石墨热场单晶硅切片和单晶炉项目可行性研究报告Word格式文档下载.docx

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二、项目编制依据

1、编制依据

2、编制范围

三、项目承建单位的基本状况和财务状况

1、基本状况

2、股东介绍

四、项目技术基础

1、技术基础

2、工艺特点和关键技术

3、主要技术指标

五、项目建设方案

1、项目建设内容和建设规模

2、注册地址

3、政策背景

4、主要技术及工艺路线

5、主要技术经济指标

六、项目建设条件落实情况

七、投资估算及资金筹措

1、总投资规模

2、资金筹措方案

八、财务经济效益分析及社会效益分析

1、产品成本分析

2、基础数据的说明

3、财务经济分析及主要指标

4、盈利预测

5、社会效益分析

九、项目风险分析

1、市场风险

2、财务风险

3、技术风险

4、关键技术人员流失风险

5、管理风险

十、结论

一、项目的背景和必要性

1、项目背景

目前人类的能源消费结构中，石油、煤炭、天然气、铀等矿物资源，占到了能源供给量的80%以上。

到2010年，全球将消耗掉从经济成本和技术角度考虑较容易开发的石油储量的一半。

据统计，地球上尚未开采的原油储藏量不足两万亿桶，可供人类开采时间不超过60年，而且随着易开采部分的开采殆尽，原油开采的成本将越来越高；

天然气储备估计在131800-152900兆立方米，将在57-65年内枯竭；

煤的储量约为5600亿吨，可以供应约160年；

铀的年开采量目前为每年6万吨，可维持70年左右。

如果矿石资源一旦短缺，而新的能源体系又没有完全建立，将有可能造成全球性的能源危机，从而导致全球性的经济危机。

图1。

世界和中国主要常规能源储量预测（赵玉文）

此外，传统的化石初级能源除了不可再生所造成的有限性外，另一个弊端就是使用后对环境的污染性。

石油和煤燃烧后所产生的二氧化碳、二氧化硫等气体的大量直接排放所造成的温室效应、臭氧层空洞、酸雨等问题，如果再不加以控制就会对人类的生存环境造成灾难性的后果。

面对资源枯竭、环境恶化所造成的能源危机，人类已经意识到它的严重性，许多国家开始从节约能源、保护环境入手试图解决能源危机，但却无法改变现有矿物资源的储量有限性以及使用后对环境的污染性这两个不争的事实，而只能在一定程度上对危机进行缓解。

解决能源危机的根本途径就是寻找一种可再生的清洁型新能源。

太阳能作为取之不尽的清洁能源将是解决能源危机的首选。

由于太阳能以其取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用等特点日益受到世界各国的重视，太阳能光伏产业的发展得到了国家的大力鼓励与支持。

《中华人民共和国可再生能源法》的颁布实施，为太阳能光伏产业的发展提供了政策保障；

我国在《京都议定书》上的签字，以及环保政策的出台和对国际社会的承诺，给太阳能光伏产业带来机遇；

西部大开发战略的实施，为太阳能光伏产业提供了巨大的国内市场；

中国能源战略的调整，使政府加大了对可再生能源发展的支持力度……,所有这些都为中国太阳能光伏产业的发展带来极大的机会。

在全球性金融危机的影响下，太阳能光伏产业发展速度有所减缓，但同时也促使太阳能光伏产品价格提前回归理性，并加快了太阳能光伏技术的发展和产业升级步伐。

目前，太阳能光伏产业正处于大调整期，而国际、国内太阳能光伏产业的政策扶持和太阳能光伏发电成本的下降，将使太阳能光伏产业进入新一轮的爆发性增长阶段，这对于太阳能光伏产业是重大的战略发展机遇。

中国政府曾多次召开专题会议，要求加快太阳能光伏产业发展，做大规模，迅速占领行业制高点。

根据市场情况和以上两项规划，公司也制订了光伏产业发展规划，实施xx石墨热场、单晶硅切片和单晶炉项目。

该项目符合当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录的要求，符合国家“十二五”发展规划，未来十年内国际国内市场需求巨大，前景十分广阔。

