硅基新材料：光伏、半導(dǎo)體、汽車市場(chǎng)齊爆發(fā)

工業(yè)硅作為有機(jī)硅、多晶硅、硅合金的基礎(chǔ)原材料，其下游應(yīng)用已經(jīng)滲透到國(guó)防軍工、信息產(chǎn)業(yè)、新能源等相關(guān)行業(yè)中，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有重要地位。

工業(yè)硅產(chǎn)品介紹

工業(yè)硅又稱準(zhǔn)金屬硅，是本世紀(jì)六十年代中期出現(xiàn)的一個(gè)商品名稱。金屬硅是由硅石和碳質(zhì)還原劑在礦熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品，主成分硅元素的含量在98%左右（近年來(lái)，含Si量99.99%的也列在金屬硅內(nèi)），其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。 工業(yè)硅因其用途不同而劃分為多種規(guī)格，按照準(zhǔn)金屬硅中鐵、鋁、鈣的含量，可把準(zhǔn)金屬硅分為553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同的牌號(hào)。準(zhǔn)金屬硅的附加產(chǎn)品包括微硅粉，邊皮硅，黑皮硅，金屬硅渣等，其中微硅粉也稱硅灰，它廣泛應(yīng)用于耐火材料和混凝土行業(yè) 。 工業(yè)硅主要用途 鋁合金工業(yè)，硅鋁合金是用量ZUI大的硅合金。硅鋁合金是一種強(qiáng)復(fù)合脫氧劑，在煉鋼過(guò)程中代替純鋁可提高脫氧劑利用率，并可凈化鋼液，提高鋼材質(zhì)量。汽車等行業(yè)用鋁對(duì)工業(yè)硅的需求相當(dāng)大，所以一個(gè)地區(qū)、國(guó)家的汽車工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r對(duì)工業(yè)硅的市場(chǎng)興衰有直接的影響。 非鐵基合金的添加劑，工業(yè)硅也用作要求嚴(yán)格的硅鋼的合金劑，冶煉特種鋼和非鐵基合金的脫氧劑。 化學(xué)工業(yè)，用于生產(chǎn)硅橡膠、硅樹脂、硅油等有機(jī)硅，硅橡膠彈性好，耐高溫，用于制作醫(yī)療用品、耐高溫墊圈等。硅樹脂用于生產(chǎn)絕緣漆、高溫涂料等。硅油是一種油狀物，其粘度受溫度的影響很小，用于生產(chǎn)高級(jí)潤(rùn)滑劑、上光劑、流體彈簧、介電液體等，還可加工成無(wú)色透明的液體，作為高級(jí)防水劑噴涂在建筑物表面。 工業(yè)硅經(jīng)一系列工藝提純后生成多晶硅、單晶硅，供光伏產(chǎn)業(yè)及電子工業(yè)使用。晶硅電池主要應(yīng)用于太陽(yáng)能屋頂電站、商業(yè)電站和高土地成本的城市電站，是目前技術(shù)ZUI成熟、應(yīng)用ZUI廣泛的太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品，占據(jù)世界光伏市場(chǎng)80%以上的份額，其對(duì)金屬硅的需求增速明顯。現(xiàn)代化大型集成電路幾乎都是用高純度準(zhǔn)金屬硅制成的，而且高純度準(zhǔn)金屬硅還是生產(chǎn)光纖的主要原料，可以說(shuō)準(zhǔn)金屬硅已成為信息時(shí)代的基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè)。

在全球經(jīng)濟(jì)回緩時(shí)，以硅材料為主要原料的光伏產(chǎn)業(yè)是典型的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，一片欣欣向榮。而工業(yè)硅（SiliconMetal）是目前光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)原材料，主要用于多晶硅、有機(jī)硅、鋁合金產(chǎn)品的生產(chǎn)。

工業(yè)硅又名金屬硅、結(jié)晶硅，是由硅石（主要成分SiO2≥99.2%，通常形態(tài)為石英石或鵝卵石）經(jīng)碳質(zhì)還原劑（洗精煤、石油焦、木炭等）在礦熱爐中通過(guò)還原反應(yīng)所得，其名義硅含量不小于98.7%；化學(xué)反應(yīng)式為：SiO2+2C=Si+2CO↑。

根據(jù)《工業(yè)硅國(guó)標(biāo)》，工業(yè)硅按化學(xué)成分主要分為8個(gè)牌號(hào)，工業(yè)硅牌號(hào)由硅元素符號(hào)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(diǎn)后的一位數(shù)字，鈣含量取小數(shù)點(diǎn)后的兩位數(shù)字。比如Si5530名義硅含量≥98.7%、鐵含量≤0.50%、鋁含量≤0.50%、鈣含量≤0.30%；Si4210名義硅含量≥99.3%、鐵含量≤0.40%、鋁含量≤0.20%、鈣含量≤0.10%。

我國(guó)工業(yè)硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

工業(yè)硅產(chǎn)業(yè)鏈近10年發(fā)展迅速，在消費(fèi)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)能分布方面均在變化。

