Siliconenmaterialen vormen niet alleen een belangrijk onderdeel van de nieuwe materialenindustrie van de nationale strategische opkomende industrie, maar vormen ook een onmisbaar ondersteunend materiaal voor andere strategische opkomende industrieën.

Door de voortdurende uitbreiding van toepassingsgebieden en het enorme vraagpotentieel zijn siliconen momenteel een van de populairste chemische materialen.

Het grootste deel van het huishoudelijk siliconenverbruik vindt plaats in sectoren zoals de bouw, elektronica, elektriciteit en nieuwe energie, medische zorg en persoonlijke verzorging. De bouwsector is momenteel de belangrijkste eindbestemming voor de toepassing van siliconen, goed voor ongeveer 30%.

Naast de aanhoudende groei van de vraag naar siliconenmaterialen in traditionele industrieën, zorgen ook energiebesparende en milieubeschermende industrieën zoals fotovoltaïsche en nieuwe energie, evenals de ontwikkeling van opkomende industrieën zoals de bouw van ultrahoog- en ultrahoogspanningsnetwerken, intelligente draagbare materialen, 3D-printen en 5G voor nieuwe groeipunten in de vraag naar siliconen.

Overzicht van siliconen

Siliconen is een algemene term voor organische siliciumverbindingen die worden gesynthetiseerd en gehydrolyseerd door metaalsilicium en chloormethaan.

De eerste stap in de synthese van siliconen is het genereren van methylchloorsilaan, dat vervolgens wordt gehydrolyseerd tot monomethyltrichloorsilaan, dimethyldichloorsilaan en trichloorsilaan. Dimethyldichloorsilaan is de belangrijkste monomeervariant van organisch silicium, met als belangrijkste afgeleide producten siliconenrubber en siliconenolie.

Momenteel verwijst de genoemde productiecapaciteit voor siliconen in China over het algemeen naar de productiecapaciteit van methylchlorosilane, terwijl de huidige productiestatistieken allemaal gebaseerd zijn op de productie van dimethylsiloxaan.

Keten van de siliconenindustrie

De keten van de siliconenindustrie is hoofdzakelijk verdeeld in vier schakels: siliconengrondstoffen, siliconenmonomeren, siliconentussenproducten en siliconendiepverwerkingsproducten. Er zijn minder productiebedrijven voor grondstoffen, monomeren en tussenproducten, terwijl de downstreamdiepverwerking een breed scala aan producten en een meer verspreide productiecapaciteit omvat.

Siliconen grondstoffen

Het productieproces van siliconen omvat een groot deel grondstoffen. De grondstof voor siliconen is industrieel siliconenpoeder, dat in de industrie wordt bereid door kwarts te reduceren met cokes in een vlamboogoven.

De productie van industriële siliconen verbruikt veel siliconenerts en energie en veroorzaakt aanzienlijke milieuvervuiling. Een stabiele en hoogwaardige aanvoer van industriële siliconengrondstoffen is daarom de basisgarantie voor de productie van siliconen geworden.

Volgens SAGSI bedroeg de wereldwijde industriële productiecapaciteit voor siliconen in 2020 6,23 miljoen ton, terwijl de productiecapaciteit van China 4,82 miljoen ton bedroeg, goed voor 77,4%.

Silicium

Siliconenmonomeren en tussenproducten

Het binnenlandse aanbod van siliconenmonomeren en -tussenproducten vertegenwoordigt meer dan 50% van het wereldwijde totaal, waarmee het de grootste leverancier van siliconenmonomeren en -tussenproducten ter wereld is. Vanwege de instabiele toestand van siliconenmonomeren synthetiseren bedrijven de monomeren doorgaans tot tussenproducten zoals DMC (dimethylsiloxaan) of D4 voor de verkoop.

Er zijn weinig varianten en specificaties van siliconenmonomeren en tussenproducten.

Dimethyldichlorosilane is momenteel het meest gebruikte siliconenmonomeer en is goed voor ruim 90% van de totale hoeveelheid monomeren.

