當代多晶硅生產工藝技術概論(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，工廠的產能規模在年產1000噸2000噸之間，一般是外購金屬硅和HCl作為原料，尾氣中的TCS、STC、HCl和H2全部在現場回收，循環利用，沒有副產物。而見證和參與美國多晶硅這三個階段全過程的就是PST公司—美國多晶硅技術有限公司的掌門人—Leo C Rogers先生。PST公司的宣傳標志Rogers先生是美國知名的多晶硅高級專家，目前稱他為美國多晶硅之父一點也不過分。他經歷了美國多晶硅發展的各個階段，主持設計和建設了美國早期的多家多晶硅工廠。上海棱光實業有限公司在上世紀七十年代引進的美國摩托羅拉公司淘汰下來的年產150噸多晶硅工廠的二手設備，就是出自Leo C Rogers先生之手。這是Leo C Rogers年輕時的英姿Leo C Rogers在展示大尺寸硅片博主在PST公司拜訪Leo C Rogers先生及他的女兒女婿PST目前是一個位于美國亞利桑那州鳳凰城的家族公司，Leo C Rogers先生帶著他的女兒和女婿構成了這個小公司的全部核心，但是由于Rogers先生在美國多晶硅業界的豐富資源和良好的人脈，全世界的多晶硅企業依然絡繹不絕的邀請他講學、參與合作，七十高齡的他依然活躍在美國多晶硅行業，他寫的專著和文章已成為多晶硅工程技術人員的案頭之作。CDI：在美國東北部，和加拿大多倫多市比鄰，有一個屬于紐約州的城市叫布法羅（Buffalo），這個城市的另一個名稱叫水牛城，這里有三處非常著名的地方：一處是美得令人窒息的尼亞加拉大瀑布，另一處是為中國廣大莘莘學子關注的紐約州立大學布法羅分校。這第三處距尼亞加拉20多英里，一個安詳靜謐的小鎮，名叫Lockport，中國人把她翻譯成“鎖港”。鎖港有一個船閘，據說這是當時最大的船閘，這個船閘曾經令鎖港人著實自豪過一陣，至今仍在使用，也是鎖港的一個景點，這個船閘也許暗涵著“鎖港”這個地名的來歷。鎖港的這家酒店十分溫馨，有一個很大的后花園這是鎖港十分有名的船閘，鎖港這個小鎮以此而命名過往船閘的船只至今仍往來不息鎖港有一家從事化工氣體分離的、很不起眼的小公司，只有30人左右，進去后看到上班工作的人數不會超過10人。她的名聲雖然比不上尼亞加拉大瀑布，但是絕對不會比這座船閘遜色！這就是多晶硅業界聞名遐邇的一家從事氣體處理的公司—化工設計公司（Chemical Design Inc.），縮寫CDI。CDI成立于1959年，在化工氣體凈化和分離領域已經有51年的歷史了，從事的主要業務包括： 空分系統空氣預凈化 液化天然氣凈化系統 多晶硅工廠尾氣分離系統 外延片尾氣回收系統 石化尾氣凈化及回收系統 氫氣凈化及回收系統 光氣生產成套裝置多晶硅尾氣分離原先只是CDI很小的一個業務，在新光硅業的項目中，CDI通過一家臺灣公司進入我國多晶硅領域，此后，在這個行業一發不可收拾，掙了個盆滿缽滿。現在CDI這個詞在我國的多晶硅業界已經成為TCS合成尾氣以及還原氫化尾氣分離與回收裝置的代名詞。在CDI的會議室里，隨處可見中國多晶硅企業贈送的紀念品。這是CDI辦公室不起眼的大門拜訪CDI技術副總裁2007年，我在全球多晶硅狂潮的巔峰時刻來到這個小鎮，感覺街邊都是多晶硅業界人士匆匆地腳步聲，他們口袋里揣著滿滿的錢，急切地叩響CDI的大門，呼喚著財富！2009年8月，當我再次來到Lockport的時候，狂潮接近尾聲，行業回歸了理性，尼亞加拉大瀑布依然游人如織，但是鎖港的街頭卻寧靜了很多。寧靜的鎖港街頭尼亞加拉大瀑布依舊是那么的迷人有趣的是，在美國還有一家名為CDI的化工設計公司，這家CDI成立于1950年，總部位于休斯頓，她的規模遠比布法羅的CDI大得多，年營業額有10多億美金。業內人士稱她為“大CDI”，而把布法羅的CDI稱之為“小CDI”。雖然“大CDI”也介入了中國的多晶硅項目，分別為江西賽維的一期和云冶集團的一期多晶硅項目提供了基礎設計。但是，記住“大CDI”的人很少，別看它大，在中國遠沒有“小CDI”出名。CDI提供的多晶硅工廠尾氣分離與回收裝置美國多晶硅工廠一瞥：美國廣袤的西北部，從華盛頓州的Moses Lake到蒙大拿州的Butte，600英里左右的路程令無數多晶硅業內人士投去神往的目光。讓我們就沿著這條線出發，看看能發現一些什么：從西雅圖開車約3小時就可以到達華盛頓州Grant郡的Moses Lake，這是一個只有18310人口的小城：這是半沙漠地區，本應是一個缺水的區域。