從消費(fèi)結(jié)構(gòu)的角度來(lái)看，工業(yè)硅的發(fā)展主要可以分為三個(gè)階段：前期消費(fèi)以鋁合金行業(yè)為主；中期有機(jī)硅消費(fèi)超越鋁合金成為工業(yè)硅的主要消費(fèi)端；后期預(yù)計(jì)隨著光伏產(chǎn)業(yè)鏈的高速發(fā)展，多晶硅需求將超越有機(jī)硅需求，成為工業(yè)硅第一大需求方。

在2018年以前，工業(yè)硅的第一大需求方是鋁合金行業(yè)，因此當(dāng)時(shí)也被稱為金屬硅，主要是通過(guò)在鋁產(chǎn)品中加入工業(yè)硅來(lái)提高金屬流動(dòng)性及韌性。加入工業(yè)硅的鋁合金產(chǎn)品具有成型性好、耐蝕性高的特點(diǎn)，常用作汽車、航天、船舶等零部件，特別是對(duì)推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了重要作用。

隨著有機(jī)硅行業(yè)的高速發(fā)展，有機(jī)硅對(duì)工業(yè)硅的需求量從2013年開始接近鋁合金，并于2018年超越鋁合金，成為工業(yè)硅的第一大需求。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)工業(yè)硅下游消費(fèi)中，鋁合金占國(guó)內(nèi)消費(fèi)總量的23.49%，有機(jī)硅占國(guó)內(nèi)消費(fèi)總量的41.34%，多晶硅占國(guó)內(nèi)消費(fèi)總量的31.61%。

有機(jī)硅的制造是將工業(yè)硅粉與甲烷氣體混合反應(yīng)，生成有機(jī)硅單體，再加工成硅橡膠、硅油、硅樹脂來(lái)生產(chǎn)其他化工品的過(guò)程。有機(jī)硅材料兼具高分子易設(shè)計(jì)加工和無(wú)機(jī)材料的高穩(wěn)定性特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在建筑、汽車、紡織、醫(yī)療、電子、國(guó)防、科技等各個(gè)領(lǐng)域。

未來(lái)，綠色低碳發(fā)展已成為全球大趨勢(shì)和國(guó)際社會(huì)的共識(shí)。隨著我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，光伏產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展，在光伏裝機(jī)需求的帶動(dòng)下，預(yù)計(jì)2021—2025年中國(guó)多晶硅產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)硅需求增長(zhǎng)率將超過(guò)30%，對(duì)工業(yè)硅的需求增長(zhǎng)將起主導(dǎo)作用。雖然2021年多晶硅的消費(fèi)占比尚不及出口占比大，但預(yù)計(jì)多晶硅需求超越有機(jī)硅需求，成為工業(yè)硅第一大需求方，指日可待。

從產(chǎn)業(yè)鏈布局的角度來(lái)看，工業(yè)硅生產(chǎn)企業(yè)主要分布在資源豐富以及擁有電力優(yōu)勢(shì)的地區(qū)。我國(guó)目前是全球最大的工業(yè)硅生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)和貿(mào)易國(guó)，且未來(lái)該產(chǎn)業(yè)的主要增量也將來(lái)源于我國(guó)。

我國(guó)工業(yè)硅產(chǎn)能主要分布在電力資源充沛的西北、西南地區(qū)，目前主要集中在新疆、云南、四川。但新增產(chǎn)能主要將分布在內(nèi)蒙古、新疆、甘肅、青海、寧夏、云南等資源豐富的地區(qū)，并以一體化規(guī)劃產(chǎn)能為主。

在2015年之前，國(guó)內(nèi)工業(yè)硅的生產(chǎn)主要集中在擁有水電優(yōu)勢(shì)的云南和四川地區(qū)，但因?yàn)檫@兩個(gè)地區(qū)的工業(yè)硅發(fā)展主要依托于較低的水電成本，而水電受制于降雨有豐水期和枯水期，一般豐水期水電價(jià)格較低，企業(yè)開工率較高，而枯水期平均電價(jià)上漲，企業(yè)傾向于停產(chǎn)檢修，因此在這個(gè)階段工業(yè)硅生產(chǎn)的季節(jié)性差異大，淡旺季明顯。

2015—2021年，新疆地區(qū)工業(yè)硅產(chǎn)能迅速增長(zhǎng)，主要利用當(dāng)?shù)刎S富的煤炭資源發(fā)電，一是利用低電價(jià)優(yōu)勢(shì)，二是不受降雨的影響，全年供應(yīng)平穩(wěn)，因此成本進(jìn)一步下降且產(chǎn)量季節(jié)性波動(dòng)降低。據(jù)調(diào)研了解，新疆地區(qū)還可根據(jù)豐水期、枯水期調(diào)節(jié)產(chǎn)量，進(jìn)一步降低因豐水期和枯水期造成的產(chǎn)量和價(jià)格波動(dòng)。2021年，新疆是我國(guó)工業(yè)硅第一大產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的44%。

