सिलिकॉन सामग्री ही केवळ राष्ट्रीय धोरणात्मक उदयोन्मुख उद्योगाच्या नवीन सामग्री उद्योगाचा एक महत्त्वाचा घटक नाही, तर इतर धोरणात्मक उदयोन्मुख उद्योगांसाठी देखील एक अपरिहार्य आधारभूत सामग्री आहे.

अनुप्रयोग क्षेत्रांच्या सततच्या विस्तारामुळे, प्रचंड मागणीच्या शक्यतेने सिलिकॉनला सध्या सर्वात लोकप्रिय रासायनिक पदार्थांपैकी एक बनवले आहे.

देशांतर्गत सिलिकॉनच्या वापराचा सर्वात मोठा वाटा बांधकाम, इलेक्ट्रॉनिक्स, वीज आणि नवीन ऊर्जा, वैद्यकीय सेवा आणि वैयक्तिक काळजी यांसारख्या क्षेत्रांमध्ये आहे. त्यापैकी, बांधकाम क्षेत्र हे सध्या सिलिकॉनच्या वापरासाठीचे मुख्य अंतिम क्षेत्र असून, त्याचा वाटा सुमारे ३०% आहे.

पारंपरिक उद्योगांमध्ये सिलिकॉन सामग्रीच्या मागणीच्या सततच्या वाढीव्यतिरिक्त, फोटोव्होल्टाईक्स आणि नवीन ऊर्जा यांसारखे ऊर्जा-बचत आणि पर्यावरण संरक्षण उद्योग, तसेच अति-उच्च आणि अति-उच्च व्होल्टेज पॉवर ग्रिड बांधकाम, इंटेलिजेंट वेअरेबल मटेरियल्स, 3D प्रिंटिंग आणि 5G यांसारख्या उदयोन्मुख उद्योगांचा विकास, हे सर्व सिलिकॉनसाठी मागणी वाढीचे नवीन मुद्दे प्रदान करतात.

सिलिकॉनचा आढावा

सिलिकॉन ही सिलिकॉन सेंद्रिय संयुगांसाठी वापरली जाणारी एक सामान्य संज्ञा आहे, जी धातू सिलिकॉन आणि क्लोरोमिथेनद्वारे संश्लेषित आणि जलविघटित केली जातात.

सिलिकॉनच्या संश्लेषणातील पहिली पायरी म्हणजे मिथाइलक्लोरोसिलेन तयार करणे, ज्याचे नंतर जलीय अपघटन करून मोनोमिथाइलट्रायक्लोरोसिलेन, डायमिथाइलडायक्लोरोसिलेन आणि ट्रायक्लोरोसिलेन मिळवले जातात. डायमिथाइलडायक्लोरोसिलेन हा सेंद्रिय सिलिकॉनचा मुख्य मोनोमर प्रकार असून, सिलिकॉन रबर आणि सिलिकॉन तेल ही त्याची मुख्य उप-उत्पादने आहेत.

सध्या, चीनमध्ये उल्लेखलेली सिलिकॉन उत्पादन क्षमता सामान्यतः मिथाइलक्लोरोसिलेनच्या उत्पादन क्षमतेचा संदर्भ देते, तर सध्याची उत्पादन आकडेवारी पूर्णपणे डायमिथाइलसिलोक्सेनच्या उत्पादनावर आधारित आहे.

सिलिकॉन उद्योग साखळी

सिलिकॉन उद्योग साखळी मुख्यत्वे चार टप्प्यांमध्ये विभागली आहे: सिलिकॉन कच्चा माल, सिलिकॉन मोनोमर्स, सिलिकॉन इंटरमीडिएट्स आणि सिलिकॉन सखोल प्रक्रिया उत्पादने. कच्चा माल, मोनोमर्स आणि इंटरमीडिएट्ससाठी उत्पादन करणारे उद्योग कमी आहेत, तर पुढील सखोल प्रक्रियेमध्ये उत्पादनांची विस्तृत श्रेणी समाविष्ट आहे आणि उत्पादन क्षमता अधिक विखुरलेली आहे.

सिलिकॉन कच्चा माल

सिलिकॉनच्या उत्पादन प्रक्रियेमध्ये कच्च्या मालाचा मोठा वाटा असतो. सिलिकॉनचा कच्चा माल म्हणजे औद्योगिक सिलिकॉन पावडर, जी उद्योगात इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेसमध्ये कोकच्या साहाय्याने क्वार्ट्जचे क्षपण करून तयार केली जाते.

