近兩年，多晶硅價格持續上漲。從2021年初的8萬元/噸，僅一年多時間便已飆升至目前最高31萬元/噸。作為光伏產業鏈最重要的上游原料，發生在多晶硅領域的一舉一動都會牽動廣大投資者的神經。

而近期基于硅烷流化床法技術的顆粒硅大規模量產，再次引發了市場熱議。有媒體將其稱為“黑科技”，認為顆粒硅技術可能顛覆目前多晶硅領域的生產供應格局。

在此氛圍下，由來已久的多晶硅兩大生產技術路線交鋒再掀波瀾。

那么，硅烷流化床法生產的顆粒硅到底是不是“黑科技”?能否真正替代改良西門子法生產的多晶硅產品呢?

顆粒硅生產技術出現已超過60年

目前全球多晶硅生產的兩大技術分別是基于西門子法的改良技術和硅烷流化床法生產的顆粒硅技術。而基于硅烷流化床法生產顆粒硅的技術并不是近兩年才發明創造出來的新技術。

早在上世紀五六十年代，生產多晶硅的兩大技術路線西門子法和硅烷流化床法就已相繼問世。

流化床法技術最早的雛形出現在1952年，美國聯合碳化合物(UCC)公司提出將硅烷裂解沉淀在固定床上的硅顆表面的技術。9年之后的1961年，美國化工巨頭杜邦公司申請了使用三氯氫硅為原料在流化床內生產顆粒硅的專利，這也標志著用流化床法生產顆粒硅技術正式面世。

由此可以看出，生產顆粒硅的技術已出現超過60年。

上世紀70年代，美國聯合碳化合物公司、德州儀器公司等又開始對流化床生產工藝進行升級研究。尤其是美國Ethyl公司(現為Sunedison)于1984年建廠生產電子級顆粒硅，但由于純度、成本等問題，顆粒硅產能并未能進一步放大。

直至步入21世紀，隨著光伏多晶硅市場需求的迅速增大，硅料生產企業對流化床法的關注又開始興起。

但截至目前，世界主要硅料生產企業仍主要采用工業化生產更為安全和穩定的改良西門子法，流化床法在多晶硅生產領域仍只是作為改良西門子法之外的補充技術存在。據CPIA 數據，目前全球主流的多晶硅生產方法仍是改良西門子法，國內外 95%以上的多晶硅是采用改良西門子法生產的，基于硅烷流化床法生產的多晶硅占比還不到5%。

顆粒硅實際成本優勢并不明顯

對于流化床法技術生產的顆粒硅，亞洲硅業的看法具有市場代表性。

2021年，亞洲硅業在其公開披露的招股書中表示：改良西門子法除了綜合電耗比流化床法高，在產品質量、市場規模以及技術成熟度上，相比流化床法更有優勢。

從硅烷流化床法的生產技術上，我們可以更清楚地了解其優劣。

硅烷流化床法生產顆粒硅技術的主要原理是將硅烷用氫氣作為載體，像氣流一樣從流化床反應器底部注入，然后上升到中間加熱區反應。

因為有底部進料時候的氣流源源不斷的進入，可以讓反應器內的籽晶沸騰起來，處于懸浮狀態。注入的硅烷等原料和氫氣在加熱區發生反應，然后隨著反應的進行，硅逐漸沉積在懸浮狀態的硅籽晶上。籽晶顆粒不斷地生長，長大到足夠重量的時候，硅顆粒沉降到反應器的底部，排出的就是顆粒硅。

這種多晶硅生產方式的主要優點被解讀為能耗更低，降低了成本。

在目前改良西門子法生產多晶硅過程中，除原材料外，電力是占比最高的成本項。據 CPIA 數據，能源消耗在多晶硅生產成本中合計占比 32%，其中電力占總成本的比例為 30%。而硅烷流化床法的綜合電耗為改良西門子法的 33.33%，還原電耗為改良西門子法的 10%，硅烷流化床法看似具有明顯的能耗優勢。

但業內人士認為，顆粒硅除了老生常談的電耗和水耗，能耗的綜合考慮還需要加上蒸汽消耗。不同于改良西門子法的副產蒸汽用于發電，蒸汽單耗基本上已經下降到0。而流化床法生產過程中還會使用到蒸汽、天然氣等，綜合能耗計算下來，改良西門子法和流化床法兩種技術的能耗差距并不大。

此外，隨著技術進步和能源的綜合利用，改良西門子法生產多晶硅的電耗水平仍在持續下降。據 CPIA 數據，2021 年多晶硅生產的平均綜合電耗同比下降 5.3%至 63kWh/kg-Si，平均還原電耗同比下降 6.1%至 46kWh/kg-Si，未來有望進一步下降。

綜合而言，硅烷流化床法的能耗優勢在未來或將越來越小。

顆粒硅生產純度及安全性有待提升

制約流化床法過去幾十年成為多晶硅主流技術更重要的原因，還在于產品質量、純度及生產安全等方面的因素。

首先從質量角度看，顆粒硅成品純度并不高，質量水平至今沒有得到市場的普遍認可。

從多晶硅歷史演變看，在西門子法和流化床法面世后的初期，當時多晶硅市場需求主要是為半導體行業生產電子級多晶硅。流化床法就因為純度達不到，雖然見證了半導體和光伏的光輝歲月，但卻長時間毫無參與感可言。至今，下游硅片企業對顆粒硅仍然只選擇摻雜使用。

首先，由于硅烷流化床法顆粒硅在生產過程中，勢必會不斷碰撞反應器內壁，從而遭到金屬材料的污染，增加顆粒硅中的含碳量，影響顆粒硅純度。

其次，流化床對安全性的要求很高。硅烷易燃、易爆的突出特點和安全隱患，也限制了硅烷流化床法的推廣使用。

此外，在實際生產過程中，由于“氫跳”、顆粒硅撞擊器壁等問題，會造成生產工序的中斷，并引起碳基內襯、加熱線圈、石英坩堝等部件的損壞，同時由于生產工藝中粉末比例較高使得成品率偏低，從而在硅元素單耗方面也產生了較大的額外成本。

所以，即便如今顆粒硅進入大規模生產，但若無法解決其生產過程中的這些硬性缺陷，或許仍然難以對改良西門子法多晶硅的市場地位產生實質性威脅。

結語：投資者仍需保持清醒

通過以上分析我們可以預期，盡管在當下多晶硅價格居高不下的情況下，顆粒硅已成為部分企業及輿論宣傳的“新寵”，但從技術替代的路線上講，目前的硅烷流化床法生產顆粒硅，相對于更加成熟的改良西門子法多晶硅產品，仍有很長的路要走。

在靈敏的資本市場，概念或噱頭或許常常會成為機構追捧的焦點。但對于投資者而言，如何在浮華與喧囂中保持清醒，看懂其中的邏輯，拋開變量去擁抱確定性，或許更為重要。