新疆硅基产业链创新链融合发展对策建议

文/乌鲁木齐市技术创新研发与科技成果转化中心 田芳

我国是世界上最大的硅基材料生产国，新疆凭借储量丰富的原料资源和低价工业用电等优势，工业硅、多晶硅等硅基产能居全国第一。经过十几年的布局和发展，目前，已形成具有规模优势的地方主导特色产业集群。然而，从硅基产业链来看，新疆硅基产业主要集中在产业链的中上游，且部分企业间已形成了稳固的上下游供应关系，而电池片、光伏组件、有机硅制品、硅合金制品、半导体衬底材料等下游产业却基本还是空白。产业链不完整、韧性不强，企业同质化竞争激烈等问题已严重影响新疆硅基产业的健康发展。

一、相关理论概述

（一）产业链

产业链最早是1958年由赫希曼在其所著的《经济发展战略》一书中提出。产业链在产业经济学中应用广泛，是工业化发展成熟阶段的产物，其本质是对亚当·斯密专业化分工理论的内涵延伸，贯穿于生产和服务全过程，是现代产业组织体系不可或缺的一部分。迈克尔·波特在《国家竞争优势》一书中指出， 在提高区域竞争力的过程中， 产业链之间的竞争处于最核心地位。产业链对一个产业、部门甚至地区都至关重要， 其链长、韧性、创新能力决定了该产业在同类型产业中是否具有核心竞争力。由此可见，产业链在构建现代化产业体系、实现高质量发展、维护国家安全中具有十分重要的意义。

（二）创新链

创新链的相关表述最早出现于1977年，即一条包含创新各个环节的活动的链条[1]。创新链是从科学思想萌发到科学技术产生经济社会价值的一系列创新活动的组合，是一条由基础研究、应用开发、试制改进等多环节形成的链式结构[2]。党的十八大以来，我国提出大力实施创新驱动发展战略，创新是驱动产业发展的核心力量，是实现高质量发展的重要引擎，一些产业已经由过去的“跟跑”转为“并跑”甚至“领跑”，科技创新成功为产业完成了赋能和增值。

（三）产业链和创新链融合

习近平总书记多次提出“要围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局产业链”，强调“促进创新链和产业链精准对接”“促进产业链创新链深度融合”。这些重要论述深刻揭示了产业链和创新链的内在机理和相互联系。产业链发展同样遵循发展的倒S曲线规律，产业链发展由初级循环向高级循环的升级，势必需要创新链来助力其完成产业结构转型或技术升级优化，创新链是产业链升级发展的核心和源泉。同样，创新链如果没有产业链的支撑，创新就成了无源之水无本之木，无法持续开展。产业链是拉动创新链发展的重要力量，是实现科技创新成果落地应用的重要路径[3]。产业链和创新链深度融合，通过科技创新不断提升产业延链补链拓链强链能力，从而保障产业链各个环节安全稳定和优化升级。

二、新疆硅基产业发展现状

（一）政策优势

党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央把生态文明建设作为中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局中重要一环，提出了实现2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的重大战略部署。国家“十四五”规划提出“我国要加快发展非化石能源，大力提升风电、光电发电规模，到‘十四五’末我国非化石能源占比要提高到20%左右”。国家在《2030年前碳达峰行动方案》中也提出“到2030年，我国非化石能源占比要进一步提高到25%左右”。届时，风电光伏等清洁能源将成为发电的主要构成之一。近几年，随着我国光伏发电成本的持续下控，光伏产业迎来了井喷式发展，据国家能源局发布统计数据：2022年，我国太阳能发电装机容量约3.9亿千瓦，同比增长28.1%。工业硅作为光伏发电的主要原材料，也是应声而起，2022年我国工业硅产量为349.51万吨，同比增长20%。我国是世界上最大的工业硅生产国，新疆凭借储量丰富、品质优良的原料资源和低价工业用电等优势，产能居全国第一，经过十几年的布局和发展，目前，已形成具有规模优势的地方主导特色产业。

