新疆硅基產業鏈創新鏈融合發展對策建議

文/烏魯木齊市技術創新研發與科技成果轉化中心 田芳

我國是世界上最大的硅基材料生產國，新疆憑借儲量豐富的原料資源和低價工業用電等優勢，工業硅、多晶硅等硅基產能居全國第一。經過十幾年的布局和發展，目前，已形成具有規模優勢的地方主導特色產業集群。然而，從硅基產業鏈來看，新疆硅基產業主要集中在產業鏈的中上游，且部分企業間已形成了穩固的上下游供應關系，而電池片、光伏組件、有機硅制品、硅合金制品、半導體襯底材料等下游產業卻基本還是空白。產業鏈不完整、韌性不強，企業同質化競爭激烈等問題已嚴重影響新疆硅基產業的健康發展。

一、相關理論概述

（一）產業鏈

產業鏈最早是1958年由赫希曼在其所著的《經濟發展戰略》一書中提出。產業鏈在產業經濟學中應用廣泛，是工業化發展成熟階段的產物，其本質是對亞當·斯密專業化分工理論的內涵延伸，貫穿于生產和服務全過程，是現代產業組織體系不可或缺的一部分。邁克爾·波特在《國家競爭優勢》一書中指出， 在提高區域競爭力的過程中， 產業鏈之間的競爭處于最核心地位。產業鏈對一個產業、部門甚至地區都至關重要， 其鏈長、韌性、創新能力決定了該產業在同類型產業中是否具有核心競爭力。由此可見，產業鏈在構建現代化產業體系、實現高質量發展、維護國家安全中具有十分重要的意義。

（二）創新鏈

創新鏈的相關表述最早出現于1977年，即一條包含創新各個環節的活動的鏈條[1]。創新鏈是從科學思想萌發到科學技術產生經濟社會價值的一系列創新活動的組合，是一條由基礎研究、應用開發、試制改進等多環節形成的鏈式結構[2]。黨的十八大以來，我國提出大力實施創新驅動發展戰略，創新是驅動產業發展的核心力量，是實現高質量發展的重要引擎，一些產業已經由過去的“跟跑”轉為“并跑”甚至“領跑”，科技創新成功為產業完成了賦能和增值。

（三）產業鏈和創新鏈融合

習近平總書記多次提出“要圍繞產業鏈部署創新鏈、圍繞創新鏈布局產業鏈”，強調“促進創新鏈和產業鏈精準對接”“促進產業鏈創新鏈深度融合”。這些重要論述深刻揭示了產業鏈和創新鏈的內在機理和相互聯系。產業鏈發展同樣遵循發展的倒S曲線規律，產業鏈發展由初級循環向高級循環的升級，勢必需要創新鏈來助力其完成產業結構轉型或技術升級優化，創新鏈是產業鏈升級發展的核心和源泉。同樣，創新鏈如果沒有產業鏈的支撐，創新就成了無源之水無本之木，無法持續開展。產業鏈是拉動創新鏈發展的重要力量，是實現科技創新成果落地應用的重要路徑[3]。產業鏈和創新鏈深度融合，通過科技創新不斷提升產業延鏈補鏈拓鏈強鏈能力，從而保障產業鏈各個環節安全穩定和優化升級。

二、新疆硅基產業發展現狀

（一）政策優勢

黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央把生態文明建設作為中國特色社會主義事業“五位一體”總體布局中重要一環，提出了實現2030年實現碳達峰、2060年實現碳中和的重大戰略部署。國家“十四五”規劃提出“我國要加快發展非化石能源，大力提升風電、光電發電規模，到‘十四五’末我國非化石能源占比要提高到20%左右”。國家在《2030年前碳達峰行動方案》中也提出“到2030年，我國非化石能源占比要進一步提高到25%左右”。屆時，風電光伏等清潔能源將成為發電的主要構成之一。近幾年，隨著我國光伏發電成本的持續下控，光伏產業迎來了井噴式發展，據國家能源局發布統計數據：2022年，我國太陽能發電裝機容量約3.9億千瓦，同比增長28.1%。工業硅作為光伏發電的主要原材料，也是應聲而起，2022年我國工業硅產量為349.51萬噸，同比增長20%。我國是世界上最大的工業硅生產國，新疆憑借儲量豐富、品質優良的原料資源和低價工業用電等優勢，產能居全國第一，經過十幾年的布局和發展，目前，已形成具有規模優勢的地方主導特色產業。