由于州政府成功地完成了哥倫比亞河流域的治理，興建了大量的水利設施，使得這個半沙漠地區卻有覆蓋6500英畝的人工湖面，成為一個休閑、度假、滑雪的勝地：和REC的多晶硅專家在湖邊餐廳全球七大多晶硅工廠之一，硅烷法巨頭REC收購的原SGS工廠就坐落在這個小城的邊緣：REC工廠的入口處熱分解車間低溫精餾工段愛達荷州有一個尖角伸向北方直至加拿大邊境，從Moses Lake沿著山路穿過這個尖角就進入了地廣人稀的蒙大拿州。蒙大拿州幅員廣大，全州長500英里，寬300英里，面積近15萬平方英里。Butte是蒙大拿州西部一個只有3萬3千多人口的小城市，在19世紀至1920年，這里有過一段前所未有繁華。當時，這里曾經是美國西部最大的銅都。據說那個時代到這里來采礦的中國礦工曾多達1000多人，難怪這30000多人城市還有一家很大的中餐自助餐館。全球最著名的七家多晶硅工廠之一：美國先進硅材料有限公司ASiMI就坐落的Butte的近郊，現在這家工廠被挪威的REC收購，和REC在Moses Lake的工廠一起，成為全球少數用硅烷法工藝生產多晶硅的兩間工廠。已經到達ASiMI廠區門口的大道ASiMI廠區對面的大片土地已經被圈為硅工業技術園區正對廠大門的是熱分解車間精餾裝置變電站ASiMI和SGS被挪威的REC收購以后，據說原廠的一些從事技術和管理的團隊與新股東有分歧，造成部分人員離職。而這些離職人員有不少日后成為全球多晶硅狂潮中炙手可熱、身價不菲的行業精英，其中一些為國人所熟悉。GT Solar的副總裁兼多晶硅部總經理David Keck就是來自ASiMI，Keck先生的家鄉在蒙州，GT Solar也因為Keck先生將所屬的多晶硅業務部門設在蒙州的Missoula。在GT Solar多晶硅部的辦公室拜訪David Keck先生Missoula這個北部小城居然有一家“呼和浩特蒙古燒烤餐廳”2007年和2008年我兩次來到這個鮮為中國人所了解的城市和地區，為這里原生態的風光所震驚！蒙州北望，遠處是皚皚的雪山，山雪融化后匯流而成晶瑩的小溪，在地毯一般的草場上靜靜地流淌，匯入密蘇里河和黃石河這兩條蒙大拿最重要的河流。更為驚嘆的是，聲稱“高污染”的多晶硅工廠，完全沒有打擾這里蔥郁的森林、一望無際的牧場、清澈的河流和皚皚的雪山，這恰恰是值得中國多晶硅從業人員所重視的東西！不珍愛自己祖國的大好河山，就沒有資格在這個行業工作！Missoula的西部風光蒙州遠眺Butte第一任市長、城市創始人Missoula市中心位于Butte的蒙大拿大學工學院位于Missoula的蒙大拿大學本部美國東北部的密歇根州地處五大湖湖心位置，東臨休倫（Lake Huron），西頻密歇根湖（Lake Michigan）。在休倫湖一側有一個美麗的湖灣，名叫Saginaw灣，這里又是一處多晶硅藏龍臥虎之地。離Saginaw灣不到20英里處，是美國的一座化工城叫Midland，這是一座只有7萬多人口的小城，世界500強企業、全球最著名的化工企業之一Dow Chemical（陶氏化學）總部就在這里。這家企業上世紀三十年代就進入中國大陸，我在上大學期間就對陶氏化學如雷貫耳。來到Midland，我作為一個化工大學畢業的工程技術人員帶著一種敬仰的心情首先拜訪了這家年營業額達600多億美元、有4萬3千多名員工的老牌化工企業。Dow Chemical總部富有東方韻味的大門Dow Chemical有一家持股50%的合資企業叫Dow Corning（道康寧），這是全球硅基特種化工的兩大巨頭之一，另一家是德國的德固賽Degussa。而道康寧更是以科技創新而聞名，該企業擁有數千名科學家和工程師，4000多項至今還有效的專利技術，企業年銷售額的67%用于研發投資，在行業中十分出名。道康寧的研發中心道康寧總部大門道康寧工廠入口處硅粉的存儲與干燥裝置三氯氫硅精餾裝置污水處理廠Midland這個城市至少有一半人口的生存與這兩家化工企業有關，有點類似南京市的大廠區。由于這兩家工廠的落戶，這里衍生出了化工園區以及一大批靠這兩家企業贏利的服務商。位于Midland的化工園區眾多的服務商云集園區—這是我們非常熟悉的自動化設備供應商：化工品物流公司BWP運送液體化工品的槽車從Midland向南約10余英里，有一個很小的城市叫Hemlock（赫姆洛克），按照中國國內的標準來看這只能算一個小村莊。如果不是有一家全球最大的多晶硅廠，幾乎沒有什么人會光顧到這里。這個廠與所在地同名，它就是全球著名多晶硅生產企業赫姆洛克半導體有限公司，英文縮寫HSC。HSC和道康寧關系極為密切，它是道康寧和另外兩家日本公司的合資企業，一家是著名的硅片和硅錠制造商信越半導體（Shin Etsu Handotai），還有一家是三菱材料（Mitshubish Material），%，%，%。而道康寧不僅是HSC的控股股東，還是HSC的上下游配套商。和HS