工业硅是非金属元素，呈灰色，有金属色泽，性硬且脆。随着科学技术的蓬勃发展，工业硅的用途越来越广泛，从用于生产硅铝合金、生产钢铁等方面，发展为用于生产有机硅、半导体材料等化学电子工业方面，应用的比例也在不断变化。工业硅的附加产品包括硅微粉、边皮硅、黑皮硅、金属硅渣等。其中硅微粉也称硅粉、微硅粉或硅灰，它广泛应用于耐火材料和混凝土行业。工业硅分为冶金级工业硅、化学级工业硅、电子级工业硅。随着科学技术的发展，工业硅的应用领域将进一步扩大。目前国内工业硅的主要产区分布在西南地区的云南、四川、贵州、广西，华中的湖南、湖北，华东的福建地区，东北地区主要是黑龙江的黑河、临江地带、吉林和辽宁、内蒙古，陕西、青海等地也有厂家生产。

    一、工业硅在国际、国内发展情况

    冶金级工业硅：我国工业硅产品质量基本上满足我国冶金、机械、建筑等行业的一般要求，主要以生产冶金级工业硅为主，国内80％消耗在冶金方面，主要用于铝合金生产。目前国内有100多家工业硅生产厂家，生产能力42万t/a左右，其中绝大部分产品用于出口。中国已成为世界上工业硅的最大生产国和出口国。国内工业硅电炉多为6300KVA，电炉容量小，安装台数多，生产规模小，大多数厂家只有一台或二台生产炉。装备水平低，自动化、机械化程度与国外先进水平比，还有一定差距，大部分生产还处于手工操作阶段。

    化学级工业硅：目前国外有工业硅（化学）生产厂家34个，主要集中在美国、巴西和挪威三国，占世界生产能力的65％。采用大容量电弧炉（三相电弧炉）为工业硅熔炼的主体设备。采用大容量电弧炉可提高劳动生产率、降低单位产品投资，同时电炉操作热稳定性好，效率高，产品质量稳定，有利于机械化、自动化、控制环境污染等。

    化学级工业硅作为原料主要消费在美国、欧盟、日本等工业发达的国家和地区。随着冶金、化工和电子工业的发展，需求量不断增长，尤其有机硅化合物和汽车工业新材料生产的增长，对工业硅的需求量不断增加。世界有机硅需求增长平稳，保持在6％－8％的增长速度，全球有机硅需求增长最快的在中国，中国市场年均保守增长20％。目前，国内生产有机硅规模最大、技术实力最强的企业是中国蓝星(集团)总公司。

    电子级工业硅（主要是多晶硅）：晶体硅材料（包括多晶硅和单晶硅）是用于太阳能电池、半导体、液晶显示屏等方面的重要材料，按纯度要求不同，分为电子级和太阳能级，其中，用于电子级多晶硅占55％左右，太阳能级多晶硅占45％，随着光伏产业的迅猛发展，太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展，预计到2008年太阳能多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。据国外资料分析报道，世界多晶硅的产量2005年为28750吨，其中半导体级为20250吨，太阳能级为8500吨，半导体级需求量约为19000吨，略有过剩；太阳能级的需求量为15000吨，供不应求，从2006年开始太阳能级和半导体级多晶硅需求均有缺口，其中太阳能级产能缺口更大。

    多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中，形成技术封锁、市场垄断的状况。世界多晶硅主要生产企业有日本的Tokuyama、三菱、住友公司，美国的Hemlock、Asimi、SGS、MEMC公司，德国的Wacker公司等，其年产能绝大部分在1000吨以上，其中Tokuyama、Hemlock、Wacker三个公司生产规模最大，年生产能力均在3000－5000吨。

    近年来，随着我国集成电路芯片需求的增长、硅片生产和太阳能电池产业的发展，大大带动多晶硅材料的增长。目前中国的多晶硅基本依赖进口——2005年国内产量为800吨，实际市场需求量为3000吨，95%完全依赖出口。多晶硅价格已从2003年的23美元/公斤，提升至2006年的150美元/公斤，多晶硅原料的奇缺成为太阳能光伏产业发展的瓶颈，“拥硅者为王”成了业内名言。
    现在国内主要多晶硅生产厂商有洛阳中硅高科技公司、四川峨眉半导体厂和四川新光硅业公司。到2005年底，洛阳中硅高科技公司300吨生产线已正式投产，二期扩建1000吨多晶硅生产线也同时动工，河南省计划将其扩建到3000吨规模，建成国内最大的硅产业基地。四川峨眉半导体材料厂是国内最早拥有多晶硅生产技术的企业，2005年太阳能电池用户投资，扩产的220吨多晶硅生产线于2006年上半年投产。四川新光硅业公司实施的1000吨多晶硅生产线正在加快建设。2006年，江苏大全集团大举进入太阳能光伏电池上游产品多晶硅市场。与重庆万州区合作，总投资5亿美元、年产6000吨太阳能级和电子级多晶硅工厂项目已开工，这是目前国内开工建设的最大的多晶硅原料生产项目。

    二、工业硅应用范围

    冶金级工业硅广泛用于配置硅铝合金和生产硅钢和工具钢。硅铝合金具有良好的耐热、耐磨和铸造性能，广泛用于汽车、拖拉机、船舶、航空、电气等工业。硅钢则大量用于发电机、电动机和变压器等方面。

    硅铝合金是用量最大的硅合金。硅铝合金是一种强复合脱氧剂，在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率，并可净化钢液，提高钢材质量。硅铝合金密度小，热膨胀系数低，铸造性能和抗磨性能好，用其铸造的合金铸件具有很高的抗击冲击能力和很好的高压致密性，可大大提高使用寿命，常用其生产航天飞行器和汽车零部件。