（二）新疆硅基产业现状

硅基产业是先进结构材料战略性新兴产业。2020年新疆工业硅、多晶硅产量在国内占比分别达到42%和54%，全国排名第一。新疆硅基产业在中国乃至全球硅市场中都具有举足轻重的作用[4]。因硅基产业具有高耗能、高污染、资源依赖性强的特点，基于以上特点，我国硅基产业逐步向西部地区集聚，按照美国学者贝恩对产业集中率的划分标准，硅基产业已形成了高度集中寡占型产业。新疆硅基行业主要呈现出以下特点：一是产业布局相对集中，主要集中在具有电力、石英石等资源优势的北疆、东疆地区，且主要集中在石河子、伊犁州、哈密地区、乌鲁木齐及周边地区；二是产业链初步建立。新疆硅基产业已形成了稳定的中上游产业链，在新疆产业政策的引导下，下游产业正在加速布局中；三是产业发展寡头垄断型格局，因硅基产业属于技术和资金密集型产业，行业壁垒较高，新疆硅基产业主要有合盛硅业、新疆东方希望、新疆大全、新特能源、通威股份、协鑫新疆等一批国内有较大影响力的行业龙头企业；四是产业优势尚未完全释放，新疆硅基产品80%作为初级产品向外输出，仅小部分用于精深加工和向下游延伸，企业同质化竞争激烈，存在压价、抢人、抢地等恶性竞争情形。

（三）新疆硅基产业链基本情况

工业硅和多晶硅的原材料都是石英石。新疆硅基产业链上游主要有石英砂矿开采、加工等产业。新疆准噶尔盆地已探明有丰富的优质石英石和白云石资源，储量超过1.2×108吨，奠定了硅基产业发展的自然资源基础[5]。硅提纯所需精煤、石油焦资源丰富，发展相关产业具有上游资源优势。产业链中游主要有多晶硅、单晶硅等，截至2019年，全球的多晶硅产能约65%集中在中国，而中国的多晶硅产能约35.5%集中在新疆地区[6]。产业链下游主要有光伏，其他产品基本还处于空白。

三、硅基产业链路线图

目前我国硅基产业主要有光伏产业、冶金硅产业、有机硅产业、碳化硅产业四个发展方向，并已形成相对完整的产业链条，产品主要应用于发电、冶金、功能材料、半导体等多个领域[7]。

光伏产业。石英石—工业硅—工业硅微粉—多晶硅—多晶硅棒—光伏电池—光伏组件产业链。

冶金硅产业。冶金硅—硅铝（锰）合金—硅铝（锰）合金制品产业链。

有机硅产业。工业硅—工业硅微粉—有机硅单体—硅树脂、硅橡胶、硅油、功能性硅烷等有机硅制品产业链。

碳化硅产业。碳化硅—碳化硅微粉—晶硅切割刃料和半导体碳化硅晶体材料产业链。

四、新疆硅基产业发展存在的短板

产业链上游：疆内石英原料中低品质多，可用于生产硅基材料的高品质石英岩及脉石英资源少，硅石资源利用水平低、浪费严重，部分高端原料依赖输入。用料要求较低的玻璃、硅酸盐、陶瓷产业规模小，硅石原料利用未形成多层次、多元化产业链，硅石资源开发升级存在较大空间。

产业链中游：一是疆内工业硅产品层次不高，低纯度多晶硅初级原料占比大，需运输内地再次提纯达到光伏、芯片用产品；二是有机硅领域新产能建设过快、先进技术不足。限制落后、高能耗单体产能是产业可持续发展关键要素，布局相关产业需引入环保、节能技术水平较高企业。

产业链下游：一是下游延伸的光伏电池片、光伏玻璃、半导体硅片和晶圆等产业均处于空白，仅光伏逆变器有一定竞争力，原料未转化为终端产品优势；二是有机硅产业应用领域广泛，具有单体集中生产、下游分散加工特点，尚未有大规模落地延伸深加工产业。

五、新疆硅基产业链创新链发展对策建议

（一）产业链发展对策建议

进一步扩大硅基产业规模，需保持高品质硅石、低价能源和先进工艺技术三大优势要素支撑。

产业链上游：合理开发利用疆内硅石原矿，根据本地硅产品加工需求量，拟定开采总量，优化矿产资源布局，推进资源节约与合理利用。支持硅矿企业采用新技术、新工艺开发硅石资源，鼓励新建中低品位硅矿石选矿企业，推动硅基产业可持续发展。

产业链中游：一是提升工业硅产品附加值，加快引进价值高端光伏级单晶硅和芯片用电子级单晶硅企业，形成多个龙头企业带动集群发展。二是按照有机硅中游单体龙头引领的发展模式，加快引入环保水平较高的单体集中生产有机硅龙头企业和大投资项目，紧抓市场持续扩大机遇，加速扩建产业链。

