mateltechИзвестия высших учебных заведений. Материалы электронной техникиIzvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering1609-35772413-6387MISIS10.17073/1609-3577-2022-1-23-38mateltech-461Research ArticleМатериаловедение и технология. ПолупроводникиMATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY. SEMICONDUCTORSНовый этап развития рынка поликристаллического кремнияThe modern phase of the polysilicon markethttps://orcid.org/0000-0001-6081-8304НаумовА. В.NaumovA. V.

ул. Парковая, д. 1, Лыткарино, Московская область, 140080

Наумов Аркадий Валерьевич — руководитель направления

1 Parkovaya Str., Lytkarino, Moscow Region 140080

Arkady V. Naumov — Head of Development

naumov_arkadii@mail.ruОреховД. Л.OrehovD. L.

Политехническая ул., д. 28, Санкт-Петербург, 194021

Орехов Дмитрий Львович — канд. техн. наук, генеральный директор

28 Politekhnicheskaya Str., St. Petersburg, 194021

Dmitry L. Orehov — Cand. Sci. (Eng.), General Director

d.orehov@hevelsolar.comАО «ОКБ «Астрон»РоссияAstrohn Technology Ltd.Russian FederationООО «НТЦ «Тонкопленочных технологий в энергетике»РоссияResearch and Development Center for Thin-Film Technologies in EnergeticsRussian Federation2022140420222512338Copyright © Наумов А.В., Орехов Д.Л., 20222022Наумов А.В., Орехов Д.Л.Naumov A.V., Orehov D.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://met.misis.ru/jour/article/view/461

Рассмотрено текущее состояние и перспективы развития мирового рынка полупроводникового поликристаллического кремния (ПКК). Отмечено, что после долгого периода низких цен на ПКК, что препятствовало росту инвестиций в отрасль, наступает период выравнивания цен до уровня инвестиционной привлекательности. Приведены оценки баланса спроса и предложения до 2024 г. и в долгосрочной перспективе. Проанализированы основные технологические схемы получения ПКК в современных условиях. Отмечено, что некоторый профицит рынка ПКК сохранится в ближайшей и среднесрочной перспективе. Однако провозглашенный всеми правительствами «зеленый поворот» в энергетике, развитие локальных рынков и восстановление цен до инвестиционно-привлекательного уровня, способствовали появлению новых проектов заводов по производству ПКК. Важным для России является вопрос выбора технологических особенностей реализации метода Сименс-ТХС. Особенность ситуации в России — это наличии нескольких крайне важных рынков (солнечной энергетики, микроэлектроники, силовой электроники, фотоники, волоконной оптики), которые являются по мировым меркам незначительными и в равной мере испытывающими нехватку собственного сырья. Для России, по-видимому, особенную ценность могут представлять комплексные проекты, которые позволят одновременно решить несколько проблем сырьевого обеспечения.

The current condition and outlooks of the world semiconductor and polycrystalline silicon (poly-Si) markets have been analyzed. A long period of low PS prices which hindered the growth of investments into the industry has now changed for price recovery to an investment attractive level. Demand and offer balance for the period until 2024 and for the long term has been analyzed, and the main currently used PS processes have been reviewed. The current poly-Si market proficiency is expected to remain in the near and medium terms. However the “green turn” of the energy industry announced by all the governments, the development of local markets and the price recovery to an investment attractive level have promoted the development of new PS fab projects. Of special importance for Russia is the choice of Siemens trichlorosilane process parameters. A specific feature of the Russian market is the presence of several very important fields (solar energy, microelectronics, high-power electronics, photonics and fiber optics) which are small by international standards and equally face raw material shortage. It appears that Russia will greatly benefit from integral projects delivering solutions of multiple raw materials supply problems.