औद्योगिक सिलिकॉनच्या उत्पादनामध्ये मोठ्या प्रमाणात सिलिकॉन खनिज आणि ऊर्जेचा वापर होतो, तसेच त्यामुळे लक्षणीय पर्यावरण प्रदूषण होते. म्हणूनच, औद्योगिक सिलिकॉन कच्च्या मालाचा स्थिर आणि उच्च-गुणवत्तेचा पुरवठा ही सिलिकॉन उत्पादनासाठी मूलभूत हमी बनली आहे.

SAGSI नुसार, २०२० मध्ये जागतिक औद्योगिक सिलिकॉन उत्पादन क्षमता ६.२३ दशलक्ष टन होती, तर चीनची उत्पादन क्षमता ४.८२ दशलक्ष टन होती, जी ७७.४% होती.

सिलिकॉन

सिलिकॉन मोनोमर्स आणि इंटरमीडिएट्स

सिलिकॉन मोनोमर्स आणि इंटरमीडिएट्सचा देशांतर्गत पुरवठा जागतिक एकूण पुरवठ्याच्या ५०% पेक्षा जास्त आहे, ज्यामुळे तो जगातील सिलिकॉन मोनोमर्स आणि इंटरमीडिएट्सचा सर्वात मोठा पुरवठादार बनतो. सिलिकॉन मोनोमर्सच्या अस्थिर अवस्थेमुळे, कंपन्या सामान्यतः विक्रीसाठी या मोनोमर्सचे संश्लेषण करून डीएमसी (डायमिथाइलसिलोक्सेन) किंवा डी४ सारखे इंटरमीडिएट्स तयार करतात.

सिलिकॉन मोनोमर्स आणि इंटरमीडिएट्सचे काही प्रकार आणि वैशिष्ट्ये आहेत.

डायमेथिलडायक्लोरोसिलिन हे सध्या सर्वाधिक वापरले जाणारे सिलिकॉन मोनोमर असून, एकूण मोनोमरच्या प्रमाणात त्याचा वाटा ९०% पेक्षा जास्त आहे.

सिलिकॉन उद्योगासाठी प्रवेशाची मर्यादा उच्च असून, ती २,००,००० टनांपर्यंत वाढवण्यात आली आहे आणि त्यासाठी किमान १.५ अब्ज युआन भांडवली गुंतवणुकीची आवश्यकता आहे. उद्योगातील ही उच्च प्रवेश मर्यादा, मोनोमर उत्पादन क्षमतेच्या केंद्रीकरणाला प्रमुख उद्योगांकडे जाण्याच्या प्रवृत्तीला प्रोत्साहन देईल.

सध्या, केवळ काही मोजक्याच कंपन्यांकडे पुरेसा तांत्रिक संचय असून त्यांनी मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन साध्य केले आहे, तर ९०% पेक्षा जास्त उत्पादन क्षमता अव्वल ११ उद्योगांमध्ये विभागलेली आहे.

सिलिकॉन मोनोमर उत्पादन क्षमतेच्या केंद्रीकरणामुळे, खालच्या स्तरावरील उद्योगांना सौदा करण्यासाठी अधिक वाव मिळतो.

डायक्लोरोडायमेथिलसिलेन

पुरवठ्याच्या बाबतीत बोलायचे झाल्यास, चीनमधील अनेक आघाडीच्या सिलिकॉन कंपन्यांचे प्रकल्प सुरू आहेत किंवा नवीन योजना आहेत. नवीन उत्पादन क्षमता २०२२ ते २०२३ या कालावधीतील उत्पादनावर केंद्रित होईल आणि उद्योगाची उत्पादन क्षमता एका वेगवान विस्तार चक्रात प्रवेश करणार आहे.

