吉利干硅料，纯度只有6个9，产能50万吨，颠覆行业还是一把赔光？
汽车行业的“二福“都在跨界光伏制造业。比亚迪的王传福跨界光伏十几年，从电池组件到电站，前后亏损上百亿，现在仍然咬牙坚持。吉利的李书福又准备出手了，而且起手式就从投资额度最大、技术门槛最高的硅料开始。高达50万吨的产能规划，流露着吉利的野心——试图通过不一样的技术路线，颠覆硅料未来产业格局。9年技术研发，4年市场推广，无数次技术迭代，在棒状硅一统天下的市场竞争中，2022年协鑫科技颗粒硅产品全球市占率终于达到了10%。正当人们认为未来硅料市场将由棒状硅与颗粒硅共存之时，却又有一个猛人拍马杀到，带着第三条技术路线。此人非同寻常，因为他是李书福。吉利投身制造业至今已近40载，总资产逾5000亿，拥有强大的制造业基因与全球化能力。硅料行业忽然出现这样一位强大的竞争对手，硅料巨头们自然也不会等闲而视之。01 少数派的冶金术在不久前的协鑫科技2022年度业绩发布会上，公司创始人、董事长朱共山说：“硅料行业现在出现了第三条路线。”赶碳号当时听到这话有些好奇。关注光伏行业的人都知道，现在硅料市场上只有两种技术路线：通威股份、大全能源、新特能源等企业采用的改良西门子法，以及协鑫的黑科技硅烷法（颗粒硅）。朱共山对于硅料制备新方法的关注，源于其多年以来对科技的敏感、执着和笃信。这第三条技术路线，叫“硅物理提纯法”，又称冶金法。当然，硅料的制备方法并非以上三种，还有硅石碳热还原法、电解法、气液沉积法等等。冶金法最早产生于2008年，由全球硅基技术领军企业——美国道康宁公司发明。据相关媒体报道，吉利布局硅料的技术合作伙伴——刘立新以前就在加拿大道康宁公司工作。冶金法以工业硅为原料，采用湿法冶金、真空熔炼、氧化精炼、定向凝固、特种场熔炼等技术组合而制备多晶硅。冶金法的特点是在提纯过程中硅不参与任何化学反应，依靠硅与杂质物理性质的差异，通过冶金熔炼的方法将杂质去除，从而获得满足太阳能电池性能需求的多晶硅。李书福此番入局多晶硅，规划产能高达50万吨。2022年，我国多晶硅全行业的年产量才82.7万吨。李书福一向勇于做少数派。当其他车企全力推进氢燃料汽车的时候，他独辟蹊径攻关甲醇汽车，在成本控制等多环节已有所突破，详见前文《吉利孤战甲醇汽车18年，如今终于等到花儿开！》进军硅料市场，李书福无疑又一次成了少数派。02 吉利硅料只有6个“9”？公司官网显示，吉利控股定位于“成为具有全球竞争力和影响力的智能电动出行和能源服务科技公司”。显然，能源科技已经和电动汽车并列，成为吉利未来战略定位两极中的一极。去年，吉利对外公布襄阳市谷城硅谷项目：规划“推进硅矿、工业硅、多晶硅、单晶拉晶、切片、电池片、组件、光伏发电产业链上下游布局”，总投资228亿元。其中，年产5万吨多晶硅项目投资额为50亿元。据公司官网消息，吉利科技集团正积极构建光伏上下游布局，规划2025年多晶硅年产能达到20万吨，2030年达到50万吨，成为行业龙头企业之一。多晶硅是整个光伏产业链的最上游，投资额度大、技术门槛高、成本控制难。汽车和光伏是两个完全不同的领域。当然，吉利可能认为，既然通威、东方希望最早都能从饲料行业成功跨界而来，吉利自然也可以——虽然同为车企的比亚迪跨界光伏并不成功。李书福说干就干，不像有些企业的硅料项目建设一直停留在PPT上、停留在政策审批的流程中。不久前，湖北襄阳发改委披露了吉利在襄阳市谷城县的项目进展。吉利硅谷副总经理王明哲介绍：“目前一期2000吨多晶硅中试线项目已顺利投产，二期10000吨多晶硅项目于2022年12月18日投入试生产，目前已进入生产爬坡阶段，整个项目预计在2023年3月底全部投产达效。满产后，将具备每年10000吨多晶硅生产制造的能力。”《湖北日报》则于3月23日报道：“吉利硅谷二期一万吨多晶硅项目车间已于日前试产。”按照计划，吉利1万吨的多晶硅项目已经达产，方向是6N(6个9，即99.9999%，几个9即是几N))太阳能级多晶硅。不过，吉利并没有披露其生产的多晶硅的下游客户是谁，亦没有光伏企业披露已在试用吉利生产的多晶硅。