工艺实现了小规模商业化生产,协鑫属下的中能硅业。中能硅业目前在徐州老西门子多 晶硅基地,有 6000 吨左右的颗粒硅产能,每年实际产出大约在 4000-5000 吨。
中能硅业的硅烷流化床颗粒硅技术,原本来自于 MEMC 公司(孟山都电子材料公司)。 该公司早年接手了 Ethyl 公司在 80 年代申请专利并在 90 年代工业化的硅烷流化床法, 将其继续发扬光大。MEMC 同时进行了半导体硅料和天阳能硅料的生产探索(MEMC Semi 和 MEMC Solar)。MEMC 公司后来卖给了美国 SunEdison 公司,后者又把其半导体 颗粒硅业务 MEMC Semi 卖给了 Global Wafer,在韩国和中国台湾生产半导体硅料。其太 阳能颗粒硅业务,MEMC Solar,则卖给了中能硅业,下面考证这段旧事。
协鑫中能硅业的流化床颗粒硅
协鑫旗下的中能硅业,是国内西门子法多晶硅当之无愧的行业先行者,早在 2006 年就第一个吃螃蟹,引入了西门子多晶硅生产技术,生产出国内第一批量产多晶硅。当 年市场硅料需求旺盛,中能硅业掌握国内独家供应,产品紧俏得无法形容。靠并不太大 的产能,实现了年报表净利润 40 亿人民币,这还不算在渠道里靠批条子供货经销商每 吨赚几十万差价的产业链利润。
当年西门子法如日中天,协鑫就开始了流化床颗粒硅的探索,打算革自己的命,这 个过程曲折艰难。早先公司基于自己本土的研究力量,取得了一定的成绩,但其硅烷流 化床颗粒硅独立探索的艰难,从公开信息中都能看出来。
最早关于硅烷流化床颗粒硅工艺的公开信息是 2012 年 10 月 3 日,保利協鑫能源 控股有限公司宣布“江苏中能硅烷气首期装置调试成功,顺利产出合格的高纯度硅烷气”, 硅烷气生产看来非常顺利,而流化床颗粒硅的运气就不大一样了。
关于流化床颗粒硅的文字最早出现在保利协鑫 2012 年年报:“2013 年 1 月,我們 利用硅烷法順利產出高品質顆粒硅產品”——从产出硅烷气到试产流化床颗粒硅,只相 隔了短短一个多季度。公司上下显然非常欣喜, 2013 年年初才取得颗粒硅的初步成功, 就急急写进了 2012 年年报。但这以后,就艰难多了。
2013 年年报,关于颗粒硅的文字叙述是:“我們利用硅烷法順利產出高質量顆粒硅 產品,並達到世界同類生產裝置先進水平,經過一年多的工業化試驗,2014 年,我們 會商業化量產硅烷法多晶硅。”
2014 年年报说:“2014 年我們的硅烷流化床法技術投入試生產”,“自 2014 年 9 月 起,電子流化床反應器多晶硅生產設施一期試營運,產能總量為 25,000 公噸,達到符 合設計規格的營運水平。”这是目前能找到的,关于流化床颗粒硅工艺潜在总产能的最 早描述。这 2.5 万吨的说法,没有后续文字,也没变成现实。2015 年年报说:“硅烷流 化床技術進展順利,初步具備規模化生產條件”,2016 年年报说:“硅烷法流化床顆粒 硅的設施和工藝優化等科研項目取得了令人矚目的成績,各項研發成果均處在行業的最 前沿”。
简单而言,从 2012 年到 2016 年年报整整 4 年的时间,流化床颗粒硅总是有进展, 但也总是还没完全搞定。期间业内传出颗粒硅产线运行不稳,随时停机,粉尘堆积,设
备损坏,甚至有不安全事故发生等等。最大的问题还是基本无法实现连续稳定生产,因 而也无法拿出品质稳定一致的颗粒硅产品。流化床颗粒硅自我探索的道路,似乎比共和 国第一颗原子弹还艰难。
另外一边,MEMC 经营不善财务困难,要委生于 SunEdison。SunEdison 后来自身难 保,要转卖 MEMC。中能硅业这边自力更生摸索流化床颗粒硅遭遇瓶颈,必然窥视着掌 握最好硅烷流化床技术并实现了电子级和太阳能级颗粒硅工业生产的 MEMC 的卖身。
