攻克颗粒硅的“山头”
2023-08-09 114

  约85%,这是现在主流多晶硅制备武艺说线——抉择GCL西门子法(厘革西门子法)制备棒状硅的商场据有率。

  但在旧年,多晶硅的另一条制备本领途线——拔取硅烷流化床法分娩FBR颗粒硅,浮现出强劲增添势头。

  个中,位于江苏徐州经济技术修筑区的协鑫科技控股有限公司(以下简称协鑫科技)闪现稀少抢眼。2022年,该公司临盆的颗粒硅较2021年同期加多537.3%,今朝在硅料市场中的占比从个位数赶疾飙升到15%把持。

  “全盘的立异都源于前面没有一个可以抄作业的人。从‘0’到‘1’看上去很短,但倘若把小数点尔后放n位,本质上可以无限长,只要走不到‘1’,前面都是‘0’。”回望颗粒硅财富化走过的路,42岁的协鑫科技联席首席奉行官兰天石出格叹息。日前,所有人在接纳科技日报记者专访时叙,企业历时11年“押中”颗粒硅,研发、成本、人才的不竭加入,以及时间的等待,四者缺一不成。

  江苏中能硅业科技茂盛有限公司是协鑫科技光伏家当的出处地。厂区内,明灭着金属光明的硅烷回声塔屹立林立,身披蓝色外衣的流化床安装发出阵阵低鸣声。

  流化床是生长颗粒硅的温床。在这里,硅烷气、氢气以及硅籽晶在高温下发作化学反映,天禀绿豆大小的颗粒硅。

  2006年,在当时还算偏远的徐州经济技术筑立区内,协鑫科技母公司协鑫(整体)控股有限公司坚毅投建了夙昔宇宙最大的多晶硅项目,采用改革西门子法临盆棒状硅。

  5年后,公司强盛势头方兴日盛:业务收入约255亿港元,净利润42.7亿港元;棒状硅总产能达6.5万吨,突破欧、美、韩等国左右,成为环球最大多晶硅研发与坐蓐商,并迅速攻下举世27%的市集份额。

  但协鑫集团董事长朱共山却“嗅”到仓皇。其时,全球光伏市集波诡云谲,金融海啸余波犹在。在企业内部“头脑风暴会”上,全班人们发出一系列“魂魄拷问”:倘使协鑫整体大家日失落比赛力,靠什么救活本人?是不是要繁荣同质化竞争?为了降低本钱,是不是要步同行后尘,不得不搬到电价更低的西部地域谋生存?

  要思在电价相对较高的徐州扎根,协鑫科技肯定面对本钱诋毁,而借助古代的厘革西门子法工艺抬高成本,空间越来越小。朱共山与公司决断层大胆地决策“重整旗胀”,所有人们将目光投向新一代多晶硅制备本事全新革命蹊径——硅烷流化床法制备颗粒硅。

  作为多晶硅的化学提纯式子之一,硅烷流化床法技能雏形出如今1952年。由于门槛高、工艺难度大,家产化之叙鞭策格外贫困,美国厂商照旧罢休了这条技艺门道。

  对于颗粒硅的另日前景,朱共山却很乐观:协鑫整体有着成熟的棒状硅坐蓐工艺基础和研发实力,颗粒硅这座“山头”再难,也一定能占领来。

  出于隐瞒须要,协鑫科技组修了完满单独于厘革西门子法之外的“微妙工厂”。协鑫科技助理副总裁宋昊记忆,公司百来人组成扁平化的科研团队,在这个“科研特区”,从人事、提供链、设计,到设备运营、安置以及民众、工程师人为,均“与众不同”。

  2011年,第一代流化床第一次开车,颗粒硅分厂坎坷满怀期望,目标继续开车180天。

  半个月后,无意闪现了:天分的颗粒硅大若西瓜,将进料口彻底堵死了。“跌跌撞撞”僵持了一年多后,团队决断松手此前的武艺工艺。

  调治工艺后,开车时候延伸到了68天。但新的标题又来了——热量传不进去,产量不到倾向产能的1/10,且成本分外高。

  改进加热体例后,遴选第三代身手工艺的流化床一次最长开车时期延长到了89天。

  虽然离目的尚有不小的差距,但正如兰天石评议的:“就像竹笋在土下长了3年,在没有具名的时刻,其实根仍然特地深了。”

  转眼到了2016年,颗粒硅如故箭在弦上,公司里面有了杂音。朱共山不为所动,笃定继续加大加入。同时,所有人发动全面高管勒紧腰带过日子——工钱砍半,奖金停发。但研发费用一分不少,研发人员酬金和奖金一分不欠。

  虽然开车时长、产量达标了,但颗粒硅品格还很不安全,总金属杂质含量曾一度高达上百ppbw(十亿分之一,为以质地计数的浓度),且伴有“挂灰”“氢跳”等多个行业艰难。

  “方今回忆看,这一步很急急。”兰天石阐明,“比方到了半山腰,创建另有更好的局势,那就迭代,把之前的器械全放任掉。在公司每年10多亿元的研发参加里,他们们甚至有一两个亿花在‘放任’上,出处没有想得额外好,梗概‘想得太好了’。”

  接下来,协鑫科技采取模块化的格式,将倾向锁定为某一代床,遵照下游客户对产品的反馈,倒逼改革。

  “所有人的目标是杂质含量小于10-9。打个现象的比如,10亿只鸡蛋里边不能让一只‘坏蛋’混进去。”兰天石叙,要普及材料,须要箝制的指标特别多,为此群众做了大批次的正交实习。

  所谓正交尝试,就是领略网格里每一个实行的原形,建造区别,寻找中间大概对真相有正向重染的因子。

  与此同时,兰天石结构团队来源了速速自大家迭代:从起初的1个流化床,迭代出多个流化床,将颗粒硅分娩基地从徐州复制到了乐山、包头以及呼和浩特。

  毕竟在2020年,协鑫科技分娩的颗粒硅被一步推向客户并得到实证,搁浅今朝,总金属含量低于1ppbw的产品比例已凌驾85%。

  十年磨一剑。2011年至今,协鑫科技在颗粒硅研发及中试安装上已累计进入100多亿元。下一步全部人要面对的,是即将到来的N型太阳能电池技术更迭海浪。

  “习总公布迩来在江苏考核时指出,能源确保和稳定事闭国计民生,是一会弗成轻视的‘国之大者’。”朱共山对记者说,“当作能源企业,我们们要辩论科技是第平生产力、人才是第一资源、改进是第一动力,练就过硬才力,更好应对绿色营业壁垒、环球化热闹带来的毁谤!”