赶碳号不确定，现在吉利生产的多晶硅是否为自用。有业内人士说：“光伏用多晶硅如果只有6个9，纯度应该不够。这样的产品比较适合铸锭，但是现在光伏电池已不再使用多晶，早已是单晶的天下”当前多晶硅按纯度由低到高可以分为：1）冶金级多晶硅（MG-Si），一般含硅量为99.999%～99.9999% （5N-6N），主要应用包括航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料以及 建筑、纺织、汽车、机械等领域；2）太阳能级多晶硅（SoG-Si），纯度介于冶金级硅与电子级硅之间，一般在 99.9999%～99.9999999%（6N-9N）之 间，主要应用为光伏晶硅电池；3）电子级多晶硅（SEG-Si），一般要求含 硅量达到 99.9999999%以上（9N 以上）。现在的硅料龙头企业上马的多晶硅项目，虽然应用方向是光伏行业，但是不少项目都明确其产品为电子级多晶硅，以彰显其多晶硅在纯度上的领先优势。吉利生产的6N多晶硅，应是踩着光伏级多晶硅的纯度下限。上述人士说：“现在行业正处于从P型向N型全面过渡的阶段。N型电池片对硅料的纯度要求更高。”N 型硅料掺磷元素，制造工艺复杂，少子寿命要比P型高出 1-2 个数量级，目前国内具备N型硅料生产能力的企业仅有通威股份、特变电工、大全能源等。多晶硅纯度的问题，不光是吉利所采用的物理提纯法要面对的考验，也是流化床法制备的颗粒硅过去曾经走过的路。协鑫科技在业绩发布会上介绍：目前，金属杂质低于3pbb/W (ppbw单位是以质量计数的浓度)的颗粒硅已经占比96%，小于1pbb/W的占比已经超过75%。而在去年1季度时，总金属含量在3ppbw以下的颗粒硅占比只有18%。协鑫科技新产品颗粒硅的纯度可以迅速提升，吉利物理提纯法生产的多晶硅纯度什么时候可以提高？有专业人士分析说：“不管是西门子法，还是流化床法，都属于化学方法。化学方法注定要比物理法生产的产品纯度更高。”多年前曾经就有市场分析认为：“物理法提纯法最大的问题是产品质量的稳定性以及成品率。尽管其成本低，但需要更多地去除硼和磷等杂质，以提高纯度。否则，光电转化效率不能提高，衰减快，仍难以大规模应用。此外，由于冶金法制备的太阳能级多晶硅的固有特性，必须开发相应的电池片和组件制备技术，才能满足光伏产业对组件质量的要求。”但是行业已迈入N型时代，为低纯度的硅料专门研究电池片，几乎不太可能。不知道6N是不是物理提纯技术的天花板？如果纯度不能提升，那么未来其在光伏领域的应用只能是掺杂。吉利的合作伙伴——刘立新，他此前工作过的道康宁公司旗下的铁杉半导体（Hemlock），是美国最大的半导体用电子级（最高等级）多晶硅企业。不过，铁杉半导体并非采用道康宁2006年发明的物理提纯法，而是化学气相沉积反应器技术工艺，将三氯氢硅转化为纯度高达11N的高纯度多晶硅。吉利选择的物理法提纯法具有成本优势：一是电耗低，可大幅度地降低生产成本；二是建设周期短，一次性投入成本低，可大量生产；三是“三废”少，易于处理。业内人士推测，物理提纯法生产的多晶硅成本或在3万元/吨。总之，该技术路线能否走得通，可能还要看劣势能否被修正，优势能否最大程度被发挥。03 接棒同德化工吉利硅谷产线外景，与西门子法、硅烷法产线大不相同事实上，此前我国有多家企业曾尝试过冶金法。最近一次是在2015年12月19日：晋能清洁能源所属光伏工程公司物理法提纯太阳能级高纯硅研发项目第一炉精密冶金物理法硅料正式出炉。当时有媒体报道称，该公司投巨资成功攻克了困扰世界物理法提纯高纯硅领域的问题，开创了高杂质硅料脱硼首提、分凝次提、定向深提等一系列提纯方法。但是，晋能集团最终并没有大规模生产。吉利科技官网这样介绍该技术：“多晶硅物理提纯技术，吉新（取自吉利和刘立新？）循环精炼法，是行业内全球首个成功实现大规模产业化的物理法生产技术，具有完全自主知识产权。我们首创催化熔炼提纯、非线性凝固提纯的科学思想，经过初洗、精炼、精洗、铸锭、开方等工序，生产太阳能级多晶硅。”