1. 拉晶技术工艺类型
① 拉晶工艺分为Fz法和Cz法，两种工艺区分主要根据单晶硅的长晶方式不同，分为悬浮区熔法（Fz-floatzone）和直拉法（Cz-czochralski）。
② 两种工艺的技术要求区熔可以生产出高质量的高纯度单晶，但其对原料、设备和技术的要求较为苛刻，且对于多晶硅原料的尺寸要求较高，生产的晶体尺寸也较小，导致其生产成本较高。目前Fz法多应用于对硅片要求较高的半导体领域，而光伏领域主要使用Cz法。
③ 直拉法与区熔法对比
2. P型与N型硅棒
① P型与N型硅片市场占比
② N型硅与P型硅掺杂
在晶体生长过程中，若掺入微量Ⅲ族元素（如硼、镓等）可制得空穴导电的P（positive）型硅单晶；若掺入微量Ⅴ族元素（如磷、砷等）可制得电子导电的N（negative）型硅单晶。
Cz法拉制P型硅和N型硅的流程几乎相同，但由于硼在硅中更易保证均匀性，故P型硅的制备相对简单，工艺技术也更加成熟，目前在P型硅片衬底上生产的P型电池是市场主流。然而，N型电池（如异质结、TOPCon等）具有弱光响应好、温度系数低、光致衰减小等优点，有更大的效率提升空间，N型电池将会是电池技术发展的主要方向。
③ 半导体硅的P型及N型掺杂示意图
④ 太阳能级、电子级多晶硅技术指标
根据国家标准，多晶硅料可分为太阳能级和电子级，具体来讲，太阳能3级、2级硅料即可满足多晶铸锭生产需求；P型单晶单根拉制需使用太阳能1级以上硅料、多根拉制需要太阳能特级到电子3级硅料；N型单晶单根拉制需要电子3级以上硅料、多根拉制需要使用电子2级以上硅料。
3. 直拉单晶炉技术发展
根据直径划分，≤1.5英寸为第一代，≤2英寸为第二代，4-6英寸为第三代，8-12英寸第四代，从第三代开始实现直拉单晶炉控制的半自动化，到第四代基本实现了智能全自动化的升级。 目前顺应大尺寸化发展趋势，已经发展至主流160炉型(210mm向下兼容182mm)，热场尺寸达36英寸以上，单炉投料量达2800kg以上。
4. 单晶炉结构示意图
5. 拉晶重要流程示意图
6. 拉晶主要步骤介绍
7. 单晶炉拉晶技术规格
8. 拉晶尺寸
拉制大硅棒可以摊薄单位成本。在158及以下尺寸的时代，主流厂家连续拉晶的单晶炉设备热屏内径一般不超过300mm，有的仅为270mm。由于166尺寸硅片的直径为223mm，对应圆棒外径约为228mm，设备不需要重大改造；而182尺寸硅片的直径为247mm，对应圆棒外径约252mm，这几乎是老旧产线最大可兼容的尺寸。但210硅片的直径已经达到了295mm，对应圆棒外径约300mm，因此原有的单晶炉设备已不能适应210硅棒的拉制。
9. 准方形硅单晶及尺寸示意图
10. 新投料工艺技术
① 多次投料复拉法（Recharged-Cz）
最早Cz法采用分批直拉（Batch-Cz），此法坩埚会因冷却破裂而无法复用，一只坩埚只能拉一根晶棒。为解决此问题，在BCz的基础上增加加料装置，拉制单根硅棒时留下部分硅熔液使坩埚保持高温，然后通过加料装置将硅料加入坩埚中进行下一根硅棒的拉制，此法称为多次投料复拉法（Recharged-Cz）。RCz法节省了晶棒冷却时间和进排气时间，且石英坩埚可以重复利用，已成为目前业界主流的拉晶工艺。
多次投料复拉法（Recharged-Cz）示意图
RCz在BCz基础上增加了加料装置
② CCz专用加料法
CCz（Continuous-Cz）法可以一边加料一边拉制晶棒，增加了拉晶效率，主要原因是符合条件的硅料较少——CCz法需要粒径更小、流动性更好颗粒硅作为原材料，但目前棒状硅依然占据95%以上的市场；此外颗粒硅产品纯度也存在一些问题；传统流化床法制备的颗粒硅中含有一定量的氢，在高温熔料时容易出现氢跳、溅硅等情况，无法直接用于单晶硅的生产。
在颗粒硅符合要求的情况下，CCz法能够进一步减少加料时间、坩埚成本和能耗，在坩埚寿命周期内可完成约10根晶棒拉制，且CCz产出晶棒电阻率更加均匀、分布更窄，品质更高。由于前文所述磷在硅中更难保证均匀性，故CCz技术的特点有望解决这一难题，更适用于拉制N型单晶硅，而且CCz法和颗粒硅搭配更易实现自动化与智能化的连续生产，有望成为下一代拉棒主流工艺。
CCz拉制工艺流程图
CCz专用加料装置及输送管道生产现场示意图