（二）新疆硅基產業現狀

硅基產業是先進結構材料戰略性新興產業。2020年新疆工業硅、多晶硅產量在國內占比分別達到42%和54%，全國排名第一。新疆硅基產業在中國乃至全球硅市場中都具有舉足輕重的作用[4]。因硅基產業具有高耗能、高污染、資源依賴性強的特點，基于以上特點，我國硅基產業逐步向西部地區集聚，按照美國學者貝恩對產業集中率的劃分標準，硅基產業已形成了高度集中寡占型產業。新疆硅基行業主要呈現出以下特點：一是產業布局相對集中，主要集中在具有電力、石英石等資源優勢的北疆、東疆地區，且主要集中在石河子、伊犁州、哈密地區、烏魯木齊及周邊地區；二是產業鏈初步建立。新疆硅基產業已形成了穩定的中上游產業鏈，在新疆產業政策的引導下，下游產業正在加速布局中；三是產業發展寡頭壟斷型格局，因硅基產業屬于技術和資金密集型產業，行業壁壘較高，新疆硅基產業主要有合盛硅業、新疆東方希望、新疆大全、新特能源、通威股份、協鑫新疆等一批國內有較大影響力的行業龍頭企業；四是產業優勢尚未完全釋放，新疆硅基產品80%作為初級產品向外輸出，僅小部分用于精深加工和向下游延伸，企業同質化競爭激烈，存在壓價、搶人、搶地等惡性競爭情形。

（三）新疆硅基產業鏈基本情況

工業硅和多晶硅的原材料都是石英石。新疆硅基產業鏈上游主要有石英砂礦開采、加工等產業。新疆準噶爾盆地已探明有豐富的優質石英石和白云石資源，儲量超過1.2×108噸，奠定了硅基產業發展的自然資源基礎[5]。硅提純所需精煤、石油焦資源豐富，發展相關產業具有上游資源優勢。產業鏈中游主要有多晶硅、單晶硅等，截至2019年，全球的多晶硅產能約65%集中在中國，而中國的多晶硅產能約35.5%集中在新疆地區[6]。產業鏈下游主要有光伏，其他產品基本還處于空白。

三、硅基產業鏈路線圖

目前我國硅基產業主要有光伏產業、冶金硅產業、有機硅產業、碳化硅產業四個發展方向，并已形成相對完整的產業鏈條，產品主要應用于發電、冶金、功能材料、半導體等多個領域[7]。

光伏產業。石英石—工業硅—工業硅微粉—多晶硅—多晶硅棒—光伏電池—光伏組件產業鏈。

冶金硅產業。冶金硅—硅鋁（錳）合金—硅鋁（錳）合金制品產業鏈。

有機硅產業。工業硅—工業硅微粉—有機硅單體—硅樹脂、硅橡膠、硅油、功能性硅烷等有機硅制品產業鏈。

碳化硅產業。碳化硅—碳化硅微粉—晶硅切割刃料和半導體碳化硅晶體材料產業鏈。

四、新疆硅基產業發展存在的短板

產業鏈上游：疆內石英原料中低品質多，可用于生產硅基材料的高品質石英巖及脈石英資源少，硅石資源利用水平低、浪費嚴重，部分高端原料依賴輸入。用料要求較低的玻璃、硅酸鹽、陶瓷產業規模小，硅石原料利用未形成多層次、多元化產業鏈，硅石資源開發升級存在較大空間。

產業鏈中游：一是疆內工業硅產品層次不高，低純度多晶硅初級原料占比大，需運輸內地再次提純達到光伏、芯片用產品；二是有機硅領域新產能建設過快、先進技術不足。限制落后、高能耗單體產能是產業可持續發展關鍵要素，布局相關產業需引入環保、節能技術水平較高企業。

產業鏈下游：一是下游延伸的光伏電池片、光伏玻璃、半導體硅片和晶圓等產業均處于空白，僅光伏逆變器有一定競爭力，原料未轉化為終端產品優勢；二是有機硅產業應用領域廣泛，具有單體集中生產、下游分散加工特點，尚未有大規模落地延伸深加工產業。

五、新疆硅基產業鏈創新鏈發展對策建議

（一）產業鏈發展對策建議

進一步擴大硅基產業規模，需保持高品質硅石、低價能源和先進工藝技術三大優勢要素支撐。

產業鏈上游：合理開發利用疆內硅石原礦，根據本地硅產品加工需求量，擬定開采總量，優化礦產資源布局，推進資源節約與合理利用。支持硅礦企業采用新技術、新工藝開發硅石資源，鼓勵新建中低品位硅礦石選礦企業，推動硅基產業可持續發展。