2、太阳能光伏产业发展前景和现状

（1）、太阳能光伏产业发展前景

国内外专家呼吁世界各国大力发展太阳能光伏产业，并对未来100年世界能源结构发展预测如下：

图2.世界100年能源发展预测

进入21世纪，太阳能光伏发电技术不断进步，世界光伏产业进入了快速发展时期。

1995-2005年间，全球太阳能电池产量增长了17倍。

2005年，全球太阳能电池年产量达到了1654MW，累计装机发电容量超过5GW，2008年全球太阳能电池产量达到7.9GW，增幅85%，全球累计装机容量达到14721MW，2009年达23GW，2010年全球太阳能光伏累计装机容量接近40GW,比2009年增加70%。

整个行业的销售收入在2005-2010年间，从130亿美元提高至450亿美元，预计未来5年内增长3-5倍。

（2）、太阳能光伏产业现状

2010年，全球多晶硅产量高达16万吨，同比增长52%。

全球十大多晶硅企业产量占据了全球总产量的80%，（其中德国Wacker公司3.05万吨，美国Hemlock公司2.7万吨，中国保利协鑫1.75万吨，韩国OCI公司1.6万吨，挪威REC公司1.3万吨）。

我国保利协鑫、赛维LDK、洛阳中硅和重庆大全位列全球十大多晶硅生产企业之中。

太阳能电池方面,2009年，全球太阳电池产量达到10.5GWp，比上年增长33%。

2010年全球太阳能电池产量达到15.2GWp,2011年预计达19GWp以上。

在全球前10名的企业中有4家来自中国，分别是尚德、英利、晶澳和天合，这4家企业2009年产量合计为2088.3MWp。

2009年中国太阳能电池产量达到4GW,占全球的40%，2010年中国太阳能电池产量达8.5GW,占全球的50％，均居世界首位。

欧盟执委会联合研究中心近日公布的《2010年太阳能电池现况报告》称，太阳能电池的产地集中在亚洲，其中中国内地、中国台湾、德国和日本是排名前四的太阳能电池制造产地。

由于美国近年来政府对光伏产业的大力扶持，再加上其先进的科学技术和发达的市场竞争机制等优势，美国很有可能成为第二个“德国市场”。

随着各国装机规划的完成、传统能源的价格下调以及风能的装机容量快速发展，晶硅电池因成本高、能耗大等多种因素，市场受到很大制约，这就给了薄膜电池发展带来了更大空间，薄膜电池有望成为太阳能电池的主流产品之一。

我国的光伏产业在2004年之后经历了快速发展的过程，连续5年的年增长率超过100%。

2007年至今，我国已经连续4年光伏电池产量居世界首位。

2010年我国光伏产量为多晶硅45000吨、硅片11GW、电池9GW，电池组件8.7GW，超过全球总产量的50%。

目前已有数十家光伏公司分别在海内外上市，据估算，行业年产值超过3000亿元人民币，直接从业人数超过30万人。

我国光伏产业发展迅速，已形成了完整的太阳能光伏产业链。

掌握了包括太阳能电池制造、多晶硅生产等关键工艺技术，设备及主要原材料逐步实现国产化，产业规模快速扩张，产业链不断完善，制造成本持续下降，具备较强的国际竞争能力。

目前，我国国内共有319家光伏企业，遍布29个省、市，其中包括9个央企，已形成了江苏、河北、江西等产业聚集区。

已建、在建和拟建的多晶硅生产厂共52家，其中年产1000吨级至10000吨级多晶硅厂家20多家（相当于投资近600亿元），分离器件和集成电路用硅单晶抛光片厂近10家，区熔硅单晶（片）厂6家和太阳能电池用硅片近100家，我国现有单晶炉约15000台，定向结晶铸硅炉约6000台，进口硅多线切方、切片机约6800台。

