Vật liệu silicon không chỉ là thành phần quan trọng của ngành vật liệu mới của ngành công nghiệp mới nổi chiến lược quốc gia mà còn là vật liệu hỗ trợ không thể thiếu cho các ngành công nghiệp mới nổi chiến lược khác.

Với sự mở rộng liên tục của các lĩnh vực ứng dụng, tiềm năng nhu cầu rất lớn đã khiến silicone trở thành một trong những vật liệu hóa học phổ biến nhất hiện nay.

Tỷ lệ tiêu thụ silicon trong nước lớn nhất là trong các lĩnh vực như xây dựng, điện tử, điện và năng lượng mới, chăm sóc y tế và chăm sóc cá nhân. Trong số đó, lĩnh vực xây dựng hiện là lĩnh vực chính cho việc ứng dụng silicon, chiếm khoảng 30%.

Ngoài sự tăng trưởng liên tục của nhu cầu về vật liệu silicon trong các ngành công nghiệp truyền thống, các ngành tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường như quang điện và năng lượng mới, cũng như sự phát triển của các ngành công nghiệp mới nổi như xây dựng lưới điện siêu cao áp và siêu cao áp. , vật liệu đeo thông minh, in 3D và 5G, tất cả đều tạo ra những điểm tăng trưởng nhu cầu mới cho silicon.

Tổng quan về silicone

Silicones là thuật ngữ chung cho các hợp chất hữu cơ silicon, được tổng hợp và thủy phân bởi silicon kim loại và clometan.

Bước đầu tiên trong quá trình tổng hợp silicone là tạo ra methylchlorosilane, sau đó thủy phân để thu được monomethyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane và trichlorosilane. Dimethyldichlorosilane là loại monome chính của silicon hữu cơ, với các sản phẩm chính là cao su silicon và dầu silicon.

Hiện tại, năng lực sản xuất silicon được đề cập ở Trung Quốc thường đề cập đến năng lực sản xuất methylchlorosilane, trong khi số liệu thống kê sản xuất hiện tại đều dựa trên việc sản xuất dimethylsiloxane.

Dây chuyền sản xuất silicone

Chuỗi công nghiệp silicon chủ yếu được chia thành bốn mắt xích: nguyên liệu thô silicon, monome silicon, sản phẩm trung gian silicon và các sản phẩm chế biến sâu silicon. Có ít doanh nghiệp sản xuất nguyên liệu thô, monome và sản phẩm trung gian hơn, trong khi chế biến sâu ở hạ nguồn bao gồm nhiều loại sản phẩm và năng lực sản xuất phân tán hơn.

Nguyên liệu silicon

Quá trình sản xuất silicone liên quan đến một tỷ lệ lớn nguyên liệu thô. Nguyên liệu silicon là bột silicon công nghiệp, được điều chế trong công nghiệp bằng cách khử thạch anh bằng than cốc trong lò hồ quang điện.

Việc sản xuất silicone công nghiệp tiêu tốn một lượng lớn quặng silicon và năng lượng, đồng thời gây ô nhiễm môi trường đáng kể. Do đó, nguồn cung cấp nguyên liệu silicon công nghiệp ổn định và chất lượng cao đã trở thành sự đảm bảo cơ bản cho việc sản xuất silicon.

Theo SAGSI, năm 2020, năng lực sản xuất silicone công nghiệp toàn cầu là 6,23 triệu tấn, trong khi năng lực sản xuất của Trung Quốc là 4,82 triệu tấn, chiếm 77,4%.

Silicon

Monome silicon và chất trung gian

Nguồn cung cấp monome và chất trung gian silicon trong nước chiếm hơn 50% tổng nguồn cung toàn cầu, khiến nước này trở thành nhà cung cấp monome và chất trung gian silicon lớn nhất trên thế giới. Do trạng thái không ổn định của các monome silicon, các công ty thường tổng hợp các monome này thành các chất trung gian như DMC (dimethylsiloxane) hoặc D4 để bán.

Có rất ít loại và thông số kỹ thuật của monome silicon và chất trung gian.

Dimethyldichlorosilane hiện là monome silicon được sử dụng rộng rãi nhất, chiếm hơn 90% tổng lượng monome.