солнечная энергетикаполикремнийперепроизводствоСименс-методметод «кипящего слоя»спроспредложениебалансцены и ценообразованиеsolar energypolycrystalline siliconoverproductionSiemens processfluidized bed processdemandofferbalancepricepricingАвторы выражают благодарность Рязанцеву В.В. за помощь при описании технологии получения синтетического кварца.The Authors are grateful to V.V. Ryazantsev for help in synthetic quartz technology description.ReferencesНаумов А.В., Пархоменко Ю.Н. Новая реальность рынка поликремния. В сб.: ХI Междунар. конф. по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, наноразмерных структур и приборов на его основе («Кремний-2018»). Черноголовка, 22–26 октября 2018 г. С. 11.Naumov A.V., Parkhomenko Yu.N. New reality of the polysilicon market. XI Intern. conf. on topical issues of physics, materials science, technology and diagnostics of silicon, nanoscale structures and devices based on it (“Silicon-2018”). Chernogolovka, 2018, p. 11. (In Russ.)Ерёмин В.П., Елисеев И.А. Состояние производства кремния в России и мире, его рафинирование до высоких марок и «солнечного» качества. В сб.: XIII Междунар. конф. по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе (Кремний – 2020.). Ялта, 21–25 сентября 2020 г. Под ред. Е.С. Горнева. М.: МАКС Пресс; 2020. 402 с. (С. 44). https://doi.org/10.29003/m1554.Silicon-2020Eremin V.P., Eliseev I.A. State of silicon production in Russia and the world, its refining to high grades and “solar” quality. XIII Intern. conf. on topical issues of physics, materials science, technology and diagnostics of silicon, nanoscale structures and devices based on it (“Silicon-2020”). Yalta, 2020, p. 44. (In Russ.)Фалькевич Э.С., Пульнер Э.О., Червоный И.Ф., Шварцман Л.Я., Яркин В.Н., Салли И.В. Технология полупроводникового кремния. М.: Металлургия; 1992. 408 с.Falkevich E.S., Pulner E.O., Chervonyi I.F., Shvartsman L.Ya, Yarkin V.N., Salli I.V. Semiconductor silicon technology. Moscow: Metallurgiya; 1992. 408 p. (In Russ.)Сивошинская Т.И., Гранков И.В., Шабалин Ю.П., Иванов Л.С. Переработка тетрахлорида кремния, образующегося в производстве полупроводникового кремния. М.: ЦНИИцветмет экономики и информ.; 1989. 44 с.Sivoshinskaya T.I., Grankov I.V., Shabalin Yu.P., Ivanov L.S. Processing of silicon tetrachloride formed during the production of semiconductor silicon. Moscow: Ekonomika, 1989, 49 p. (In Russ.)Митин В.В., Кох А.А. Развитие рынка и технологии производства поликристаллического кремния. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2017; 20(2): 99—106. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2017-2-99-106Mitin V.V., Kokh A.A. The development of the market and the production technology of polycrystalline silicon. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering, 2017; 20(2): 99–106. (In Russ.). https://doi.org/10.17073/1609-3577-2017-2-99-106Photovoltaic Industry Price Trend: Polysilicon Sustains Minor Price Reduction While Large-Scale Products Remain Robust in Prices. https://www.energytrend.com/pricequotes/20201014-19600.html (дата обращения: 27.12.2021).Photovoltaic Industry Price Trend: Polysilicon Sustains Minor Price Reduction While Large-Scale Products Remain Robust in Prices. https://www.energytrend.com/pricequotes/20201014-19600.html (accessed: 27.12.2021).Polysilicon the key factor in 2020 PV industry supply as value-chain production forecast at 140GW. https://www.pv-tech.org/editors-blog/polysilicon-the-key-factor-in-2020-pv-industry-supply-as-value-chain-production-forecast-at-140gw (дата обращения: 27.12.2021).Polysilicon the key factor in 2020 PV industry supply as value-chain production forecast at 140GW. https://www.pv-tech.org/editors-blog/polysilicon-the-key-factor-in-2020-pv-industry-supply-as-value-chain-production-forecast-at-140gw (accessed: 27.12.2021).What’s behind solar’s polysilicon shortage – and why it’s not getting better anytime soon. https://www.bernreuter.com/newsroom/pdf-articles/ (дата обращения: 27.12.2021).What’s behind solar’s polysilicon shortage – and why it’s not getting better anytime soon. https://www.bernreuter.com/newsroom/pdf-articles/ (accessed: 27.12.2021).TrendForce: Prices of Polysilicon Expected to Remain Sturdy on High Levels in 2021 under Balanced Supply and Demand. https://www.energytrend.com/research/20210107-20605.htmlTrendForce:Prices of Polysilicon Expected to Remain Sturdy on High Levels in 2021 under Balanced Supply and Demand. https://www.energytrend.com/research/20210107-20605.htmlXinyi Solar to enter polysilicon production with launch of new entity and Yunnan-based facility. https://www.pv-tech.org/xinyi-solar-to-enter-polysilicon-production-with-launch-of-new-entity-and-yunnan-based-facility/ (дата обращения: 27.12.21)Daqo polysilicon demand hit by ‘dramatic