Սիլիկոնային նյութերը ոչ միայն ազգային ռազմավարական զարգացող արդյունաբերության նոր նյութերի արդյունաբերության կարևոր բաղադրիչ են, այլև անփոխարինելի օժանդակ նյութ են այլ ռազմավարական զարգացող արդյունաբերությունների համար։

Կիրառման ոլորտների շարունակական ընդլայնման հետ մեկտեղ, հսկայական պահանջարկի ներուժը սիլիկոնները դարձրել է ներկայումս ամենատարածված քիմիական նյութերից մեկը։

Սիլիկոնների ներքին սպառման ամենամեծ մասնաբաժինը բաժին է ընկնում շինարարությանը, էլեկտրոնիկային, էլեկտրաէներգիային և նոր էներգիային, բժշկական օգնությանը և անձնական խնամքին։ Դրանց թվում շինարարության ոլորտը ներկայումս սիլիկոնների կիրառման հիմնական վերջնական սցենարն է՝ կազմելով մոտ 30%։

Բացի ավանդական արդյունաբերություններում սիլիկոնային նյութերի պահանջարկի շարունակական աճից, էներգախնայողության և շրջակա միջավայրի պաշտպանության արդյունաբերությունները, ինչպիսիք են ֆոտովոլտային և նոր էներգիան, ինչպես նաև զարգացող արդյունաբերությունների զարգացումը, ինչպիսիք են գերբարձր և գերբարձր լարման էլեկտրական ցանցերի կառուցումը, ինտելեկտուալ կրելի նյութերը, 3D տպագրությունը և 5G-ն, բոլորն էլ ապահովում են սիլիկոնների պահանջարկի աճի նոր կետեր։

Սիլիկոնների ակնարկ

Սիլիկոնները սիլիցիումային օրգանական միացությունների ընդհանուր անվանում են, որոնք սինթեզվում և հիդրոլիզվում են մետաղական սիլիցիումի և քլորմեթանի կողմից։

Սիլիկոնների սինթեզման առաջին քայլը մեթիլքլորսիլանի ստացումն է, որը այնուհետև հիդրոլիզացվում է՝ ստանալով մոնոմեթիլտրիքլորսիլան, դիմեթիլդիքլորսիլան և տրիքլորսիլան: Դիմեթիլդիքլորսիլանը օրգանական սիլիցիումի հիմնական մոնոմերային տեսակն է, որի հիմնական արտադրանքներն են սիլիկոնային կաուչուկը և սիլիկոնային յուղը:

Ներկայումս Չինաստանում նշված սիլիկոնների արտադրության հզորությունը ընդհանուր առմամբ վերաբերում է մեթիլքլորսիլանի արտադրության հզորությանը, մինչդեռ ներկայիս արտադրության վիճակագրությունը հիմնված է դիմեթիլսիլօքսանի արտադրության վրա։

Սիլիկոնների արդյունաբերական ցանց

Սիլիկոնների արդյունաբերության շղթան հիմնականում բաժանված է չորս օղակի՝ սիլիկոնային հումք, սիլիկոնային մոնոմերներ, սիլիկոնային միջանկյալ նյութեր և սիլիկոնային խորը վերամշակման արտադրանք։ Հումքի, մոնոմերների և միջանկյալ նյութերի արտադրական ձեռնարկությունները ավելի քիչ են, մինչդեռ հետագա խորը վերամշակումը ներառում է արտադրանքի լայն տեսականի և ավելի ցրված արտադրական հզորություն։

Սիլիկոնային հումք

Սիլիկոնների արտադրության գործընթացը ներառում է հումքի մեծ մասը: Սիլիկոնների հումքը արդյունաբերական սիլիկոնային փոշին է, որը պատրաստվում է արդյունաբերության մեջ՝ էլեկտրական աղեղային վառարանում քվարցը կոքսով վերականգնելով:

Արդյունաբերական սիլիկոնի արտադրությունը սպառում է մեծ քանակությամբ սիլիկոնային հանքաքար և էներգիա, ինչպես նաև առաջացնում է շրջակա միջավայրի զգալի աղտոտում: Հետևաբար, արդյունաբերական սիլիկոնային հումքի կայուն և բարձրորակ մատակարարումը դարձել է սիլիկոնների արտադրության հիմնական երաշխիքը:

SAGSI-ի տվյալներով՝ 2020 թվականին համաշխարհային արդյունաբերական սիլիկոնե արտադրության հզորությունը կազմել է 6.23 միլիոն տոննա, մինչդեռ Չինաստանում արտադրական հզորությունը կազմել է 4.82 միլիոն տոննա, ինչը կազմում է 77.4%-ը։

Սիլիկոն

Սիլիկոնային մոնոմերներ և միջանկյալ նյութեր

Սիլիկոնային մոնոմերների և միջանկյալ նյութերի ներքին մատակարարումը կազմում է համաշխարհային ընդհանուր մատակարարման ավելի քան 50%-ը, ինչը այն դարձնում է սիլիկոնային մոնոմերների և միջանկյալ նյութերի ամենամեծ մատակարարը աշխարհում: Սիլիկոնային մոնոմերների անկայուն վիճակի պատճառով ընկերությունները սովորաբար սինթեզում են մոնոմերները միջանկյալ նյութերի, ինչպիսիք են DMC-ն (դիմեթիլսիլօքսան) կամ D4-ը վաճառքի համար:

Սիլիկոնների մոնոմերների և միջանկյալ նյութերի մի քանի տեսակներ և բնութագրեր կան։

Դիմեթիլդիքլորսիլանը ներկայումս ամենատարածված սիլիկոնային մոնոմերն է, որը կազմում է մոնոմերի ընդհանուր քանակի ավելի քան 90%-ը։