于是,2016 年 8 月 26 日,我们见到了保利协鑫通过美国破产法院从 SunEdison 手 里收购 MEMC 硅烷流化床技术、CCZ 连续直拉单晶技术和资产的公告,UBC 任财务顾问, 总代价 1.5 亿美金。买卖双方同时议定,如果按 MEMC 技术建设的硅烷流化床颗粒硅生 产线,一年内达不到约定产能 6000 吨,SunEdison 退还 3000 万美金收购款。如果协鑫 8 个月内搞不定产线建设,SunEdison 得到这 3000 万美金。另外 2000 万美金,为收购 CCZ 技术做了类似的安排。
上述收购事项,很快于当年 10 月 26 日被美国破产法院批准,并最终于 2017 年 8 月 3 日完成,该交易完成日,SunEdison 通过中间人向保利协鑫退返了 2250 万美元流化 床和 CCZ 产能及品质达标保证(见保利协鑫相应公告)。公告并未详细说明退款对应什 么未达标项目,大意是说目标没完全达成,5000 万达标保证金双方各拿部分,以后不 再扯皮。据笔者了解,颗粒硅和 CCZ 的品质达到电子级多晶硅没有太大的问题,但流 化床颗粒硅年产 6000 吨的目标至今也未完全达成,所以扣了点 SunEdison 的卖价,也 算中国公司在国际交易中捞回一点的罕见案例。此交易完成后,保利协鑫收购流化床和 CCZ 技术的最后代价,财报附注记载的是 1.3 亿美金。
从 SunEdison 手中收购 MEMC 的硅烷流化床颗粒硅技术、团队和少量固定资产后, 协鑫的流化床颗粒硅技术进展明显加快,公开信息中能找到很清晰的轨迹。
保利协鑫 2017 年年报,报告 2017 年下半年完成了烷流化床颗粒硅的技术收购。2018 年年报是近年唯一一份没有讨论流化床颗粒硅的文字的年报。但在这份年报尚未付印的 2019 年 3 月 8 日,在阿特斯在苏州主持召开的多晶硅行业技术会议上,保利协鑫首席 技术官和其他高管,就以答问方式透露硅烷流化床史上第一次连续稳定运行 5 个月,且 依然在运行中,问题是笔者本人现场提出的。
不久前发布的 2019 年年报,有很多关于流化床颗粒硅的内容:
“2019 年 5 月 7 日,江蘇中能硅業科技發展有限公司「硅烷流化床顆粒硅關鍵設 備與高效沉積工藝開發及產業化」項目獲 2018 年度江蘇省科學技術二等獎,省級科技 類最高獎”。
在年报的业务讨论中,有单独一节“硅烷硫化床(FBR)技術商業化”。详述“運用積 累的具有自主知識產權的硅料技術,加上 2017 年收購的美國 SunEdison 旗下的 FBR 技 術專利團隊和設備,徐州生產基地將按市場需求及生產營運條件擴充生產,並逐步升級 為 FBR 硅料基地”。“顆粒硅具有多項天然競爭優勢。第一為其高產品應用性,能更佳 應付下游單晶硅生產商對硅料的需要,以及能 100%應付 RCZ 及 CCZ 物料。第二,顆粒 硅每單位的成本指數遠較棒狀硅為低。保利協鑫有信心此新的粒子硅過程(全取決於獨
立創新科研)可填補本地缺口,將為光伏發電提供全新的技術提升,亦可為本集團帶來 新的利潤增長點”。“公司目前已形成 GCL 法高純顆粒硅生產技術路線,具備年產 6,000 噸顆粒硅的有效產能,並通過下游單晶客戶顆粒硅替代塊狀硅使用的認可。我們量產顆 粒硅的同時,也大力提升顆粒硅產品質量,並取得以下成果:
• 顆粒硅產品品質大幅提升,其中總金屬含量小於 10ppbw,碳含量小於 1ppma;
• 部分顆粒硅產品品質達到光伏特級料、電子級三級水平,充分證明顆粒硅技術能 夠生產達到光伏特級料品質的顆粒料”。
从 2012 年开始,协鑫独立艰难探索流化床颗粒硅工艺,很快初试胜利,后来 4 年 进展迟缓,几乎停步不前。年报中也只能用模糊笼统相近的文字,安抚投资者的期盼, 却换来投资者的质疑和愤怒,甚至吹牛撒谎的责难。为了推进颗粒硅的进步,协鑫决意 收购海外优质流化床智慧产权,刚好碰到 SunEdison 贱卖 MEMC 流化床颗粒硅工艺。又 经过两三年励精图治的本土化和产业化实践,终于迎来几缕晨光。而这一切,皆为笔者 和小股东最近的独立调查和多方查证所验证。可悲的是,这也是保利协鑫股价屡创历史 新低的艰难时刻。