吉利是否拥有该技术的自主知识产权，我们无从可考，但可以确认的是，该技术并非吉利完全自研。上市公司同德化工，早先就参与过。2021年1月28日，同德化工发布公告披露子公司研发进行情况。同德化工子公司南京同德与洛基山创新科技集团有限公司和赫利俄斯（苏州）光电技术有限公司（法定代表人：刘立新；成立日期：2019年4月17日）共同投资设立“南京同德超硅材料研究院有限公司”（以下简称“同德研究院”），主要研发新能源材料和半导体材料等。同德化工重点披露同德研究院的研发进展，称：“同德研究院自设立以来，以刘立新博士技术团队为主体，在山西省长治市设立的山西落基山光伏能源科技有限公司为试验基地的硅泥冶金法提纯技术产业化研发，经过一年多的努力，成功开发生产出以硅泥为原料的独特的光伏级多晶硅原料，这一技术填补了国内外空白。依据山西落基山光伏科技有限公司提供的监测数据，目前多晶硅原料项目生产、测试、成品检测已达到现有市场的同类产品性能，并经过拉单晶测试，完全符合光伏太阳能应用材料的技术要求，其产品的安全、环保性能优于西门子化学法、产品质量稳定、成本低，现已具备规模化生产条件，为未来光伏发展开辟了一条很好的路径。”该消息一出，同德化工股票交易价格连续三个交易日涨停，短短数日股价由7.36元涨至12.09元，涨幅88.98%。但最后的结果大家都看到了：同德化工并未开展多晶硅的生产与销售业务。同德化工答投资者问资料显示：吉利多晶硅业务主体为吉利硅谷（谷城）科技有限公司，成立于2021年12月，由聚新硅能源科技（杭州）有限公司百分百持股。聚新硅能源有两个股东：吉利聚能（浙江）科技有限公司（持股71%），湖南立新硅材料科技有限公司（持股29%）。其中，湖南立新硅材料最大的股东为长沙新立硅材料科技有限公司，持股29.0234%，技术人员刘立新控股长沙新立95%，吉利聚能持股湖南立新8.86%。另外，一个重要股东是山西落基山光伏能源合伙企业（有限合伙），持有3.5448%股权。他的合伙人有三个：山西同德资产管理有限责任公司（80%份额）、落基山创新科技集团有限公司（10%）、北京蝴蝶投资管理有限公司（10%）。可以说，刘立新博士技术团队、同德化工、落基山等在过去没有做成的物理提纯法多晶硅项目，后来被吉利看中，由吉利接盘了。04 一本秘笈，多处撒网湖南立新对外投资企业；来源：天眼查多年以来，刘立新一直致力于物理提纯法制造多晶硅的技术推广与应用。之前和同德化工的合作仅是其中之一。在与吉利成立合资公司后，刘立新仍然在其他地方同步推进物理提纯法。湖南立新硅材料对外投资有8家公司，全部是刘立新的关联公司，都涉及该项目技术，比如在山西长治黎城县的项目。据当地媒体报道：山西立新物理冶金法年产1万吨再生硅材料项目，由黎城县政府与哈尔滨工业大学刘立新博士技术团队合作共建，是黎城县2022年头号重点项目，也是2022年省级重点工程项目。再比如大理项目。《大理日报》报道：2022年6月18日上午，立新科技大理基地年产一万吨太阳能级多晶硅项目一期工程在云南祥云经济技术开发区举行投产仪式。湖南立新硅材料科技有限公司创始人、首席科学家刘立新，湖南立新硅材料科技有限公司董事长、总裁禹荣……州级有关部门及祥云县党政主要负责同志，相关企业负责人等参加投产仪式。也许，多年从事推广物理提纯法的挫败，让刘立新不愿意再把所有鸡蛋放在一个篮子里。除了吉利这样的强大合作伙伴以外，还有自己的自留地。但是不知为何，在汽车行业摸爬滚打多年、对专利技术理解非常深刻的吉利，并没有寻求在物理提纯技术上的“完全知识产权”保护。后记硅料之难，远非行业以外的人想象。市场传言，即便是管理水平与成本控制出神入化的东方希望，投身于硅料这么多年，都没有实现百分百满产，甚至在产品质量上和头部企业存在细微差距。孤勇者李书福50万吨硅料的未来，我们且拭目以待。END
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