硅烷法发展背景及技术行情

说到硅烷法，就不得不提到挪威的REC公司（Renewable Energy Corporation）。REC是全球最重要的高纯硅烷供应商，一度占据全球电子级硅烷市场80%的份额，对采用硅烷法生产多晶硅有很强的动力。

和国内的多晶硅企业专注于多晶硅生产、产业链条相对单一不同，国外的传统多晶硅大厂多为电子材料综合供应商，如德国瓦克的产品涉及多晶硅、有机硅、聚醋酸乙烯、白炭黑等，而挪威REC、美国MEMC（休斯电子材料(WFR)）则是全球电子级硅烷的重要供应商。

硅烷法制造多晶硅也是一种化学方法，核心工艺是利用高纯度硅烷在反应器中热分解为高纯度硅。硅烷法可以分为两类，较早出现的是硅烷西门子法（Silane Siemens），即用硅烷（SiH4）而非TCS作为CVD还原炉的原料，通过硅烷（包括副产品SiH2Cl2，下文简称DCS）的热分解和气相沉积来生产高纯度多晶硅棒料，REC旗下的REC Silicon公司（位于美国，包括原Asimi和SGS）采用过此方法生产电子级多晶硅；不过，REC近期的多晶硅扩建项目采用了另一种硅烷法--硅烷流化床法（Silane FBR），将硅烷(UCC法制成的硅烷可以包含副产品DCS）通入加有小颗粒硅粉的流化床（FBR）反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅。

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。

和REC采用的硅烷流化床法类似的是由美国MEMC最早推出的流化床法，以STC、H2、冶金硅和HCl为原料在流化床（FBR）高温（500℃以上，不算很高）高压（20bar以上）下氢化生成TCS，TCS通过一系列歧化反应后制得硅烷气，硅烷气再通入有小颗粒硅粉的流化床反应炉内连续热解为粒状多晶硅。这种方法制得的多晶硅纯度相对较低，但基本能满足太阳能级多晶硅的要求。

资料显示，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。

暂且不论受专利严格保护的硅烷流化床法（六九硅业一期工程还没有应用此方法），单是生产高纯度硅烷的四氟化硅法，六九硅业要自主掌握也有很大的难度。四氟化硅法虽然适合大规模生产高纯度硅烷，但工艺难度高、设备庞杂（特别是提纯）、投资巨大，而且不像改良西门子法在关键设备及工艺方案上有成熟供应商。因此，六九硅业的“自主研发”进展得很不顺利，不仅硅烷法自产的多晶硅成本远高于外购，而且实际产量也一直远低于设计产能。2011年，英利对六九硅业进行了高达人民币23亿元（合3.615亿美元）的固定资产减值处理。

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硅烷法还是有前景的