未來(lái)工業(yè)硅產(chǎn)能將向資源豐富的地區(qū)發(fā)展，新增產(chǎn)能主要分布在內(nèi)蒙古、新疆、甘肅、青海、寧夏、云南等資源豐富的地區(qū)。內(nèi)蒙古有望成為工業(yè)硅第三大生產(chǎn)基地，目前計(jì)劃項(xiàng)目產(chǎn)能達(dá)85萬(wàn)噸，晶硅光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展迅速。且隨著晶硅光伏產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，企業(yè)進(jìn)行上下游一體化的擴(kuò)張，未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是提高可再生能源比例，多能互補(bǔ)和源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化，也就是說(shuō)除了傳統(tǒng)的火電和水電，生產(chǎn)工業(yè)硅還可使用光伏發(fā)電。

工業(yè)硅市場(chǎng)新的變化

從市場(chǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，多晶硅產(chǎn)業(yè)受光伏裝機(jī)帶動(dòng)需求旺盛，但有機(jī)硅和鋁合金需求相對(duì)低迷，因此多晶硅行業(yè)利潤(rùn)高企，新產(chǎn)能投產(chǎn)增加對(duì)工業(yè)硅需求，預(yù)計(jì)多晶硅需求份額將進(jìn)一步上升，擠占部分有機(jī)硅份額。

從價(jià)差結(jié)構(gòu)來(lái)看，此前Si5530與Si4210價(jià)差圍繞2000元/噸上下波動(dòng)，但今年二季度以來(lái)Si5530與Si4210價(jià)差收窄明顯。主要原因是多晶硅需求旺盛、利潤(rùn)高企、對(duì)原料價(jià)格敏感度較低，而有機(jī)硅需求疲軟、處于盈虧平衡邊緣、部分企業(yè)甚至已經(jīng)虧損、原料價(jià)格相應(yīng)較弱。

從上游生產(chǎn)來(lái)看，由于多晶硅需求增加、相對(duì)價(jià)格較高、賬期較短，部分工業(yè)硅生產(chǎn)企業(yè)增加多晶硅使用牌號(hào)的生產(chǎn)比例，如Si5210等。

從下游需求來(lái)看，據(jù)企業(yè)介紹，多晶硅企業(yè)通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝和提高技術(shù)水平，從此前需要使用Si4210變?yōu)槟壳爸饕褂?9硅（硅含量達(dá)到99%以上即可），對(duì)微量元素磷、硼、碳有要求；有機(jī)硅企業(yè)依然主要使用Si4210，對(duì)微量元素鈦、鎳、鉛等有要求，不可使用云南地區(qū)的高鈦Si4210。

從生產(chǎn)工藝的角度來(lái)看，根據(jù)碳質(zhì)還原劑的使用不同，工業(yè)硅的生產(chǎn)可以分為全煤工藝、半煤半焦工藝等。全煤工藝使用洗精煤作為碳質(zhì)還原劑，半煤半焦會(huì)使用木炭、煙煤、石油焦等作為還原劑。雖然木炭的還原性較好，但不環(huán)保，所以未來(lái)發(fā)展方向是以全煤為主。

從新增產(chǎn)能角度來(lái)看，未來(lái)新增大型產(chǎn)能以上下游一體化為主，新增產(chǎn)能投放主要受限于環(huán)境承載能力和能耗指標(biāo)，目前非一體化新增產(chǎn)能主要來(lái)源于已有指標(biāo)項(xiàng)目，且新建爐子也以33000kVA左右的大爐子為主。

從淘汰落后產(chǎn)能角度來(lái)看，12500kVA以下的小爐型將逐步在政策的指引下退出市場(chǎng)，有利于提高行業(yè)整體的能效水平；12500kVA—16500kVA的小爐子可以使用小顆粒的原料，有利于原材料資源利用最大化。

總而言之，未來(lái)工業(yè)硅市場(chǎng)將隨著市場(chǎng)發(fā)展和新進(jìn)企業(yè)增加，隨著資金和人才的進(jìn)入，增加市場(chǎng)集中度，提高自動(dòng)化水平，變得越來(lái)越規(guī)?；?、規(guī)范化。

硅基新材料市場(chǎng)分析

（報(bào)告出品方/作者：國(guó)信證券，楊林、薛聰）

含硅特氣

四氯化硅可作為電子特氣，也是光纖預(yù)制棒、氣凝膠等產(chǎn)品原材料

四氯化硅按純度可以分為工業(yè)級(jí)四氯化硅與高純四氯化硅，高純四氯化硅是光纖通訊、集成電路、氣凝膠制造生產(chǎn)不可或缺的基礎(chǔ)原材料， 按照下游需求可以分為半導(dǎo)體級(jí)（VAD級(jí)、OVD級(jí)、PCVD級(jí)等）四氯化硅和電子級(jí)四氯化硅。

