По вертикали

Как на базе Подольского химико-металлургического завода строят вертикально-интегрированную кремниевую компанию

Построенный еще в 1954г. российский Подольский химико-металлургический завод (ПХМЗ) вместе с украинскими Запорожским титано-магниевым комбинатом (ЗТМК) и Заводом чистых металлов (г. Светловодск), а также профильным предприятием Киргизии входил в состав советского НПО “Редмет”. С распадом СССР связи между элементами производственной цепочки “Редмета” нарушились, а в 90-х гг. целые звенья попросту выпали. Например, ЗТМК изготовление поликристаллов прекратил вовсе. И если в конце 1980-х гг. ПХМЗ выпускал примерно 16 т монокристаллического кремния в месяц, то уже в 1994г. только 4 т.

В середине 1990-х гг. работа завода постепенно восстанавливалась, однако истинное возрождение предприятия стало возможным только с приходом стратегического инвестора. Таковым в 2000г. стали компании, связанные с группой “Союзконтракт-холдинг”, которые приобрели у прежних владельцев 52% акций ПХМЗ, а в декабре 2003г. выкупили остававшуюся в руках государства часть уставного фонда завода. И уже к 2005г. уровень производства предприятия вырос более чем вдвое – до 37 т монокремния в месяц (что соответствует 15% мирового рынка).

Об опыте превращения предприятия в одного из лидеров мирового рынка полупроводникового монокремния рассказывает финансовый директор ОАО “Подольский химико-металлургический завод” Дмитрий Качановский.

Дмитрий Качановский: Да, мы изучаем варианты покупки завода по выпуску поликремния либо в Запорожье, либо в Кыргызстане. Ведь главная проблема работы на мировых рынках полупроводникового монокремния сегодня – это растущий дефицит поликристаллов, которые, как известно, являются основным сырьем для производства обоих ключевых видов высокочистого кремния – и солнечного, и электронного качества, тем более что при изготовлении монокристаллов для электронной промышленности может использоваться только поликремний, тогда как для “солнечной” продукции, где требования к качеству более мягкие, подходит и т.н. скрап (отходы производства кремния электронного качества).

Таким образом, сегодня мировой дефицит поликремния составляет 7-10 тыс.т (при общем выпуске в 30 тыс.т). В итоге рынок поликремния вполне можно назвать “рынком продавца”. А ведь еще 3 года назад цена колебалась в районе $23-25 за тонну скрапа и где-то $28 за поликристаллы хорошего качества. Нынешние же высокие цены сохранятся минимум до середины 2008г., на которую мировые лидеры производства запланировали запуск большого объема дополнительных мощностей.

Добавив же в свой производственный цикл изготовление поликремния, мы сможем чувствовать себя на рынке гораздо увереннее, в том числе и в развитии более высоких переделов.

Д.К.: В темпах роста солнечной энергетики (фотовольтаики). Отрасль очень сильно поднялась за последние 3-5 лет, особенно после того, как в августе 2004г. цены на нефть в мире перевалили за уровень 50 $/баррель. Так, сегодня солнечная энергетика растет темпами по 25-30% в год. И не только в Германии, Японии или США (особенно в Калифорнии), но и в Китае, Испании. В Евросоюзе есть программы государственной поддержки солнечной энергетики.

Таким образом, если в 2002г. все возобновляемые альтернативные источники энергетики – геотермальные, приливные, ветряные, солнечные – обеспечивали около 1% мирового предложения электроэнергии, то сейчас это уже более 1,5%.

М: Как это сказывается на предприятиях-производителях монокремния?

Д.К.: Многие производители монокристаллов вынуждены сворачивать работу. Рано или поздно в условиях обостряющегося дефицита ждет это и наш завод, но пока нам все же удавалось избегать сокращения производства.

Кризис для изготовителей монокремния усугубляется еще и тем, что многие из них на волне бурного роста фотовольтаики в последние годы очень активно расширяли мощности как по резке кремниевых пластин, их отмывке, специализированной упаковке, так и на следующем переделе – в выпуске фотоэлектрических пластин (ФЭП) и ФЭП-модулей.

М: Возможно ли, что, стремясь воспользоваться нехваткой поликремния, на рынок придут принципиально новые операторы, ослабляя зависимость потребителя от традиционных источников поставок?

Д.К.: Рынок поликристаллов – в высшей степени закрытый. В частности, “киты” глобального рынка никому не продают технологии производства поликремния. И хотя эти технологии в общем-то известны, однако “видит око, да зуб неймет”. Мировые лидеры “обложились” патентами и предлагают закупать исключительно готовый продукт.

М: Рынки продукции следующих переделов – монокремния, ФЭПов, модулей – столь же сильно монополизированы?