Սիլիկոնների արդյունաբերության մուտքի շեմը բարձր է, որը բարձրացվել է մինչև 200000 տոննա և պահանջում է առնվազն 1.5 միլիարդ յուան կապիտալ ներդրումներ: Արդյունաբերության բարձր մուտքի շեմը կնպաստի մոնոմերների արտադրական հզորությունների կենտրոնացման միտմանը առաջատար ձեռնարկությունների ուղղությամբ:

Ներկայումս միայն փոքր թվով ընկերություններ ունեն բավարար տեխնոլոգիական կուտակում և հասել են մեծածավալ արտադրության, ընդ որում՝ արտադրական հզորության ավելի քան 90%-ը բաշխված է առաջատար 11 ձեռնարկությունների միջև։

Սիլիկոնների մոնոմերների արտադրական հզորության կոնցենտրացիան նաև ավելի լայն բանակցային տարածք է ապահովում ներքևի արտադրամասերի ձեռնարկությունների համար:

Դիքլորդիմեթիլսիլան

Մատակարարման առումով, Չինաստանի շատ առաջատար սիլիկոնային ձեռնարկություններ ունեն ընթացիկ նախագծեր կամ նոր պլաններ: Նոր արտադրական հզորությունը կկենտրոնանա 2022-2023 թվականների արտադրության վրա, և արդյունաբերության արտադրական հզորությունը շուտով կմտնի արագ ընդլայնման ցիկլ:

Baichuan Yingfu-ի տվյալների համաձայն՝ այնպիսի ընկերություններ, ինչպիսիք են Hesheng Silicon Industry-ն, Yunnan Energy Investment-ը և Dongyue Silicon Materials-ը, այս տարի կներդնեն մոտ 1.025 միլիոն տոննա սիլիկոնների արտադրական հզորություններում: Այնպիսի ընկերություններ, ինչպիսիք են New Special Energy-ն, Asia Silicon Industry-ն և Sichuan Yongxiang-ը, նույնպես ներդրումներ են կատարում պոլիկրիստալային սիլիցիումի արտադրական հզորություններում, ինչը նպաստում է արդյունաբերական սիլիկոնների պահանջարկի աճին:

SAGSI-ն կանխատեսում է, որ Չինաստանում սիլիկոնների մեթիլ մոնոմերների արտադրության հզորությունը մինչև 2025 թվականը կգերազանցի տարեկան 6 միլիոն տոննան, ինչը կազմում է սիլիկոնների մեթիլ մոնոմերների համաշխարհային արտադրության հզորության ավելի քան 70%-ը։

C&EN-ի տվյալներով՝ Momentive-ը՝ արտասահմանյան առաջատար սիլիկոնային ընկերությունը, նախատեսում է փակել իր սիլիկոնների արտադրության հզորությունը Ուոթերֆորդում, Նյու Յորք, ինչը Dow-ին կդարձնի Միացյալ Նահանգներում սիլիկոնների վերին հոսանքի հումքի միակ արտադրողը։

Սիլիկոնների մոնոմերների համաշխարհային արտադրության հզորությունը փոխանցվում է Չինաստան, և արդյունաբերության կոնցենտրացիայի հարաբերակցությունը կշարունակի բարելավվել ապագայում։

Սիլիկոնների խորը մշակում

Խորը մշակված սիլիկոնային արտադրանքը հաճախ գոյություն ունի RnSiX (4-n) մոլեկուլային տեսքով, և սիլիկոնային շղթայի կայուն ֆիզիկաքիմիական հատկությունները և ֆունկցիոնալ խմբերի փոփոխականությունը խորը մշակված սիլիկոնային արտադրանքներին օժտում են հարուստ կիրառական գործառույթներով: Հիմնական արտադրանքներն են սիլիկոնային կաուչուկը և սիլիկոնային յուղը, որոնք կազմում են համապատասխանաբար 66% և 21%:

Ներկայումս սիլիկոնների խորը վերամշակման արդյունաբերությունը դեռևս արագ զարգացման փուլում է՝ համեմատաբար ցրված արդյունաբերությամբ։ Կան ավելի քան 3000 խորը վերամշակման ձեռնարկություններ, որոնք զբաղվում են միայն սիլիկոնային մշակմամբ։

Օլիվիա գործարանի հումքի բաք

Չինաստանում խորը մշակված սիլիկոնային արտադրանքի կառուցվածքը.

Արտասահմանյան սիլիկոնային ընկերությունները սիլիկոնային մոնոմերներ արտադրելու հարցում չունեն գնային առավելություն չինական ընկերությունների համեմատ, և առաջատար արտասահմանյան սիլիկոնային ընկերությունների մեծ մասը կենտրոնանում է խորը վերամշակման արտադրանքի մշակման և արդյունաբերական շղթայի ընդլայնման վրա։

Չինաստանի սիլիկոնային արդյունաբերության խրախուսման քաղաքականությունը աստիճանաբար անցում է կատարել մոնոմերների արտադրությունից դեպի սիլիկոնային արտադրանքի խորը վերամշակում, նոր սիլիկոնային արտադրանքի մշակում, նոր կիրառման ոլորտների ընդլայնում և համապարփակ օգտագործման մակարդակի բարելավում։

Սիլիցիում

Սիլիկոնային վերամշակման արտադրանքն ունի ավելի բարձր ավելացված արժեք և շուկայական կիրառման հեռանկարներ: Ներկայումս սիլիկոնների սպառման զարգացման զգալի տեղ կա Չինաստանի և արտերկրի զարգացող շուկաներում:

Սիլիկոն

Պոլիկրիստալային սիլիցիում