วัสดุซิลิโคนไม่เพียงแต่เป็นส่วนประกอบสำคัญของอุตสาหกรรมวัสดุใหม่ในกลุ่มอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์ของประเทศเท่านั้น แต่ยังเป็นวัสดุสนับสนุนที่ขาดไม่ได้สำหรับอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์อื่นๆ อีกด้วย

ด้วยการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของขอบเขตการใช้งานและศักยภาพความต้องการที่สูงมาก ทำให้ซิลิโคนกลายเป็นหนึ่งในวัสดุเคมีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบัน

สัดส่วนการใช้ซิลิโคนภายในประเทศส่วนใหญ่อยู่ในภาคส่วนต่างๆ เช่น การก่อสร้าง อิเล็กทรอนิกส์ ไฟฟ้าและพลังงานใหม่ การดูแลทางการแพทย์ และการดูแลส่วนบุคคล โดยในจำนวนนี้ ภาคการก่อสร้างเป็นภาคส่วนหลักที่มีการใช้งานซิลิโคนมากที่สุด คิดเป็นประมาณ 30%

นอกเหนือจากการเติบโตอย่างต่อเนื่องของความต้องการวัสดุซิลิโคนในอุตสาหกรรมดั้งเดิมแล้ว อุตสาหกรรมประหยัดพลังงานและรักษาสิ่งแวดล้อม เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานใหม่ ตลอดจนการพัฒนาอุตสาหกรรมเกิดใหม่ เช่น การก่อสร้างโครงข่ายไฟฟ้าแรงสูงพิเศษและแรงสูงยิ่งยวด วัสดุสวมใส่แบบอัจฉริยะ การพิมพ์ 3 มิติ และ 5G ล้วนเป็นแหล่งสร้างความต้องการใหม่สำหรับซิลิโคน

ภาพรวมของซิลิโคน

ซิลิโคนเป็นคำทั่วไปที่ใช้เรียกสารประกอบอินทรีย์ที่มีซิลิคอนเป็นองค์ประกอบ ซึ่งสังเคราะห์และไฮโดรไลซิสโดยใช้โลหะซิลิคอนและคลอโรมีเทน

ขั้นตอนแรกในการสังเคราะห์ซิลิโคนคือการสร้างเมทิลคลอโรซิเลน จากนั้นจึงทำการไฮโดรไลซิสเพื่อให้ได้โมโนเมทิลไตรคลอโรซิเลน ไดเมทิลไดคลอโรซิเลน และไตรคลอโรซิเลน ไดเมทิลไดคลอโรซิเลนเป็นโมโนเมอร์หลักของซิลิโคนอินทรีย์ โดยผลิตภัณฑ์ขั้นปลายหลักคือยางซิลิโคนและน้ำมันซิลิโคน

ในปัจจุบัน กำลังการผลิตซิลิโคนในประเทศจีนที่กล่าวถึงโดยทั่วไปหมายถึงกำลังการผลิตเมทิลคลอโรซิเลน ในขณะที่สถิติการผลิตในปัจจุบันทั้งหมดอ้างอิงจากการผลิตไดเมทิลซิโลเซน

ห่วงโซ่อุตสาหกรรมซิลิโคน

ห่วงโซ่อุตสาหกรรมซิลิโคนแบ่งออกเป็นสี่ส่วนหลัก ได้แก่ วัตถุดิบซิลิโคน โมโนเมอร์ซิลิโคน สารตัวกลางซิลิโคน และผลิตภัณฑ์แปรรูปขั้นสูงซิลิโคน โดยมีจำนวนสถานประกอบการผลิตวัตถุดิบ โมโนเมอร์ และสารตัวกลางน้อยกว่า ในขณะที่การแปรรูปขั้นสูงนั้นเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายและมีการกระจายกำลังการผลิตมากกว่า

วัตถุดิบซิลิโคน

กระบวนการผลิตซิลิโคนเกี่ยวข้องกับการใช้วัตถุดิบจำนวนมาก วัตถุดิบหลักของซิลิโคนคือผงซิลิโคนอุตสาหกรรม ซึ่งผลิตในโรงงานโดยการรีดิวซ์ควอตซ์ด้วยถ่านโค้กในเตาหลอมไฟฟ้าแบบอาร์ค

