Тенденции развития мирового рынка поликремния оставляют призрачные шансы отечественным производителям полупроводниковых материалов

Без спроса

БЕЗ СПРОСА

Тенденции развития мирового рынка
поликремния оставляют призрачные шансы
отечественным производителям полупроводниковых
материалов

Леонид Шпилевой, начальник
горно-обогатительного и гидрометаллургического
бюро ОАО "ММК им. Ильича"

Государственная комплексная программа
развития цветной металлургии Украины на период
до 2010 г. предусматривает значительное увеличение
объемов производства и потребления
полупроводниковых материалов.

По мнению Леонида Шпилевого,
"целесообразность подобного шага без
предварительного решения проблемы сбыта
отечественного поликремния сомнительна". По
данным Л.Шпилевого, "сегодня внутренний спрос
на эту продукцию фактически отсутствует, а
перспективы выхода отечественных
производителей на внешние рынки весьма
туманны".

Полупроводниковый кремний является
основой современной микроэлектроники, силовой
электротехники, солнечной энергетики. Сегодня
объем продаж изделий электронной техники,
изготовленной на основе полупроводникового
кремния, более чем в два раза превышает объем
продаж продукции сталелитейной промышленности.
Характерно, что некоторые крупные сталелитейные
компании перешли в последнее время к
производству полупроводникового кремния.

Мировой рынок полупроводникового
кремния базируется на реализации
монокристаллических пластин, получаемых резкой
слитков монокристаллического кремния. Кристаллы
монокремния выращивают из поликристаллического
кремния. Поэтому объемы выпуска поликремния
характеризуют возможности страны расширить
масштабы производства полупроводниковой
продукции.

Отсутствие спроса на украинские

полупроводниковые приборы –

причина невостребованности

сырья для их производства

на внутреннем рынке

До 1992 г. Украина входила в число стран,
располагающих собственным производством
поликремния. На двух заводах – в Запорожье и
поселке Донском (Донецкой обл.) – выпускалось
более 600 т поликремния в год, что составляло 5%
мирового производства.

В настоящее время в Украине поликремний
не производится. Производственные мощности
сохранились лишь на химико-металлургической
фабрике "ММК им. Ильича" (поселок Донской).
Немногочисленные отечественные производители
монокристаллического кремния: Светловодский
завод чистых металлов, ХМФ "ММК им. Ильича" и
небольшие частные фирмы, арендующие
производственные мощности Запорожского
титано-магниевого комбината, импортируют
поликремний для производственных нужд, а
произведенную продукцию – монокристаллический
кремний или кремниевые пластины – экспортируют
(до 2 т в месяц), в основном, для нужд солнечной
энергетики.

В Украине практически отсутствует рынок
кремниевой полупроводниковой продукции. В
стране отсталая, слаборазвитая электронная
промышленность. Отечественная электронная
аппаратура неконкурентоспособна на мировых
рынках. Украинские производители
полупроводниковых приборов, микросхем и других
компонентов электронной аппаратуры имеют
устаревшие технологии и оборудование, не
обеспечивающие даже дублирования зарубежных
аналогов. Поэтому, например, производители
телевизоров считают, что использование даже 1%
комплектующих отечественного производства
приводит к отказам в работе телевизора в 50%
случаев.

В мире давно определились лидеры по
производству элементной базы и комплектующих
электронной аппаратуры. Многосерийное и
массовое производство обеспечивает высокий
уровень интеграции и высокое качество при низких
ценах. Это делает производство электроники
высокотехнологичным и стабильным по качеству.
Поэтому серьезные компании используют в
производимой ими радиоэлектронной аппаратуре
комплектующие известных и признанных лидеров.
Отсутствие спроса на отечественные
полупроводниковые приборы является причиной
невостребованности поли- и монокремния – сырья
для их производства.

