Силикон материалдары ұлттық стратегиялық дамып келе жатқан саланың жаңа материалдар өнеркәсібінің маңызды құрамдас бөлігі ғана емес, сонымен қатар басқа стратегиялық дамып келе жатқан салалар үшін де таптырмас тірек материалы болып табылады.

Қолдану салаларының үздіксіз кеңеюімен, үлкен сұраныс әлеуеті силикондарды қазіргі уақытта ең танымал химиялық материалдардың біріне айналдырды.

Тұрмыстық силикондарды тұтынудың ең үлкен үлесі құрылыс, электроника, электр энергиясы және жаңа энергетика, медициналық көмек және жеке күтім сияқты салаларға тиесілі. Олардың ішінде құрылыс саласы қазіргі уақытта силикондарды қолданудың негізгі соңғы кезеңі болып табылады, шамамен 30%-ды құрайды.

Дәстүрлі салаларда силикон материалдарына деген сұраныстың үздіксіз өсуімен қатар, фотоэлектрлік және жаңа энергетика сияқты энергия үнемдеу және қоршаған ортаны қорғау салалары, сондай-ақ аса жоғары және аса жоғары вольтты электр желісін құру, ақылды киілетін материалдар, 3D басып шығару және 5G сияқты дамып келе жатқан салалардың дамуы силикон материалдарына деген сұраныстың жаңа өсу нүктелерін қамтамасыз етеді.

Силикондарға шолу

Силикондар - металл кремнийі мен хлорметанмен синтезделіп, гидролизденетін кремнийдің органикалық қосылыстарының жалпы атауы.

Силикондарды синтездеудің алғашқы қадамы - метилхлорсилан алу, ол содан кейін монометилтрихлорсилан, диметилдихлорсилан және трихлорсилан алу үшін гидролизденеді. Диметилдихлорсилан - органикалық кремнийдің негізгі мономер түрі, оның негізгі кейінгі өнімдері силикон каучугы және силикон майы болып табылады.

Қазіргі уақытта Қытайда аталған силикон өндірісінің қуаты жалпы алғанда метилхлорсилан өндірісінің қуатын білдіреді, ал ағымдағы өндіріс статистикасы диметилсилоксан өндірісіне негізделген.

Силикондар салалық тізбегі

Силикон өнеркәсібі тізбегі негізінен төрт буынға бөлінеді: силикон шикізаты, силикон мономерлері, силикон аралық өнімдері және силикондарды терең өңдеу өнімдері. Шикізат, мономер және аралық өнімдерді шығаратын кәсіпорындар аз, ал терең өңдеу өнімдердің кең ауқымын және өндіріс қуатын қамтиды.

Силикон шикізаты

Силикондарды өндіру процесі шикізаттың үлкен бөлігін қамтиды. Силикон шикізаты - өнеркәсіпте кварцты электр доғасы пешінде кокспен тотықсыздандыру арқылы дайындалатын өнеркәсіптік силикон ұнтағы.

Өнеркәсіптік силикон өндірісі көп мөлшерде силикон кені мен энергияны тұтынады және қоршаған ортаның айтарлықтай ластануына әкеледі. Сондықтан өнеркәсіптік силикон шикізатының тұрақты және жоғары сапалы жеткізілімі силикон өндірісінің негізгі кепіліне айналды.

SAGSI мәліметтері бойынша, 2020 жылы әлемдік өнеркәсіптік силикон өндірісінің қуаты 6,23 миллион тоннаны құрады, ал Қытайдың өндірістік қуаты 4,82 миллион тоннаны құрады, бұл 77,4%-ды құрайды.

Кремний

Силикон мономерлері және аралық өнімдер

Силикон мономерлері мен аралық өнімдерінің ішкі жеткізілімі әлемдік жалпы көлемнің 50%-дан астамын құрайды, бұл оны әлемдегі силикон мономерлері мен аралық өнімдерінің ең ірі жеткізушісі етеді. Силикон мономерлерінің тұрақсыз күйіне байланысты компаниялар әдетте мономерлерді DMC (диметилсилоксан) немесе сатылымға арналған D4 сияқты аралық өнімдерге синтездейді.

Силикон мономерлері мен аралық өнімдерінің түрлері мен сипаттамалары аз.

Диметилдихлорсилан қазіргі уақытта ең көп қолданылатын силикон мономері болып табылады, ол жалпы мономер мөлшерінің 90%-дан астамын құрайды.

