工業(yè)硅又稱金屬硅或結(jié)晶硅,是由硅石(SiO?含量大于99%)在電爐中經(jīng)高溫還原得到的含硅量達(dá)98%以上的工業(yè)基礎(chǔ)材料。作為現(xiàn)代工業(yè)的"維生素",這種銀灰色或深灰色塊狀物(常見規(guī)格10-100mm)在冶金、化工、電子等領(lǐng)域具有不可替代的作用,特別是生產(chǎn)有機(jī)硅、多晶硅等高附加值產(chǎn)品的關(guān)鍵原料。
工業(yè)硅按鐵鋁鈣三種主要雜質(zhì)含量分為不同牌號(如553#代表鐵0.5%、鋁0.5%、鈣0.3%),其中化學(xué)用硅要求雜質(zhì)總量低于0.5%,而冶金用硅則可放寬至2%左右。需要特別注意的是421#等低雜質(zhì)牌號因能效比優(yōu)異,已成為光伏級多晶硅的主流原料,這種細(xì)分使得工業(yè)硅的價(jià)格差異可達(dá)3000-5000元/噸。
生產(chǎn)工藝主要采用礦熱爐法(爐溫2000℃以上),每噸產(chǎn)品需耗費(fèi)約12000度電,電費(fèi)成本占比超過50%。中國憑借豐富的水電資源(云南、四川等地電價(jià)0.3-0.4元/度)已成為全球最大生產(chǎn)國,2022年產(chǎn)量達(dá)340萬噸,占全球78%份額。隨著雙碳政策推進(jìn),采用清潔能源生產(chǎn)的綠色工業(yè)硅正獲得30-50美元/噸的溢價(jià)。
在應(yīng)用端,約35%的工業(yè)硅用于生產(chǎn)有機(jī)硅(甲基氯硅烷單體),30%用于鋁合金添加劑(提升流動(dòng)性),剩余部分則轉(zhuǎn)化為三氯氫硅(純度99.9999%)進(jìn)入半導(dǎo)體和光伏產(chǎn)業(yè)鏈。值得注意的是,新能源革命推動(dòng)光伏級需求年增速達(dá)20%以上,這使得工業(yè)硅從傳統(tǒng)大宗商品逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)略新興材料。