硅烷法
多晶硅是半导体芯片的原料。过去多年,多晶硅一直由包括德国瓦克(Wacker)在内的传统七大国际生产商把持。光伏行业快速崛起后,其对多晶硅原料需求迅速超过半导体。现在多晶硅应用中,90%用于光伏,只有10%用于半导体。保利协鑫则是光伏业崛起中孕育出来的多晶硅巨头。
保利协鑫在2006年进入多晶硅行业时,最成熟的技术是改良西门子法,这一技术也拥有成熟且公开的设备供应商。保利协鑫在多晶硅行业零积累的背景下,选择了改良西门子法,并开始在徐州搭建多晶硅生产工厂。过去七年时间,其通过设备国产化、自主研发设计关键工艺、对生产持续改进将成本快速降低。2008年保利协鑫多晶硅生产成本还是每公斤66美元,现在已经降到每公斤17美元。
“改良西门子法成本再要下降,空间越来越小,到天花板了。”蒋立民告诉《环球企业家》。2009年,保利协鑫开始启动硅烷流化床项目,这是一种成本更低的技术路线。
从硅的转化率来看,改良西门子法在还原炉中的一次转化率只有10%,硅烷流化床法能够达到98%。改良西门子法的反应温度高达1100度,硅烷流化床的反应温度为500到600度,后者能耗也更低。硅烷法的反应面积远远大于改良西门子法,亦能进一步降低能耗。而且,与改良西门子法每三天就要打开装置相比,硅烷法可以在封闭空间内持续反应,持续进料和输出产品。
可是这项技术却很难掌握。硅烷流化床法在过去只被两家企业实现过商业化,一家是挪威的REC,另一家是美国的MEMC,其对供应商和工艺流程的保密性要求都极高。即便是做得最成功的项目,至今也有没有解决反应效率和产品纯度等问题。
保利协鑫执行总裁舒桦介绍,当保利协鑫决定启动硅烷流化床项目时,内部出现了不同的声音:改良西门子法在市场中每年有几十亿的营收,坐拥高达36.4%的毛利率,在如此舒适的市场环境下为何要投几亿来冒风险?“我们有时候也比较矛盾,这个硅烷法出来,要革自己的命。改良西门子法我们已经做到最优了。但技术进步就是这样,这条线革上条线的命,这代技术革上一代技术的命”,吕锦标对《环球企业家》说,“技术进步日新月异,要把自己的过去和追赶者一起甩掉。”
硅烷流化床法的原理是,成份是四氢化硅的硅烷气在流化床的反应器中,跟特别细碎的种子硅粉发生气固反应,在高温下,硅烷气分解成硅和氢气,整个反应过程固体越来越多。“就像炒豆子、豆子越来越大的过程。”蒋立民如此形容。