此硅非彼硅——保利协鑫颗粒硅产品一线实证调查和品质标准对比
保利协鑫不久前宣布在徐州基地改建扩建 5.4 万吨硅烷流化床颗粒硅产能,虽有徐 州市党政要员站台剪彩,依然遭遇市场深度怀疑和冷处理对待。甚至有人怀疑协鑫铺摊 子唱戏骗政府资金。看过本文详述史料和公开信息所展示的协鑫颗粒硅研发收购吸收历 史后,应该会对协鑫改建扩建颗粒硅的真实性和合理性有新的认识。我们一众保利协鑫 中小投资者,为系统验证相关信息,花了很大的功夫。
早在 2018 年底或 2019 年初的多晶硅行业产业新闻中,就有市场上每月大约有 500 吨颗粒硅供应的报道。2019 年 3 月 8 日,保利协鑫几位高管在阿特斯多晶硅会议上透 露协鑫颗粒硅实现 5 个月稳产的信息。今年 7、8 月,我们联系的协鑫人士,告知颗粒 硅 4 代线已稳定运行 6 个月,正检修中,同时 5 代线已稳定运行 5 个月,向 6 个月迈 进。不久后协鑫中报业绩电话会议,管理层证实 4 代线、5 代线都分别安全稳定运行超 过6个月,后者打破了MEMC韩国团队(协鑫技术收购中涉及的少许颗粒硅固定资产) 6 个月的商业规模稳定运行记录。
为了证实协鑫颗粒硅在下游得到应用和检验,我们调研了中环天津环欧半导体公司、 中环内蒙直拉单晶厂、协鑫宁夏中卫直拉单晶厂、隆基云南保山工厂、徐州中能硅业、 徐州公路物流公司等若干实体。涉及高管、技术人员、拉晶工、物流司机不下二十人。 我们得到以下确凿信息:
1、 中能硅业目前月供应流化床颗粒硅 500 吨左右,按中能硅业流化床颗粒硅
901A 标准交货,货号 ZN901A;
2、 中环内蒙、协鑫中卫,还有隆基、晶澳,都试用验证过协鑫的颗粒硅产品,
目前不大的产量应该主要供应协鑫内部、中环、少量供应隆基;
3、 901A 颗粒硅产品按每袋 10 公斤、每件 84 袋,每件 840 公斤包装规格,公
路平板车运输,每车运输 30 多件,20 多吨不等;
4、 包装上有“颗粒硅,真空除尘*双*缠膜等大号字体,付发货清单;
5、 小袋分装是为下游工人人工搬运倒料方便,抽真空除尘和双层缠膜包装是为
了避免杂质污染,减少袋内颗粒硅运输过程中相互摩擦产生粉尘;
6、 拉晶工反应有见过或使用过颗粒硅,有人说都是硅料,给什么用什么,有人
说与硅块混合着用。还有工人反应颗粒硅使用中不大习惯的一些操作问题, 但说可以克服和解决。
目前能找到产品资料、公开供应的太阳能颗粒硅只有 REC 合资企业中瑞硅业和协鑫中 能硅业生产的两种。笔者找到了它们的产品品质标准,对比如下:
硅材料质量对比
天瑞硅材料 (天宏REC) 68001
天瑞硅材料 (天宏REC) 68003
协鑫ZN901A
颗粒硅特 级料
棒状硅特 级料
棒状硅一 级料
MEMC 电 子级典型 含量
纯度
99.9999
99.9999
纯度
据称99.999999
纯度
受主杂质(硼)ppba
4
4
受主杂质(硼)ppba
0.4
0.2
0.26
0.54
受主杂质(硼)ppba
0.1
施主杂质(磷)ppba
3
3
施主杂质(磷)ppba
0.8
0.3
0.68
1.4
施主杂质(磷)ppba
0.1
总金属 ppba
150
50
体金属 ppbw
15
10
15
50
过度金属,ppba
1
表金属 ppbw
30
100
碳 ppma
0.8
0.8
碳 ppma
1
0.4
0.4
0.5
碳 ppma
0.15
氢 ppmw (mg/kg)
-
-
氢 ppmw (mg/kg)
30
30
-
-
氢 ppmw (mg/kg)
-
其它施主杂质 ppba
其它施主杂质 ppba
0.03
尺寸
0.15-4mm,90%
0.15-4mm,91%
12-15mm
包装
聚乙烯袋
聚乙烯袋
真空除尘袋
