חומרי סיליקון אינם רק מרכיב חשוב בתעשיית החומרים החדשים של התעשייה האסטרטגית הלאומית המתפתחת, אלא גם חומר תומך הכרחי עבור תעשיות אסטרטגיות מתפתחות אחרות.

עם ההתרחבות המתמשכת של תחומי היישומים, פוטנציאל הביקוש העצום הפך סיליקונים לאחד החומרים הכימיים הפופולריים ביותר כיום.

החלק הגדול ביותר של צריכת סיליקונים ביתית הוא בתחומים כמו בנייה, אלקטרוניקה, חשמל ואנרגיה חדשה, טיפול רפואי וטיפוח אישי. ביניהם, תחום הבנייה הוא כיום התרחיש הסופי העיקרי ליישום סיליקונים, ומהווה כ-30%.

בנוסף לצמיחה המתמשכת בביקוש לחומרי סיליקון בתעשיות המסורתיות, תעשיות חיסכון באנרגיה והגנת הסביבה כגון פוטו-וולטאית ואנרגיה חדשה, כמו גם פיתוח תעשיות מתפתחות כגון בניית רשתות חשמל במתח גבוה במיוחד ובמתח גבוה במיוחד, חומרים לבישים חכמים, הדפסה תלת-ממדית ו-5G, כל אלה מספקים נקודות צמיחה חדשות בביקוש לסיליקון.

סקירה כללית של סיליקונים

סיליקונים הוא מונח כללי לתרכובות אורגניות של סיליקון, אשר מסונתזות ועוברות הידרוליזה על ידי סיליקון מתכתי וכלורומתאן.

השלב הראשון בסינתזה של סיליקונים הוא יצירת מתילכלורוסילאן, אשר לאחר מכן עובר הידרוליזה לקבלת מונומתילטריכלורוסילאן, דימתילדיכלורוסילאן וטריכלורוסילאן. דימתילדיכלורוסילאן הוא הזן המונומר העיקרי של סיליקון אורגני, כאשר התוצרים העיקריים שלו הם גומי סיליקון ושמן סיליקון.

נכון לעכשיו, כושר הייצור של סיליקונים המוזכר בסין מתייחס בדרך כלל לכושר הייצור של מתילכלורוסילאן, בעוד שנתוני הייצור הנוכחיים מבוססים כולם על ייצור של דימתילסילוקסן.

רשת תעשיית הסיליקונים

שרשרת תעשיית הסיליקון מחולקת בעיקר לארבע חוליות: חומרי גלם של סיליקון, מונומרים של סיליקון, חומרי ביניים של סיליקון ומוצרי עיבוד עמוק של סיליקון. ישנם פחות מפעלי ייצור לחומרי גלם, מונומרים וחומרי ביניים, בעוד שעיבוד עמוק במורד הזרם כרוך במגוון רחב של מוצרים ויכולת ייצור מפוזרת יותר.

חומרי גלם של סיליקון

תהליך הייצור של סיליקונים כרוך בחלק גדול מחומרי גלם. חומר הגלם של הסיליקונים הוא אבקת סיליקון תעשייתית, המוכנה בתעשייה על ידי חיזור קוורץ עם קוק בתנור קשת חשמלי.

ייצור סיליקון תעשייתי צורך כמות גדולה של עפרת סיליקון ואנרגיה, וגורם לזיהום סביבתי משמעותי. לכן, אספקה יציבה ואיכותית של חומרי גלם לסיליקון תעשייתי הפכה לערובה הבסיסית לייצור סיליקונים.

על פי SAGSI, בשנת 2020, כושר הייצור העולמי של סיליקון תעשייתי היה 6.23 מיליון טון, בעוד שכושר הייצור של סין היה 4.82 מיליון טון, המהווים 77.4%.

סִילִיקוֹן

מונומרים וחומרי ביניים של סיליקון

האספקה המקומית של מונומרים וחומרי ביניים מסיליקון מהווה למעלה מ-50% מסך הייצור העולמי, מה שהופך אותה לספקית הגדולה ביותר של מונומרים וחומרי ביניים מסיליקון בעולם. בשל המצב הלא יציב של מונומרים מסיליקון, חברות בדרך כלל מסנתזות את המונומרים לחומרי ביניים כגון DMC (דימתיל סילוקסאן) או D4 למכירה.

ישנם מעט זנים ומפרטים של מונומרים וחומרי ביניים של סיליקון.

