工業(yè)硅概述

一、定義和用途

硅是呈灰色金屬光澤的半金屬，在元素周期表中屬IVA族，元素序號14，元素符號為Si，原子量為28.09，熔點1410℃，密度2.33 g/cm3.在自然界中，硅極少以單質(zhì)的形式存在，而是以復雜的硅酸鹽或二氧化硅的形式，廣泛存在于巖石、砂礫、塵土之中。硅是地殼構成中第二豐富的元素，占地殼總質(zhì)量的26.4%，僅次于第一位的氧(49.4%)。

(資料圖片僅供參考)

工業(yè)硅(Silicon metal)，又名金屬硅、結晶硅，是由硅石經(jīng)碳質(zhì)還原劑在礦熱爐中還原所得。工業(yè)硅是生產(chǎn)有機硅及多晶硅最重要的原材料，也是鑄造鋁合金、變形鋁合金中的重要原材料。

二、工業(yè)硅分類

根據(jù)工業(yè)硅國家標準(GBT 2881-2014)，工業(yè)硅以3種主要雜質(zhì)(鐵、鋁、鈣)含量的差異，分為Si1101、Si2202、Si3303等規(guī)格。工業(yè)硅牌號由硅元素符號和 4 位數(shù)字表示，4 位數(shù)字依次分別表示產(chǎn)品中主要雜質(zhì)元素鐵、鋁、鈣的最高含量要求，其中鐵含量和鋁含量取小數(shù)點后的一位數(shù)字，鈣含量取小數(shù)點后的兩位數(shù)字。

另外，隨著下游生產(chǎn)技術水平的進步，對工業(yè)硅的要求逐漸降低，市場上出現(xiàn)了一些低于國家標準的等外工業(yè)硅(不符合國標名義硅含量在98.7%以上的工業(yè)硅)以及97硅(名義硅含量在97.0%左右的工業(yè)硅)。此外，近年來工業(yè)硅的回收體系逐漸完善，回收效率不斷提高，工業(yè)硅磨粉、多晶硅以及硅片切片等環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的廢料，經(jīng)中頻爐回爐熔煉后得到再生硅，其名義硅含量在99.0%左右。

三、工業(yè)硅的生產(chǎn)工藝

工業(yè)硅冶煉是以硅石和碳質(zhì)還原劑 (石油焦、洗精煤、木炭等) 以及疏松劑 (木片木塊、玉米芯、松子球、椰子殼等)為原料，在礦熱爐內(nèi)連續(xù)進行的電熱化學反應過程。

SiO2+2C=Si+2CO↑

硅石礦、還原劑、疏松劑等爐料，由原料處理系統(tǒng)將生產(chǎn)所需要的合格爐料送到礦熱爐車間的合格料堆場。根據(jù)生產(chǎn)要求按確定的爐料配比，通過配料站稱量準確的爐料，由輸送設施送達礦熱爐車間爐頂料倉或操作平臺的貯料倉，根據(jù)爐況由爐口操作人員將爐料通過加料管或爐口加料車加入爐膛內(nèi)，通電后礦熱爐內(nèi)的電極釋放電火花進而熔化原料。爐口操作人員適時進行透氣、搗爐、沉料、加料、推料等操作，使礦熱爐內(nèi)爐料具有良好的透氣性，合適的熔池電阻及足夠高的爐膛溫度，以保持爐況順行、礦熱爐生產(chǎn)正常。國內(nèi)工業(yè)硅生產(chǎn)過程是連續(xù)的，出爐是間斷的，熔硅進入硅水包進行精煉，經(jīng)精煉降低工業(yè)硅中鋁、鈣等雜質(zhì)，工業(yè)硅熔體的成分進一步得到純化。經(jīng)扒渣后注入錠模中鑄成錠塊，硅錠冷卻脫模后進行破碎、取樣、化驗、分級、包裝、稱量、入庫。

四、工業(yè)硅行業(yè)發(fā)展情況

1.世界工業(yè)硅行業(yè)發(fā)展情況

2014-2021年期間，全球工業(yè)硅產(chǎn)能從531萬噸/年增加至632萬噸/年，復合年均增長率為2.5%。新增產(chǎn)能總計101萬噸，主要來自中國新增產(chǎn)能88萬噸，海外新增產(chǎn)能13萬噸。同期全球工業(yè)硅產(chǎn)量從251萬噸增加至408萬噸，復合年均增長率為7%。增加的157萬噸幾乎全部由中國貢獻，海外產(chǎn)量貢獻僅占一小部分。尤其受到新冠疫情影響，海外產(chǎn)能受限，而中國的產(chǎn)能持續(xù)擴張，導致工業(yè)硅產(chǎn)能及產(chǎn)量進一步向中國轉(zhuǎn)移。2021年海外產(chǎn)能133萬噸(21.04%)，產(chǎn)量91萬噸 (22.29%)，均處于逐漸下降趨勢。

2020年，全球工業(yè)硅主要供應集中于亞洲、美洲和歐洲地區(qū)。除中國之外，海外工業(yè)硅供給主要集中在巴西、挪威、美國、法國等地。工業(yè)硅產(chǎn)量中，中國占比高達76%，其次是巴西、挪威各占7%，美國占4%，法國占3%。

2.我國工業(yè)硅行業(yè)情況

2020年，我國工業(yè)硅生產(chǎn)企業(yè)約220家，民營企業(yè)占主導地位，呈現(xiàn)出產(chǎn)能產(chǎn)量分散的特點，超過一半的工業(yè)硅生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能低于2萬噸，百分之九十的企業(yè)產(chǎn)量在2萬噸以下。除個別企業(yè)外，工業(yè)硅行業(yè)整體呈現(xiàn)顯著的“小、散、弱”的特征，企業(yè)核心競爭力較弱，生產(chǎn)面臨較大的不確定性。市場雖處于充分競爭的狀態(tài)，產(chǎn)品供應方面不存在壟斷問題，但由于投資成本高以及存在技術壁壘，行業(yè)整合困難，中下游企業(yè)難以介入上游。

（文章來源：上海東亞期貨有限公司）

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