2016年中国硅材料价格走势及应用领域分析【图】

    2015年，我国金属硅各品种平均价格下滑幅度均在10-15%之间，而且全年的最低价格在年底。下游产品价格快速下滑、全年供应持续增加和海外市场需求减少是导致我国金属硅市场供应过剩、价格进一步走低的主要原因。

多晶硅价格走势图

资料来源：公开资料整理

    过去几年因为需求疲弱和技术革新，多晶硅价格从 2011 年 50 美元/公斤一路下跌至最新的13 美元/公斤。但我们判断国内多晶硅的价格将逐步企稳并有望企稳并微升，主要 依据有：

    1）多晶硅价格目前处于一个弱平衡周期，绝对的供过于求阶段已经过去，需 求端的改善对价格提振的边际作用较大，而光伏下游因为上网电价下调政策将在上半 年迎来抢装行情，进而刺激对于多晶硅的需求；

    2）人民币贬值造成进口多晶硅的成本增加，进而使国内多晶硅生产商间接受益。

硅片价格走势图

资料来源：公开资料整理

    半导体硅材料(semiconductor silicon)是最主要的元素半导体材料，包括硅多晶、硅单晶、硅片、硅外延片、非晶硅薄膜等，可直接或间接用于制备半导体器件。

    （一）单晶硅

    单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分。硅的单晶体，具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999％，甚至达到99.9999999％以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。

    熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。单晶硅具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，其电导率随温度的升高而增加，有显著的半导电性。超纯的单晶硅是本征半导体。在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其导电的程度，而形成p型硅半导体；如掺入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高导电程度，形成n型硅半导体。单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。单晶硅主要用于制作半导体元件。

    单晶硅的主要用途是制造半导体硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等。

    （二）多晶硅

    多晶硅有着灰色金属光泽。密度2.32~2.34。熔点1410℃。沸点2355℃。溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和盐酸。硬度介于锗和石英之间，室温下质脆，切割时易碎裂。加热至800℃以上即有延性，1300℃时显出明显变形。常温下不活泼，高温下与氧、氮、硫等反应。高温熔融状态下，具有较大的化学活泼性，能与几乎任何材料作用。具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，但微量的杂质即可大大影响其导电性。

    多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。多晶硅可作拉制单晶硅的原料，多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。

    多晶硅在电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。由干燥硅粉与干燥氯化氢气体在一定条件下氯化，再经冷凝、精馏、还原而得。

    （三）非晶硅

    非晶硅是一种直接能带半导体，它的结构内部有许多所谓的“悬键”，也就是没有和周围的硅原子成键的电子，这些电子在电场作用下就可以产生电流，并不需要声子的帮助，因而非晶硅可以做得很薄，还有制作成本低的优点。

    制备方法：由非晶态合金的制备知道，要获得非晶态，需要有高的冷却速率，而对冷却速率的具体要求随材料而定。硅要求有极高的冷却速率，用液态快速淬火的方法目前还无法得到非晶态。近年来，发展了许多种气相淀积非晶态硅膜的技术，其中包括真空蒸发、辉光放电、溅射及化学气相淀积等方法。一般所用的主要原料是单硅烷 (SiH4)、二硅烷(Si2H6)、四氟化硅(SiF4)等，纯度要求很高。

    非晶硅可以制成非晶硅场效应晶体管，用于液晶显示器件、集成式Si-倒相器、集成式图象传感器、以及双稳态多谐振荡器等器件中作为非线性器件；利用非晶硅膜可以制成各种光敏、位敏、力敏、热敏等传感器；利用非晶硅膜制做静电复印感光膜，不仅复印速率会大大提高，而且图象清晰，使用寿命长等。

    相关报告：智研咨询发布的《2016-2022年中国硅材料市场运营态势与发展前景分析报告》