硅烷法

　　多晶硅是半导体芯片的原料。过去多年，多晶硅一直由包括德国瓦克（Wacker）在内的传统七大国际生产商把持。光伏行业快速崛起后，其对多晶硅原料需求迅速超过半导体。现在多晶硅应用中，90%用于光伏，只有10%用于半导体。保利协鑫则是光伏业崛起中孕育出来的多晶硅巨头。

　　保利协鑫在2006年进入多晶硅行业时，最成熟的技术是改良西门子法，这一技术也拥有成熟且公开的设备供应商。保利协鑫在多晶硅行业零积累的背景下，选择了改良西门子法，并开始在徐州搭建多晶硅生产工厂。过去七年时间，其通过设备国产化、自主研发设计关键工艺、对生产持续改进将成本快速降低。2008年保利协鑫多晶硅生产成本还是每公斤66美元，现在已经降到每公斤17美元。

　　“改良西门子法成本再要下降，空间越来越小，到天花板了。”蒋立民告诉记者。2009年，保利协鑫开始启动硅烷流化床项目，这是一种成本更低的技术路线。

　　从硅的转化率来看，改良西门子法在还原炉中的一次转化率只有10%，硅烷流化床法能够达到98%。改良西门子法的反应温度高达1100度，硅烷流化床的反应温度为500到600度，后者能耗也更低。硅烷法的反应面积远远大于改良西门子法，亦能进一步降低能耗。而且，与改良西门子法每三天就要打开装置相比，硅烷法可以在封闭空间内持续反应，持续进料和输出产品。

　　可是这项技术却很难掌握。硅烷流化床法在过去只被两家企业实现过商业化，一家是挪威的REC，另一家是美国的MEMC，其对供应商和工艺流程的保密性要求都极高。即便是做得最成功的项目，至今也有没有解决反应效率和产品纯度等问题。

　　保利协鑫执行总裁舒桦介绍，当保利协鑫决定启动硅烷流化床项目时，内部出现了不同的声音：改良西门子法在市场中每年有几十亿的营收，坐拥高达36.4%的毛利率，在如此舒适的市场环境下为何要投几亿来冒风险？“我们有时候也比较矛盾，这个硅烷法出来，要革自己的命。改良西门子法我们已经做到最优了。但技术进步就是这样，这条线革上条线的命，这代技术革上一代技术的命”，吕锦标对记者说，“技术进步日新月异，要把自己的过去和追赶者一起甩掉。”

　　硅烷流化床法的原理是，成份是四氢化硅的硅烷气在流化床的反应器中，跟特别细碎的种子硅粉发生气固反应，在高温下，硅烷气分解成硅和氢气，整个反应过程固体越来越多。“就像炒豆子、豆子越来越大的过程。”蒋立民如此形容。

　　其难点之一在于，颗粒硅会在生成过程中由于剧烈反应而不停地撞到流化床反应炉的内壁，如果内壁材料选用得不好，会让颗粒硅沾上杂质而纯度不高。国外现在通过硅烷流化床法做出的颗粒硅纯度不高就是由这个原因造成的。另一难点在于，这个气固反应的过程中固体越来越大，如何及时地把符合标准的颗粒硅送出去，又不让作为种子的硅粉同时出去，也不能让颗粒硅越积越多堵住硅烷气进来的入口，这对流化床反应炉的结构设计有非常高的要求。在这个动态的反应过程中，如何加热、在不同段控制不同温度，也是非常复杂的过程。