由于單晶硅的需求量不斷上升,所以在近五年的時(shí)間里對(duì)單晶爐的需求還是在不斷的上升,但是由于國(guó)內(nèi)缺乏自主創(chuàng)新能力,自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)少,缺乏專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才,大部分生產(chǎn)廠家的設(shè)備不上檔次,處于手動(dòng)兼自動(dòng)的狀態(tài),隨著國(guó)家對(duì)光伏發(fā)電發(fā)展力度的增強(qiáng)，對(duì)單晶硅品質(zhì)的要求增高，對(duì)單晶爐自動(dòng)化要求也不斷提高，行業(yè)前景一片光明。
(5).體會(huì):我不搞政治,不講一些虛無(wú)飄渺的話,在這里就講些實(shí)際問(wèn)題.記得幾個(gè)月前,一家蕭山的日資企業(yè)日本工程師,做一臺(tái)出口于日本的芯片掃描檢測(cè)設(shè)備,所有的電氣器件完全從日本進(jìn)口.同樣的產(chǎn)品無(wú)論從時(shí)間上 ,價(jià)格上,國(guó)內(nèi)采購(gòu),時(shí)間上要短,價(jià)格上要便宜.我就問(wèn)他了,山田先生,你為什么不在國(guó)內(nèi)采購(gòu),從時(shí)間,還是價(jià)格上來(lái)說(shuō),國(guó)內(nèi)都有優(yōu)勢(shì),他回了我這么一句,我的設(shè)備都是出口日本,或者賣(mài)給國(guó)內(nèi)的日資企業(yè),我的設(shè)備要求100%質(zhì)量,你們國(guó)內(nèi)的電氣自動(dòng)化產(chǎn)品無(wú)論從質(zhì)量上還是給我們?cè)O(shè)備的系統(tǒng)配置上都不能達(dá)到我的要求.
      這些東西值得我們反思,國(guó)內(nèi)在中等以上設(shè)備研發(fā)力度上較為薄弱(無(wú)論在電氣還是機(jī)械上).特別在新能源(風(fēng)力,光伏),電子制造設(shè)備投入人力,物力,財(cái)力都不多.不管是最終用戶(hù),系統(tǒng)集成商,都不愿意花大成本開(kāi)發(fā)一個(gè)暫時(shí)沒(méi)有回報(bào)性的設(shè)備.因此在這些行業(yè)上60%左右中高端設(shè)備都被國(guó)外所壟斷.
在者國(guó)內(nèi)一些制造商,為了短時(shí)間內(nèi)達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益,胡亂的仿造,造成設(shè)備的檔次降低,只能達(dá)到原有設(shè)備50%功能.在加上行業(yè)與行業(yè)之間的閉關(guān)鎖國(guó),行業(yè)內(nèi)的閉關(guān)鎖國(guó),以至商業(yè)行情,技術(shù)行情的不流通,無(wú)形中在國(guó)內(nèi)造成一種壓力(無(wú)法在這些行業(yè)上有所突破).
以上就是我做此設(shè)備項(xiàng)目的心得體會(huì),也非常感謝杭州經(jīng)營(yíng)部在此項(xiàng)目的上全力配合和支持.
以上所說(shuō)的一切,對(duì)大家在以后的工作中有百分之一,甚至千分之一幫助,那也是我的榮幸.

(2).太陽(yáng)能電池平均轉(zhuǎn)化效率
  

(3).單晶硅需求產(chǎn)量
 

  3單晶硅制法:單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無(wú)定形硅,然后用直拉法或懸浮區(qū)熔從熔體中生長(zhǎng)出來(lái)棒狀單晶.單晶硅圓片按其直徑分6英寸,8英寸,12英寸(300mm)以及18英寸(450mm),直徑越大的晶片所核制的集成電路越多,芯片的價(jià)格也越低.由于成本和性能的原因,直拉法(CZ)單晶硅材料應(yīng)用最廣.然后把單晶棒經(jīng)過(guò)切片,熱處理,研磨等工藝變?yōu)槌善?在根據(jù)等級(jí)分為電子級(jí)和太陽(yáng)能級(jí).
  4以下主要介紹單晶工藝設(shè)備中的最初工藝設(shè)備－－－－-直拉法單晶爐，該設(shè)備的工藝，工序現(xiàn)已能基本掌握，并且在北侖一家單晶爐設(shè)備改造中拉晶調(diào)試基本成功。
(1)單晶爐:用于在惰性(氬氣)氣體環(huán)境中用石墨加熱器將多晶硅材料熔化,直拉法生長(zhǎng)無(wú)錯(cuò)位硅單晶,.現(xiàn)在在北侖調(diào)試好的設(shè)備中,能夠拉6-8寸的單晶.主要通過(guò)晶升,堝升,晶轉(zhuǎn),堝轉(zhuǎn),溫度控制,直徑控制來(lái)完成其整個(gè)復(fù)雜工藝過(guò)程.
                   

