洗。将经氢氟酸浸泡或冲洗后的部分硅料放入酸洗槽内进行酸洗，硅料放入后浸泡2～3min后即酸洗完毕，主要去除硅料表面的SiO2杂质及金属杂质；少量硅料由于表面酸洗不彻底需对其利用1号清洗液（由双氧水〈33%〉、氨水〈30%〉及自来水按1:1:7的体积比进行配比）进行清洗处理；酸洗或清洗完毕后利用高纯水进行冲洗（共6道）以去除硅料表面残留的酸液。
⑤超声波清洗、高纯水浸泡。将冲洗后的硅料放入超声波清洗机内进行清洗，进一步去除硅料表面附着的残留酸液，使其表面无酸液附着；之后将清洗完毕的硅料放入高纯水中浸泡5min，用以去除硅料表面痕量的酸液，直至确定无酸液附着（主要测试高纯水电导率来确定，要求在0.8μs/cm以下）。
⑥甩干、烘干、包装入库。经高纯水浸泡后的硅料放入甩干机内进行甩干以去除硅料表面残留的水分，之后送入烘箱（采用电加热）内进行烘干处理对硅料进行彻底干燥（烘干温度为115℃，时间约0.5～5h不等）；经烘干后的硅料即可包装入库，以便进行后道加工。
2）硅料碱腐蚀+酸洗工艺
图2 硅料碱腐蚀+酸洗生产工艺流程图
工艺流程说明：
①硅料、分选、装篮、浸泡腐蚀、超声波清洗、冲洗。其工序与前述酸洗腐蚀工艺一起完成，除酸洗腐蚀外的部分硅料，采用碱腐蚀+酸洗工艺。
②腐蚀、清洗、超声波清洗。将冲洗后的硅料放入碱腐蚀槽（1个，规格为Ф1m×1m）内进行腐蚀，硅料放入后腐蚀时间在30s～10min不等，腐蚀温度约80℃，主要去除硅料表面的SiO2等非金属杂质；另外，腐蚀槽上方设置集气抽风装置，进出料时开启抽风装置，产生的碱雾进入废气处理设施处理；腐蚀完毕后的硅料利用高纯水进行清洗（共3道），以去除硅料表面残留的碱液；之后利用超声波清洗进一步去除硅料表面残留的痕量碱液。
③酸洗、浸泡。将超声波清洗完毕的硅料送入酸洗槽（0.20m2，1个）内进行酸洗，硅料放入后浸泡2～3min后即酸洗完毕，进一步去除硅料表面的SiO2杂质及金属杂质；酸洗完毕后将硅料放入氢氟酸（浓度为5%）浸泡槽（1个，面积为1.0m×1.0m）内进行浸泡3～5min使硅料表面的金属非金属杂质基本上清除完毕（运作时间约为8h/d）。
④冲洗、超声波清洗、高纯水浸泡、甩干、烘干、包装入库。上述工序说明具体见前述酸洗腐蚀工艺流程说明。
(2)单晶硅生产工艺
图3 单晶硅生产工艺流程图
工艺流程说明：
①硅料。单晶硅生产过程中使用的硅料，均为成品（无需再进行腐蚀、酸洗等处理；其中部分硅料由企业自身腐蚀、酸洗得到，其余均由外单位进行腐蚀加工）即可投炉加工。
②配比装炉、拉晶、冷炉拆炉。即将成品硅料根据要求与相应的母合金（主要是P、Be等元素含量多一点的硅片，加入量约为硅料加入量的百万分之一）进行混合装入单晶炉内拉晶（控制温度约为1420℃，时间约为30～40h/批，每批生产量约为20kg/炉；拉晶过程中单晶炉内采用液氩作为保护气体；该过程主要是利用高温使高纯硅在单晶炉内熔融并使原子进行有序排列，待有序排列完毕后由单晶炉上方拉晶成柱状硅棒）；硅棒生长完毕后对单晶炉进行冷却，之后将硅棒从单晶炉内卸下，以便后道加工处理。
③测试、分段。利用各类检测设备对成规则柱状硅棒进行电阻率、氧、碳等成分进行测试，经测试合格后（测试不合格的硅棒则送单晶炉或结晶炉作回炉重新拉晶处理）送入切断机内进行分段处理（一般直径为125mm，长度以30～40cm不等）便得到成品硅棒，分段的目的主要是使硅棒能够顺利进入切片机内进行切片处理；分段过程采用自来水对设备进行冷却，经冷却后排入厂区内污水处理设施。
(3)单晶硅片切割生产工艺
图4 单晶硅片切割工艺流程图
切片后的清洗过程包括以下步骤：硅片→自来水洗→纯水洗（2道）→清洗剂清洗（3道）→纯水洗（2道）→离心甩干
工艺流程说明：
①硅棒。去头尾、切方，即利用切断机对硅棒进行去头尾处理，之后利用切方机对其进行切方处理使其成为规则柱状；然后进行分段。其头尾切料及废硅料回炉利用。该过程采用自来水对设备进行冷却，经冷却后排入厂区内污水处理设施。
②切片。将分段的成品硅棒送入切片机内进行切片处理（每台切片机需加入250kg切割液及250kgSiC粉末作为冷却液，其在使用过程中经设备自带的过滤装置过滤后循环使用、定期排放；更换量约8.0t/d）；切片得到的硅片厚度约为200μm。
③清洗、离心甩干。对切好的硅片须进行清洗处理，主要包括自来水洗（时间约6min，控制温度为30～40℃）、纯水洗（2道，每道控制条件为：时间约6min，温度为30～40℃）、清洗剂清洗（共3道，其中前两道清洗剂浓度为5%，后道为1～2%，每道控制条件为：时间约6min，温度为65℃）、纯水洗（2道，每道控制条件为：时间约6min，温度为30～40℃），经清洗后的硅片送入离心机内进行甩干处理以去除硅片表面残留的少量水分。
④检测、包装。对成品硅片进行检测（主要对其电阻率、氧、碳等成分及外观），经检测合格后即可包装出厂。
(4)研磨硅片生产工艺
图5 研磨硅片生产工艺流程图
工艺流程说明：研磨硅片生产过程中使用的原料均为外购成品，之后将硅片依次放入硅片研磨机内（每次加工量为15片，该过程需加入磨液避免硅片在研磨过程中发生破裂并达到相应的研磨效果〈主要为硅片厚度及表面亮度〉）；之后将研磨完毕的硅片放入超声波清洗机内进行清洗（共3道，采用高纯水，每道时间约6min，控制温度为30～40℃）