13 февраля 2013г. в Национальном исследовательском технологическом университете «МИСиС» под эгидой Научного совета РАН «Физико-химические основы полупроводникового материаловедения» состоялся традиционный научный семинар «Материаловедение и физико-химические основы технологий получения кристаллов кремния». Семинар традиционно проходит под руководством профессора института МИСиС д.т.н. М.Я. Дашевского, - старейшего и заслуженного ученого и преподавателя полупроводниковой отрасли СССР и России.
На семинар были приглашены все заинтересованные лица, а также студенты МИСиС соответствующих специальностей. В программе этого заседания значилось только одно выступление - эксперта по сырьевым материалам для солнечной энергетики с.н.с. НПП «КВАНТ» А.В. Наумова на тему «Современное состояние рынка поликристаллического кремния». Данный репортаж отчасти иллюстрирован слайдами с этого доклада.
После такого вступления пошел интересный разговор о развитии отрасли и о главном – состоянии, в котором она сейчас находится и перспективах. Это состояние почти двукратного перепроизводства в 2012 г., состояние к которому отрасль пришла после 5-летнего периода бурного роста (Рис.1) Динамика роста выпуска поликремния.
В процессе развития полупроводниковой отрасли было «много званых, да мало избранных». Крупные производители, в основном «старые», завоевавшие свое место на рынке давно, вышли в «сверх-лидеры». Буквально 2-3 «новых» производителя смогли агрессивно «втиснуться» на этот конкурентный рынок. (Рис.2) Огромное количество производителей, которые собирались заняться этим бизнесом, не выдержали гонки умов, опыта и финансов. Полупроводниковый кремний получают восстановлением SiCl4 или SiHCl3 водородом. Одной из особенностей предприятий по производству кремния является их высокая энергоемкость (10-16 кВт*час/кг), поэтому среди ведущих мировых производителей кремния долгое время были представлены, в основном, страны с развитой энергетикой. Сегодня стало очевидно, что помимо дешевой электроэнергии, для успехов необходимы еще высококвалифицированные научные кадры, умение быстро принимать правильные решения и четкое понимание элит, для чего все это надо. И к западу от России, и к востоку – это понимание есть: солнечная промышленность – сильный мотор для технической, технологической, экономической модернизации любой страны. Государство, развивающее солнечную промышленность, получает в качестве «бесплатного бонуса» лидерство в электронике, военной технике и др. жизненно важных для интересов государства областях. Это связано с тем, что поддерживающая «экосистема» для солнечной промышленности и электроники одна и та же (сырье, материалы, образование, научные школы, НИР, производители материалов, газов и пр.).
Поли-кремний представляет собой материал, прежде всего, для двух направлений – солнечной энергетики и электроники. При этом, для производства солнечных модулей необходим кремний высокого качества (содержание Si более 99.9999999%). Для электроники требуется еще более высокое качество полупроводникового кремния, используемого при производстве радиодеталей и микросхем, силовой электроники. Например - для приборов силовой электроники. Сегодня сильнотоковые кремниевые электронные устройства используются для передачи электроэнергии на большие расстояния с минимальными потерями, в энергоемких металлургических и химических производствах, на транспорте, в системах электропривода и энергопитания. Самые сдержанные оценки показывают, что оптимальное насыщение энергетики средствами силовой электроники позволяет экономить как минимум 15-20 % производимой электроэнергии, что сопоставимо с вкладом, например, всей атомной энергетики РФ. (Рис.2) Основные производители и динамика роста их мощностей
В докладе подробно рассматривались те изменения в технологии производства, в организации, в требованиях к качеству, которые произошли за последние 5 лет. Обсуждался и главный вопрос – когда же отрасль выйдет из состояния перепроизводства. Рис.(3) Динамика спроса и предложение на поликремний
Было отмечено, что в отрасли пойдет безжалостный и молниеносный процесс слияний, поглощений и разорений, с тем, чтобы количество производителей пришло в соответствие потребностью. Рис. (4) Прогноз снижения количества производителей солнечный батарей
Наиболее важной и интересной для присутствующих стала та часть разговора, в которой говорилось о России. Через 3-5 лет развивающийся рынок солнечной энергетики «проглотит» сегодняшние избыточные резервы и очистится от неэффективных игроков. Создаваемый рынок альтернативной энергетики – огромный мировой рынок. Это новые десятки и сотни миллионов рабочих мест. В России формируется понимание, что потенциал сырьевой экономики иссякает. Ближайшие годы в этом смысле станут важнейшими. Поэтому, сегодня так важно анализировать процессы, идущие в мировой полупроводниковой индустрии и продолжать усилия в этом направлении, выбрав те технические решения, которые останутся передовыми завтра. Полупроводниковая отрасль, пройдя кризис, перейдет во вторую фазу своего развития те, кто извлек правильные уроки, окажутся в выигрыше.
ИАА Cleandex благодарит А.В. Наумова за помощь в подготовке публикации