       
          單晶爐    

           單晶硅棒
(2).系統(tǒng)組成(電氣):CJ1M-CPU22,CJ1W-PA205,CJ1W-ID211,
CJ1W-OC211,CJ1W-AD081(2個(gè)),CJ1W-AD08V,CJ1W-SCU41,
NS10-TV00B,FZ2-300(視覺(jué)傳感器,200萬(wàn)象素),直流調(diào)速板(4個(gè))(廠家提供). ID211主要是用來(lái)接受一些報(bào)警信號(hào),OC211用來(lái)控制晶升,堝升,晶轉(zhuǎn),堝轉(zhuǎn),晶降,堝降,手自動(dòng),進(jìn)氣.AD081主要用來(lái)接受晶升反饋,堝升反饋,晶轉(zhuǎn)反饋,堝轉(zhuǎn)反饋,堝位,晶位,溫度,氣體流量.DA08V主要用來(lái)控制晶升輸出,堝升輸出,晶轉(zhuǎn)輸出,堝轉(zhuǎn)輸出,功率輸出,流量輸出.SCU41主要是用來(lái)和FZ2-300進(jìn)行通訊來(lái)交換數(shù)據(jù),FZ2-300主要是用來(lái)檢測(cè)單晶直徑,從而經(jīng)過(guò)全閉環(huán)來(lái)進(jìn)行控制.可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇視覺(jué)傳感器,對(duì)于全自動(dòng)單晶爐需要用到視覺(jué),如果是半自動(dòng)的設(shè)備,用紅外線檢測(cè)即可,FZ2-300相對(duì)于檢測(cè)精度,數(shù)據(jù)穩(wěn)定性都較好,但是價(jià)格較高(大致在8萬(wàn)RMB左右),F160視覺(jué)精度,穩(wěn)定性上不如前者(實(shí)地檢測(cè)過(guò)).
     (3).工藝流程:抽真空,熔料,穩(wěn)定熔接,引晶,放肩,轉(zhuǎn)肩,等徑,收尾,停爐,以下介紹幾個(gè)重點(diǎn)工藝.
   a.引晶:晶體的頸部生長(zhǎng)過(guò)程.

      (引晶過(guò)程)
      引晶是全自動(dòng)過(guò)程中最為關(guān)鍵的一步,直接關(guān)系到后續(xù)過(guò)程進(jìn)行,引晶不好,影響成品的均勻度和彎曲度,從而導(dǎo)致材料的報(bào)廢(現(xiàn)在國(guó)際上多晶硅為20美元一公斤,拉成一根6英寸的晶棒大致需要14萬(wàn)RMB左右的原材料).引晶主要是通過(guò)視覺(jué)傳感器檢測(cè)出來(lái)的直徑大小來(lái)判斷晶升速度快慢,速度太快,導(dǎo)致脫料,需要從引,太慢會(huì)導(dǎo)致引晶直徑太粗,影響成品等級(jí)數(shù),因此,引晶直徑一般在4.5寸到5寸左右.在半自動(dòng)情況下,引晶需要靠單晶操作工靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)引出來(lái).
     b.放肩:直徑從細(xì)頸部分過(guò)渡到轉(zhuǎn)肩的過(guò)程,生長(zhǎng)晶體的肩部.

 (放肩過(guò)程)
      在放肩過(guò)程中,需要把晶升速度減慢,溫度升高,直徑控制不起作用,該過(guò)程主要通過(guò)單晶長(zhǎng)度來(lái)控制晶升,堝轉(zhuǎn),晶轉(zhuǎn),流量,因此單晶長(zhǎng)度的穩(wěn)定性在這一環(huán)節(jié)上是非常重要的,由于該客戶(hù)是通過(guò)模擬量來(lái)決定單晶長(zhǎng)度的,因此或多或少會(huì)產(chǎn)生一些干擾,建議在此環(huán)節(jié)上采用編碼器來(lái)決定單晶長(zhǎng)度,這樣穩(wěn)定性要比前者要好的多.
c.等徑:晶體主體開(kāi)始生長(zhǎng)的階段.

 (等徑過(guò)程)
      在等徑過(guò)程中,需要直徑,溫度補(bǔ)償來(lái)控制.直徑信號(hào)在這一控制中會(huì)受到一些外界干擾,數(shù)據(jù)產(chǎn)生跳變,因?yàn)闋t體本身是一個(gè)大功率設(shè)備,高頻波比較多,因此在這基礎(chǔ)上做一塊信號(hào)過(guò)濾板,得到的信號(hào)穩(wěn)定性會(huì)更好,也需要不斷的投入溫度來(lái)改變爐內(nèi)狀況,使得爐內(nèi)不至于結(jié)晶或無(wú)法形成主體.
(4)市場(chǎng)狀況: 硅單晶生長(zhǎng)設(shè)備-單晶爐的主要分布如圖3所示：
 

（轉(zhuǎn)載）