产业链下游：一是探索引进电子级晶圆生产企业，将产业链扩大至高附加值半导体领域。二是依托有机硅原料优势，加快扩大发展下游有硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂深加工产业，探索引入硅酮密封胶、高温硅橡胶、挤塑医用硅胶管等高端有机硅应用产品生产企业，形成全产业链集群化发展。

（二）创新链发展对策建议

产业链上游：开展多层次、多品位硅石选矿、开矿技术研发，推广低纯度硅石冶炼利用技术，提升硅石利用率，加强高端领域石英砂制备技术研究。

产业链中游：开发直径12英寸以上，超高纯度集成电路用单晶硅及抛光片、外延片拉晶、切割、研磨、抛光、清洗加工成套技术，并实现规模化量产。解决大型炉依赖国外设备的“卡脖子”问题。探索国际领先的硅烷流化床法颗粒状多晶硅改进工艺、新型还原剂工艺等研究，降低光伏发电原料成本。支持新型单晶材料及大面积宽带隙碳化硅单晶和外延材料工艺研究及产业化，为发展新型硅基材料提供支撑。支持生产过程氢化、氯化物综合利用的副产物回收、余热发电等技术开发，提高环保能力，为可持续发展提供支撑。鼓励支持研究提升单体合成的全口径（含高沸）平均选择性、氯甲烷单程转化率水平的生产工艺，提升关键杂质控制工艺水平，加快研发低价值副产物回收处理工艺研究，提升生产设备、工艺控制智能化水平，力争单位产出能耗达到世界先进水平。

产业链下游：鼓励开发双面发电电池组件。支持超长寿命的抗紫外线、抗渗水、抗高温高湿、防火绝缘等优异性能背板组件开发。支持背板氟膜材料国产化替代开发。探索大功率、高效率、特高压、抗腐蚀性、抗风沙集中式、组串式逆变器开发。支持高透光率、耐腐蚀性、低吸收率和反射率、高抗冲击光伏玻璃开发等。鼓励光伏储能技术示范电站建设，解决光伏消纳利用率“卡脖子”问题。支持新型有机硅产品开发、新应用领域拓展，鼓励有机硅虹膜、人体硅胶、有机硅凝胶、有机硅涂料、硅碳纤维等新应用产品开发。

（三）产业链创新链融合发展对策建议

产业链上游关键企业主要创新方向：面向国内多晶硅产业向疆内倾斜，高纯石英产品需求增大，疆内石英储量丰富，但缺少高纯石英制品企业现状，针对国内石英矿品位低、气液包裹体含量高、影响下游石英制品品质的“卡脖子”技术难题，开发适合疆内高纯石英砂的生产工艺，缩短疆内硅基材料试料时间，提升硅基产业配套能力。

产业链中游关键企业主要创新方向：鼓励开展提升多晶硅副产物回收系统能效研究，开发提高四氯化硅转化率、降低三氯氢硅单位能耗的深化冷氢化绿色生产工艺。支持研发多晶硅副产物四氯化硅循环高效回收，提高产业节能环保水平。探索开发用于5G高频高速覆铜板基材和芯片封装的亚微米球形硅微粉，打破国外垄断。支持开发碳化硅先进陶瓷材料，扩大氮化硅产品种类和等级，为打造国产氮化硅陶瓷轴承材料生产加工基地提供技术支撑。鼓励开发高导热率氮化硅陶瓷基板工艺，为拓展硅基材料产业链提供支持等。

产业链下游关键企业创新方向：支持开展大规模新能源消纳的储能技术研究及示范应用。鼓励开展智能化分布式、微电网互联、交直流混合微电网以及多能互补微网系统光伏电力系统开发及应用，提升新能源利用率。鼓励开展中小型光伏系统测试、匹配性评估等服务技术研发应用。鼓励有机硅下游应用创新产品开发，支持以硅基固废为原料，制取无机发泡保温材料的新工艺技术研究。依托电缆产业发展基础，鼓励硅橡胶柔性绝缘材料开发，为新型电缆产业提供支撑。探索硅酸盐水泥多种超细掺合料及有机硅物质为主要原料，开发超强高韧聚合物水泥基防护新型涂料等有机硅新产品。