Д.К.: Да, здесь тоже сложился “рынок продавца”, растут цены. Но в данном случае подорожание – следствие повышения стоимости поликристаллов. В условиях оного изготовители монокремния без увеличения своих отпускных цен просто не смогут работать.

М: Но ведь известно, что профильные научно-исследовательские учреждения СНГ еще с советских времен вели разработки собственных технологий выпуска поликристаллов. Не могут ли эти технологии избавить предприятия от необходимости “идти на поклон” к мировым монополистам?

Д.К.: Некоторые разработки действительно есть. Так, в Украине ими занимался Институт титана, в России – “Гиредмет”, головной институт в части редкоземельных металлов. Но эти институты все-таки предлагают устаревшие технологии изготовления поликремния. Например, наши технологии предполагают повышенный расход сырья, трихлорсилана, на 1 кг поликристаллов. По данным технологиям нормы расхода силана в 3 раза выше, чем в современных западных разработках. В числе причин то, что технологии мирового уровня предусматривают подачу сырья в печь при атмосферном давлении. Кроме того, отечественные технологии, как правило, не предполагают гидрирование четыреххлористого кремния. В итоге на предприятиях СНГ при получении поликристаллов заложена попутная выработка тетрахлорида кремния, который в лучшем случае надо дальше реализовывать как самостоятельный товар. На Западе же тетрахлорид кремния снова превращается в трихлорсилан и после водородного восстановления возвращается в производственный оборот.

М: Что вообще можно сказать о современных тенденциях развития технологий выпуска полупроводникового кремния, а также его ассортимента?

Д.К.: Полупроводниковый кремний сегодня изготовляется преимущественно т.н. методом Чохральского – в специальном тигле осуществляется плавка кварца вакуумной подачей аргона, при этом тигель вращается в одну сторону, а затравка печи – в другую. Тем самым кристалл разрастается при температуре плавления 1300 0С.

Однако бурный рост спроса на высокочистый кремний естественным образом стимулирует его развитие как продукции. Так, полупроводниковые кристаллы электронного качества – это сегодня, как правило, слитки диаметром 300 мм, предназначенные для изготовления 300-миллиметровых пластин (“электронные” слитки даже немного разращиваются – до уровня 305-310 мм, в связи с чем есть необходимость калибровки). Есть небольшой рынок всевозможных экспериментальных позиций для электроники, скажем, 200-миллиметровых, но этот сегмент относительно небольшой.

Что касается солнечного кремния, то здесь тоже происходит поступательное увеличение диаметра пластин. Базовыми являются сейчас 5-дюймовые пластины, т.е. размера 125Х125 мм, 127,5Х127,5 мм.

Вообще в производстве высокочистого кремния для фотовольтаики есть определенная периодичность перехода на новый уровень диаметров – в среднем 8-10 лет. И сейчас идет примерно третий год работы на 5-дюймовых пластинах. Появились уже и 6-дюймовые – диаметром 200 мм – но они пока что не так распространены.

М: Какими в таком контексте были в последние годы направления производственного развития завода?

Д.К.: В начале 1990-х гг. делали только монокристаллический кремний в слитках – не квадратировали до псевдоквадратов, не резали на пластины, а отправляли на дальнейшую переработку на ОАО “Элма” (г. Зеленоград). Начиная с 1993г. появились заказы из Германии, Италии, Японии, но это были преимущественно толлинговые контракты.

В целом до прихода в 2000г. на завод новой команды управленцев инвестиционная политика предприятия была предельно ограниченной, если не сказать – вообще не существовала. По большому счету на ПХМЗ не было финансового менеджмента. Не привлекались займы и кредиты, работа шла только на своих оборотных средствах, и бывший директор даже позволил создать на территории завода отдельную фирму по резке кремниевых пластин, которая к тому же контролировала всю внешнеэкономическую деятельность завода.

И первое, что мы сделали, когда пришли на завод, – выкупили это предприятие по резке, сделали его собственным цехом и начали наращивать мощности по пластинам, инвестируя в обновление оборудования. И если в апреле 2001г. завод ежемесячно выпускал всего лишь 200 тыс. пластин, то на данный момент мы уже делаем 900 тыс. пластин в месяц, а в 2006г. доведем производство до порядка 1,1 млн. штук. Притом если раньше изготовлялись 4-дюймовые пластины – размером 100х100 мм – то сейчас это 5-дюймовые изделия (125х125 мм).

Соответственно, мы провели глубокую модернизацию мощностей по механической обработке. Из-за того, что кремниевое сырье сейчас дорогое и труднодоступное, работали и работаем над снижением его безвозвратных потерь при порезке – переходим с алмазных дисков на ленточные пилы, которые позволяют делать более тонкий рез.