半導(dǎo)體級(jí)四氯化硅主要用于生產(chǎn)光纖預(yù)制棒；電子級(jí)四氯化硅是一種高端半導(dǎo)體用電子化學(xué)品，主要用于薄膜沉積與蝕刻工藝，隨著半導(dǎo)體 制程的先進(jìn)化，電子級(jí)四氯化硅被使用于邏輯芯片與存儲(chǔ)芯片等領(lǐng)域，目前主要依靠進(jìn)口。

高純四氯化硅也可用于生產(chǎn)正硅酸乙酯（TEOS），高純正硅酸乙酯是氣凝膠主要原料；電子級(jí)正硅酸乙酯主要用于集成電路制造過(guò)程中的化 學(xué)氣相沉積（CVD）薄膜制程。目前工業(yè)合成正硅酸乙酯的方法主要為四氯化硅法、硅粉法，工業(yè)級(jí)TEOS的制備工藝已經(jīng)比較成熟，但國(guó)內(nèi) 尚無(wú)電子級(jí)TEOS的制備企業(yè)。目前洛陽(yáng)中硅、金宏氣體采用吸附聯(lián)合精餾技術(shù)制備百噸級(jí)的電子級(jí)正硅酸乙酯。

電子級(jí)四氯化硅、三氯氫硅、二氯二氫硅主要用于硅外延片生產(chǎn)

硅片是指由硅單晶錠切割而成的薄片，又稱硅晶圓片，半 導(dǎo)體制造商生產(chǎn)集成電路（IC）芯片用硅片分別采用硅拋 光片、硅外延片以及非拋光片（研磨片）三種類型，其中 以硅拋光片和硅外延片為主。

拋光片是在研磨片的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)雙面拋光、邊緣拋光、表 面拋光等工序制造而來(lái)；外延是通過(guò)化學(xué)氣相沉積的方式 以拋光面作為襯底生長(zhǎng)一層或多層，摻雜類型、電阻率、 厚度和晶格結(jié)構(gòu)都符合特定器件要求的新硅單晶層。

外延片具有硅拋光片所不具有的某些電學(xué)特性并消除了許 多在晶體生長(zhǎng)和其后的晶片加工中所引入的表面/近表面缺 陷。因此，硅外延片廣泛應(yīng)用于制作不可恢復(fù)器件，包括 MPU、邏輯電路芯片、快閃存儲(chǔ)器、DRAM等。

2021年全球外延片市場(chǎng)規(guī)模約為86億美元，較2020年增加 14億美元。國(guó)內(nèi)外延片市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定增長(zhǎng)，從2016年的64 億元增長(zhǎng)至2021年的92億元，期間年均復(fù)合增速為7.5%， 預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到110億元。

電子級(jí)二氯二氫硅主要用于生產(chǎn)12寸硅外延片

目前硅外延生長(zhǎng)的最主要方法就是采用化學(xué)氣相沉積（CVD）的氣相外延法， 以二氯二氫硅、三氯氫硅、四氯化硅或硅烷為反應(yīng)氣體，在一定的保護(hù)氣氛下 反應(yīng)生成硅原子并沉積在加熱的襯底上，其中襯底材料一般選用Si、SiO2、 Si3N4等。電子級(jí)二氯二氫硅作為硅源，直接分解生成硅，反應(yīng)溫度較三氯氫 硅低（約1050-1150℃），含硅薄膜制備具有生長(zhǎng)速率快、結(jié)晶質(zhì)量好等特點(diǎn)。

二氯二氫硅還可與氮氧化合物反應(yīng)生成二氧化硅，與氨制備氮化硅，二氧化硅、 氮化硅均可以在集成電路器件中充當(dāng)絕緣層或鈍化層。

目前全球電子級(jí)二氯二氫硅的市場(chǎng)，日本占據(jù)了約80%市場(chǎng)份額，其中日本信 越化學(xué)在日本企業(yè)中占據(jù)80%左右份額。SEH、SKMaterials、RECSilicon、 Denal及洛陽(yáng)中硅是五家主要的二氯二氫硅生產(chǎn)商。目前電子級(jí)二氯二氫硅進(jìn) 口產(chǎn)品價(jià)格約為30-40萬(wàn)元/噸。

氣凝膠

氣凝膠具有納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的固體材料，應(yīng)用場(chǎng)景廣泛

氣凝膠是一種具有納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的固體材料。它由美國(guó)的Kistler S.于1931年發(fā)明，是目前世界上已知的具有良好隔熱性能的固 體材料。因其具有納米多孔結(jié)構(gòu)(1-100nm)、低密度(1-500kg/m3)、低介電常數(shù)(1.1-2.5)、低導(dǎo)熱系數(shù)（0.013-0.025W/(m·K)）、高 孔隙率(80-99.8%)、高比表面積(200-1000m3/g)等特點(diǎn)，在力學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等諸方面顯示出獨(dú)特性質(zhì)，在新能源、石油化工、 工業(yè)隔熱、建筑建造等眾多領(lǐng)域有著廣泛而巨大的應(yīng)用前景。

