金属硅的“前世今生”

2021-08-20 16:43:35
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金属硅的“前世今生”
一、金属硅的“前世”
        金属硅是上世纪六十年代中期出现的一个商品名称,国内又叫工业硅或结晶硅,它的出现与半导体行业的兴起有关,人们称硅为“八十年代的纸张”。这是因为纸张只能记录信息,而硅不仅能记载信息,还能对信息进行处理加工以获得新的信息。1945年制造的世界上第一台电子计算机,装有18000个电子管、70000只电阻、10000只电容,整个机器重30吨,占地170平方米,相当于10间房子大小。随着硅材料在半导体行业的广泛运用,今天的电子计算机,在一个指甲盖大小的硅片上,可以容纳上万个晶体管,并且有输入、输出、运算、存储和控制信息等一系列功能,体积大幅减小。
        金属硅主要由原料硅石和碳质还原剂在高温下通过碳热还原反应而得,按照金属硅中铁、铝、钙的含量,可把金属硅分为421、521、553、621、721及等外等不同的牌号。
二、金属硅的“今生”
        金属硅行业的上游为化工原料制造业,主要包括硅块、热电、还原剂、石油焦等,下游应用广泛,多晶硅(单晶硅)多应用于光伏产业和半导体产业,合金硅主要应用于汽车制造产业;而有机硅不断应用于传统行业(医疗器械、电子器件),还应用于新兴产业像是5G基站等。在金属硅的实际消费中,98%以上的金属硅产品被用作于硅合金、有机硅、单晶硅和多晶硅的基础原材料。
1.多晶硅
        金属硅经一系列工艺提纯后生成多晶硅、单晶硅,供光伏产业及电子工业使用。晶硅电池主要应用于太阳能屋顶电站、商业电站和高土地成本的城市电站,是目前技术最成熟、应用最广泛的太阳能光伏产品,占据世界光伏市场80%以上的份额,其对金属硅的需求增速明显。
        现代化大型集成电路几乎都是用高纯度准金属硅制成的,而且高纯度准金属硅还是生产光纤的主要原料,可以说准金属硅已成为信息时代的基础支柱产业。
2.硅铝合金
        在合金行业中,金属硅主要是作为非铁基合金的添加剂。硅与其他金属可以制成合金,以此来提升其金属性能。硅制成的合金主要包括:硅铝合金、硅铜合金、硅铁合金、硅锰合金等:硅铝合金是其中用量最大的硅合金。凭借其密度低、轻质化、成形好等优异的性能特点,成为汽车轻量化发展方案中的首选制造材料。随着汽车轻量化的不断推进,铝合金产品在汽车制造领域的应用有望迎来快速发展期。
        作为硅铝及硅基合金、有机硅、多晶硅的基础原材料,金属硅下游应用已经渗透到国防军工、信息产业、新能源等相关行业中,在我国经济社会发展中具有特殊的地位,是新能源、新材料产业发展不可或缺的重要材料,展现了广阔的应用前景。(金电实业公司生产经营部  李垠