上表中可见,协鑫 ZN901A 颗粒硅的供货标准,受主、施主、金属杂质标准严于西门子 棒状硅一级料,略低于棒状硅特级料,比颗粒硅国家标准特级料低一倍左右。对比天瑞硅材 料的 68003 产品标准,因金属含量天瑞采用 ppba(十亿原子中杂质原子数)量度,协鑫采 用 ppbw(十亿分之一质量)量度,需转换一下单位。因为铜铁等原子量大约是硅原子量的 两倍左右,所以天瑞硅业的金属杂质数据乘以 2,才能与协鑫 901A 标准对比。因此,按逐 个指标,协鑫 901A 受主杂质标准比天瑞硅业严格 10 倍,施主杂质标准严格 4 倍,金属杂 质不到天瑞硅业的六分之一,碳含量标准近似。协鑫产品标明了颗粒硅吸附氢的含量,每公 斤不超过 30 毫克,中瑞硅业产品标准没这项数据。
大体而言,协鑫 901A 产品杂质质量标准比 REC 合资企业中瑞硅业要严格 6-10 倍,高一 个数量级。这或许能解释市场上广泛传播的“颗粒硅品质低,比不上棒状硅”的说法,大概 市场就还没来得及见证过好的颗粒硅。我们的调研和对比结论是,协鑫的颗粒硅交货标准接 近棒状硅特级料,比可比商家的颗粒硅杂质含量,低差不多一个数量级(受主、施主、金属 杂质是硅料的关键质量指标)。碳、氢含量会带来些操作上的麻烦,可以通过上下游合作解 决,也可以调整拉晶工艺去解决。据称协鑫目前在产颗粒硅的氢含量,已经降低到 20 毫克 以下。
有道是:此硅非彼硅,都长黑乎乎,此硅似珍珠,彼硅似炭黑。
颗粒硅 = 珊瑚料?! 有人批颗粒硅疏松,类似棒状硅珊瑚料。据我所知,珊瑚料因为是块状疏松料,所以在
破碎过程中容易沾染杂质灰尘,而且珊瑚料块状硅在往坩埚里填料的时候,占位与块状硅致 密料一样多,但加热熔化后液体量要少很多,影响拉晶产出效率,而因为同样要加热拉晶炉 熔化一坩埚硅料,耗能差不多。硅液少拉晶少,耗能和杂质都高,珊瑚料自然是低档一些的 块状料。但颗粒硅运输与使用过程中沾染杂质的机会很少,它虽然也不够致密,但因颗粒小 能填缝,单独装填比致密料还高 4-10%,混合装填能多装 30%,所以完全没有珊瑚料的那些 问题。难怪有人说,比颗粒硅为珊瑚料的,完全是外行胡说八道!
协鑫的路是探索的路
回顾十几年的硅业发展,2006 年协鑫开全国之先引进消化西门子还原法,在国内第一 个吃螃蟹产出商业太阳能多晶硅。后来又改良西门子法,发展冷氢化,也开行业之先。硅料 搞定以后,协鑫走铸锭路线,发展了多晶硅太阳能电池片业务,也曾把硅片价格大幅降低, 占市场份额的 85%以上,引领太阳能绿色发电新潮流。虽然这些年铸锭道路和多晶硅电池片 日暮西山,它也举全力开展了不太成功的自救。其太阳能发电站的投资,若不是因为严重的 补贴拖欠和融资利息压力,其实也是成功的。徐州西门子老产能受困于高电价成本,公司投 资建设新疆产能的速度和执行也是可圈可点。经过七八年的探索和努力,如今又把全球都失 败的流化床颗粒硅太阳能产业化商业化应用,做到初见曙光。品质标准对比,也让我们确信, “此硅非彼硅,都长黑乎乎,此硅似珍珠”。
经过严肃的调研质证,我们现在有充分理由相信,虽然这些年协鑫有些战略和业务失误, 硅料上被业界对手追赶,有些甚至暂时超越。但它能在新疆西门子多晶硅资产产能、成本、 品质均领先行业的前提下,毅然决然放弃发展西门子,全面转向硅烷流化床颗粒硅,这之中, 自有公司内部知其然也知其所以然的严肃决定,也有它基于 7、8 年产业技术探索的发展必 然。
我们外行小股东,乐意看到协鑫走得更好更远,重拾硅业的辉煌。
协鑫硅颗粒硅,硅种已经播下,期待成长和收获!
署名与后注:
——布衣老骑士
在带头联名控告协鑫超低价增发(香港证监会无法查实操纵,接受无罪推定)、私自转 移钙钛矿资产(已悄悄转回)后,就流化床颗粒硅进展发表完全相反的重磅调研报告。
报告内容全部基于公开资料、协鑫公告和独立调研,文责自负。本研究报告独立完成, 未曾接受任何人任何授意或任何好处。
撑实业,斗邪淫;痛批不争,怒赞进步;不为输赢,只求正义。 大股东管理层,请努力勤勉加油,小股东我们盯着你们的!