我国已成为全球硅单晶炉、定向结晶铸硅炉和多线切方、切片机最多的国家。

迄今为止，我国已经有近20家单晶炉制造厂和8家定向结晶铸硅炉制造厂相继研制投产。

截至2010年底，我国太阳能发电累计装机容量达到860MW，这与国家“十二五”规划期末的10GW的装机容量相比还存在很大差距，可以说现阶段我国光伏产业的发展也充满了机遇和挑战。

具体表现为：

（1）产能迅速扩充，产业链垂直整合趋势明显。

尚德、晶澳、英利、天合等多家企业不仅制定了宏伟的电池生产扩产计划，还向产业链上下游拓展，业务延伸至多晶硅材料、硅片、组件及系统安装等。

（2）产业链尚未达到平衡，各环节利益分配呈现失衡状态。

（3）由于受到技术、政策、资金等多项因素的影响，我国光伏产业链各环节仍存在不同程度的脱节。

以多晶硅环节为例，2010年中国用于光伏行业的多晶硅仍存在约50%的缺口，导致多晶硅市场价格较高。

据海关统计数据，2009年和2010年我国多晶硅进口分别为22727吨和47549吨。

（4）国外大型电子制造企业和大型财团都以不同方式进入光伏产业，其资本优势和技术优势为我国光伏产业的继续发展带来了极大的未知因素。

为了打破光伏市场技术差异性相对较小的特点，我国光伏行业领军企业加大了在新兴技术方面的投资。

可以预见到，若干关键技术的突破将会改变整个光伏产业的发展进程和竞争格局。

（5）国家和多数省份对光伏发电的扶持政策将快速撬开国内光伏市场需求，为我国光伏产业进一步发展提供良好的锲机。

目前太阳能电池的主要原材料是硅材料，主要形式为单晶硅和浇铸多晶硅，占到硅材料使用量的85%，而单晶硅又占到晶体硅太阳能电池50%以上的份额。

按每1MW光伏设备需要11吨多晶硅，多晶硅生产单晶和浇铸多晶硅的使用率为95%计算，到2012年年需要单晶硅65000吨，浇铸多晶硅30000吨。

到2010年，用于太阳能电池生产的单晶硅和浇铸多晶硅年需求量分别达到96000吨和84000吨。

从长远来看,我国太阳能发电市场潜力巨大。

根据《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，我国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW（百万千瓦），到2050年将达到600GW（百万千瓦）。

预计，到2050年，中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%，其中光伏发电装机将占到5%。

未来十几年，我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。

近10年来，我国太阳能光伏产业以年均40%的速度递增，2008年超过2000兆瓦的规模，太阳能电池产量达到世界产量的50%左右，产业规模达700多亿元。

这期间，国内涌现出了无锡尚德、苏州阿特斯、常州天合等近10家在海外上市的公司。

目前，我国已建立起了多晶硅、硅片、电池片、电池组件等从原材料到终端产品的完整产业链。

自2006年以来，多家国内公司各显神通，通过分道引进技术、自主研发、海外成套设备采购等方式，基本掌握了多晶硅的核心生产技术。

彻底摆脱了国内太阳能光伏产业在原料上长期受制于人的局面。

随着全球特别是我国多晶硅产能的进一步释放以及因金融危机而造成的行业洗牌，太阳能单晶硅生产企业间的竞争将由以前主要集中在对原材料（多晶硅）的争夺上转向技术、规模和成本的竞争。

目前我国太阳能级单晶硅生产行业企业众多，有许多企业起步早，技术成熟，规模大，有的已经进入国际知名企业，如河北晶龙实业集团有限公司、常州市天合光能有限公司、浙江昱辉阳光能源有限公司、有研半导体材料股份有限公司、锦州阳光能源有限公司、江苏顺大半导体发展有限公司、洛阳单晶硅有限责任公司和西安隆基硅材料有限公司等国内龙头企业，目前在太阳能光伏设备制造类、单晶硅生产和太阳能应用等产业领域已形成较为完整的产业链。