การผลิตซิลิโคนในระดับอุตสาหกรรมนั้นใช้แร่ซิลิโคนและพลังงานจำนวนมาก และก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก ดังนั้น การจัดหาวัตถุดิบซิลิโคนในระดับอุตสาหกรรมอย่างสม่ำเสมอและมีคุณภาพสูงจึงกลายเป็นหลักประกันพื้นฐานสำหรับการผลิตซิลิโคน

จากข้อมูลของ SAGSI ในปี 2020 กำลังการผลิตซิลิโคนอุตสาหกรรมทั่วโลกอยู่ที่ 6.23 ล้านตัน ขณะที่กำลังการผลิตของจีนอยู่ที่ 4.82 ล้านตัน คิดเป็น 77.4%

ซิลิคอน

โมโนเมอร์และสารตัวกลางของซิลิโคน

ปริมาณการผลิตโมโนเมอร์และสารตัวกลางของซิลิโคนภายในประเทศคิดเป็นกว่า 50% ของปริมาณทั้งหมดทั่วโลก ทำให้ประเทศนี้เป็นผู้จัดหาโมโนเมอร์และสารตัวกลางของซิลิโคนรายใหญ่ที่สุดในโลก เนื่องจากโมโนเมอร์ของซิลิโคนอยู่ในสภาวะที่ไม่เสถียร บริษัทต่างๆ จึงมักสังเคราะห์โมโนเมอร์เหล่านี้ให้เป็นสารตัวกลาง เช่น DMC (ไดเมทิลไซลอกเซน) หรือ D4 เพื่อจำหน่าย

ซิลิโคนโมโนเมอร์และสารตัวกลางมีหลากหลายชนิดและคุณสมบัติเฉพาะอยู่ไม่มากนัก

ไดเมทิลไดคลอโรซิเลนเป็นโมโนเมอร์ซิลิโคนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน โดยคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 90% ของปริมาณโมโนเมอร์ทั้งหมด

เกณฑ์การเข้าสู่ตลาดอุตสาหกรรมซิลิโคนอยู่ในระดับสูง โดยกำหนดไว้ที่ 200,000 ตัน และต้องใช้เงินลงทุนอย่างน้อย 1.5 พันล้านหยวน เกณฑ์การเข้าสู่ตลาดที่สูงนี้จะส่งเสริมแนวโน้มการกระจุกตัวของกำลังการผลิตโมโนเมอร์ไปสู่บริษัทชั้นนำ

ในปัจจุบัน มีเพียงบริษัทจำนวนน้อยเท่านั้นที่มีการสั่งสมเทคโนโลยีอย่างเพียงพอและสามารถผลิตในปริมาณมากได้ โดยกำลังการผลิตกว่า 90% กระจายอยู่ในกลุ่มบริษัทชั้นนำ 11 แห่ง

การกระจุกตัวของกำลังการผลิตโมโนเมอร์ซิลิโคนยังช่วยเพิ่มพื้นที่ต่อรองให้กับวิสาหกิจปลายน้ำอีกด้วย

ไดคลอโรไดเมทิลไซเลน

ในแง่ของอุปทาน บริษัทซิลิโคนชั้นนำหลายแห่งในจีนมีโครงการที่กำลังดำเนินการอยู่หรือมีแผนใหม่ๆ กำลังการผลิตใหม่จะกระจุกตัวอยู่ในช่วงปี 2022 ถึง 2023 และกำลังการผลิตของอุตสาหกรรมกำลังจะเข้าสู่ช่วงการขยายตัวอย่างรวดเร็ว