氣凝膠種類多樣，根據(jù)原料不同可以分為氧化物氣凝膠、有機(jī)氣凝膠、碳?xì)饽z、復(fù)合氣凝膠等多種類型。氧化物氣凝膠中又包括 SiO2氣凝膠、Al2O3氣凝膠、ZrO2氣凝膠、V2O5氣凝膠等多種產(chǎn)品，其中SiO2氣凝膠是目前研究最為成熟、制備工藝最為完善的氣凝膠。

氣凝膠下游產(chǎn)品多樣，按照不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可以分為氣凝膠粉、氣凝膠塊、氣凝膠紙、氣凝膠布、氣凝膠氈、氣凝膠板材等多種類型， 因此下游應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛。目前石油化工領(lǐng)域消費(fèi)量最大達(dá)到56%，其次在工業(yè)隔熱領(lǐng)域應(yīng)用占比為18%，未來(lái)在新能源電池領(lǐng)域需 求有望爆發(fā)增長(zhǎng)。

根據(jù)中國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告數(shù)據(jù)，2021年全球氣凝膠市場(chǎng)規(guī)模約8.7億美元，預(yù)計(jì)2030年可達(dá)到37.43億美元，未來(lái)10年年均復(fù) 合增長(zhǎng)率約17.6%。

氣凝膠海外集中度高，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能較為分散

目前國(guó)外氣凝膠企業(yè)產(chǎn)能10萬(wàn)立方米左右，有效產(chǎn)能60000立方左右， 其中美國(guó)Aspen為全球氣凝膠龍頭，整體產(chǎn)能在50000立方左右，產(chǎn)品 以氣凝膠氈為主，未來(lái)準(zhǔn)備在墨西哥建立新生產(chǎn)基地；卡波特以做氣 凝膠粉體為主，產(chǎn)能40000立方米/年，基地包括法蘭克福工廠、美國(guó) 工廠、韓國(guó)首爾工廠，目前開工情況一般；韓國(guó)喬斯與歐洲保溫巨頭 阿樂(lè)斯聯(lián)合重組建立了阿樂(lè)斯喬斯公司，目前實(shí)現(xiàn)9000立方的規(guī)模， 主要定位亞太地區(qū)市場(chǎng)。

2022年底國(guó)內(nèi)氣凝膠產(chǎn)能在10萬(wàn)立方左右。2003年紹興納諾科技開始 涉入氣凝膠商業(yè)化領(lǐng)域，2004年廣東埃立生高科也涉入氣凝膠產(chǎn)業(yè)化。2010年左右航天系企業(yè)也開始做產(chǎn)業(yè)化，目前航天系旗下產(chǎn)能在5萬(wàn) 立方左右，占中國(guó)整體產(chǎn)能接近50%。

氣凝膠粉主要用于隔熱行業(yè)的填充

氣凝膠粉末是指具有納米孔結(jié)構(gòu)的二氧化硅氣凝膠顆粒。具有高孔隙、極 低密度、高特定面積、高孔徑等特性，但也具有優(yōu)異的隔熱性能、良好的 隔音性能、強(qiáng)吸附性、綠色環(huán)保、阻燃劑、疏水性性能。

粉狀氣凝膠主要用于隔熱行業(yè)的填充功能，可廣泛應(yīng)用于三明治結(jié)構(gòu)、層 填充、復(fù)合層等現(xiàn)場(chǎng)隔熱設(shè)備中。尤其是在高效隔熱涂層和紡絲領(lǐng)域，它 能充分發(fā)揮其重量輕、強(qiáng)度高、強(qiáng)度高等優(yōu)異性能，良好的隔熱性能、耐 火性和阻燃性，可作為新的填料或添加劑添加到各種系統(tǒng)中。同時(shí)，它具 有優(yōu)異的隔音和減震性能，是石油化工、電力儲(chǔ)能、建筑保溫、航空航天、 鋼爐、環(huán)境凈化等領(lǐng)域不可或缺的高效隔熱材料。

氣凝膠氈與傳統(tǒng)保溫材料相比優(yōu)勢(shì)顯著

目前城市管網(wǎng)、石油化工等行業(yè)多采用傳統(tǒng)保溫材料如硅酸鋁、巖棉等， 保溫結(jié)構(gòu)憎水性差，導(dǎo)致沉降現(xiàn)象嚴(yán)重，熱損較大，溫降嚴(yán)重；期維護(hù)成 本高；保溫結(jié)構(gòu)笨重、施工、搬運(yùn)成本高。

使用氣凝膠絕熱氈的優(yōu)勢(shì)包括（1）導(dǎo)熱系數(shù)低，減少保溫層厚度，縮小外 套鋼管管徑，大幅減少熱損失，減少開挖量，有利于城市設(shè)計(jì)規(guī)劃；（2） 憎水率達(dá)99.0%以上，避免因保溫結(jié)構(gòu)進(jìn)水而引起的沉降現(xiàn)象；（3）卓越 的防火性能；（4）抗壓抗拉性能強(qiáng)，保溫結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；（5）使用壽命長(zhǎng)達(dá) 20年；（6）無(wú)機(jī)環(huán)保，提高設(shè)備安全性；（7）施工方便、安裝簡(jiǎn)易。