3、项目的必要性和意义

由于前两年金融危机，光伏产业深受影响，这从整体上说对行业的进步和提升是有利的，而且对于企业实力也是一种考验。

在此种情况下实施本项目将使企业产品结构改善，原料供应更充分，生产规模扩大，技术能力提升。

通过原料的分类标准，使材料的综合利用率达到95%，高于行业标准2%，充分挖掘了原材料的利用价值；

同时技术能力也在大规模的生产实践中逐步提升。

单晶硅切片项目是可持续发展的再生系统工程，形成规模以后可以延伸产业链，上可促进工业硅和硅微粉产业，下可带动太阳能电池组件及发电系统产业；

拉单晶需要高纯石墨件和石英坩埚等，因此还可带动高纯石墨件产业和石英坩埚产业，并带动一些相关企业，从而带动地方经济发展，造就地方经济特色。

该项目的实施不仅可进一步提升企业的核心竞争力，降低生产成本，而且能够带动产业链相关行业的发展。

因此本项目的实施对于企业的发展还是对于建立一个成熟的、充满活力和可持续发展的光伏产业都是非常必要的。

4、太阳能光伏产业链介绍

图3.太阳能光伏产业链

（1）金属硅生产

硅石经还原后得到金属硅，也叫工业硅、结晶硅，其纯度为98%左右。

金属硅可以作为金属冶炼的添加原料，同时也是生产多晶硅的主要原料。

金属硅属于高耗能、低附加值的产品，行业处于自由竞争状态。

我国具有充足的金属硅生产能力。

（2）多晶硅生产

多晶硅分为电子级多晶硅和太阳能级多晶硅。

电子级硅（EG）一般要求含Si在99.9999﹪（6N）以上，超高纯的电子级硅可达到99.9999999﹪～99.999999999﹪（9N～11N）。

太阳能级硅（SG）的纯度一般要求含Si纯度在99.9999﹪～99.99999﹪（6N或7N）。

长期以来，多晶硅生产企业都以电子级多晶硅作为生产的重点；

而太阳能硅片生产使用的原料为电子级多晶硅等外品、单晶制备的头尾料、埚底料。

随着太阳能光伏产业的快速发展，太阳能级多晶硅料需求量和价格不断上涨，带动了多晶硅投资热潮，已有许多多晶硅生产企业通过改变生产工艺，生产太阳能级多晶硅。

生产规模去年达到4300吨，增长7倍，而今年将有更多产能释放，预计超过1万吨。

2007年底多晶硅材料生产取得了重大进展，突破了年产千吨大关，多晶硅材料生产取得的重大进展冲破了太阳能电池原材料生产的瓶颈制约，为我国光伏发电的规模化发展奠定了基础。

（3）多晶棒和单晶棒生产

即将多晶原料浇铸成多晶硅棒或拉制成单晶硅棒。

近年来，随着多家单晶硅企业先后登陆境内外资本市场，国内的单晶硅行业出现了异常火爆的局面。

据统计，截止2008年8月，国内单晶硅生产企业数量比2005年增长了近100%。

包括河北晶龙实业集团有限公司、常州市天合光能有限公司、浙江昱辉阳光能源有限公司、有研半导体材料股份有限公司、锦州阳光能源有限公司、江苏顺大半导体发展有限公司、洛阳单晶硅有限责任公司和西安隆基硅材料有限公司等国内龙头企业，虽然经历了2008年金融危机的行业洗牌，但随着多晶硅产能的释放，行业活力依然稳步增长，将形成在技术、规模和成本上的竞争局面。

