中國粉體網(wǎng)訊 隨著光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，國內(nèi)多晶硅行業(yè)在短短十幾年間,，產(chǎn)量達到全球最大,，生產(chǎn)成本也達到世界先進水平,。高純多晶硅材料是信息產(chǎn)業(yè)和太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)原材料，世界多個發(fā)達國家將其列為戰(zhàn)略性材料,。
多晶硅（圖片來源：上海新昇）
電子級多晶硅是制造半導(dǎo)體硅片最基礎(chǔ)和最主要的原材料之一,，被稱為電子信息產(chǎn)業(yè)的“糧食”，純度要求達到99.9999999%～99.999999999%（9N～11N）,。
1電子級多晶硅分類和應(yīng)用
電子級多晶硅的純度要求極高,，是人類工業(yè)化能夠獲得的最純凈的物質(zhì)。
電子級多晶硅可分為電子級區(qū)熔用多晶硅和電子級直拉用多晶硅,。電子級區(qū)熔用多晶硅質(zhì)量要求更苛刻,，采用區(qū)熔法生產(chǎn)的單晶硅中氧、碳含量低,，載流子濃度低,，電阻率高，主要應(yīng)用于制造IGBT,、高壓整流器,、晶閘管、高壓晶體管等高壓大功率半導(dǎo)體器件,。而直拉法生產(chǎn)的單晶硅片廣泛用于集成電路存儲器,、微處理器、手機芯片和低電壓晶體管,、電子器件等電子產(chǎn)品,，用途更為廣泛，電子級直拉用多晶硅市場占比達90%以上。
2我國電子級多晶硅產(chǎn)業(yè)存在的問題
長期以來,，電子級多晶硅的制備技術(shù)被美,、德、日等西方國家封鎖,，因而我國使用的電子級多晶硅幾乎完全依賴進口,，存在被“卡脖子”的風(fēng)險。近年來,，我國以青海黃河上游水電,、江蘇鑫華等為代表的企業(yè)在電子級多晶硅上取得了一部分技術(shù)突破,，但仍存發(fā)展瓶頸,。生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品一致性和穩(wěn)定性仍需提升，尤其是針對12英寸硅片用電子級多晶硅的質(zhì)量穩(wěn)定性和國外仍有差距,。
此外,，我國電子級多晶硅檢測設(shè)備仍依賴進口。在生產(chǎn)制造端,，我國已基本解決相關(guān)設(shè)備和材料的國產(chǎn)化替代,。但用于多晶硅產(chǎn)品的核心檢測設(shè)備則完全依賴進口，如低溫傅立葉紅外光譜儀LT-FTIR,、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀ICP-MS等,，并且檢測環(huán)節(jié)對檢測人員的能力水平要求極高。
3電子級多晶硅生產(chǎn)技術(shù)分析
從當前國際上電子級多晶硅生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展情況來看,，生產(chǎn)工藝主要包括硅烷法,、氣液沉積法、流化床,、改良西門子等工藝流程,。
硅烷法產(chǎn)成本較高，且采用的硅烷易爆,、易燃,，安全性較差，即使在室溫條件下也會有火險隱患,。氣液沉積法是由日本研發(fā),、把控的，在生產(chǎn)時主要采用管式反應(yīng)器,，并將作用溫度條件控制在1500℃,，直接在氣體中生成液體硅，目前還處在研究試驗階段,，暫未應(yīng)用于規(guī)模生產(chǎn),。流化床工藝法主要是對產(chǎn)品雜質(zhì)進行全面控制，因此無法生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的電子級多晶硅。
4改良西門子法介紹
目前,，電子級多晶硅采用的主流生產(chǎn)工藝是改良西門子法,。
改良西門子法工藝流程為：硅粉與氯化氫在合成工序生產(chǎn)出三氯氫硅，將生產(chǎn)出的三氯氫硅進入精餾工序進行提純,，生產(chǎn)出高純度的三氯氫硅,，再將高純的三氯氫硅與尾氣回收車間制取的高純氫氣共同進入還原工序生產(chǎn)多晶硅，還原車間應(yīng)用化學(xué)沉積法生產(chǎn)出多晶硅,，多晶硅最后經(jīng)破碎,，稱量與包裝等工序后入庫。
該方法發(fā)源于1960年前后,，經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展,，已經(jīng)在各方面都做到了技術(shù)極致。國內(nèi)改良西門子法最初用于光伏多晶硅,，在進行技術(shù)升級的過程中,，在許多領(lǐng)域出現(xiàn)了難以克服的技術(shù)瓶頸，限制了電子級多晶硅的發(fā)展,。在生產(chǎn)過程中多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量控制仍然存在很多不足,，當前我國在電子級多晶硅的核心技術(shù)檢測中尚未完全掌握西門子法核心技術(shù)。
運用此方法生產(chǎn)電子級多晶硅的主要優(yōu)勢是有著可靠,、成熟的工藝,，然而在應(yīng)用此方法生產(chǎn)電子級多晶硅時，最明顯的劣勢在于難以有效提純SiHCl3這一原料,，相對尾氣回收和精餾來說,，其要求更加嚴格；在實際生產(chǎn)時,，工藝也有較大的控制難度,，而且電子級多晶硅在還原爐的性能和結(jié)構(gòu)上的要求也很高；此外,，因為工藝氣體中存在Cl,，如果不能有效管控工藝生產(chǎn)條件，便會嚴重腐蝕相應(yīng)的設(shè)施和管道,。
5小結(jié)
電子級多晶硅是電子信息產(chǎn)業(yè)最基礎(chǔ)的戰(zhàn)略材料,，關(guān)乎我國國民經(jīng)濟、社會及國防安全,。如何能夠持續(xù),、穩(wěn)定的生產(chǎn)高純電子級多晶硅，滿足下游企業(yè)對電子級硅材料的需求,，是多晶硅企業(yè)面臨的重要研究課題,。要從多晶硅生產(chǎn)全流程各工序嚴格控制,，將各種可能造成污染的因素降低至最小，并在操作過程中進一步做到精益操作和精細化操作,，改變不良習(xí)慣,，提升管理水平，才有可能在電子級多晶硅市場上占有一席之地,。
參考來源：每日經(jīng)濟新聞,、
【1】鄭盛濤.電子級多晶硅生產(chǎn)關(guān)鍵工藝分析.材料制造和應(yīng)用.2020.
【2】吳峰.集成電路用電子級多晶硅大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化技術(shù)實踐.山東化工.2021.
【3】江華.我國電子級多晶硅發(fā)展情況分析.科技中國.2021.
【4】張洪斌，等.電子級多晶硅生產(chǎn)技術(shù)分析.新材料與新技術(shù).2022.
【5】馬啟坤,，等.電子級多晶硅生產(chǎn)關(guān)鍵工藝控制.云南冶金.2019.
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
注：圖片非商業(yè)用途,，存在侵權(quán)請告知刪除！
