什么是工业硅？

1.工业硅的一般性质及其组成

工业硅，又称金属硅.结晶硅，由硅石制成(SiO2)经碳质还原剂(C)在矿热炉中还原反应所得，其名称硅含量不小于98.7%，其余成分多为铁.铝.钙和微量元素等。

物理性质：工业硅为固体形态，呈深灰色，具有金属光泽，质坚脆，熔点1683℃，沸点2628℃，密度2330kg/m3.工业硅看起来像金属，但在化学反应中表现出更多的非金属性质，导电率介于金属和非金属之间，因此通常被称为半金属。工业硅在650℃以下不具有导电性，此时可用作绝缘材料；超过650℃随着温度的升高，导电性不断提高。

化学性质:工业硅在常温下化学性质不活泼，在高温下化学性质活泼，在高温下可与氧合作.氯.卤素元素和其他元素结合成化合物。工业硅不溶于水和任何浓度的硝酸盐.盐酸，但可溶于碱液.硝酸或盐酸与氢氟酸的混合物可用于工业硅的化学元素检测，即工业硅样本中的硅以氟化物的形式挥发，然后分析硅中残留的铁.铝.钙的含量。

2.工业硅分类(国标)及交割标准

(1)工业硅分类

工业硅品牌繁多，按照工业硅国家标准(GBT2881-2014.铝.钙含量的差异可分为Si5530.Si5210.Si4410.Si4210.Si4110.Si3303.Si2202.Si1101等不同品牌。品牌号的后四位数分别代表产品中主要杂质元素铁.铝.钙的最高含量要求，如钙的最高含量要求，Si4210中的“4”代表工业硅中铁含量小于0.4%，“2”代表铝含量小于0.2%，“10”代表钙含量小于0.10%。

(2)工业硅交割标准

达到国标GB/T2881-2014中Si5530规格的工业硅是基准交割品；Si以4210及以上规格的工业硅为替代品，升水2000元/吨。

即基准交割：符合《中华人民共和国国家标准工业硅》(GB/T2881-2014Si5530≥98.7%.铁含量≤0.50%.铝含量≤0.50%.钙含量≤0.30%)mm工业硅(其中，粒度偏差筛下物不超过5%，筛上物不超过5%)。

替代交割:符合《工业硅国标》规定的品牌号为Si4210≥99.3%.铁含量≤0.40%.铝含量≤0.20%.钙含量≤0.10%)，粒度为10~100mm工业硅(其中，粒度偏差筛下物不超过5%，筛上物不超过5%)；升水2000元/吨。

(3)工业硅生产加工方法

工业硅冶炼是硅(主要成分)SiO2≥99.2%，通常是石英石或鹅卵石).碳还原剂(石油焦.洗精煤.木炭等。.木块.玉米芯.松子球.椰壳等。)作为原料，在矿热炉中连续进行电化学反应的过程。化学反应类型为:SiO2+2C=Si+2CO↑。

生产一吨工业硅的能耗约为1.3万度。以火电为能源的工业硅单吨碳排放量高达15.91吨，以水电为能源的工业硅单吨碳排放量为5.32吨。

根据上述反应原理，硅石SiO2、碳还原剂C是工业硅冶炼的两种主要原料：

1t硅=2.14t硅石+0.86t固碳剂+2t还原剂+0.1t电极

(4)工业硅产品的主要性能

从需求角度看，工业硅的主要消费领域是有机硅.多晶硅和铝合金。由于有机硅下游的不断渗透和多晶硅产业的快速发展，全球工业硅需求呈现出快速上升的趋势。

在有机硅行业，工业硅生产有机硅，如硅树脂.硅油或硅橡胶原料，成品主要用于建筑装饰(约19.8%).电子电器(约20.6%).新能源（约16.7%）.纺织制造(约10.1%).医疗护理(约8.8%)等方面。

在多晶硅行业，工业硅是制造多晶硅的主要原料。通过将工业硅的化学反应纯化为多晶硅，进一步生产光伏硅片（约95%）或芯片（约5%），主要用于光伏发电和半导体领域。

在合金行业的应用主要是通过添加工业硅来提高金属的流动性和韧性。目前以铝合金为主，成型性好.耐腐蚀性高的特点常用于汽车(占铸造铝合金消费比例的60%以上).航天.船舶等部件。

二.工业硅供给

1.全球供给

全球工业硅生产国相对集中。其中，中国是世界上最大的工业硅生产国。2021年，中国产能约占全球产能的78%。2013-2021年，全球产能从533万吨增长到674万吨。其中，我国产能从400万吨增长到528万吨，占80%左右。其他产能主要分布在巴西.美国.挪威和其他国家。从产量来看，2013-2021年中国产量从145万吨增长到279万吨，2021年全球工业硅产量的72%。从目前的情况来看，预计未来五年工业硅产能的增长将主要来自中国，其他国家的产能将保持相对稳定。

2.我国供给

2021年，我国工业硅产能约528万吨，产能278万吨，产能利用率近53%。我国工业硅的生产分布相对集中。由于工业硅的生产能力高，主要在能源资源丰富、电力成本低的西北地区.西南地区。依托当地丰富的煤电资源，云南地区工业硅产业的快速发展。.四川工业硅产业的发展主要依靠丰富的水电资源，未来内蒙古产能发展潜力巨大。2021年，新疆.云南、四川工业硅产量分别为122万吨.51万吨和38万吨，占我国总产量的44%.18%和14%，其他产量主要集中在福建等地。从企业角度看，工业硅企业的产业集中度较低。从产能角度看，前10名仅占30%，合盛硅产业占21%，东方希望占4%，然后宏盛锦盟.永昌硅业.鑫河电力.晶鑫硅业占比约2%。

三.工业硅需求

1.全球需求

全球工业硅消费继续保持高速增长，但消费驱动力来源不断变化和发展。过去，工业硅消费主要是铝合金消费。目前，有机硅行业的需求比例超过铝合金。未来，多晶硅需求将超过有机硅需求，成为工业硅的最大需求方。未来，受益于光伏产业的快速发展和有机硅产业的稳步增长，工业硅也将迎来需求快速增长的阶段。随着全球碳中和共识的达成，以多晶硅需求为代表的光伏产业链在提振工业硅需求方面发挥着最重要的作用。在光伏装机需求的推动下，2020-2021年多晶硅消费增长率约为30%。硅消费涉及生活的方方面面，国内硅需求也保持增长。一方面，许多硅材料的性能更好，可以替代石油基材料；另一方面，硅基材料可以产生较少的碳排放料少。两方面拉动，市场前景广阔。

2.我国需求

工业硅的下游产业主要分为三个方面.多晶硅和铝合金。2021年，我国工业硅消费量为283万吨，较去年增加45万吨。2021年，我国有机硅.多晶硅和铝合金消耗工业硅分别占28%.22%和19%。2021年，我国工业硅消费量为283万吨，同比略有增长19%；其中，有机硅行业工业硅消费量为78万吨，同比增长11%；多晶硅行业工业硅消费量为62万吨，同比增长30%；铝合金行业工业硅消费量为55万吨，同比复苏15%。三大领域共消耗工业硅195万吨，约占69%。出口方面，2021年出口量约78万吨。由于海外需求复苏，出口量超出预期。

从工业硅消费的角度来看，有机硅是目前最重要的消费领域。202年，我国有机硅消费工业硅78万吨，同比78万吨。