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亚美游高工浅谈有机硅材料发展现状

国硅产业从上世纪90年代开始真正大规模工业化并发展至今,已经在更高平台上进入新的阶段。过去二十多年的发展,我们依靠低廉的价格取胜,从无到有,由小变大,成为世界最主要的硅材料生产大国,这期间全行业面临的真正挑战,是环境保护和资源合理利用的问题。


  

    从2010年至今相当长的时间之内,我国各类生产要素价格已上升至较高水平,主要硅材料产品产能严重过剩,价格持续下行,部分下游消费行业转型升级压力增大,需求放缓,这表明硅产业凭借成本优势实现快速扩张的老路已经终结。从现实情况看,我国硅材料企业虽然数量众多,但已明显分化,各分支行业都已经出现行业性龙头企业,这些企业在行业产能严重过剩的前提下保持着较高的开工水平,产品质量较高且更为稳定,服务到位,拥有忠实的客户群,已经进入企业发展的良性循环。而前期通过低成本扩张、低价格竞争迅速扩大的企业多数遇到了资金问题,部分企业甚至已经破产或濒临淘汰。由此可见,在未来一段时间之内,我国硅材料市场竞争的决定性因素已经从产品价格转为广义的产品质量,而这一转变将推动我国硅材料产品总体质量得到大幅提升,我国也将实现从硅产业大国到硅产业强国的转变。

未来我国硅产业要继续向高水平发展,实现从追随到引领的跨越,必然要面与掌握优势地位和大量资源的现有巨头之间的激烈竞争,要突破这些发展障碍,就必须从生产技术、科研机制、企业战略甚至商务模式进行多角度、全方位的创新,要达成这一目标,不仅要投入大量资源扶持创新工作,还必须逐步加强知识产权保护,从体制上为创新提供坚强后盾。
不同时期我国硅产业面临的挑战和市场决定因素
过去1990-2010
现在2010-2020
未来2020-
主要挑战
环境保护与资源合理利用
成本持续攀升
知识产权保护
市场决定因素
价格
质量(服务)
创新 
1、加大知识产权保护力度
加大知识产权保护力度,是保护创新积极性、实现企业正向淘汰的根本保证,也是进一步提升我国硅产业发展水平的必然选择。
知识产权问题并不能简单理解为发达国家对我国的围堵手段,在所有开放的市场中,知识产权都是强者维护自身利益的主要工具,换言之,弱者自然不需要保护自己的知识产权。我们硅材料产业高速发展已经二十多年,在世界产业界从无足轻重到三分天下,已经不能再采用起步阶段追随、模仿为主的发展方式,必须要切实改变思维方式,才能更好的把握未来。
加大知识产权保护力度,一方面要求健全相关法律法规体系并加大执法力度,另一方面要求改变对待知识产权保护问题的思维方式,这不仅仅是要求相关单位加强自律,减少侵权行为发生,更要求相关单位和个人善用相关法律法规,增强保护自身合法权益的意识和能力。

2、扶持基础科研和创新性研究
基础科研是制约我国硅产业转型升级,实现赶超的最大短板。建议从以下三个方面大力扶持基础科研和创新性研究:
一是继续推动现有技术升级改造;我国各主要硅材料生产技术与国际先进水平差距仍然十分明显,主要体现在能耗、物耗、效率、质量和安全环保方面,例如:我国有机硅单体流化床设计、催化体系、原料质量控制和周期控制至今没有本质突破,硅烷低聚物、废渣的减量控制和后处理技术仍然面临较大困难,高端纳米硅材料、单晶硅、硅晶圆和超高纯电子气体等方面至今没有掌握核心技术等。

建议国家集中基础科研单位、大型企业集团的科研力量,系统开展相关基础研究和创新性研究,特别应重视对现有生产工艺的技术改进与节能减排技术的攻关,支持研发新型高效环保技术与应用,关注硅材料应用技术的研究开发。支持符合条件的硅材料企业申报国家科技重大专项、高技术产业化专项、重点行业结构调整专项和装备制造业发展专项,推动以优势企业为核心的现有技术升级改造体系。建议将技术先进、优势明显、带动和支撑作用强的重大项目,纳入国家和省级项目规划重点,并给予重点支持。依靠政府政策支持,加大财税扶持政策支持力度,确保早日收到成效。








