提升台灣太陽能光電產業鏈發展 多晶矽廠之自主性與技術將為發展關鍵

圖一：瑞晶應用材料生產低成本、低耗能、高自主性、高轉換量的多晶矽產品

根據官方資料估計，台灣太陽能產業每年對上游原料多晶矽的需求規模持續大幅度成長；2009年國內多晶矽需求市場規模估達20,000噸，2010年太陽能市場需求量持續擴大，估計年總需求量將超過30,000噸，綠能產業已經成為全球各國政府推動的重大政策，台灣也不例外。然而在這一波強勢的綠色產業潮流需求中，台灣太陽能光電產業如何搶食這塊大餅並在全球市場佔有一席之地，多晶矽廠之自主性與領導技術將為關鍵。

致力於生產半導體及太陽能光電需求品質的多晶矽廠商瑞晶應用材料總經理周憲忠博士表示，太陽光電市場中，矽晶圓端成為整個太陽光電產業供應鏈產出的關鍵，以目前市場供需情況觀察所得，台灣太陽能矽晶圓產業2010年總產能可達1,510MWp，全球加上日本與美國的矽晶圓產能，至2010年底全球太陽能矽晶圓可達14.2GWp。但實際上兼具成本與品質優勢的太陽能矽晶圓仍然不足，若台灣太陽能矽晶圓業者能抓緊目前的缺口特性，要在全球綠色能源供應鏈中佔有一席之地將指日可待，就在矽晶圓廠逐步將台灣打造綠色矽島的同時，在整個產業鏈中，台灣目前仍獨缺多晶矽這個環節，仍全數仰賴國外大廠進口，無法有獨立的產業運作機制，成為產業進一步發展的瓶頸。

瑞晶應用材料總經理周憲忠博士預估2015年太陽能多晶矽有9萬噸的需求量，屆時價格可能落在每公斤40美元左右，多晶矽大量量產及製造成本的撙節重要性，將會更加明顯。周博士表示當下多晶矽領域中7家領導地位的半導體老字號多晶矽廠包括挪威REC、德國Wacker、美國Hemlock、日本Tokuyam、南韓DC Chemical及日本M.Setek皆採用的傳統式西門子法製程，而傳統式西門子法製程生產過程將會產生：(1)耗電力高且需有氯化氫(HCl) 的取得與使用處理能力、(2)另外氯化反應副產物SiCl4為一具高污染毒性物質，難處理，這兩個不符合綠能環保原則的缺點，故多晶矽新加入者目前偏向採用新的多晶矽製程法，其中又以流體床反應爐(Fluidized-Bed-Reactor)及改良式西門子法呼聲最高，被視為最有機會取代半導體領域的傳統西門子法，然而新的製程技術最大的難處在於必需跨過相當的技術累積值，其產出良率才具有保證也才符合產出成本。

瑞晶應用材料有鑑於此從2007年開始研發改採碳熱還原法(Carbothermal Reduction)，全程使用物理方法生產，不需化學藥品，將不會產生三氯矽甲烷(TCS)污染，其耗電量約一般製程10-20%的用電；且每噸矽料只產出約1.5噸可回收再利用的一氧化碳，瑞晶再利用自製研發的還原爐設備技術縮減製程及時間，有效節省耗能及成本。其每條生產線較其他製程簡易，建置成本低，可因產能需求複製數十至數百套。確實達到低成本、低耗能、高自主性、高轉換量等優勢。預估於2011年將可生產冶金級多晶矽產能達5000噸。將為當前全球多晶矽一年3.6萬噸的需求量且價格居高不下的吃緊情況帶來產能壓力的紓解。

綜觀全球矽晶圓市場產能，2010年大陸矽晶圓產能可達6,554MWp；在歐洲方面，2010年歐系矽晶圓業者總產能可達4,290MWp。而台灣多晶矽廠在自主性與技術提升後，在全球多晶矽產業中將起急起直追之效，總產能可達1,510MWp。[綠能新趨勢專欄每週四刊載]