Наконец, в 2003г. мы купили еще одно предприятие по резке пластин – в г. Орел. Оно, правда, делает из общего объема нашего производства пластин только приблизительно 5%, но и это немало. В итоге, сегодня ПХМЗ около 50% кремния производит в виде пластин.

М: Как развивается модернизация мощностей по производству монокристаллов?

Д.К.: Мы запускаем новые установки выращивания – печи “Редмет-60” и “Редмет-60МУ”.

Кроме того, работает цех по выпуску оборудования для изготовления монокремния – роторных тиглей. В прежние годы он был ориентирован на наши собственные нужды. Однако сейчас как самостоятельный оператор цех готовится выйти на рынок подобных агрегатов СНГ.

В общей сложности в развитие завода с сентября 2000г. инвестировано более $12 млн.

М: В чем основные принципы стратегии развития ОАО?

Д.К.: Постоянно предпринимаем меры по повышению качества продукции на всех этапах производства – полученный сертификат ISO 9001 подтверждает это. Стараемся максимально расширить ассортимент. Вместе с тем практически 100% нашего продукта сейчас – это “солнечный” кремний.

М: Причина ориентации на солнечную энергетику – это ее бурный рост?

Д.К.: Не только. Электронные предприятия заказывают у нас лишь небольшие партии товара – 150-200 кг в месяц, к тому же платят нестабильно, из-за чего постоянно нужно переналаживать оборудование. Так что особого интереса работа с ними не представляет, за исключением разве что возможности повышения квалификации наших специалистов в ходе взаимодействия с “электронщиками”.

М: Как, в этом свете, Вы оцениваете перспективы мировой солнечной энергетики?

Д.К.: Последние зарубежные разработки способны поднять КПД солнечных модулей на монокристаллических пластинах до 17%, в то время как еще 10 лет назад нормальным КПД здесь считался уровень 12-13%. Если же брать пластины из т.н. мультикремния, получаемого литьевым методом, то ФЭП из него хоть и менее эффективны, но зато более дешевы, да и КПД в данном случае также не низок – 14%. Все это позволяет рассчитывать на удешевление производства солнечной электроэнергии.

Запасы углеводородов на планете сокращаются – это объективный процесс. Газа осталось больше, нефти – совсем уже мало, разведанных запасов остается лет на 40. В такой ситуации рынок альтернативных энергоресурсов, конечно же, будет расти.

Это значит, что будут расти и мощности профильных компаний, а ряд их условно-постоянных издержек, наоборот, снижаться. То есть себестоимость выработки “солнечного” электричества, по идее, должна еще больше падать.

Исходя из этого, Европейская ассоциация предприятий солнечной энергетики (EPIA) заявляет, что в перспективе цена должна падать на всех этапах цепочки изготовления полупроводникового кремния: и на поликристаллы, и на монокремний, и на кремниевые пластины, и на ФЭП. В частности, руководство EPIA утверждает, что к 2020г. рыночная стоимость 1 Вт солнечного модуля должна снизиться с $3 (зафиксированы в начале 2000г.) до $1.

М: Каков Ваш прогноз развития производства высокочистого кремния в России?

Д.К.: В последнее время немало говорится о заводе полупроводникового кремния, строящимся под эгидой “Росатома” в г. Железногорск Красноярского края на базе горно-химического комбината. Однако перспектива ввода этого предприятия в строй по-прежнему достаточно туманна.

Что касается Красноярского завода цветных металлов (Красцветмет), на котором установлено 12 печей выращивания, то проблема в том, что этим агрегатам уже где-то под 30 лет. Да и в любом случае в основном “Красцветмет” работает с золотом, а монокремний имеет для предприятия вспомогательное значение. Тем более что при современной конъюнктуре мирового рынка сложно не только наращивать мощности по выпуску монокремния, но и даже поддерживать существующее производство.

М: Каковы перспективные планы ПХМЗ?

Д.К.: Мы планируем произвести полную замену ростового оборудования – с “Редметов-30” на “Редметы-60МУ”, большие печи с полными приводами, позволяющие выращивать слитки до 6 дюймов, т.е. 200, 210 мм для пластин 150х150 мм. Собираемся увеличивать проволочную резку, расширять производство тиглей, продавать их всем ведущим производителям СНГ – и Красцветмету, и украинским “Чистым металлам”, и киевскому ООО “Пиллар”. Не исключена и покупка предприятий-изготовителей ФЭП и ФЭП-модулей, что расширит нашу производственную цепочку еще на 2 высоких передела.

В целом разработана программа последовательного развития мощностей в соответствии с ростом дохода. А доход в ближайшие 4-5 лет мы можем увеличить на 30-40%.