बायचुआन यिंगफूच्या आकडेवारीनुसार, हेशेंग सिलिकॉन इंडस्ट्री, युनान एनर्जी इन्व्हेस्टमेंट आणि डोंगयुए सिलिकॉन मटेरियल्स यांसारख्या कंपन्या या वर्षी अंदाजे १.०२५ दशलक्ष टन सिलिकॉन उत्पादन क्षमतेमध्ये गुंतवणूक करतील. न्यू स्पेशल एनर्जी, एशिया सिलिकॉन इंडस्ट्री आणि सिचुआन योंगशियांग यांसारख्या कंपन्या देखील पॉलिक्रिस्टलाइन सिलिकॉन उत्पादन क्षमतेमध्ये गुंतवणूक करत आहेत, ज्यामुळे औद्योगिक सिलिकॉनच्या मागणीत वाढ होत आहे.

SAGSI च्या अंदाजानुसार, २०२५ पर्यंत चीनची सिलिकॉन मिथाइल मोनोमर्सची उत्पादन क्षमता प्रति वर्ष ६ दशलक्ष टनांपेक्षा जास्त होईल, जी सिलिकॉन मिथाइल मोनोमर्सच्या जागतिक उत्पादन क्षमतेच्या ७०% पेक्षा जास्त असेल.

C&EN च्या वृत्तानुसार, मोमेंटिव्ह या आघाडीच्या परदेशी सिलिकॉन कंपनीने न्यूयॉर्कमधील वॉटरफोर्ड येथील आपली सिलिकॉन उत्पादन क्षमता बंद करण्याची योजना आखली आहे, ज्यामुळे डाऊ ही अमेरिकेतील सिलिकॉनच्या अपस्ट्रीम कच्च्या मालाची एकमेव उत्पादक कंपनी बनेल.

जागतिक सिलिकॉन मोनोमर उत्पादन क्षमता चीनमध्ये हस्तांतरित झाली आहे आणि भविष्यात उद्योग केंद्रीकरण गुणोत्तरात सतत सुधारणा होईल.

सिलिकॉनची सखोल प्रक्रिया

डीप प्रोसेस्ड सिलिकॉन उत्पादने बहुतेकदा RnSiX (4-n) या आण्विक स्वरूपात आढळतात आणि सिलिकॉन साखळीचे स्थिर भौतिक-रासायनिक गुणधर्म व कार्यात्मक गटांमधील विविधता या डीप प्रोसेस्ड सिलिकॉन उत्पादनांना विविध उपयोगांची वैशिष्ट्ये प्रदान करतात. मुख्य उत्पादने सिलिकॉन रबर आणि सिलिकॉन तेल असून, त्यांचा वाटा अनुक्रमे ६६% आणि २१% आहे.

सध्या, सिलिकॉनचा सखोल प्रक्रिया उद्योग अजूनही जलद विकासाच्या टप्प्यात असून, तो तुलनेने विखुरलेला आहे. केवळ सिलिकॉन प्रक्रियेत गुंतलेले ३,००० हून अधिक उप-प्रक्रिया उद्योग आहेत.

ऑलिव्हिया फॅक्टरी कच्च्या मालाची टाकी

चीनमधील सखोल प्रक्रिया केलेल्या सिलिकॉन उत्पादनांची रचना:

चिनी कंपन्यांच्या तुलनेत परदेशी सिलिकॉन कंपन्यांना सिलिकॉन मोनोमर्सच्या उत्पादनात खर्चाचा फायदा मिळत नाही आणि बहुतेक प्रमुख परदेशी सिलिकॉन कंपन्या डाउनस्ट्रीम डीप प्रोसेसिंग उत्पादने विकसित करण्यावर आणि औद्योगिक साखळीचा विस्तार करण्यावर लक्ष केंद्रित करतात.

सिलिकॉन उद्योगासाठी चीनची प्रोत्साहन धोरणे हळूहळू मोनोमर उत्पादनापासून सिलिकॉन उत्पादनांच्या सखोल प्रक्रियेकडे, नवीन सिलिकॉन उत्पादनांच्या विकासाकडे, नवीन अनुप्रयोग क्षेत्रांच्या विस्ताराकडे आणि व्यापक उपयोग पातळीच्या सुधारणेकडे वळली आहेत.

सिलिका

सिलिकॉनच्या उप-उत्पादनांचे मूल्यवर्धन अधिक असून त्यांना बाजारपेठेतील वापराच्या अधिक संधी आहेत. सध्या, चीन आणि परदेशातील उदयोन्मुख बाजारपेठांमध्ये सिलिकॉनच्या वापरामध्ये विकासासाठी अजूनही लक्षणीय वाव आहे.

सिलिकॉन

पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन