لا تعد مواد السيليكون مكونًا مهمًا لصناعة المواد الجديدة في الصناعة الناشئة الإستراتيجية الوطنية فحسب، بل إنها أيضًا مادة داعمة لا غنى عنها للصناعات الناشئة الإستراتيجية الأخرى.

مع التوسع المستمر في مجالات التطبيق، فإن الطلب الهائل المحتمل جعل السيليكون أحد المواد الكيميائية الأكثر شعبية في الوقت الحاضر.

تُشكل قطاعات البناء، والإلكترونيات، والكهرباء والطاقة الجديدة، والرعاية الطبية، والعناية الشخصية النسبة الأكبر من استهلاك السيليكون محليًا. ويُعدّ قطاع البناء حاليًا المجال الرئيسي لاستخدام السيليكون، حيث يُمثل حوالي 30% منه.

بالإضافة إلى النمو المستمر للطلب على مواد السيليكون في الصناعات التقليدية، فإن صناعات توفير الطاقة وحماية البيئة مثل الطاقة الكهروضوئية والطاقة الجديدة، فضلاً عن تطوير الصناعات الناشئة مثل بناء شبكات الطاقة ذات الجهد العالي للغاية والعالي للغاية، والمواد الذكية القابلة للارتداء، والطباعة ثلاثية الأبعاد، و5G، كلها توفر نقاط نمو جديدة للطلب على السيليكون.

نظرة عامة على السيليكونات

السيليكون هو مصطلح عام للمركبات العضوية السيليكونية، والتي يتم تصنيعها وتحليلها بواسطة السيليكون المعدني والكلوروميثان.

الخطوة الأولى في تصنيع السيليكونات هي إنتاج ميثيل كلورو سيلان، والذي يُحلل بعد ذلك للحصول على أحادي ميثيل ثلاثي كلورو سيلان، وثنائي ميثيل ثنائي كلورو سيلان، وثلاثي كلورو سيلان. يُعد ثنائي ميثيل ثنائي كلورو سيلان المونومر الرئيسي للسيليكون العضوي، ومنتجاته النهائية الرئيسية هي مطاط السيليكون وزيت السيليكون.

في الوقت الحاضر، تشير قدرة إنتاج السيليكون المذكورة في الصين عمومًا إلى قدرة إنتاج ميثيل كلورو سيلان، في حين تعتمد إحصاءات الإنتاج الحالية جميعها على إنتاج ثنائي ميثيل السيلوكسان.

سلسلة صناعة السيليكون

تنقسم سلسلة صناعة السيليكون بشكل رئيسي إلى أربع حلقات: المواد الخام للسيليكون، ومونومرات السيليكون، ووسيطات السيليكون، ومنتجات المعالجة العميقة للسيليكون. هناك عدد أقل من شركات إنتاج المواد الخام والمونومرات والوسيطات، بينما تتضمن المعالجة العميقة اللاحقة مجموعة واسعة من المنتجات وقدرة إنتاجية أكبر.

المواد الخام السيليكونية

تتضمن عملية إنتاج السيليكونات استخدام نسبة كبيرة من المواد الخام. المادة الخام للسيليكون هي مسحوق السيليكون الصناعي، الذي يُحضّر صناعيًا عن طريق اختزال الكوارتز باستخدام فحم الكوك في فرن قوس كهربائي.

يستهلك إنتاج السيليكون الصناعي كميات كبيرة من خام السيليكون والطاقة، ويسبب تلوثًا بيئيًا كبيرًا. لذلك، يُعدّ توفير مواد خام السيليكون الصناعي عالية الجودة والمستقرة ضمانًا أساسيًا لإنتاج السيليكون.

وبحسب SAGSI، بلغت القدرة الإنتاجية العالمية للسيليكون الصناعي 6.23 مليون طن في عام 2020، بينما بلغت القدرة الإنتاجية للصين 4.82 مليون طن، وهو ما يمثل 77.4%.

السيليكون

مونومرات السيليكون والوسيطات

يُمثل العرض المحلي من مونومرات السيليكون والوسيطات أكثر من 50% من إجمالي العرض العالمي، مما يجعلها أكبر مورد لها في العالم. ونظرًا لعدم استقرار مونومرات السيليكون، تُصنّع الشركات هذه المونومرات عادةً في مواد وسيطة مثل DMC (ثنائي ميثيل السيلوكسان) أو D4 للبيع.

هناك أنواع ومواصفات قليلة من مونومرات السيليكون والوسيطات.

يعد ثنائي ميثيل ثنائي كلورو السيلان حاليًا أكثر مونومر السيليكون استخدامًا على نطاق واسع، حيث يمثل أكثر من 90% من إجمالي كمية المونومر.

