硅是重要的石化替代材料、能源材料和电子材料。硅的地壳丰度为27%，仅次于氧（46%），大约是碳的1000倍，资源极其丰富，开发潜力巨大。大规模、低成本利用硅资源以生产人类社会需要的能源及材料，并以此应对化石资源减少带来的威胁，减少碳排放及温室效应，是人类社会通向未来的一条必经之路，因此，硅材料的开发利用已成为工业界和全社会关注的焦点。
我国硅产业经过多年高速发展，基本形成以有机硅、高纯硅、纳米硅材料、金属硅、高纯石英为主要支柱的完整产业体系，主要产品生产、消费和出口规模均占世界前茅，我国也已成为全球首屈一指的硅材料生产、消费大国，并连续多年为其它国家提供了大量的基础硅原料；基本建立了覆盖基础科研、工程开发和下游应用，学科健全的硅材料科研开发体系，取得了众多工业化成果，部分掌握了主干领域的核心知识产权，并培养了一批科研人才、工程师和产业工人；近年来，国家先后出台多项重大政策，对多晶硅、金属硅、有机硅单体等实行行业准入、淘汰落后产能及节能改造，大力扶持国内光伏电站建设，对光伏产业争取公平贸易环境提供国家支持，为硅产业健康发展提供了坚强后盾。
我国硅产业得以快速发展有三个重要前提条件，一是我国有丰富且廉价的硅石资源，能源和劳动力成本较低，发展基础硅材料工业具有难得的资源保障；二是技术基础较好，新中国建立之后，以化工部晨光化工研究院等为代表的一大批科研单位和老一辈工程技术人员，从无到有，自力更生，艰苦创业，建立起了较为完善的硅材料科研和工业体系，并且培育了一批关键人才，为上本世纪末以来硅产业快速发展提供了智力保障；三是改革开放后国民经济快速发展，轻工、机电、冶金、新能源等硅材料下游行业国内外需求迅速扩大，为硅产业发展提供了难得的市场空间和历史机遇。
当前，国内外宏观形势正在发生深刻变化，硅产业自身在快速发展过程中也面临着更多新问题，随着我国国民经济发展水平的逐步提高，“十三五”我国硅产业将进入一个关键时期，如何适应新常态，在国内外形式发生深刻变革的新环境下自我调整，进一步提高发展质量，实现产业转型升级、环境保护及资源合理利用，使我国真正成为世界硅产业强国，是摆在硅产业面前的最核心议题。本章将主要分析硅材料产业发展现状，研究产业发展趋势并提出有关政策建议，旨在抛砖引玉，推动这方面的深入研究。
1.1我国硅产业发展成就截至2013年，我国共有规模以上硅材料企业600余家，从业人员约15万人，剔除行业内部销售后的整体对外销售收入约为800亿元，分别较2010年增长约200家，3万人和约250亿元。
截至2013年底，我国硅产业规模以上生产企业数量达到约600家（包含外资在华生产基地、合资企业和中资在国外生产企业），其中销售收入超过100亿元左右1家，20亿-50亿元2家，10亿-20亿元约30家，5亿-10亿元约60家，1亿-5亿元约100家，2000万-1亿元企业约400家。
根据行业分布情况看，2013年销售收入超过20亿元的企业，主要是大型的多晶硅、有机硅一体化企业；5亿-20亿元销售收入的企业多属在某一行业具有较强竞争优势的中型企业，如具备一定生产规模和技术水平的多晶硅、有机硅单体企业和较大型金属硅企业及一部分硅烷、沉淀二氧化硅及高纯石英加工企业。其余销售收入低于5亿元的企业中，以有机硅下游生产企业为主，约占50%，金属硅企业约占20%，其余硅烷、气相二氧化硅、沉淀二氧化硅和高纯石英加工企业也均有一定分布。
据硅产业绿色发展战略联盟统计，2013年，我国主要硅材料行业中，有机硅行业销售收入约260亿元，多晶硅行业约140亿元，金属硅行业约为150亿元（扣除国内消费），硅烷、高纯石英和沉淀二氧化硅行业各约50亿元，气相二氧化硅行业约15亿元，其他约80亿元。
硅产业绿色发展战略联盟分别以产能简单累计和省区对外销售收入为基准对我国硅产业地域分布进行了分析：根据产能计算，江苏、浙江、新疆、云南、山东、四川、江西、广东是我国比较重要的硅产业聚集区；从产值规模来看，江苏省是我国最重要的硅产业聚集区，浙江、山东、广东、新疆次之，江西、云南、四川硅产业也较为发达。