Политика РФ дает шанс местным
предприятиям и делает проблематичным
проникновение украинских производителей
поликремния на российский рынок

По сравнению с Украиной несколько лучше
ситуация в электронной промышленности РФ. В
наследство от СССР России достались
многочисленные относительно новые и мощные
предприятия оборонного комплекса, производящие
разнообразные комплектующие для электронного
приборостроения. Законодательством России
запрещено применение комплектующих зарубежных
фирм в разрабатываемых и производимых изделиях,
принятых на вооружение российской армии. Это
дает шанс российским предприятиям электронной
промышленности.

Стремление России играть
самостоятельную роль в мировой политике
заставляет ее руководство предпринимать
реальные шаги по созданию сырьевой базы
электронной промышленности. Сегодня российские
производители монокремния и кремниевых пластин
потребляют 300-400 т поликремния. Поликремний
импортируется в основном из дальнего зарубежья.

Единственный в России производитель
поликремния ОАО "Подольский
химико-металлургический завод" располагает
морально и физически устаревшим оборудованием,
не позволяющим получать слитки поликремния
диаметром более 60-70 мм. Применяемая на
предприятии технология и оборудование не
обеспечивают производство конкурентоспособной
по качеству и цене продукции. Огромные
транспортные расходы на доставку сырья –
трихлорсилана – из Иркутской области еще более
удорожают поликристаллический кремний ПХМЗ.
Усилия специалистов ПХМЗ, направленные на замену
российского сырья украинским тетрахлоридом
кремния Вольногорского ГМК, только частично
решают проблему.

Однако сегодня в Красноярске на одном из
предприятий Министерства атомной энергетики
России осуществляется строительство
производства полупроводникового кремния,
которое включает как производство поликремния,
так и монокристаллического кремния и пластин. И
можно предположить, что с пуском завода Россия
получит конкурентоспособное по себестоимости
производство поликристаллического кремния.

Так как, во-первых, Красноярск находится
достаточно близко от источника сырья (г.
Усолье-Сибирское, Иркутская обл.). Во-вторых, в
реализуемом проекте заложены более
прогрессивные технические и технологические
решения (новая конструкция аппаратов
восстановления, работа на повышенных давлениях
парогазовой смеси и т.п.). И, наконец, предприятие
будет располагать дешевой электроэнергией
(собственная атомная электростанция).

И хотя предполагается, что весь
произведенный поликремний будет переработан на
этом же предприятии в продукцию более
законченного вида, очень высока вероятность
того, что и другие российские производители
кремниевой продукции получат доступ к более
дешевому поликремнию.

Следует учесть, что в перспективе на
данном предприятии предполагается также
организовать выпуск собственного трихлорсилана
из дешевого технического кремния китайского
производства. Наличие дешевой электроэнергии,
доля которой в себестоимости трихлорсилана
примерно 35%, и низкие затраты на транспортировку
технического кремния из-за близости Китая еще
более укрепят позиции российского производителя
полупроводниковой продукции.

С пуском нового производства кремниевых
полупроводниковых материалов в Красноярске
доступ отечественных производителей
поликремния на российский рынок станет весьма
проблематичным.

Эксперты считают: в ближайшей
перспективе предложение поликремния будет
по-прежнему превышать спрос

Семь крупнейших компаний, оставшихся
работать на рынке поликремния, в 1996-1998 гг.
существенно расширили производство, в том числе
путем строительства новых заводов. И если в 1995-1997
гг. спрос на поликремний превышал предложение на
1,0-1,5 тыс. т в год, то после 1998 г. уже производство
поликремния превышает его ежегодное потребление
на 2-3 тыс. т. Новый завод в США запустила в
эксплуатацию компания МЕМС Electronic Мaterials
совместно с Mitsubishi Metals. Компания ASiMi,
принадлежащая японскому концерну "Комацу",
ввела в строй второй завод в штате Монтана и
довела объемы производства до 6000 т. Фирма МЕМС
Granular Polysilicon (дочерняя компании МЕМС Electronic Materials,
Италия) расширила производство с 900 до 1600 т/год.
Германская фирма Wacker Siltronic AG (дочерняя компании
Wacker Chemitronic GMBH) с вводом в эксплуатацию нового
завода в США удвоила объемы производства.

Сегодня в мире созданы мощности по
выпуску примерно 40 тыс. т поликремния в год, хотя
их реальная загрузка не превышает 80%.

