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硅烷法的优点在于热解时温度要求较低(800℃左右),流化床法还有参与反应的硅料表面积大、生产效率高的优点,所以还原电耗低于改良西门子法;另外,硅烷流化床法是一个连续生产的过程,除定期清床之外设备可连续运行,也不需要换装硅芯、配置碳电极等,这些优点均反映为硅烷法生产多晶硅的现金成本很低。以REC为例,2011年Q4硅烷流化床法生产多晶硅的现金成本已降至14美元/公斤。 (REC硅烷流化床法多晶硅的生产成本) 不过,硅烷流化床法相对改良西门子法还不是很成熟、单位建设成本也比较高,2011年Q4 REC的单位研发成本是4美元/公斤,单位折旧是8美元/公斤,多晶硅生产的综合成本为26美元。另一方面,改良西门子法在二次创新(提高CVD产能、优化CVD单位功耗、改进STC氢化工艺等)后,无论是还原电耗还是综合电耗都有显著降低,考虑到目前改良西门子法的单位建设成本已经很低(保利协鑫约30美元/公斤),其生产多晶硅的综合成本仍然优于硅烷流化床法。以保利协鑫2011年Q4的情况为例,多晶硅综合成本为19.3美元/公斤,不仅优于REC硅烷流化床法的同期成本,也优于REC制定的2012年Q4目标——23美元/公斤。而且,硅烷法对安全性要求很高(硅烷易爆炸,被REC Silicon收购的日本小松Komatsu在应用硅烷法时就曾发生过严重的爆炸事故而不愿扩大生产;REC Silicon的6500吨新生产线Silicon III在投产后不久也出现过气体泄漏的安全问题而被迫紧急抢修);硅烷分解时容易在气相成核从而生产相当比例(10%以上)的硅粉,变相拉高成本;流化床法制成的多晶硅纯度也相对较差。 至于当初为什么会选择硅烷法,个人认为是自身急于“弯道超车”+外部专家“忽悠”的结果。资料显示,英利的六九硅业选择用四氟化硅法生产硅烷,一期工程采用硅烷西门子法,利用CVD炉热解硅烷生产高纯度多晶硅,设计年产能3000吨;计划中的二期工程则准备采用硅烷流化床法,通过流化床反应装置将硅烷热解为粒状多晶硅。 |