rise’ in ASPs. https://www.pv-tech.org/news/daqos-polysilicon-demand-hit-by-dramatic-rise-in-aspsShare (accessed: 27.12.2021).FBR polysilicon technology – promise or hype? http://www.bernreuter.com/en/references/library.html (дата обращения: 27.12.2021).Daqo begins pilot production at new polysilicon facility, targets 105,000MT of capacity by start of next year. https://www.pv-tech.org/daqo-begins-pilot-production-at-new-polysilicon-facility-targets-105000mt-of-capacity-by-start-of-next-year/ (accessed: 27.12.2021).Daqo polysilicon demand hit by ‘dramatic rise’ in ASPs. https://www.pv-tech.org/news/daqos-polysilicon-demand-hit-by-dramatic-rise-in-aspsShare (дата обращения: 27.12.2021).Global and China Polysilicon Industry Report 2019-2023. https://www.globenewswire.com/news-release/2019/05/24/1843135/0/en/Global-and-China-Polysilicon-Industry-Report-2019-2023.html (accessed: 27.12.2021).Daqo begins pilot production at new polysilicon facility, targets 105,000MT of capacity by start of next year. ttps://www.pv-tech.org/daqo-begins-pilot-production-at-new-polysilicon-facility-targets-105000mt-of-capacity-by-start-of-next-year/13 Xinyi Solar to enter polysilicon production with launch of new entity and Yunnan-based facility. https://www.pv-tech.org/xinyi-solar-to-enter-polysilicon-production-with-launch-of-new-entity-and-yunnan-based-facility/ (accessed: 27.12.2021).Global and China Polysilicon Industry Report 2019-2023. https://www.globenewswire.com/news-release/2019/05/24/1843135/0/en/Global-and-China-Polysilicon-Industry-Report-2019-2023.html (дата обращения: 27.12.2021).FBR polysilicon technology – promise or hype? http://www.bernreuter.com/en/references/library.html (accessed: 27.12.2021).China’s polysilicon output will reach 450,000 tons in 2020. https://www.funcmater.com/china-s-polysilicon-output-will-reach-450-000-tons-in-2020.html (дата обращения: 24.02.2020).China’s polysilicon output will reach 450,000 tons in 2020. https://www.funcmater.com/china-s-polysilicon-output-will-reach-450-000-tons-in-2020.html (accessed: 24.02.2020).PV Price Watch: Module prices stable as polysilicon prices continue downward trend. https://www.pv-tech.org/pv-price-watch-module-prices-stable-as-polysilicon-prices-continue-downward-trend/ (дата обращения: 27.12.2021).PV Price Watch: Module prices stable as polysilicon prices continue downward trend. https://www.pv-tech.org/pv-price-watch-module-prices-stable-as-polysilicon-prices-continue-downward-trend/ (accessed: 27.12.2021).Fu R., James T.L., Woodhouse M. Economic measurements of polysilicon for the photovoltaic industry: market competition and manufacturing competitiveness. IEEE J. Photovoltaics. 2015; 5(2): 515–524. https://doi.org/10.1109/jphotov.2014.2388076Fu R., James T.L., Woodhouse M. Economic measurements of polysilicon for the photovoltaic industry: market competition and manufacturing competitiveness. IEEE J. Photovoltaics, 2015; 5(2): 515–524. https://doi.org/10.1109/jphotov.2014.2388076Du Pont de Nemours: Divests Trichlorsilane Business and its Stare in Hemlock Semiconductor Join Venture. www.marketscreener.com/quote/stock/ (дата обращения: 09.09.2020).Du Pont de Nemours: Divests Trichlorsilane Business and its Stare in Hemlock Semiconductor Join Venture. www.marketscreener.com /quote /stock/ (accessed: 09.09.2020).Photovoltaic I: Polycrystalline Silicon. https://www.globalmarketmonitor.com (дата обращения: 27.12.2021).Photovoltaic I: Polycrystalline Silicon. https://www.globalmarketmonitor.com (accessed: 27.12.2021).Яркин В.Н., Кисарин О.А., Критская Т.В. Методы получения трихлорсилана для производства поликристаллического кремния. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2021; 24(1): 5—26. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2021-1-5-26Jarkin V.N., Kisarin O.A., Kritskaya T.V. Methods of trichlorosilane synthesis for polycrystalline silicon production. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering, 2021; 24(1): 5–26. (In Russ.). https://doi.org/10.17073/1609-3577-2021-1-5-26Критская Т.В., Шварцман Л.Я., Додонов В.Н., Кравцов А.А. Новые направления модернизации технологии кремния полупроводниковой чистоты. В сб.: XIII Междунар. конф. по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе (Кремний – 2020.). Ялта, 21–25 сентября 2020 г. Под ред. Е.С. Горнева. М.: МАКС Пресс; 2020. 402 с. (С. 27). https://doi.org/10.29003/m1554.Silicon-2020Kritskaya T.V., Shvartsman L.Ya., Dodonov V.N., Kravtsov A.A. New Directions for Modernization of Semiconductor-Purity Silicon Technology. XIII Intern. conf. on topical issues of physics, materials science, technology and diagnostics of silicon, nanoscale structures and devices based on it (“Silicon-2020”). Yalta, 2020, p. 27. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.