В последние годы ежегодный прирост
потребления кремния в мире составлял 12-15%. В 2000 г.
абсолютное потребление поликристаллического
кремния для электроники достигло 28 тыс. т, для
солнечной энергетики – более 6 тыс. т. По
некоторым прогнозам, к 2010 г. потребление
поликремния для электроники достигнет 55 тыс. т.
Прогнозы, выполненные специалистами японской
фирмы Sumitomo, показывают, что тенденция превышения
предложения над спросом будет сохраняться и
инвестиции в новые предприятия не могут дать
положительного результата. Так, компании,
которые начали было наращивать производство,
сейчас сворачивают проекты – рынок насыщен.
Например, фирмой Wacker Siltronic AG построен новый завод
в Германии, однако, из-за отсутствия спроса на
поликремний в эксплуатацию не вводится.

Впрочем, существуют прогнозы на резкий
рост спроса на поликремний для солнечной
энергетики. (Некоторые специалисты полагают, что
к 2010 г. он может достичь 160-200 тыс. т в год). Однако
достоверность такого прогноза полностью зависит
от того, удастся ли создать технологию дешевого
поликремния, а также от уровня цен на поликремний
солнечного сорта.

Кроме того, существуют прогнозы о росте
спроса на слитки монокремния диаметром 300 мм
после 2002 г. В производстве таких слитков
определенное преимущество имеет использование в
качестве сырья гранулированного поликремния,
единственным производителем которого является
МЕМС Granular Polysilicon. Надо полагать, дополнительный
шанс появится у того, кто сможет в ближайшее
время выбросить на рынок аналогичный товар.

Перспективы отечественных
производителей поликремния на мировом рынке
достаточно туманны

Сегодня поликристаллический кремний
производят только наиболее развитые страны –
Япония, Германия, США и Италия. Польша, Чехия и
Кыргызстан свернули собственное производство, а
в Китае оно сохраняется на уровне 50-100 т/год.

За последние десять лет количество фирм
– производителей поликремния не только не
увеличилось, что объясняется значительными
трудностями вхождения в этот рынок и
необходимостью вложения значительных
финансовых средств, но и уменьшилось вдвое. Так,
завод по производству поликремния мощностью 1000
т/год стоит 48-50 млн. USD, завод по производству
монокристаллического кремния – 100-200 млн. USD,
завод по выпуску кремниевых пластин – 100-150 млн.
USD.

На рынке полупроводниковых материалов
преобладает доля собственного внутреннего рынка
по сравнению с внешним. Иными словами,
производители поликремния являются
одновременно его основными потребителями (то
есть, придерживаются вертикально
интегрированной структуры, обеспечивающей
независимость от поставщиков сырья и
полуфабрикатов). Это позволяет успешно
конкурировать на рынке электронной продукции.
Например, Kojundo Silicon (Hi-Silicon), ASiMi, Hemlock более половины
выпущенной ими продукции потребляют сами; МЕМС
Granular Polysilicon – потребляет более 90% своей
продукции, Sumitomo Sitix и МЕМС Electronic Materials
перерабатывают практически весь произведенный
ими поликремний. Именно эти фирмы, потребляющие
львиную долю выпускаемого в мире поликремния,
определяют техническую политику в данной
отрасли, темпы ее развития, в том числе и
"скачки" спроса. Запасы производственных
мощностей, существующие практически у всех
производителей, а также складские запасы
поликремния и успехи в совершенствовании резки
кремниевых пластин, приводящие к экономии
материала, не позволяют надеяться на простое
вхождение отечественных производителей на
мировой рынок поликремния.