דימתילדיכלורוסילאן הוא כיום מונומר הסיליקון הנפוץ ביותר, המהווה למעלה מ-90% מכמות המונומר הכוללת.

סף הכניסה לתעשיית הסיליקון גבוה, והוא עלה ל-200,000 טון ודורש השקעות הון של לפחות 1.5 מיליארד יואן. סף הכניסה הגבוה לתעשייה יקדם את המגמה של ריכוז כושר ייצור המונומרים כלפי מפעלים מובילים.

נכון לעכשיו, רק מספר קטן של חברות צברו טכנולוגיה מספקת והשיגו ייצור בקנה מידה גדול, כאשר למעלה מ-90% מכושר הייצור מחולק בין 11 המפעלים המובילים.

ריכוז כושר הייצור של מונומרים מסיליקון מספק גם מרחב מיקוח רחב יותר עבור מפעלים במורד הזרם.

דיכלורודימתילסילאן

מבחינת היצע, מפעלי סיליקון מובילים רבים בסין מחזיקים בפרויקטים מתמשכים או תוכניות חדשות. כושר הייצור החדש יתרכז בייצור בין השנים 2022 ל-2023, ויכולת הייצור של התעשייה עומדת להיכנס למחזור התרחבות מהיר.

על פי נתונים מבאיצ'ואן יינגפו, חברות כמו Hesheng Silicon Industry, Yunnan Energy Investment ו-Dongyue Silicon Materials ישקיעו השנה כ-1.025 מיליון טון של כושר ייצור של סיליקונים. חברות כמו New Special Energy, Asia Silicon Industry ו-Sichuan Yongxiang משקיעות גם הן בכושר ייצור של סיליקון פוליקריסטלי, מה שמניע עלייה בביקוש לסיליקונים תעשייתיים.

SAGSI צופה כי כושר הייצור של מונומרים מסיליקון מתיל בסין יעלה על 6 מיליון טון בשנה עד 2025, המהווים למעלה מ-70% מכושר הייצור העולמי של מונומרים מסיליקון מתיל.

על פי C&EN, Momentive, חברת סיליקונים זרה מובילה, מתכננת לסגור את כושר ייצור הסיליקונים שלה בווטרפורד, ניו יורק, מה שהופך את דאו ליצרנית היחידה של חומרי גלם במעלה הזרם של סיליקונים בארצות הברית.

כושר הייצור העולמי של מונומרים של סיליקונים מועבר לסין, ויחס הריכוזיות בתעשייה ימשיך להשתפר בעתיד.

עיבוד עמוק של סיליקונים

מוצרי סיליקון שעברו עיבוד עמוק קיימים לרוב בצורה המולקולרית של RnSiX(4-n), והתכונות הפיזיקוכימיות היציבות של שרשרת הסיליקון והשונות של קבוצות פונקציונליות מעניקות למוצרי הסיליקון שעברו עיבוד עמוק פונקציות שימוש עשירות. המוצרים העיקריים הם גומי סיליקון ושמן סיליקון, המהווים 66% ו-21% בהתאמה.

נכון לעכשיו, תעשיית העיבוד העמוק של סיליקונים עדיין נמצאת בשלבי פיתוח מהירים, עם תעשייה מפוזרת יחסית. ישנם למעלה מ-3,000 מפעלי עיבוד עמוק במורד הזרם העוסקים רק בעיבוד סיליקון.

מיכל חומרי גלם של מפעל אוליביה

המבנה של מוצרי סיליקון מעובדים עמוק בסין:

לחברות סיליקון בחו"ל חסרה יתרון עלויות בייצור מונומרים של סיליקון בהשוואה לחברות סיניות, ורוב חברות הסיליקון המובילות בחו"ל מתמקדות בפיתוח מוצרי עיבוד עמוק במורד הזרם ובהרחבת שרשרת התעשייה.

מדיניות העידוד של סין לתעשיית הסיליקון עברה בהדרגה מייצור מונומרים לעיבוד עמוק של מוצרי סיליקון, פיתוח מוצרי סיליקון חדשים, הרחבת תחומי יישום חדשים ושיפור רמת הניצול הכוללת.

סיליקה

למוצרי סיליקון במורד הזרם יש ערך מוסף גבוה יותר וסיכויי יישום שוק גבוהים יותר. נכון לעכשיו, עדיין יש מקום משמעותי להתפתחות בצריכת סיליקון בשווקים מתעוררים בסין ובחו"ל.

סיליקון

סיליקון פולי-קריסטלי