1.1.1 产业规模进一步扩大市场占有率持续提高近年来，国外经济形势时有反复，而国内经济保持稳定高速增长，使我国硅产业的市场地位进一步巩固。硅材料的各应用领域都呈现出市场活跃、需求旺盛的特点，拉动我国硅材料的市场占有率不断提高。
受关税政策利好、国外市场复苏和国内产业向新疆等低成本地区转移等影响，我国金属硅行业近几年保持快速增长，出口复苏并同比大幅增长，继续在国际市场占据主要地位；多晶硅行业合理运用反倾销等贸易政策工具，推进冷氢化等大规模技改，产量和行业开工率稳步提高，开始扭转进口量连续增加的态势；有机硅行业经过阶段性调整，产量继续增加，产品结构有所改善，有望在2015年成为净出口国；气相二氧化硅、沉淀二氧化硅和硅烷等行业在产量方面已基本满足国内高速增长的需求，其中气相二氧化硅方面我国已逆转成为净出口国，硅烷和沉淀二氧化硅行业则继续保持净出口国地位。
截至2013年，全球金属硅、有机硅（折纯硅氧烷）、多晶硅、气相二氧化硅产量分别约为231万吨、162万吨、26.6万吨和23.5万吨，我国产量分别达到148.8万吨、64.1万吨、8.2万吨和5.5万吨，分别占世界总产量的64.4%、39.6%、30.8%和23.4%，可见我国硅产业在世界市场已经占据举足轻重的地位。
1.1.2 关键技术持续突破金属硅方面：大功率金属硅冶炼炉逐步开始国产化，自2012年后，新建装置大量采用25500KW以上炉型，基本实现尾气回收，部分厂商开始采用余热发电装置，金属硅生产电耗、物耗继续下降，与发达国家水平水平逐渐缩小，微硅粉回收率显著提高，低灰份煤批量使用，减少了对环境的污染。产品质量稳步提高，部分企业可以达到欧美有机硅企业的质量要求并已实现大量定向出口。
有机硅方面：有机硅单体合成装置单套能力持续扩大，逐步掌握15万吨/年及以上单套装置设计、运行技术，部分生产企业通过多年摸索，在流化床设计、催化剂、硅粉和周期控制方面取得一定进步，能耗、收率及选择性等显著改善，少数大型企业自主完成装置改扩建，并取得了良好的运行效果，部分国内装置成本水平接近外资在华同类装置；有机硅下游产品开发进程加快，室温胶企业在高端工业胶种市场份额不断扩大，高温胶、液体胶内资企业产能产量逐渐占据市场主流，硅油及硅树脂产品国内生产规模扩大，动摇了国外厂商长久以来的垄断地位。
多晶硅方面：西门子法多晶硅能耗物耗水平显著降低，冷氢化技术基本实现普及，还原炉等关键设备由完全进口基本实现国产化；硅烷流化床多晶硅生产技术实现自主突破，已经建成5000吨级装置并实现开车，高纯单硅烷生产规模迅速扩大，自给率显著提高。
高纯石英方面：高纯石英原料纯度取得突破性进展，逐步替代进口原料成功应用于石英坩埚及高纯石英管，产品质量接近国外先进水平，大尺寸电子级石英坩埚、高性能熔石英玻璃、超纯石英玻璃取得突破，成功应用于半导体单晶生产中。
其他方面：成功建成并运行万吨级硅醇直接法烷氧基硅烷生产装置，实现无氯生产硅烷原料；纳米硅材料产业规模逐渐扩大，高纯硅溶胶、超细纳米沉淀二氧化硅等中高端产品逐渐规模化，附加值稳步提高。
1.1.3 安全、环保水平进一步提升金属硅、多晶硅、有机硅副产物综合治理水平大幅提高，循环经济模式基本建立，实现了四氯化硅、一甲基三氯硅烷产品的全面综合利用，刺激了企业副产物回用的积极性；有机硅、多晶硅和氯硅烷生产系统HCl回收率稳步提高，2013年达到75%以上，逐步接近国外90%的水平，从根源上减少了环境事故发生的风险；各级政府环保执法力度不断加强，通过严打环境危害事故，基本杜绝了偷排现象。
行业安全生产形势明显改善，2008年至今国内公开披露的硅行业安全事故在59起以上，造成多人死伤。2013年较2012年披露的安全事故显著下降，但2014年上半年又有所反复。硅产业绿色发展战略联盟统计认为，2008年之后我国硅产业安全及环境事故进入高发期，并在2010-2012年达到非常严重的程度，硅产业绿色发展战略联盟认为，这一趋势与近年来我国大量上马硅材料项目、装置试车管理不到位、经验不足有关，其后在安全、环保等管理部门严格管理、加强引导等政策刺激下，2013年行业安全形势有所缓解，企业管理逐步规范。但总体而言，我国硅产业面临的安全生产形势仍比较严峻，我们建议各硅分支产业继续根据国家安全、环保法规要求主动整改，同步实现增长、安全与健康的和谐统一。
