主题：【鲜为人知】中国为全球信息化做出的贡献 -- 老顽童

例如,光伏产业上游技术要求很高的多晶硅生产国内几乎是空白。我国生产高纯度多晶硅企业仅有峨嵋半导体厂和洛阳中硅两家企业,产量仅有100多吨,与 2005年全国多晶硅需求量3800吨相比,缺口甚大,以致90%以上的硅料依赖进口。由于多晶硅材料价格暴涨,国外生产企业有巨大的利润空间,加上多晶硅材料也是一种战略资源,可用于半导体、军事等其它工业,因此拥有硅料技术的西方发达国家对技术转让的控制非常严格,国内企业要获得硅料生产成熟技术,非常困难。作为光伏发电用的多晶硅原料,由于不掌握高纯度多晶硅提纯技术,只能完成纯度99.99%工业硅的初级提纯。这样既耗用了能源、资源,又影响了环境,而且产品附加值很低。

单晶硅和多晶硅的区别是，当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面，多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了，一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高，硅的纯度必须达到九个9。目前，人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。

高纯度硅在石英中提取，以单晶硅为例，提炼要经过以下过程：石英砂一冶金级硅一提纯和精炼一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。

　　冶金级硅的提炼并不难。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的硅的纯度约98-99%，但半导体工业用硅还必须进行高度提纯 (电子级多晶硅纯度要求11个9，太阳能电池级只要求6个9)。而在提纯过程中，有一项“三氯氢硅还原法(西门子法)”的关键技术我国还没有掌握，由于没有这项技术，我国在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了，不仅提炼成本高，而且环境污染非常严重。我国每年都从石英石中提取大量的工业硅，以1 美元／公斤的价格出口到德国、美国和日本等国，而这些国家把工业硅加工成高纯度的晶体硅材料，以 46-80 美元／公斤的价格卖给我国的太阳能企业。

　　得到高纯度的多晶硅后，还要在单晶炉中熔炼成单晶硅，以后切片后供集成电路制造等用。

以1 美元／公斤的价格出口到德国、美国和日本等国

生产一吨的产品需一万三到一万四千瓦时的电

Regular grade silicon (99%) costs about $0.50/g. Silicon 99.9% pure costs about $50/lb; hyperpure silicon may cost as much as $100/oz.