Мировые лидеры объединяют капиталы для
проведения совместных исследований по
совершенствованию технологии производства
поликремния

Сегодня производители поликремния
стремятся найти технологии, позволяющие резко
удешевить этот материал. Поиски новых технологий
направлены на достижение удельного расхода
электроэнергии 50 кВт·ч/кг поликремния и снижение
его себестоимости до 15-20 USD/кг поликремния
электронной (полупроводниковой) чистоты и 5-10
USD/кг поликремния солнечного сорта. Уже сегодня
использование силановой технологии
производства (Union Carbide, США) позволяет снизить
удельный расход электроэнергии до 90-100 кВт·ч/кг.
Эту технологию используют фирмы ASiMi и МЕМС Granular
Polуsilicon. Все остальные компании для производства
поликремния используют известный Siemens-процесс и
работают на трихлорсилане. При этом удельные
расходы электроэнергии снижены в Siemens-процессе с
300-400 до 200-250 (кВт·ч/кг) и практически достигли
предела.

Часто фирмы объединяются для разработки
и внедрения новой продукции. Создаются
совместные исследовательские программы. В
исследования вкладываются десятки миллионов
долларов.

Почти всегда они имеют государственную
финансовую поддержку.

Ведущие компании имеют собственные
исследовательские центры. Так, Wacker Siltronic AG
учредила фирму "Хэлиотроник ГмбХ" –
исследовательский центр по изучению кремния
солнечного сорта.

Значительное внимание производители
поликремния уделяют использованию отходов
производства, что позволяет снизить
материалоемкость, энергоемкость и, как
следствие, себестоимость продукции. Из
тетрахлорида кремния, образующегося в качестве
побочного продукта в Siemens-процессе, Wacker Siltronic AG
(Германия) и Tokujama (Япония) получают дымчатый кварц
для электроники, Hemlock semiconducters – световоды для
волоконных оптических линий связи. Другие
компании производят аэросил, силикагель,
кремнийорганические полимеры, оптический и
конструкционный кварц.

До решения проблемы сбыта
отечественного поликремния увеличение его
производства нецелесообразно

Украинские производители не имеют
шансов на существенное снижение издержек
производства, снижение себестоимости
поликремния и цены в конкурентной борьбе.
Во-первых, в Украине нет апробированных
технологий переработки отходов поликремниевого
производства в высокотехнологические продукты
– оптическое волокно, аэросил, силиказоли и т.п.
Во-вторых, в стране установлены высокие
внутренние цены на электроэнергию, а
государственная и отраслевая система льгот для
крупных энергопотребляющих предприятий
отсутствует. Кроме того, в Украине нет дешевого
отечественного сырья – трихлорсилана.

Надеяться на то, что в Украине в
обозримом будущем появятся конкурентоспособные
отечественные технологии получения
поликристаллического кремния электронного и
солнечного качества также нельзя. Так как,
во-первых, в Украине отсутствует отраслевая
наука в области полупроводниковых материалов
(единственный в бывшем СССР институт,
занимавшийся проблемами полупроводникового
кремния, – Гиредмет – находится в Москве).
Во-вторых, государство не финансирует даже те
программы, которые могли бы выполняться
учреждениями АН Украины, а для предприятий
полупроводниковой отрасли такие затраты
непосильны.

Нынешнее состояние отечественной
полупроводниковой отрасли является не
результатом некомпетентного и недальновидного
руководства, а тем более, чьей-то злой воли, а
объективным и логическим следствием тенденций
мирового развития, международного разделения
труда.

И даже если предположить, что
отечественная продукция достигнет
конкурентоспособного качества и цены, выход на
внешние рынки более чем проблематичен из-за
чрезвычайно жесткой конкуренции и специфичности
рынка.

В такой ситуации наивными будут надежды
на государственную поддержку отрасли, продукция
которой не имеет внутреннего спроса, но имеет
сомнительные перспективы выхода на внешние
рынки. Ведь перспектива реализации украинского
поликремния на мировом рынке мало зависит от
способности отечественных производителей
повысить качество и снизить себестоимость
продукции.

Тем не менее, Государственной
комплексной программой развития цветной
металлургии Украины на период до 2010 г.
предусматривается значительное увеличение
объемов производства и потребления
полупроводниковых материалов.

Авторы программы считают, что в 2005 г. в
Украине будет производиться 523 т, а потребляться
– 160 т полупроводниковых материалов. К 2010 г.
объемы производства, по их мнению, возрастут до
1450 т, а потребление – до 570 т.

