来源：雪球App，作者： 良田路181，（https://xueqiu.com/9660044976/202002476）

硅产业链的起端是硅矿或者硅石、硅砂，实际上就是石英石，石英石的主要成分是SiO2，矿产分布到处都有，品位相差较大，目前国内的硅石矿主要坐落在新疆和云南，云南硅石品位较好，但产量低于新疆地区。

硅石需要提纯才能用于工业生产，目前主流的提纯方法，就是将硅石加入碳丢到高温电阻炉里面烧熔，高温状态下，SiO2会和C反应形成SiC和CO，然后SiC进一步将SiO2还原为Si和CO，用中文翻译下，就是石英的主要成分二氧化硅会和焦炭里面的碳反应，形成碳化硅和一氧化碳，而碳化硅又会和剩下的二氧化硅反应，形成纯度较高的硅以及一氧化碳。这些纯度较高的硅密度较大，因此会沉积到电阻炉下方，将其提取出来之后就是可以用于工业生产的金属硅粉。

金属硅粉也称硅微粉，要和微硅粉做一下区别。微硅粉也称硅灰，是金属硅烧制过程中产生的烟尘，主要成分也是SiO2，所以可以收集起来回炉，或者作为水泥、建材等的添加剂出售。平时我们所讲的硅粉，是指金属硅粉，而非微硅粉。

烧制完成的金属硅粉依旧是含有杂质的，最常见的三种杂质是铁铝和钙，所以市场上通常以三种杂质的含量来区分金属硅粉的品位。比如553硅，就是铁杂质占0.5%，铝0.5%，钙0.3%，又比如2202硅，就是铁0.2%，铝0.2%，钙0.02%。目前市场上主流的分类，是把金属硅粉分为冶金级硅和化学级硅，冶金级硅的硅含量在90%以上，通常会达到98%左右；而化学级硅的硅含量高于98%，产品基本是2字开头的。

冶金级硅顾名思义，一般用于合金冶炼，冶炼行业每年消耗的冶金级硅比例高达60%。冶金级硅的另一个用途是高纯度硅的制备，下文会做详细阐述。化学级硅则主要是用于有机硅的生产，当然，化学级硅也可以用于制备高纯度硅，但较为浪费。

冶金级硅的纯度不够，还需要进一步提纯才能用于太阳能电池硅片和电子产品用硅。冶金级硅提纯之后叫高纯度硅，品位划分以N来计算，比如硅含量99.99%就是4N，99.9999%就是6N。太阳能级硅纯度要在4N以上，一般是4-6N的多晶硅或单晶硅；而电子级硅要求则更高，通常是6-11N的单晶硅。

冶金级硅的提纯方法有很多种，目前上市公司应用的大规模提纯的方法有两种，分别是改良西门子法（以通威股份为代表）和流床化法（以保利协鑫新能源为代表）。两种方法的出发点都是相同的，金属硅粉是没办法直接提纯的，需要将其转化为某种中间物质，再对中间物质进行分馏、沉积提纯，最后把硅还原出来。

改良西门子法选取的中间物质是三氯氢硅。低纯度硅粉先和氯化氢反应，生成含有杂质的三氯氢硅（杂质有氯化硅、二氯氢硅等），三氯氢硅在常温下是液体，所以可以使用分馏的方式提纯，最后使用氢气置换出高纯度三氯氢硅里面的硅。改良西门子法制备的高纯度硅是棒状硅，优点是切片和拉制单晶硅时比较稳定，纯度也高，目前的特纯硅都是运用改良西门子法。缺点是电耗高，产废多，成本很难降。

流化床法则选用硅烷作为中间物质。硅烷的制备比较简单，就是在含有杂质的三氯氢硅中不停地注入氢气，三氯氢硅和杂质都可以和氢气反应生成硅烷SiH4以及盐酸HCl，这部分混合液的沸点各不相同，所以可以通过蒸馏进行分离，最后得到高纯度的硅烷气体。在制备硅烷的同时，需要在熔化炉里加入高纯度硅籽晶，将硅籽晶融化成流床，然后将硅烷输入到熔炉中。硅烷在高温环境下分解成硅和氢气，硅会沉积下来镀在硅籽晶的表面，而氢气则排出回收。经过这样一个过程，高纯度的硅籽晶表面的硅沉积越来越多，逐渐长大，所以也有人把这种气相沉积法称为“硅的生长”。

流化床法的优点是电耗少，废料废气少，而且可以连续出料，能大大改善拉晶的效率，但流化床法在制备过程中，硅烷生成的氢气有时会在高纯硅内部形成气泡，导致拉晶时出现“跳氢”，因此如何对高纯硅进行脱氢是目前的一个技术难点。另外，流化床法对硅籽晶粉的纯度要求很高，但为了烧化为流床，减少流床气泡等，硅籽晶通常要进行机械研磨，在研磨时硅籽晶会和器械进行碰撞，很可能参杂进其他杂质，导致籽晶纯度下降。流化床法制备的高纯硅是颗粒硅粉末，有别于西门子法的棒状硅硅块。

从目前状况看，流化床法还没有办法对西门子法进行替代，但一定程度上能挤占西门子法的市场，特别是在太阳能级硅市场上。经过调查，上市公司中使用颗粒硅拉制单晶硅技术最成熟的应该是隆基股份，据公司介绍，目前其使用颗粒硅拉制的单晶硅品位，已经可以媲美棒状硅拉制单晶硅的三级品。随着技术的改良，流化床法和改良西门子法将会形成二分天下的态势，就像锂电的三元锂电池和磷酸铁锂电池。

总的来讲，硅产业，从硅矿到下游的有机硅产品、多晶硅和单晶硅，发展的趋势有四个，第一个是高纯化，第二个是节能减排，第三个是降低成本，第四个是产业一体化。高纯化这个不用讲了，高纯度硅产品的需求增速要远远高于低纯度硅产品，纯度不同的硅价差正在疯狂拉大，最后肯定是至纯者得天下。节能减排和降低成本的重点在于电和副产品的利用，在这两点上运用流化床法的企业可能会有更大优势。而最后一点最为重要，也关乎一家企业能否在硅产业抢占最高点。

产业一体化，也可以理解为全产业链布局，是未来硅企的必经之路。实现全产业链布局，是充分实现前三个趋势的前提，并且可以为企业提供极大的产品灵活度和利润边际。良田路181的小伙伴们，一直在等这么一家企业出现，横跨硅矿——有机硅和硅矿——高纯硅两条产业链。会是合盛硅业吗？还是通威股份？隆基股份？大全能源？协鑫新能源？新安股份？Anyway，希望这个硅儿子，会越来越好吧~