氣相二氧化硅

二氧化硅分為天然二氧化硅與合成二氧化硅

二氧化硅可分為天然二氧化硅和合成二氧化硅兩類。天然二氧化硅主要是由高品位硅礦石經(jīng)過(guò)機(jī)械粉碎等物理方法加工形成的超細(xì)粉體，通常為石英粉或硅微粉。合成二氧化硅是一種無(wú)定形的合成氧化硅粉體材料，雖然其結(jié)構(gòu)和炭黑不同，但應(yīng)用性能與炭黑相似，且外觀呈白色，因此習(xí)慣上稱 之為“白炭黑”。合成二氧化硅常態(tài)下為白色絮狀粉末，物理性質(zhì)為耐高溫、不燃、無(wú)毒、無(wú)味、具有良好的電絕緣性，因而廣泛地 應(yīng)用于橡膠、塑料、涂料、膠粘劑、密封膠、絕熱保溫材料等領(lǐng)域。合成二氧化硅按制造方法分類，主要分為氣相二氧化硅和液相二氧化硅，液相二氧化硅又可以分為沉淀法二氧化硅、凝膠法二氧化硅。

氣相二氧化硅主要分為親水型與疏水型，疏水型壁壘更高

氣相二氧化硅又叫氣相白炭黑，是由硅的鹵化物在氫氧火焰中高溫水解生成的帶有表面羥基和吸附水的無(wú)定形的納米級(jí)顆粒，具有粒 徑小、比表面積大、化學(xué)純度高、分散性能好等特征。氣相二氧化硅主要有兩種原料生產(chǎn)路線，分別是以四氯化硅或一甲基三氯硅烷 （有機(jī)硅單體副產(chǎn)物，單耗2.5）為原料進(jìn)行制備，少部分企業(yè)使用三氯氫硅。

氣相二氧化硅根據(jù)表面性質(zhì)的不同可分為親水型氣相二氧化硅和疏水型氣相二氧化硅。親水型氣相二氧化硅是通過(guò)氯硅烷在氫氧焰中 高溫水解而制得，產(chǎn)品可用水潤(rùn)濕，并能在水中分散，在硅橡膠、油墨涂料、膠粘劑、農(nóng)藥、食品、膠體電池、絕熱材料、復(fù)合材料 等領(lǐng)域應(yīng)用。疏水型氣相二氧化硅通過(guò)親水型氣相二氧化硅與活性硅烷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而制得。疏水型氣相二氧化硅產(chǎn)品具有憎水性， 難以在水中分散?？梢灾苽涓邚?qiáng)度及高透明的有機(jī)硅彈性體；在電纜復(fù)合物中可改善絕緣性及介電性能，在粉末涂料及滅火劑中可用 于粉末助流劑，在涂料及涂層中可提高產(chǎn)品的防沉降和抗流掛性能；在塑料中可提高耐劃傷性等。

我國(guó)疏水型氣相二氧化硅以進(jìn)口為主

根據(jù)SAGSI統(tǒng)計(jì)，國(guó)際市場(chǎng)上親水型和疏水型產(chǎn)品分別約占87%和13%。疏水 型氣相二氧化硅產(chǎn)品基本被跨國(guó)公司壟斷，其中贏創(chuàng)工業(yè)集團(tuán)、卡博特、 瓦克化學(xué)、德山化工等是目前世界上最主要的氣相二氧化硅制造商，我國(guó) 只有極少數(shù)企業(yè)具備自主生產(chǎn)疏水型產(chǎn)品的能力且產(chǎn)能較小。2021年我國(guó) 疏水型氣相二氧化硅產(chǎn)能合計(jì)為6900噸/年。

根據(jù)SAGSI統(tǒng)計(jì)，2021年我國(guó)氣相二氧化硅進(jìn)口量和出口量分別為0.5萬(wàn)噸 和2.0萬(wàn)噸，2021年凈出口量為1.5萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)40.4%，其中來(lái)自日本和 比利時(shí)的進(jìn)口量分別占58.6%和21.1%。我國(guó)未來(lái)新增產(chǎn)能（包括疏水）較 多，且主要跨國(guó)公司均在我國(guó)建立了氣相二氧化硅生產(chǎn)工廠，預(yù)計(jì)到2026 年氣相二氧化硅進(jìn)口量將繼續(xù)縮減，出口量有望快速增長(zhǎng)。

光纖預(yù)制棒、高純石英砂

高純四氯化硅可以用于生產(chǎn)光纖預(yù)制棒

光纖預(yù)制棒也稱“光棒”、“光纖母棒”，是控制光纖性能的原始棒體材料，一般直徑為幾十到幾百毫米，其內(nèi)層為高折射率纖芯層，外層 為低折射率的包層，以滿足光波在芯層傳輸基本條件。