    硅铜合金具有良好的焊接性能，且在受到冲击时不易产生火花，具有防爆功能，可用于制作储罐。
    钢中加入硅制成硅钢片，能大大改善钢的导磁性，降低磁滞和涡流损失，可用其制造变压器和电机的铁芯，提高变压器和电机的性能。

    化学级工业硅在化学工业中用于生产有机硅单体和聚合物硅油、硅橡胶、硅树脂、建筑物防腐剂等，它们具有耐高温、绝缘性能好等特点。广泛用于电气、航空、机械、化工等各部门。

    硅橡胶弹性好，耐高温，用于制作医疗用品、耐高温垫圈等。

    硅树脂用于生产绝缘漆、高温涂料等。

    硅油是一种油状物，其粘度受温度的影响很小，用于生产高级润滑剂、上光剂、流体弹簧、介电液体等，还可加工成无色透明的液体，作为高级防水剂喷涂在建筑物表面。

    电子级工业硅是生产太阳能电池和集成电路芯片、电子器件、光电转换器件的原料。太阳能电池对硅纯度的要求比较高，需要达到99.9999%的纯度，也就是业界俗称的“6个9”的纯度，半导体行业需要“11个9”或者“13个9”的纯度。目前太阳能级、半导体级多晶硅提纯技术仍然只掌握在几家国际公司手中，国内企业不具备大规模生产太阳能级硅材料的能力。

    电子级工业硅也是生产光纤预制棒的基础材料，预制棒拉制的光纤，在通讯中具有损耗低、容量大、速率高、抗干扰、保密性强、重量轻、体积小等优点，光纤已成为信息传输的主力军。

    三、包头市硅产业发展情况

    1、硅石资源情况

    包头地区及周边的硅石资源丰富，二氧化硅品位很高，硅石资源达4.5亿吨，品位均在98%以上，相当部分达到99%。经过实地认真考察及与包钢矿研所、五二所等矿产资源检测部门联系，包头市固阳县、土右旗、达茂旗等地有储量丰富的品位在99.3%以上的硅石矿。同时，包头周边的乌拉特前旗、武川县境内也有同类硅石矿。距包头市区为80公里~150公里，价格为130元/吨左右。主要硅石矿分布：

    （1）乌拉特前旗大佘太乡阿拉奔苏木（乡）硅石矿：现有高品位硅石矿两个，即芙蓉石矿和文海硅石矿，矿点距包头市约100公里，矿石品位99.7%。目前，两个矿年产量1万吨左右，储量50～60万吨。

    （2）包头市土右旗九峰山管委会阳靠山硅石矿：现探明矿体8个，矿点距市区70公里，已开采一个，整个矿体东西长约7公里，宽约1公里，矿石品位99.5%，储量约1亿吨以上。

    （3）固阳县九分子乡明灯山硅石矿、坝梁乡苏计坝石英矿、下湿壕乡官地村、西斗铺乡黑土坡、召塔石英矿：距市区80公里，矿石品位99.6%左右，共计储量约1000万吨。新建乡白万成矿、敖包梁矿，矿石品位99.3%以上，储量约2000万吨。

    （4）达茂旗、固阳县周边、武川县还有十几个硅石矿，目前，均已开采出品位在99.3%以上硅石矿，储量1亿吨以上。

    综合上述包头市硅矿资源分布情况，我市品位在99.3%以上的硅石储量约有1.5亿吨，包头市高品位硅石矿资源非常丰富，且大部分尚未开采，完全能够保证大型电子级、化学级工业硅项目的原料需求。

    2、电力资源情况

    近几年包头大力发展电力产业，装机总容量从不到100万千瓦，发展到2006年底的415万千瓦以上。完全能够保障高品质工业硅的冶炼生产，电力和沿海地区以及内地相比价格便宜、稳定充足。目前一般工业用户用电价格0.385～0.45元/度，较内地平均低33％左右，且免收增容费，可大大降低生产成本。

    3、冶金级工业硅生产情况

    我市现有工业硅生产厂家3家：包头华宇稀土公司1×7200KVA矿热炉，年产量5000吨；包铝金石硅业2×10000KVA矿热炉，年产量15000吨；包头华威工业硅冶炼公司，2×9000KVA矿热炉，年产量12000吨。

    四、包头工业硅产业发展方向

    包头市硅石资源丰富，且品位较高，电力资源丰富，价格较低，具有发展高品质电子级、化学级工业硅项目的优势。因此，我市硅产业的发展，应定位在大力发展化学级、电子级工业硅方面，总体规划拟吸引投资200亿元以上的工业硅产业化项目，形成年销售收入300亿元以上的硅产业基地。

    （一）冶金级工业硅

    目前我市冶金级工业硅已发展到一定规模，结合市场需求和包头实际情况，在现有基础上适度发展硅铝合金等合金产品。

    重点建设硅铁、硅铝镁、硅铝钡钙铁等合金项目，项目总规模为150万吨/年，项目总投资20亿元，预计年销售收入75亿元。

    （二）化学级工业硅

    重点建设20万吨有机硅单体项目，发展硅油、硅胶、硅树脂等下游产品生产，项目总生产规模为20万吨/年工业硅，副产7万吨/年微硅粉，及硅油、硅胶、硅树脂，总投资25亿元，预计年销售收入40亿元左右。

    （三）电子级工业硅

    重点建设6000吨多晶硅生产项目，同时发展下游太阳能光伏材料、半导体集成电路等产业项目，总投资150亿元左右，预计可实现销售收入200亿元以上。（贾一欣）