Одним из основных мероприятий развития
полупроводниковой отрасли Украины на период до
2010 г. должно стать, по мнению авторов программы,
техническое перевооружение производства
поликристаллического кремния электронного и
солнечного качества на ЗТМК. Таким образом,
правительство сделало свой выбор в отношении
перспектив трех отечественных производителей
полупроводниковых материалов.

В программе не обозначена судьба двух
других производителей полупроводниковых
материалов – ОАО "Чистые металлы" (г.
Светловодск) и Донецкого государственного
химико-металлургического завода. Последний,
кстати, находится в списке предприятий, не
подлежащих приватизации. Не ясно из программы и
то, где будет производиться, начиная с 2005 г., то
количество поликристаллического кремния,
которое названо программой, – ведь существующие
сегодня в Украине мощности существенно ниже
предполагаемых объемов производства.

Трудно предположить, кто и за чьи деньги
создаст к 2010 г. на государственных предприятиях
Украины дополнительные мощности. Еще труднее
ответить на вопрос: зачем? Кто в Украине будет
потребителем тех 264 т поликристаллического
кремния электронного качества, о котором идет
речь в программе?

Здесь, очевидно, мы сталкиваемся со
знакомой из советской действительности
ситуацией, когда главным для получения
инвестиций было обоснование необходимости
решения технических проблем, необходимости
устранения узких мест, препятствующих
наращиванию производства. Но сегодня ведь
требуется совсем иное – показать, что продукция
найдет потребителя. И с этих позиций вызывает
сомнение необходимость производства в нашей
стране 1,5 тыс.т полупроводниковых материалов, в
том числе 675 т поликремния, без предварительного
решения проблемы их сбыта.

Украинские производители
полупроводниковых материалов

Единственный из отечественных
производителей, кто после распада советского ВПК
нашел свою нишу на рынке и все эти годы продолжал
работать с большим или меньшим успехом – ОАО
"Чистые металлы". Производственный и
технический потенциал предприятия позволяет ему
в случае необходимости полностью удовлетворять
потребности отечественных потребителей
полупроводниковых материалов. Поэтому
государству, которое владеет контрольным
пакетом акций ОАО "Чистые металлы",
достаточно оказывать посильную помощь именно
этому предприятию. Причем наиболее действенной
помощью было бы стимулирование развития
электронной промышленности, т.е. появление
большего числа потребителей полупроводниковых
материалов в Украине.

Запорожский титано-магниевый комбинат,
имея изначально огромное преимущество перед
своими конкурентами – законченный
технологический цикл от сырья (трихлорсилана) до
кремниевых пластин и структур, за последние 10 лет
растерял его и должен начинать с нуля. Кремниевое
полупроводниковое производство практически
уничтожено. Сегодня правильным было бы провести
реструктуризацию предприятия, выделив
производство кремниевых полупроводниковых
материалов в отдельный завод, и найти для него
более эффективного собственника. Задача эта
очень трудная, почти безнадежная, но это
единственный шанс сохранить существующий
профиль производства. При этом рынки сбыта
такому предприятию придется искать за пределами
Украины.

ХМФ комбината им. Ильича – создавался
как производитель полуфабриката (поликремния) и
в настоящее время не имеет собственного
производства сырья или переделов дальнейшей
переработки поликремния (за исключением
небольшого участка по выпуску слитков
монокремния). Наиболее правильным было бы, как и в
случае с ЗТМК, проведение реструктуризации с
выделением производства поликремния в
самостоятельное структурное подразделение и
слияние последнего с кремниевым
полупроводниковым производством ЗТМК в единое
предприятие с законченным технологическим
циклом. Приватизировать такое предприятие
необходимо целостным имущественным комплексом
для повышения инвестиционной привлекательности,
что может иметь решающее значение для
иностранного инвестора.

Прогноз производства и потребления
поликремния в Украине в соответствии с
Государственной комплексной программой
развития цветной металлургии Украины на период
до 2010 г.*

*Выпуск поликристаллического кремния и
продукции на его основе составляет 75% от общего
объема производимой полупроводниковой
продукции, а выход монокремния из 1 т поликремния
примерно 62%.