光纖預(yù)制棒由芯棒和包層組成，其芯棒有多種生產(chǎn)方式，主要原理是基于氣相沉積法，當(dāng)前普遍采用：改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積法（MCVD）、軸 向氣相沉積法（VAD）、棒外化學(xué)氣相沉積法（OVD）和等離子化學(xué)氣相沉積法（PCVD）四大主流工藝。光棒外部包層制造一般采用套管法 （早期是RIT，后來(lái)演進(jìn)為RIC）和全合成法（OVD、VAD）。

芯棒是以高純四氯化硅、四氯化鍺為原料，在氫氧焰或甲烷焰作用下經(jīng)高溫熔融形成的具有不同折射率的高純SiO2。主流的四種生產(chǎn)工藝中 VAD和PCVD綜合性價(jià)比較高，逐漸成為生產(chǎn)主流。外包層生產(chǎn)工藝中，套管法投資規(guī)模小、建設(shè)周期短、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、流程短、產(chǎn)品質(zhì)量 高、試用尺寸范圍廣是最優(yōu)的生產(chǎn)工藝。

高純四氯化硅可以用于合成高純石英砂

高純石英砂一般指SiO2純度≥99.5%的粉狀石英產(chǎn)品。具有耐溫性能 好、絕緣度高，抗輻射等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、光纖等高精尖 領(lǐng)域中，其中半導(dǎo)體、光纖、光學(xué)、光伏和電光源占比分別為65%、 14%、10%、7%、4%。

目前礦物提純法是高純石英砂主流制造工藝，高純石英砂制備工藝主 要包括天然水晶加工、石英礦物提純和化學(xué)技術(shù)合成，其中天然水晶 加工工藝簡(jiǎn)單，但受制于原材料價(jià)格高昂、儲(chǔ)量有限等原因不具備工 業(yè)量產(chǎn)的條件。20世紀(jì)80年代以來(lái)，石英礦物提純技術(shù)逐漸發(fā)展成熟， 成為行業(yè)內(nèi)主流制備工藝?；瘜W(xué)合成法不依賴石英礦資源有望成本行 業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。

2022年中國(guó)4N級(jí)高純石英砂為8.8萬(wàn)噸，截至2022年12月，4N級(jí)高純 石英砂進(jìn)口價(jià)格為23.9萬(wàn)元/噸。

高純石英砂可以利用四氯化硅和正硅酸乙酯作為原材料，合成的超高 純6N級(jí)石英砂的金屬離子總量＜0.1ppm，羥基含量＜60ppm，能夠滿 足高端石英應(yīng)用領(lǐng)域的指標(biāo)，打破國(guó)外高端市場(chǎng)壟斷。同時(shí)副產(chǎn)乙醇 可循環(huán)利用，項(xiàng)目投產(chǎn)后將有望大幅降低目前高純石英砂的成本。

報(bào)告節(jié)選：

工業(yè)硅迎爆發(fā)風(fēng)口！下游三大賽道龍頭梳理

中國(guó)是全球工業(yè)硅產(chǎn)能和產(chǎn)量的主要貢獻(xiàn)力量。從中國(guó)產(chǎn)量分布看，集中在新疆、云南、四川等地，這些地區(qū)電力成本優(yōu)勢(shì)突出，擁有生產(chǎn)工業(yè)硅的上游資源。

從工業(yè)硅的成本構(gòu)成來(lái)看，直接材料和能源動(dòng)力是工業(yè)硅主要的成本構(gòu)成，直接材料包括：硅礦石、石油焦、硅煤、石墨電極等，能源動(dòng)力包括煤炭和電力。

工業(yè)硅大產(chǎn)業(yè)鏈中的位置：

資料來(lái)源：合盛硅業(yè)招股書

從工業(yè)硅整體行業(yè)格局來(lái)看，中國(guó)前十大工業(yè)硅企業(yè)國(guó)內(nèi)產(chǎn)量占比53%，行業(yè)集中度偏低。

資料來(lái)源：SMM、太平洋證券

工業(yè)硅下游為硅鋁合金、有機(jī)硅、多晶硅，21年三大領(lǐng)域消費(fèi)占比24%、41%、32%。我國(guó)有機(jī)硅和多晶硅需求保持快速增長(zhǎng)，對(duì)工業(yè)硅需求帶動(dòng)大，硅鋁合金需求保持平穩(wěn)。

有機(jī)硅

有機(jī)硅是工業(yè)硅最主要的消費(fèi)領(lǐng)域。是指含有碳硅鍵、且至少有一個(gè)有機(jī)基團(tuán)是直接與硅原子相連的一大類化合物，其中以硅氧鍵為骨架的組成的聚硅氧烷約占總用量的90%以上，狹義上有機(jī)硅材料主要指聚硅氧烷。

聚硅氧烷下游制品一般包括硅橡膠、硅油、硅樹脂，其中硅橡膠可分為高溫膠、室溫膠、液體膠。

有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)鏈主要包括有機(jī)硅中間體和有機(jī)硅深加工產(chǎn)品。