（4）单晶硅切片。

即将单晶硅棒和多晶硅棒切割成片，并进行抛光处理，作为太阳能电池和半导体器件生产的原材料。

8英寸以上的高档器件级硅片市场被德国、日本、美国的6大硅片生产企业所垄断，市场份额超过90%。

我国硅片企业以生产8英寸以下低档硅片为主。

目前我国半导体硅抛光片加工，所使用抛光液绝大多数都靠进口。

尽管我国目前抛光液行业现已发展到有几十家企业，但真正涉足到半导体硅片抛光液制造、研发方面企业很少。

无论产品质量上、还市场占有率方面，国内企业都表现出与国外厂家具有相当差距。

（5）器件生产封装和太阳能设备生产。

器件生产封装是将单晶硅片生产为分立器件或集成电路产品。

太阳能设备生产是将单晶或多晶硅片经过电池制造、封装和设备组装，最终生产成太阳能发电设备。

器件生产封装和太阳能设备生产都属于技术和资金密集型行业，投资量大，技术含量高，行业的进入壁垒高，但行业的盈利能力也高。

（6）废料回收清洗。

将器件级单晶硅生产过程中的头尾料、埚底料以及切片过程中的边角料经过化学等方式的处理，使其适合于太阳能级或低档分立器件单晶和多晶硅的生产。

二、项目编制依据

1、编制依据

1二OOO年国家发展计划委员会和国家经济贸易委员会令第7号《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录（2000年修订）》第六类第4条，第十三类第55条；

2《中华人民共和国可再生能源法》第四章第17条；

3国家及地方有关设计规范、规程等相关文件；

4市场的需求；

5承建单位产业基础。

2、编制范围

本报告根据编制依据和可研报告的编制要求，分析项目的背景和必要性，通过对太阳能产业的市场分析，并根据项目占据的产业优势和技术基础，制定本项目的技术方案和实施进度等，对环保、消防、节能、职业安全卫生等项目建设要求进行分析，最后对项目总投资、资金筹措、生产成本等作了详实的分析和测算，进行了项目的整体经济分析和风险分析，经分析确定该项目可行。

三、项目承担单位的基本情况和财务状况

西安创联电气科技集团公司是一家专业从事新能源产业的高科技股份制企业，公司由xx电气总公司控股，立足陕西，面向全国，以新能源，特别是对太阳能光伏行业进行产业链投资为主导方向。

西安创联电气科技集团有限公司拥有国内一流的光伏行业专家顾问团队和技术顾问团队，其中所涉及的专业包括光伏材料、光伏电池制造、行业政策研究、光电建筑一体化研究及系统集成与电站运营等方面。

公司项目发展定位于晶硅材料、铸锭、拉单晶、切片、太阳能电池及组件的生产加工与销售以及单晶炉制造和设等纵向一体化的产业链延伸模式。

xxxxxxxx幕墙材料有限公司位于xx开发区路，具有国家建设部设计甲级、施工一级企业，2011年总销售额达1000万元。

当前，随着市场竞争的日趋激烈，公司规模的不断扩大，多元化经营日益成为现代企业的一种发展趋势，我公司所主营的建设行业更是如此。

建设施工具有季节性、不可预见性、受国家宏观调控影响很大，公司只有积极调整产品结构，大力实施多元化经营战略，培育新的经济增长点，着重发展实体产业，尽快形成新的持续产业，两条腿走路才能获得长期发展的市场优势。