Силикон өнеркәсібінің кіру шегі жоғары, ол 200 000 тоннаға дейін көтерілді және кем дегенде 1,5 миллиард юань капитал салымын қажет етеді. Салаға кіру шегінің жоғары болуы мономер өндірісінің қуатын жетекші кәсіпорындарға шоғырландыру үрдісін ілгерілетеді.

Қазіргі уақытта компаниялардың аз ғана бөлігі жеткілікті технологиялық жинақтауға ие және ірі көлемде өндіріске қол жеткізді, өндірістік қуаттың 90%-дан астамы ірі 11 кәсіпорын арасында бөлінген.

Силикон мономерлерін өндіру қуатының шоғырлануы төменгі ағымдағы кәсіпорындар үшін кеңірек келіссөздер жүргізу мүмкіндігін береді.

Дихлордиметилсилан

Жеткізу тұрғысынан Қытайдағы көптеген жетекші силикон кәсіпорындарының жобалары немесе жаңа жоспарлары бар. Жаңа өндірістік қуаттар 2022 жылдан 2023 жылға дейін өндіріске шоғырланады, ал саланың өндірістік қуаты жылдам өсу цикліне енуге жақын.

Байчуань Инфу компаниясының мәліметтері бойынша, Hesheng Silicon Industry, Yunnan Energy Investment және Dongyue Silicon Materials сияқты компаниялар биыл шамамен 1,025 миллион тонна силикон өндірісі қуатына инвестиция салады. New Special Energy, Asia Silicon Industry және Sichuan Yongxiang сияқты компаниялар да поликристалды кремний өндірісі қуатына инвестиция салуда, бұл өнеркәсіптік силиконға деген сұраныстың артуына ықпал етеді.

SAGSI болжамы бойынша, Қытайдың силикон метил мономерлерін өндіру қуаты 2025 жылға қарай жылына 6 миллион тоннадан асады, бұл силикон метил мономерлерінің әлемдік өндіріс қуатының 70%-дан астамын құрайды.

C&EN мәліметтері бойынша, шетелдік жетекші силикон компаниясы Momentive Нью-Йорктегі Уотерфордтағы силикон өндірісі қуатын жабуды жоспарлап отыр, бұл Dow компаниясын Америка Құрама Штаттарындағы силикондардың бастапқы шикізатының жалғыз өндірушісіне айналдырады.

Әлемдік силикон мономерлерін өндіру қуаты Қытайға берілді, ал салалық шоғырлану коэффициенті болашақта жақсара береді.

Силикондарды терең өңдеу

Терең өңделген силикон өнімдері көбінесе RnSiX (4-n) молекулалық түрінде болады, ал кремний тізбегінің тұрақты физика-химиялық қасиеттері және функционалдық топтардың өзгергіштігі терең өңделген силикон өнімдеріне бай пайдалану функцияларын береді. Негізгі өнімдер - силикон каучук және силикон майы, сәйкесінше 66% және 21% құрайды.

Қазіргі уақытта силикондарды терең өңдеу өнеркәсібі әлі де қарқынды даму кезеңінде, сала салыстырмалы түрде шашыраңқы. Тек силиконды өңдеумен айналысатын 3000-нан астам терең өңдеу кәсіпорындары бар.

Оливия фабрикасының шикізат резервуары

Қытайдағы терең өңделген силикон өнімдерінің құрылымы:

Шетелдік силикон компаниялары қытайлық компаниялармен салыстырғанда силикон мономерлерін өндіруде шығындар жағынан артықшылыққа ие емес, ал жетекші шетелдік силикон компанияларының көпшілігі терең өңдеу өнімдерін әзірлеуге және өнеркәсіптік тізбекті кеңейтуге бағытталған.

Қытайдың силикон өнеркәсібіне бағытталған ынталандыру саясаты мономер өндірісінен силикон өнімдерін терең өңдеуге, жаңа силикон өнімдерін әзірлеуге, жаңа қолдану салаларын кеңейтуге және кешенді пайдалану деңгейін жақсартуға біртіндеп ауысты.

Кремний диоксиді

Силиконнан жасалған өнімдердің қосымша құны жоғары және нарықта қолдану мүмкіндігі жоғары. Қазіргі уақытта Қытай мен шетелдегі дамушы нарықтарда силиконды тұтынуды дамыту үшін әлі де айтарлықтай мүмкіндіктер бар.

Силикон

Поликристалды кремний