2023单晶硅行业发展现状 某规格尺寸硅片阶段性供应短缺

• 黄文玉 2023年8月3日 来源：互联网 305 12
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单晶硅通常指的是硅原子以一种排列形式形成的物质。硅是最常见应用最广的半导体材料，当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成晶核，其晶核长成晶面取向相同的晶粒，形成单晶硅。

某规格尺寸硅片阶段性供应短缺 本周硅片价格再度上涨

2023年8月3日，据中国有色金属工业协会硅业分会消息，本周硅片价格小幅上涨。M10单晶硅片(182mm/150μm)成交均价提升至2.95元/片，周环比涨幅为5.36%;N型单晶硅片(182mm/130μm)成交均价提升至3.05元/片，周环比涨幅为5.9%;G12单晶硅片(210mm/150μm)成交均价提升至3.95元/片，周环比涨幅为5.33%。本周硅片价格上涨的主要原因是某规格尺寸硅片阶段性供应短缺。

单晶硅通常指的是硅原子以一种排列形式形成的物质。硅是最常见应用最广的半导体材料，当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成晶核，其晶核长成晶面取向相同的晶粒，形成单晶硅。单晶硅作为一种比较活泼的非金属元素晶体，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。单晶硅材料制造要经过如下过程：石英砂-冶金级硅-提纯和精炼-沉积多晶硅锭-单晶硅-硅片切割。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。

单晶硅行业市场发展现状分析

2021年我国金属硅产业维持高景气状态，金属硅产量大幅上涨，需求持续增加，市场价格更是屡创新高。2021年我国金属硅产量261万吨，较2020年增加51万吨，同比增长24.29%。2022年上半年，金属硅产量为143.6万吨，同比增长26.9%;受光伏产业需求拉动，国内消费量为109.2万吨，同比增长24.2%。我国金属硅产能主要集中在西北、西南等电力资源丰富地区，2021年新疆、云南、四川三省产量占比全国前三，分别占比44%、18%和17%。从企业格局看，合盛硅业在金属硅领域市场占比达28%，公司行业龙头地位突出。

单晶硅是单质硅的一种形态。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。单晶硅具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，其电导率随温度的升高而增加;有显著的半导电性。超纯的单晶硅是本征半导体。在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其导电的程度，而形成P型硅半导体;如掺入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高导电程度，形成N型硅半导体。

从2021年中国工业硅型号产量来看，2021年421#工业硅产量占比最大，达到了28%;其次为553#工业硅，产量占比为24%。2021年中国工业硅下游消费中，铝合金占国内消费总量的 23.49%;有机硅占国内消费总量的 41.34%;多晶硅占国内消费总量的 31.61%。

根据中研普华产业研究院发布的《2022-2027年中国单晶硅行业发展趋势及投资风险研究报告》显示：

单晶硅主要应用于太阳能电池。应用最早的是硅太阳能电池，其转换效率高，技术最为成熟，多用于光照时间少，光照强度小、劳动力成本高的区域，如航空航天领域等。通过采用不同的硅片加工及电池处理技术，国内外各科研机构和电池厂家都生产制备出了较高效率的单晶硅电池。

单晶硅制备，需要实现从多晶到单晶的转变，即原子由液相的随机排列直接转变为有序阵列，由不对称结构转变为对称结构。目前应用最广泛的有两种，坩埚直拉法和无坩埚悬浮区熔法，这两种方法得到的单晶硅分别称为CZ硅和FZ硅。

数据显示，2020年全球晶硅太阳电池片总产能达到249.4GW，总产量达到163.4GW。大部分头部电池企业产能利用率全年并未受新冠疫情影响，仍保持90%以上开工率。从生产企业看，晶硅太阳电池片环节产业集中度进一步提升，尤其头部企业占比逐年提升。2020年全球晶硅太阳电池片前十企业产量合计达到108.1GW，占全球总产量66.2%。全球电池片产业继续向中国集中。2020年全球晶硅太阳电池片产量前十企业中中国企业占据九席。2020年中国大陆电池片总产能已达到201.2GW，同比增加22.8%，占全球总产能的80.7%。

2020年中国晶硅电池片产量约为134.8GW，同比增长22.2%，占全球产量82.5%，其中，排名前五企业产量占国内电池片总产量的53.2%，其中前4家企业产量超过10GW。预计2021年中国电池片产量将超过152GW。

太阳能电池用单晶硅片，一般有两种形状，一种是圆形，另一种是方形。以圆形硅片为例，其加工工艺流程为：单晶炉取出单晶-检查重量、量直径和其他表观特征-切割分段-测试-清洗-外圆研磨-检测分档-切片-倒角-清洗-磨片-清洗-检验-测厚分类-化学腐蚀-测厚检验-抛光-清洗-再抛光-清洗-电性能测-检验-包装-储存。

单晶硅行业未来发展趋势预测

单晶硅用于太阳能电池无疑转换效率是最高的，在大规模应用和工生产中仍占据主导地位，但是受到单晶硅材料价格及相应繁琐的电池工艺影响，致使单晶硅成本价格居高不下，要想大幅度降低其成本是非常困难的，为了节省高质量材料，寻找单晶硅电池的替代品具有很大的前景。

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