Ngưỡng đầu vào của ngành silicon rất cao, đã tăng lên 200.000 tấn và cần vốn đầu tư ít nhất 1,5 tỷ nhân dân tệ. Ngưỡng gia nhập ngành cao sẽ thúc đẩy xu hướng tập trung năng lực sản xuất monome hướng tới các doanh nghiệp đầu ngành.

Hiện chỉ có một số ít doanh nghiệp có đủ tích lũy công nghệ và sản xuất ở quy mô lớn, với trên 90% năng lực sản xuất được phân bổ cho 11 doanh nghiệp dẫn đầu.

Sự tập trung năng lực sản xuất monome silicon cũng mang lại không gian thương lượng rộng rãi hơn cho các doanh nghiệp hạ nguồn.

Dichlorodimethylsilane

Về nguồn cung, nhiều doanh nghiệp silicone hàng đầu tại Trung Quốc đang có dự án hoặc kế hoạch mới. Năng lực sản xuất mới sẽ tập trung vào sản xuất từ ​​năm 2022 đến năm 2023, năng lực sản xuất của ngành sắp bước vào chu kỳ mở rộng nhanh chóng.

Theo dữ liệu từ Baichuan Yingfu, các công ty như Hesheng Silicon Industry, Yunnan Energy Investment và Dongyue Silicon Materials sẽ đầu tư khoảng 1,025 triệu tấn công suất sản xuất silicon trong năm nay. Các công ty như New Special Energy, Asia Silicon Industry và Sichuan Yongxiang cũng đang đầu tư vào năng lực sản xuất silicon đa tinh thể, thúc đẩy nhu cầu về silicon công nghiệp tăng lên.

SAGSI dự đoán rằng năng lực sản xuất monome silicon methyl của Trung Quốc sẽ vượt quá 6 triệu tấn/năm vào năm 2025, chiếm hơn 70% công suất sản xuất monome silicon methyl toàn cầu.

Theo C&EN, Momentive, công ty silicon hàng đầu nước ngoài có kế hoạch đóng cửa cơ sở sản xuất silicon ở Waterford, New York, biến Dow trở thành nhà sản xuất nguyên liệu thô silicon duy nhất ở Hoa Kỳ

Năng lực sản xuất monome silicon toàn cầu được chuyển sang Trung Quốc và tỷ lệ tập trung của ngành sẽ tiếp tục được cải thiện trong tương lai.

Xử lý sâu silicone

Các sản phẩm silicon được xử lý sâu thường tồn tại ở dạng phân tử RnSiX (4-n), và các đặc tính hóa lý ổn định của chuỗi silicon và tính biến đổi của các nhóm chức năng mang lại cho các sản phẩm silicon được xử lý sâu có chức năng sử dụng phong phú. Sản phẩm chính là cao su silicon và dầu silicon, chiếm tỷ trọng lần lượt là 66% và 21%.

Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sâu silicone vẫn đang trong giai đoạn phát triển nhanh chóng, với ngành công nghiệp tương đối phân tán. Có hơn 3.000 doanh nghiệp chế biến sâu ở hạ nguồn chỉ tham gia chế biến silicon.

Bể chứa nguyên liệu của nhà máy Olivia

Cấu trúc của các sản phẩm silicon được chế biến sâu ở Trung Quốc:

Các công ty silicone ở nước ngoài thiếu lợi thế về chi phí trong việc sản xuất monome silicone so với các công ty Trung Quốc và hầu hết các công ty silicone hàng đầu ở nước ngoài đều tập trung phát triển các sản phẩm chế biến sâu ở hạ nguồn và mở rộng chuỗi công nghiệp.

Các chính sách khuyến khích của Trung Quốc đối với ngành công nghiệp silicon đã dần chuyển từ sản xuất monome sang chế biến sâu các sản phẩm silicon, phát triển các sản phẩm silicon mới, mở rộng các lĩnh vực ứng dụng mới và cải thiện mức độ sử dụng toàn diện.

silic

Các sản phẩm hạ nguồn của silicone có giá trị gia tăng sản phẩm cao hơn và triển vọng ứng dụng thị trường. Hiện tại, vẫn còn dư địa đáng kể để phát triển việc tiêu thụ silicone ở các thị trường mới nổi ở Trung Quốc và nước ngoài.

Silicon

Silicon đa tinh thể