عتبة دخول صناعة السيليكون مرتفعة، وقد رُفعت إلى 200,000 طن، وتتطلب استثمارًا رأسماليًا لا يقل عن 1.5 مليار يوان. ستعزز عتبة الدخول المرتفعة هذه اتجاه تركيز طاقة إنتاج المونومر نحو الشركات الرائدة.

في الوقت الحاضر، هناك عدد قليل فقط من الشركات التي لديها تراكم تكنولوجي كافٍ وحققت إنتاجًا واسع النطاق، مع توزيع أكثر من 90٪ من الطاقة الإنتاجية بين أكبر 11 شركة.

كما أن تركيز القدرة على إنتاج مونومر السيليكون يوفر أيضًا مساحة تفاوض أكبر للمؤسسات في مجرى النهر.

ثنائي كلورو ثنائي ميثيل السيلان

من حيث العرض، لدى العديد من شركات السيليكون الرائدة في الصين مشاريع جارية أو خطط جديدة. وستتركز الطاقة الإنتاجية الجديدة على الإنتاج بين عامي 2022 و2023، ومن المتوقع أن تدخل الطاقة الإنتاجية للصناعة مرحلة توسع سريع.

وفقًا لبيانات شركة بايتشوان ينغفو، ستستثمر شركات مثل هيشنغ لصناعة السيليكون، ويونان للاستثمار في مجال الطاقة، ودونغيو لمواد السيليكون حوالي 1.025 مليون طن من الطاقة الإنتاجية للسيليكون هذا العام. كما تستثمر شركات مثل نيو سبيشل إنرجي، وآسيا لصناعة السيليكون، وسيتشوان يونغشيانغ في الطاقة الإنتاجية للسيليكون متعدد البلورات، مما يُسهم في زيادة الطلب على السيليكون الصناعي.

وتتوقع جمعية SAGSI أن تتجاوز الطاقة الإنتاجية للصين من مونومرات ميثيل السيليكون 6 ملايين طن سنويا بحلول عام 2025، وهو ما يمثل أكثر من 70% من الطاقة الإنتاجية العالمية من مونومرات ميثيل السيليكون.

وفقًا لـ C&EN، تخطط شركة Momentive، الشركة الرائدة في مجال السيليكون في الخارج، لإغلاق قدرتها الإنتاجية للسيليكون في واترفورد، نيويورك، مما يجعل شركة Dow هي الشركة الوحيدة المصنعة للمواد الخام الأولية للسيليكون في الولايات المتحدة.

يتم نقل القدرة الإنتاجية العالمية لمونومر السيليكون إلى الصين، ومن المتوقع أن تستمر نسبة تركيز الصناعة في التحسن في المستقبل.

المعالجة العميقة للسيليكونات

غالبًا ما توجد منتجات السيليكون المُعالَجة بعمق في الشكل الجزيئي لـ RnSiX (4-n)، وتمنحها الخواص الفيزيائية والكيميائية المستقرة لسلسلة السيليكون وتنوع المجموعات الوظيفية وظائف استخدام غنية. المنتجات الرئيسية هي مطاط السيليكون وزيت السيليكون، بنسبة 66% و21% على التوالي.

في الوقت الحاضر، لا تزال صناعة المعالجة العميقة للسيليكون في مرحلة نمو متسارعة، وهي صناعة متناثرة نسبيًا. يوجد أكثر من 3000 شركة معالجة عميقة متخصصة في معالجة السيليكون فقط.

خزان المواد الخام لمصنع أوليفيا

هيكل منتجات السيليكون المعالجة بعمق في الصين:

تفتقر شركات السيليكون الأجنبية إلى ميزة التكلفة في إنتاج مونومرات السيليكون مقارنة بالشركات الصينية، وتركز معظم شركات السيليكون الأجنبية الرائدة على تطوير منتجات المعالجة العميقة في مجرى النهر وتوسيع السلسلة الصناعية.

تحولت سياسات التشجيع الصينية لصناعة السيليكون تدريجياً من إنتاج المونومر إلى المعالجة العميقة لمنتجات السيليكون، وتطوير منتجات سيليكون جديدة، وتوسيع مجالات التطبيق الجديدة، وتحسين مستوى الاستخدام الشامل.

السيليكا

تتميز منتجات السيليكون النهائية بقيمة مضافة أعلى وفرص تطبيقية أوسع في السوق. في الوقت الحالي، لا يزال هناك مجال كبير للتطور في استهلاك السيليكون في الأسواق الناشئة في الصين والخارج.

سيليكون

السيليكون متعدد البلورات