在公开披露的59起事故中，从地区来看，湖北、江苏、浙江、河南等地是事故高发区，湖北、内蒙、四川、江西、云南、山东、浙江等省发生的事故造成了人员死亡。
从行业来看，多晶硅行业事故更为频繁，特别是氯硅烷副产物泄露和违规倾倒造成的环境危害事故和危险气体引发的爆炸事故，相当部分的事故属于环境违法或运输途中发生；金属硅行业事故烈度较高，需要严格预防冶炼过程发生炸炉事故和硅熔浆外泄造成人员伤害；有机硅下游发生的事故主要属于燃烧事故，烈度相对可控，但上游原料生产也多次发生人员死伤的烈性事故。从事故类型来看，泄漏和环境违法事件主要发生在有机硅和多晶硅的副产物处理环节，爆炸事故则多与硅粉、单硅烷、多晶硅和有机硅生产涉及的危险气体相关，特别是造成多人伤亡的事故多与硅粉爆炸和单硅烷爆炸有关。对事故过程简单分析即可看出，绝大部分的事故属于违规操作、知法犯法造成的责任事故，完全可以避免，应该给予惩戒。
1.1.4 单位能耗及碳排放水平持续降低2010年以来，我国硅材料产业节能减排有较明显进步。截至2013年，我国西门子法多晶硅生产平均还原能耗已基本接近国外水平，已降低至2010年水平的50%左右，硅粉/三氯氢硅等原材料消耗也较2010年同期降低60%以上；金属硅新建项目的炉型和装机数量均持续扩大，使副产物和余热回收技术得以实质推广，还原剂和硅石消耗降低，金属硅生产电耗较2010年平均下降约1200-1500度/吨，有10%以上产能单位能耗接近欧美先进水平；有机硅单体合成阶段平均能耗持续下降，通过对流化床和生产工艺进行改造，开车水平都有明显提高，使蒸汽消耗、电耗水平持续下降，与世界巨头水平的差距不断缩小。
据SAGSI统计，2010年我国有机硅、多晶硅、金属硅三大硅产品的产量约占世界总量的1/3，但是碳排放约占全球总量的一半以上（有机硅和多晶硅按照能耗折算），单位销售收入对应的碳排放更几倍于发达国家。如2010年我国每生产1吨金属硅的直接碳排放当量约为6.5吨，远高于巴西、挪威等国。而随着生产技术的改进，2013年该指标已经降低至约5吨以下。如综合考虑能耗、物料和副产物回收抵扣，2013年我国硅产业全口径二氧化碳碳排放总量估计较2010年减少200万-250万吨，少消耗木材30万-50万吨以上；每吨金属硅、多晶硅、聚硅氧烷的二氧化碳排放分别减少25%、50%和15%。
表6 2013年我国硅产业各分支行业平均能耗水平
数据来源:SAGSI调研
1.1.5 相关产业政策体系迅速完善，国家重视程度显著提高硅材料作为重要的军工材料和半导体材料,新中国建立后即投入大量人力物力扶植其发展，奠定了行业发展的基础。本世纪初以来，硅材料作为能源新材料、碳基替代材料产业，对缓解我国化石资源紧缺状况的加剧并满足我国半导体电子工业发展需要的重要意义日益凸现，国家逐步从多方面开始鼓励硅材料行业引进先进技术和装置、促进资源合理开发、促进公平贸易，保护民族工业等角度，先后出台了一系列相关政策。2009年以来，国务院常务会议多次讨论如何引导多晶硅光伏产业健康发展，扶持光伏新能源产业，并先后出台多项文件和优惠政策，大力促进我国光伏装机发展，并从国家层面积极协调我光伏出口遭遇的多起贸易争端。这些举措，都使硅产业的重要性在一定程度上上升到了国家层面。
截至2013年末，适用于硅产业的全国性产业政策主要包括四大类：一是采取反倾销和贸易救济等政策措施确保硅材料、光伏行业的公平贸易；二是通过设置行业准入条件积极引导硅产业转型升级；三是提高光伏新能源安装容量，直接扶持光伏及硅材料产业；四是鼓励硅材料科技创新，重点引导配置科研资源向重点领域倾斜。
未完待续
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