全球有機(jī)硅中間體企業(yè)生產(chǎn)相對(duì)集中，單個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模較大，國(guó)內(nèi)前五大企業(yè)集中度72%、海外（除中國(guó)）前五大企業(yè)集中度87%。

由于應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、產(chǎn)品種類眾多，使用有機(jī)硅中間體做深加工企業(yè)數(shù)量眾多，有機(jī)硅中間體生產(chǎn)企業(yè)的議價(jià)能力更強(qiáng)。

全球范圍來(lái)看，預(yù)計(jì)2023年全球有機(jī)硅產(chǎn)能364萬(wàn)噸，新增產(chǎn)能主要集中在中國(guó)，主要集中于龍頭企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)。

隨著海外有機(jī)硅產(chǎn)能關(guān)停，中國(guó)有機(jī)硅出口將繼續(xù)增長(zhǎng)。未來(lái)5G、新能源車、光伏、可再生能源、芯片半導(dǎo)體等新興產(chǎn)業(yè)將會(huì)帶動(dòng)有機(jī)硅需求進(jìn)一步增長(zhǎng)。

多晶硅

多晶硅是光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游，是以工業(yè)硅為原料，經(jīng)一系列的物理、化學(xué)反應(yīng)提純后達(dá)到一定純度的電子材料，是制造硅拋光片、太陽(yáng)能電池及高純硅制品的主要原料。

按照純度不同可以分為電子級(jí)多晶硅和光伏級(jí)多晶硅。

光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括：高純多晶硅、硅棒/硅錠/硅片、光伏電池、光伏組件、光伏發(fā)電系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。其中，上游為高純多晶硅的生產(chǎn)，中游為多晶鑄錠/單晶拉棒、切片、光伏電池生產(chǎn)、光伏發(fā)電組件封裝等環(huán)節(jié)，下游包括集中式光伏電站、分布式光伏電站等光伏發(fā)電系統(tǒng)。

2022年上半年，國(guó)內(nèi)CR5多晶硅廠商市占率提升至91.9%，增加了3個(gè)百分點(diǎn)。其中，受益于樂(lè)山二期、保山一期各5萬(wàn)噸2021年新產(chǎn)能投產(chǎn)，通威22H1市占率增加了8.7個(gè)百分點(diǎn)，超過(guò)協(xié)鑫一躍成為上半年產(chǎn)量最大的硅料廠商；此外，大全增加了1.2個(gè)百分點(diǎn)，其他三家略有下滑。頭部廠商集中度的提升有利于其擁有更高的話語(yǔ)權(quán)或議價(jià)能力。

2022年上半年我國(guó)多晶硅競(jìng)爭(zhēng)格局（按產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)口徑）：

資料來(lái)源：CPIA

根據(jù)中國(guó)光伏協(xié)會(huì)的預(yù)計(jì)，2025年中國(guó)光伏新增裝機(jī)90-110GW，全球光伏新增裝機(jī)270-330GW。裝機(jī)量的持續(xù)增長(zhǎng)將帶動(dòng)多晶硅需求，進(jìn)而帶動(dòng)對(duì)工業(yè)硅的需求。

鋁合金

在合金中，工業(yè)硅作為非鐵基合金的添加劑，能提高基體金屬的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。

23年鋁合金對(duì)工業(yè)硅需求有望恢復(fù)增長(zhǎng)。

鋁合金按加工方法分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。

在鑄造鋁合金中硅含量一般在6.5%-13%；變形鋁合金中硅含量一般在0.5%以下，屬于間接使用金屬硅用于鋁硅中間合金生產(chǎn)，硅單獨(dú)加入鋁中僅限于焊接材料。

鑄造鋁合金的發(fā)展對(duì)于工業(yè)硅的需求至關(guān)重要。

鑄造鋁合金具備良好的鑄造性能，可以制成各類形狀復(fù)雜的零件且不需要龐大的附加設(shè)備，同時(shí)具有節(jié)約金屬、降低成本、減少工時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、航空航天、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。由于汽車行業(yè)為鑄造鋁合金最大的下游應(yīng)用領(lǐng)域，

鑄造鋁合金產(chǎn)業(yè)鏈：

國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)格局來(lái)看，立中集團(tuán)再生鋁業(yè)務(wù)市場(chǎng)占有率6.29%，其次為華勁集團(tuán)和新格集團(tuán)。

汽車輕量化降低燃油車油耗，提高電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程，加大鋁合金用量是促進(jìn)汽車輕量化發(fā)展的重要路徑。

我國(guó)在《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》中提出，要在中期內(nèi)形成以輕質(zhì)合金為應(yīng)用體系的汽車輕量化方向，到2035年預(yù)計(jì)燃油乘用車整車輕量化系數(shù)降低25%，純電動(dòng)車輕量化系數(shù)降低35%，鋁材性價(jià)比高，未來(lái)將在汽車多部件上加快滲透，預(yù)計(jì)汽車用鋁轉(zhuǎn)化率將從2018年的31%提升至2030年的56%。

審核編輯 ：李倩