二是探索新一代硅材料生产和利用技术;硅材料生产成本偏高的原因主要是提纯过程能耗高、流程长,只有开发出更为简单高效的工艺,硅产业才有可能发展成为通用材料;其次,硅材料的优异性能远远没有得到发掘,是目前信息产业、新材料行业重要的前沿方向之一,也寄托了硅产业的殷切希望;目前,美国、日本等发达国家都已经开展新一代硅材料生产和利用技术的研究,并已经取得阶段性进展。例如欧美近年来已广泛开展新一代碳化硅半导体材料的研究,已接近实际生产水平,未来将对信息产业和人类生活带来巨大革新。2013年美国印第安纳州Ball州立大学公布的科研成果显示可在常温下用电化学方法直接由硅石和甲醇生产有机硅中间体,且收率较高,如果该法能成功工业化,将是硅产业具有颠覆性的革新。

建议国家在现有基础科研计划范畴内,明确列入新一代硅材料生产和利用技术,通过5-10年的扶持,使我国进入硅材料科学的世界前沿,抢占世界硅产业发展的制高点,为我国硅产业培养一批具有世界影响的科学家和科研单位。
三是适当转变科研战略,积极探求与非硅产业结合发展;对非硅材料的替代一直被行业界广泛认为是硅材料下游发展的有效战略,这一战略强调硅材料在某些领域对非硅材料的优越性,但目前来看并不能够真正帮助硅材料行业快速发展。除非常低端的玻璃之外,至少目前还没有任何一种硅材料已具备了在某个下游市场被大规模推广的潜力。
这一战略的重要前提是化石能源价格持续上升,而硅材料产品价格持续下降,而随着非常规油气资源开发技术的日益成熟,石化能源价格反而出现了下降;其次,硅材料虽然某些领域性能优,但也存在重要缺陷,如有机硅材料机械强度较低,光伏发电成本高、效率低,这些软肋在目前限制了硅材料成长为通用材料;其三,硅产业包括光伏产业在全球能源和材料工业中的比例仍然微不足道,例如人类目前使用的传统有机材料全球消费量每年数亿吨,而有机硅材料只有一百多万吨,相差百倍,人类2013年消耗的一次能源折合石油超过120亿吨,但当年全球光伏发电量只有约2000亿度,约合1650万吨石油,仅占千分之一点四。如果硅产业片面强调对传统产业的替代、竞争,则会面临来自四面八方的竞争压力。
更为合理的发展战略,首先要正视硅材料自身的缺陷,主动与更为成熟的传统产业紧密结合,取长补短,通过彼此融合借鉴来改善传统材料并弥补自身性能差异,从强调竞争转变为积极合作,从而开辟新的应用市场和交叉领域,只有这样才有可能快速打开市场跳跃式增长的突破口。

3、扶持优势企业和特色产业聚集区

产业发展最终要依靠企业。目前我国硅材料企业已经涌现出一大批具有较大产业规模、较强研发能力和较高一体化水平的大型企业,她们寄托了我国硅产业振兴的希望。但总体而言,这些企业在规模、技术、人力资源、管理经验及市场渠道等方面与国际巨头存在不小差距。“十三五”期间,国家应通过定向的政策扶持,在产品出口,择优培育一批世界级企业和品牌,力争培养成1~2家世界级龙头企业和相应的国际性品牌,从而带动中国硅材料产业的整体发展和技术进步,从根本上提升我国行业的国际国内竞争力。






硅材料产业在资源、技术、物流、市场等方面具有自身的特点,聚集发展有利于提高原材料、信息、资金、技术和人才等产业资源的配置效率,有利于环保、安全工作水平的开展,有利于提高聚集区企业的市场竞争力。经过多年发展,我国已形成江苏徐州多晶硅相关产业聚集区、江苏东海高纯石英产业聚集区、江西永修有机硅产业聚集区等一批特色硅产业聚集区,这些聚集区一般都聚集有同一产品链条上的数十家乃至数百家企业,具备“专、精、特、新”的突出特点和产业优势,个体企业发展水平也高于同类规模的分散企业。此外,福建三明沉淀二氧化硅产业,珠三角和长三角有机硅下游产业、新疆部分地区金属硅产业也出现了不同程度的产业聚集,已经逐渐成为地方特色。但与国外大企业主导的集中分布式硅材料产业聚集区相比,总体而言,我国硅产业聚集仍处在较低水平,表现为:规模总体偏小;资源聚集强度低;主体多,主体间资源流动不顺畅;安全、环保水平总体偏低。

十三五期间,管理部门特别是相关地方政府应继续推动硅材料产业聚集区综合发展水平的提高,继续扩大聚集规模、提高聚集强度,优化聚集区企业结构,提高聚集区安全、环保和综合管理水平,争取在5-10年之内打造出2-3个产业发达、科技领先、人才汇集、贸易繁荣、环境优美的世界级特色硅产业园区,成为中国硅产业强国的名片。