第一節(jié) 硅材料的簡介

重要的半導(dǎo)體材料，化學(xué)元素符號Si，電子工業(yè)上使用的硅應(yīng)具有高純度和優(yōu)良的電學(xué)和機械等性能。硅是產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體材料，它的產(chǎn)量和用量標志著一個國家的電子工業(yè)水平。（立項報告）

第二節(jié) 硅材料的制作工藝

單晶硅的制作

硅單晶按拉制方法不同分為無坩堝區(qū)熔(FZ)單晶與有坩堝直拉(CZ)單晶。區(qū)熔單晶不受坩堝污染，純度較高，適于生產(chǎn)電阻率高于20歐·厘米的N型硅單晶（包括中子嬗變摻雜單晶）和高阻 P型硅單晶。由于含氧量低，區(qū)熔單晶機械強度較差。

大量區(qū)熔單晶用于制造高壓整流器、晶體閘流管、高壓晶體管等器件。直接法易于獲得大直徑單晶，但純度低于區(qū)熔單晶，適于生產(chǎn)20歐·厘米以下的硅單晶。由于含氧量高,直拉單晶機械強度較好。大量直拉單晶用于制造MOS集成電路、大功率晶體管等器件。外延片襯底單晶也用直拉法生產(chǎn)。硅單晶商品多制成拋光片，但對FZ單晶片與CZ單晶片須加以區(qū)別。外延片是在硅單晶片襯底（或尖晶石、藍寶石等絕緣襯底）上外延生長硅單晶薄層而制成，大量用于制造雙極型集成電路、高頻晶體管、小功率晶體管等器件。

單晶硅的應(yīng)用

單晶硅在太陽能電池中的應(yīng)用，高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料。在光伏技術(shù)和微小型半導(dǎo)體逆變器技術(shù)飛速發(fā)展的今天，利用硅單晶所生產(chǎn)的太陽能電池可以直接把太陽能轉(zhuǎn)化為光能，實現(xiàn)了邁向綠色能源革命的開始。

第三節(jié) 硅材料 行業(yè) 的發(fā)展現(xiàn)狀

有機硅材料是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)原料，其結(jié)構(gòu)是主鏈由 Si-O 構(gòu)成，側(cè)鏈通過 Si 與其他各種有機基團相連，因此其兼?zhèn)淞擞袡C材料和無機材料的雙重特性。具有耐高低溫、耐老化、電氣絕緣、耐自氧、憎水、難燃、無毒無腐蝕和生理惰性等許多優(yōu)異性能。有機硅分為單體和中間體。有機硅單體的主要原料為硅粉和氯甲烷。 甲基氯硅烷是最重要的有機硅單體，用量占有機硅單體總量的 90%以上，是整個有機硅工業(yè)的基礎(chǔ)和支柱；有機硅中間體主要為二甲基環(huán)硅氧烷混合環(huán)體（DMC）、硅醚（MM）、六甲基環(huán)三硅氧烷（D3）、八甲基環(huán)四硅氧烷（D4）、十甲基環(huán)五硅氧烷（D5）等硅氧烷系列產(chǎn)品。其中，硅氧烷是有機硅的重要中間體，其產(chǎn)銷情況最能表征有機硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 1 噸甲基氯硅烷約能生產(chǎn) 0.45 噸硅氧烷，國內(nèi)統(tǒng)計中一般用 DMC 進行折算。

有機硅深加工產(chǎn)品主要分為硅油、硅橡膠、硅樹脂和硅烷偶聯(lián)劑 4 大類。 由有機硅單體及中間體出發(fā)，經(jīng)不同反應(yīng)，或添加各類填料及助劑，進一步加工成硅油、硅橡膠、硅樹脂、硅烷偶聯(lián)劑等有機硅深加工產(chǎn)品。其中硅橡膠在有機硅產(chǎn)品構(gòu)成中占60~70%，硅油占比超過 20%，是兩個比較大的有機硅深加工產(chǎn)品。

有機硅深加工產(chǎn)品下游應(yīng)用面較廣， 終端應(yīng)用領(lǐng)域稍顯分散。 這表明一方面 行業(yè) 需要拓展下游應(yīng)用，另一方面有機硅消費需求與宏觀經(jīng)濟增長密切相關(guān)。 2015 年有機硅的消費結(jié)構(gòu)中比例最大的建筑領(lǐng)域，占硅氧烷消費總量的 34%，電子、紡織占比合計40%左右； 而加工制造業(yè)、交通運輸、醫(yī)療衛(wèi)生等占比均未超過 10%， 在這幾個領(lǐng)域仍然有提升的空間。