จากข้อมูลของ Baichuan Yingfu บริษัทต่างๆ เช่น Hesheng Silicon Industry, Yunnan Energy Investment และ Dongyue Silicon Materials จะลงทุนในกำลังการผลิตซิลิโคนประมาณ 1.025 ล้านตันในปีนี้ นอกจากนี้ บริษัทต่างๆ เช่น New Special Energy, Asia Silicon Industry และ Sichuan Yongxiang ก็ลงทุนในกำลังการผลิตซิลิโคนแบบผลึกหลายเหลี่ยมเช่นกัน ซึ่งส่งผลให้ความต้องการซิลิโคนในภาคอุตสาหกรรมเพิ่มขึ้น

SAGSI คาดการณ์ว่ากำลังการผลิตซิลิโคนเมทิลโมโนเมอร์ของจีนจะเกิน 6 ล้านตันต่อปีภายในปี 2025 ซึ่งคิดเป็นกว่า 70% ของกำลังการผลิตซิลิโคนเมทิลโมโนเมอร์ทั่วโลก

จากข้อมูลของ C&EN บริษัท Momentive ซึ่งเป็นบริษัทซิลิโคนชั้นนำจากต่างประเทศ วางแผนที่จะปิดโรงงานผลิตซิลิโคนในเมืองวอเตอร์ฟอร์ด รัฐนิวยอร์ก ทำให้ Dow กลายเป็นผู้ผลิตวัตถุดิบต้นน้ำสำหรับซิลิโคนเพียงรายเดียวในสหรัฐอเมริกา

กำลังการผลิตโมโนเมอร์ซิลิโคนทั่วโลกได้ถูกถ่ายโอนไปยังประเทศจีน และอัตราส่วนความเข้มข้นของอุตสาหกรรมจะยังคงดีขึ้นต่อไปในอนาคต

การแปรรูปซิลิโคนขั้นสูง

ผลิตภัณฑ์ซิลิโคนแปรรูปขั้นสูงมักอยู่ในรูปโมเลกุล RnSiX (4-n) และคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เสถียรของโซ่ซิลิคอนและความหลากหลายของหมู่ฟังก์ชันทำให้ผลิตภัณฑ์ซิลิโคนแปรรูปขั้นสูงมีฟังก์ชันการใช้งานที่หลากหลาย ผลิตภัณฑ์หลักคือยางซิลิโคนและน้ำมันซิลิโคน คิดเป็น 66% และ 21% ตามลำดับ

ปัจจุบัน อุตสาหกรรมการแปรรูปซิลิโคนขั้นสูงยังอยู่ในช่วงการพัฒนาอย่างรวดเร็ว และมีการกระจายตัวค่อนข้างน้อย โดยมีวิสาหกิจแปรรูปซิลิโคนขั้นสูงเพียงกว่า 3,000 แห่งเท่านั้น

ถังวัตถุดิบโรงงานโอลิเวีย

โครงสร้างของผลิตภัณฑ์ซิลิโคนแปรรูปขั้นสูงในประเทศจีน:

บริษัทผลิตซิลิโคนในต่างประเทศขาดความได้เปรียบด้านต้นทุนในการผลิตโมโนเมอร์ซิลิโคนเมื่อเทียบกับบริษัทในประเทศจีน และบริษัทผลิตซิลิโคนชั้นนำในต่างประเทศส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาผลิตภัณฑ์แปรรูปขั้นสูงขั้นปลายและการขยายห่วงโซ่อุตสาหกรรม

นโยบายส่งเสริมอุตสาหกรรมซิลิโคนของจีนได้ค่อยๆ เปลี่ยนจากการผลิตโมโนเมอร์ไปสู่การแปรรูปผลิตภัณฑ์ซิลิโคนขั้นสูง การพัฒนาผลิตภัณฑ์ซิลิโคนใหม่ การขยายขอบเขตการใช้งานใหม่ และการยกระดับการใช้ประโยชน์โดยรวม

ซิลิกา

ผลิตภัณฑ์ขั้นปลายของซิลิโคนมีมูลค่าเพิ่มของผลิตภัณฑ์และโอกาสในการใช้งานในตลาดสูงกว่า ปัจจุบัน การบริโภคซิลิโคนในตลาดเกิดใหม่ทั้งในจีนและต่างประเทศยังมีโอกาสพัฒนาอีกมาก

ซิลิโคน

ซิลิคอนผลึกหลายเหลี่ยม