De toetredingsdrempel voor de siliconenindustrie is hoog: deze is verhoogd tot 200.000 ton en vereist een kapitaalinvestering van ten minste 1,5 miljard yuan. Deze hoge toetredingsdrempel zal de trend van concentratie van monomeerproductiecapaciteit richting toonaangevende bedrijven bevorderen.

Momenteel beschikt slechts een klein aantal bedrijven over voldoende technologische accumulatie en bereikt een grootschalige productie, waarbij ruim 90% van de productiecapaciteit verdeeld is over de 11 grootste ondernemingen.

De concentratie van de productiecapaciteit voor siliconenmonomeren biedt ook meer onderhandelingsruimte voor downstream-ondernemingen.

Dichloordimethylsilaan

Wat het aanbod betreft, hebben veel toonaangevende siliconenbedrijven in China lopende projecten of nieuwe plannen. De nieuwe productiecapaciteit zal geconcentreerd zijn in de productie van 2022 tot 2023, en de productiecapaciteit van de industrie staat op het punt een snelle groeicyclus te ondergaan.

Volgens gegevens van Baichuan Yingfu zullen bedrijven zoals Hesheng Silicon Industry, Yunnan Energy Investment en Dongyue Silicon Materials dit jaar ongeveer 1,025 miljoen ton aan siliconenproductiecapaciteit investeren. Bedrijven zoals New Special Energy, Asia Silicon Industry en Sichuan Yongxiang investeren ook in de productiecapaciteit van polykristallijn silicium, wat de vraag naar industriële siliconen doet toenemen.

SAGSI voorspelt dat de Chinese productiecapaciteit van siliconenmethylmonomeren in 2025 de 6 miljoen ton/jaar zal overschrijden. Dit is goed voor ruim 70% van de wereldwijde productiecapaciteit van siliconenmethylmonomeren.

Volgens C&EN is Momentive, een toonaangevend buitenlands siliconenbedrijf, van plan zijn productiecapaciteit voor siliconen in Waterford, New York, te sluiten, waardoor Dow de enige producent van grondstoffen voor siliconen in de Verenigde Staten wordt.

De wereldwijde productiecapaciteit voor siliconenmonomeren wordt overgebracht naar China en de concentratiegraad in de industrie zal in de toekomst blijven verbeteren.

Diepe verwerking van siliconen

Diep bewerkte siliconenproducten bestaan vaak in de moleculaire vorm van RnSiX (4-n). De stabiele fysisch-chemische eigenschappen van de siliciumketen en de variabiliteit van functionele groepen verlenen de diep bewerkte siliconenproducten een rijke gebruikservaring. De belangrijkste producten zijn siliconenrubber en siliconenolie, goed voor respectievelijk 66% en 21%.

De diepverwerkingsindustrie voor siliconen bevindt zich momenteel nog in een snel ontwikkelingsstadium, met een relatief verspreide sector. Er zijn meer dan 3.000 downstream diepverwerkingsbedrijven die zich uitsluitend bezighouden met de verwerking van siliconen.

Grondstoffentank van de Olivia-fabriek

De structuur van diep bewerkte siliconenproducten in China:

Buitenlandse siliconenbedrijven hebben ten opzichte van Chinese bedrijven geen kostenvoordeel bij de productie van siliconenmonomeren. De meeste toonaangevende buitenlandse siliconenbedrijven richten zich dan ook op de ontwikkeling van producten voor diepe verwerking en het uitbreiden van de industriële keten.

Het stimuleringsbeleid van China ten aanzien van de siliconenindustrie is geleidelijk verschoven van monomeerproductie naar diepgaande verwerking van siliconenproducten, ontwikkeling van nieuwe siliconenproducten, uitbreiding van nieuwe toepassingsgebieden en verbetering van het algehele benuttingsniveau.

Silica

Siliconen downstreamproducten hebben een hogere toegevoegde waarde en markttoepassingsperspectieven. Momenteel is er nog aanzienlijke ruimte voor ontwikkeling in de consumptie van siliconen in opkomende markten in China en daarbuiten.

Siliconen

Polykristallijn silicium