工业硅概述

一、定义和用途

硅是呈灰色金属光泽的半金属，在元素周期表中属IVA族，元素序号14，元素符号为Si，原子量为28.09，熔点1410℃，密度2.33 g/cm3.在自然界中，硅极少以单质的形式存在，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅是地壳构成中第二丰富的元素，占地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧(49.4%)。

(资料图片仅供参考)

工业硅(Silicon metal)，又名金属硅、结晶硅，是由硅石经碳质还原剂在矿热炉中还原所得。工业硅是生产有机硅及多晶硅最重要的原材料，也是铸造铝合金、变形铝合金中的重要原材料。

二、工业硅分类

根据工业硅国家标准(GBT 2881-2014)，工业硅以3种主要杂质(铁、铝、钙)含量的差异，分为Si1101、Si2202、Si3303等规格。工业硅牌号由硅元素符号和 4 位数字表示，4 位数字依次分别表示产品中主要杂质元素铁、铝、钙的最高含量要求，其中铁含量和铝含量取小数点后的一位数字，钙含量取小数点后的两位数字。

另外，随着下游生产技术水平的进步，对工业硅的要求逐渐降低，市场上出现了一些低于国家标准的等外工业硅(不符合国标名义硅含量在98.7%以上的工业硅)以及97硅(名义硅含量在97.0%左右的工业硅)。此外，近年来工业硅的回收体系逐渐完善，回收效率不断提高，工业硅磨粉、多晶硅以及硅片切片等环节所产生的废料，经中频炉回炉熔炼后得到再生硅，其名义硅含量在99.0%左右。

三、工业硅的生产工艺

工业硅冶炼是以硅石和碳质还原剂 (石油焦、洗精煤、木炭等) 以及疏松剂 (木片木块、玉米芯、松子球、椰子壳等)为原料，在矿热炉内连续进行的电热化学反应过程。

SiO2+2C=Si+2CO↑

硅石矿、还原剂、疏松剂等炉料，由原料处理系统将生产所需要的合格炉料送到矿热炉车间的合格料堆场。根据生产要求按确定的炉料配比，通过配料站称量准确的炉料，由输送设施送达矿热炉车间炉顶料仓或操作平台的贮料仓，根据炉况由炉口操作人员将炉料通过加料管或炉口加料车加入炉膛内，通电后矿热炉内的电极释放电火花进而熔化原料。炉口操作人员适时进行透气、捣炉、沉料、加料、推料等操作，使矿热炉内炉料具有良好的透气性，合适的熔池电阻及足够高的炉膛温度，以保持炉况顺行、矿热炉生产正常。国内工业硅生产过程是连续的，出炉是间断的，熔硅进入硅水包进行精炼，经精炼降低工业硅中铝、钙等杂质，工业硅熔体的成分进一步得到纯化。经扒渣后注入锭模中铸成锭块，硅锭冷却脱模后进行破碎、取样、化验、分级、包装、称量、入库。

四、工业硅行业发展情况

1.世界工业硅行业发展情况

2014-2021年期间，全球工业硅产能从531万吨/年增加至632万吨/年，复合年均增长率为2.5%。新增产能总计101万吨，主要来自中国新增产能88万吨，海外新增产能13万吨。同期全球工业硅产量从251万吨增加至408万吨，复合年均增长率为7%。增加的157万吨几乎全部由中国贡献，海外产量贡献仅占一小部分。尤其受到新冠疫情影响，海外产能受限，而中国的产能持续扩张，导致工业硅产能及产量进一步向中国转移。2021年海外产能133万吨(21.04%)，产量91万吨 (22.29%)，均处于逐渐下降趋势。

2020年，全球工业硅主要供应集中于亚洲、美洲和欧洲地区。除中国之外，海外工业硅供给主要集中在巴西、挪威、美国、法国等地。工业硅产量中，中国占比高达76%，其次是巴西、挪威各占7%，美国占4%，法国占3%。

2.我国工业硅行业情况

2020年，我国工业硅生产企业约220家，民营企业占主导地位，呈现出产能产量分散的特点，超过一半的工业硅生产企业产能低于2万吨，百分之九十的企业产量在2万吨以下。除个别企业外，工业硅行业整体呈现显著的“小、散、弱”的特征，企业核心竞争力较弱，生产面临较大的不确定性。市场虽处于充分竞争的状态，产品供应方面不存在垄断问题，但由于投资成本高以及存在技术壁垒，行业整合困难，中下游企业难以介入上游。

（文章来源：上海东亚期货有限公司）

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