第四節(jié)  硅材料的未來前景

未來五年，世界有機硅市場將保持年均 5.85%的增長速度， 給中國有機硅企業(yè)擴大出口創(chuàng)造了機會。同時，隨著國內(nèi)有機硅的工藝技術(shù)逐步成熟、產(chǎn)能持續(xù)加碼，國內(nèi)進口有機硅呈下降趨勢。目前，國內(nèi)有機硅凈出口已近 9 萬噸/年，占國內(nèi)總產(chǎn)量的 4%~5%。凈出口增加的原因有三方面。 ①海外經(jīng)濟復(fù)蘇，需求端較為旺盛； ②海外工廠的意外停產(chǎn)影響了 行業(yè) 整體的開工率； ③經(jīng)過多年的發(fā)展，我國的有機硅產(chǎn)品的質(zhì)量品質(zhì)已經(jīng)與國際公司沒有本質(zhì)差異，在國外企業(yè)出現(xiàn)不可抗拒力的時候就是我國企業(yè)搶占市場的時候。

有機硅 行業(yè) 整體需求強勁。除了 2016 年，近年來有機硅表觀消費量均保持高速增長，國內(nèi)的產(chǎn)能增速目前低于需求增速，有機硅的整體需求強勁。

 我國的有機硅單體的深加工產(chǎn)品主要是硅橡膠（包含高溫硅橡膠和室溫硅橡膠）、硅油和硅樹脂。應(yīng)用領(lǐng)域最多的為建筑和電線電纜類，其中從產(chǎn)品來看硅橡膠中的應(yīng)用占比為 65%以上，從應(yīng)用領(lǐng)域看在建筑和電線電纜類的應(yīng)用占比也同樣超過 60%。建筑膠分為幕墻膠、中空玻璃膠和民用膠。其中幕墻膠主要用于商業(yè)地產(chǎn)； 中空玻璃膠既可用于商業(yè)地產(chǎn)，也可用于民用地產(chǎn)中高端裝飾，門窗膠、防霉、防水等； 民用膠主要用于家庭內(nèi)裝領(lǐng)域。幕墻的下游中商業(yè)地產(chǎn)占比份額最大，達到 70%左右，其次是公共設(shè)施類， 占比超過 20%，其中，機場、文體中心、醫(yī)院等公共設(shè)施占比較大，住宅用房占比低于 5%，主要是高檔住宅。我國的房地產(chǎn)投資總額持續(xù)上升，而在用量最大的商業(yè)地產(chǎn)中， 2017 年后優(yōu)質(zhì)寫字樓的同比增速止跌回升，實現(xiàn)了同比正增長， 我們預(yù)期有機硅深加工產(chǎn)品的需求將進一步增長。

 電線電纜 行業(yè) 作為有機硅深加工產(chǎn)品的主要領(lǐng)域，隨著國家鐵路及軌道交通的大力發(fā)展， 行業(yè) 整體上的需求將有所提升。作為國民經(jīng)濟建設(shè)的重要配套產(chǎn)業(yè)之一，電線電纜 行業(yè) 是機械工業(yè)中僅次于汽車 行業(yè) 的第二大產(chǎn)業(yè)。近十年來，電線電纜 行業(yè) 年均增速達15%以上。 未來幾年，由于我國處在工業(yè)化后期，國內(nèi)電線電纜 行業(yè) 發(fā)展速度將高于國民經(jīng)濟的發(fā)展速度，預(yù)計達 10%以上， 尤其是電力導(dǎo)線和電纜年均增長預(yù)計可達15%。高壓、超高壓電力電纜市場需求旺盛。“十三五” 期間，我國配電網(wǎng)建設(shè)預(yù)計總投資額達到 1.7 萬億元，年均投資額 3400 億。計劃到 2020 年，高壓配電網(wǎng)線路長度達到 101 萬千米，中壓配電網(wǎng)線路長度達到 404 萬千米。同時，“十三五”還制定了總投資額 7,000 億元以上的農(nóng)村電網(wǎng)改造升級計劃，由此可見，“十三五” 期間我國電力電纜市場需求旺盛。鐵路及城市軌道交通領(lǐng)域需求快速增長。 “十三五” 期間，我國鐵路及城軌交通仍將繼續(xù)保持快速增長、良性發(fā)展的勢頭，鐵路營業(yè)里程將從 2015 年的 12.1 萬公立增長到 2020 年的 15 萬公里，高速鐵路營業(yè)里程將從 2015 年的 1.9 萬公里增長到 2020 年的 3.0 萬公里，城市軌道交通運營里程將從 2015 年的 3,300 公里增長到 2020 年的 6,000 公里。城市軌道投資力度的加大，將有效拉動電線電纜 行業(yè) 的進一步發(fā)展，有望給我國電線電纜企業(yè)帶來巨大的轉(zhuǎn)型升級機遇。

 

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