投资建设石墨热场、单晶硅切片和单晶炉项目正是体现了这一多元化经营战略。

四、项目产品技术基础

在生产铸锭多晶硅设备上，多个组件是需要石墨材料。

特别是铸锭炉加热器中使用的加热材料——高纯石墨，以及所用的隔热材料---

高纯碳毡隔热材料，都是目前铸锭多晶硅设备重要的、必不可少的配图4.铸锭炉内石墨件示意图

套材料。

直拉单晶炉内使用的石墨部件是一类易耗件，它由各种高纯石墨加工而成。

例如其中的石墨坩埚及其他石墨部件采用了高纯细颗粒结构石墨；

石墨加热器采用了高纯各向同性石墨；

石墨保温罩和石墨盖板采用高纯中颗粒结构的石墨。

由于铸锭炉加热器的加热温度很高（超过1600℃），它的加热材料又要求不能与硅料反应、不对硅料造成污染，可长期在真空及惰性气氛中使用。

符合使用条件可供选择的加热器有金属钨、钼和非金属石墨等。

由于钨、钼价格昂贵，加工困难，而石墨来源广泛，可加工成各种形状。

另外，石墨具有热惯性小、可以快速加热，耐高温、耐热冲击性好，辐射面积大、加热效率高、且基本性能稳定等特点。

正因为如此，石墨材料已成为了铸锭炉加热器中首选的加热材料。

铸锭炉加热器对于隔热材料有着严格的要求。

它必须是耐高温、密度低、导热小、蓄热量少、隔热效果好、放气量少、重量轻、膨胀系数小的材料。

因此在众多的耐火保温材料中以高纯碳毡最为理想。

在半导体、光伏产业领域应用的石墨制品，几年前还是主要是由国外全部进口（或者是由我国内地的外资企业提供）。

但由于我国石墨行业、半导体材料行业、电子工业设备行业的共同努力，我国自行生产的这两类石墨配套无论在制造技术上，还是在应用技术上都取得了巨大的进步，市场的格局也得到了很大的改变。

这也给我国石墨行业在此方面开拓新市场提供了新机遇。

但同时也需要看到，在我国大规格、高纯各向同性石墨的市场在迅速增大的同时，我国在此方面的制造技术仍有不适应的方面，技术仍与国外先进国家有很大的差距。

石墨制品作为微电子、光伏产业的重要基础装备材料，需要我国国内不断在技术获得进步，与半导体行业、光伏电池用硅材料制造行业加强合作，进一步投资发展为其配套的高档石墨制品，是一件势在必行的重要工作。

1、单晶硅生长技术基础

单晶硅的生产是采用切克劳斯基法-直拉式（CZ），将高纯度的多晶硅，在密闭的炉膛内熔化后，用单晶硅种子（籽晶）在熔化的硅液中逐渐生长出单晶硅的过程，如下图示。

所谓多晶，就是内部硅原子杂乱无序排列的硅材料；

所谓单晶，就是内部硅原子规则有序排列的硅材料。

所以单晶生长的实质就是让硅原子从无序排列到有序排列的过程，硅原子有序排列的理想程度，决定了单晶品质的高低。

图5：

直拉单晶硅示意图

直拉式单晶硅的生长受到原材料、热场环境、操作工艺等因素的综合影响。

原材料的纯度越高，单晶硅生长过程中晶格的缺陷越少，单晶品质越高。

在直拉单晶硅生长过程中，炉体内需要通入保护气体（氩气），一方面防止高温环境中硅被氧化，另一方面气流能及时地带走由于高温而产生的硅氧化物和杂质挥发物，从而保证单晶硅生长的质量。

2、工艺特点和关键技术

直拉式单晶生产过程有两大特点，一是高纯度：

它所使用的原料多晶硅，纯度必须达到至少6个9以上，它所使用的设备要求真空密闭性高，炉膛压升率小于0.1pa/min。

二是高技术：

要控制好微观的硅原子的排列。

关键技术主要包括两方面的内容：

1、建立材料的分选、加工标准，使处理后的材料适合于单晶硅生产的要求，提高材料的利用价值；

2、合理设计和配置热场，控制好硅原子的微观排列，提高成品率。

公司已掌握了从单晶拉制到硅棒后处理的整套技术，并且在产品工艺技术方面做了大量的技术创新工作，拥有一整套6-8寸单晶硅生产的自有技术，使整个产品体系的成品率得到了一定程度的提高，产品的成品率达到85%以上，达到行业先进水平。

在原材料方面，主要是建立了各种材料的分选和加工标准。

公司针对不同材料的质量标准，完成了“产品原料配比标准”，对不同产品使用不同的原料组合，既能保证石墨热场质量，又降低了产品成本，使材料的综合利用率达到95%。

在设备热场设计方面，主要是通过设计合理的温度梯度分布、合理的气体流向和稳定炉内真空度提高优化单晶生长的环境，降低晶体内在缺陷，提高单晶的品质。

关键的技术和难点是热屏系统的设计。

热屏的作用有二：

一是将晶体和加热器隔开，减少晶体所受的热辐射，以达到提高温度梯度、加快晶体生长速度的目的；

二是整理气体流向，有利于挥发物的排走，这对拉晶是非常重要的。

热屏设计要考虑导气罩对单晶氧含量、碳含量和其他品质指标的影响，以及安装问题和安装后对主观察窗和侧观察窗直径检测设备的视野的影响等问题。

五、项目建设方案