產業鏈中游：一是提升工業硅產品附加值，加快引進價值高端光伏級單晶硅和芯片用電子級單晶硅企業，形成多個龍頭企業帶動集群發展。二是按照有機硅中游單體龍頭引領的發展模式，加快引入環保水平較高的單體集中生產有機硅龍頭企業和大投資項目，緊抓市場持續擴大機遇，加速擴建產業鏈。

產業鏈下游：一是探索引進電子級晶圓生產企業，將產業鏈擴大至高附加值半導體領域。二是依托有機硅原料優勢，加快擴大發展下游有硅油、硅橡膠、硅樹脂和硅烷偶聯劑深加工產業，探索引入硅酮密封膠、高溫硅橡膠、擠塑醫用硅膠管等高端有機硅應用產品生產企業，形成全產業鏈集群化發展。

（二）創新鏈發展對策建議

產業鏈上游：開展多層次、多品位硅石選礦、開礦技術研發，推廣低純度硅石冶煉利用技術，提升硅石利用率，加強高端領域石英砂制備技術研究。

產業鏈中游：開發直徑12英寸以上，超高純度集成電路用單晶硅及拋光片、外延片拉晶、切割、研磨、拋光、清洗加工成套技術，并實現規模化量產。解決大型爐依賴國外設備的“卡脖子”問題。探索國際領先的硅烷流化床法顆粒狀多晶硅改進工藝、新型還原劑工藝等研究，降低光伏發電原料成本。支持新型單晶材料及大面積寬帶隙碳化硅單晶和外延材料工藝研究及產業化，為發展新型硅基材料提供支撐。支持生產過程氫化、氯化物綜合利用的副產物回收、余熱發電等技術開發，提高環保能力，為可持續發展提供支撐。鼓勵支持研究提升單體合成的全口徑（含高沸）平均選擇性、氯甲烷單程轉化率水平的生產工藝，提升關鍵雜質控制工藝水平，加快研發低價值副產物回收處理工藝研究，提升生產設備、工藝控制智能化水平，力爭單位產出能耗達到世界先進水平。

產業鏈下游：鼓勵開發雙面發電電池組件。支持超長壽命的抗紫外線、抗滲水、抗高溫高濕、防火絕緣等優異性能背板組件開發。支持背板氟膜材料國產化替代開發。探索大功率、高效率、特高壓、抗腐蝕性、抗風沙集中式、組串式逆變器開發。支持高透光率、耐腐蝕性、低吸收率和反射率、高抗沖擊光伏玻璃開發等。鼓勵光伏儲能技術示范電站建設，解決光伏消納利用率“卡脖子”問題。支持新型有機硅產品開發、新應用領域拓展，鼓勵有機硅虹膜、人體硅膠、有機硅凝膠、有機硅涂料、硅碳纖維等新應用產品開發。

（三）產業鏈創新鏈融合發展對策建議

產業鏈上游關鍵企業主要創新方向：面向國內多晶硅產業向疆內傾斜，高純石英產品需求增大，疆內石英儲量豐富，但缺少高純石英制品企業現狀，針對國內石英礦品位低、氣液包裹體含量高、影響下游石英制品品質的“卡脖子”技術難題，開發適合疆內高純石英砂的生產工藝，縮短疆內硅基材料試料時間，提升硅基產業配套能力。

產業鏈中游關鍵企業主要創新方向：鼓勵開展提升多晶硅副產物回收系統能效研究，開發提高四氯化硅轉化率、降低三氯氫硅單位能耗的深化冷氫化綠色生產工藝。支持研發多晶硅副產物四氯化硅循環高效回收，提高產業節能環保水平。探索開發用于5G高頻高速覆銅板基材和芯片封裝的亞微米球形硅微粉，打破國外壟斷。支持開發碳化硅先進陶瓷材料，擴大氮化硅產品種類和等級，為打造國產氮化硅陶瓷軸承材料生產加工基地提供技術支撐。鼓勵開發高導熱率氮化硅陶瓷基板工藝，為拓展硅基材料產業鏈提供支持等。

產業鏈下游關鍵企業創新方向：支持開展大規模新能源消納的儲能技術研究及示范應用。鼓勵開展智能化分布式、微電網互聯、交直流混合微電網以及多能互補微網系統光伏電力系統開發及應用，提升新能源利用率。鼓勵開展中小型光伏系統測試、匹配性評估等服務技術研發應用。鼓勵有機硅下游應用創新產品開發，支持以硅基固廢為原料，制取無機發泡保溫材料的新工藝技術研究。依托電纜產業發展基礎，鼓勵硅橡膠柔性絕緣材料開發，為新型電纜產業提供支撐。探索硅酸鹽水泥多種超細摻合料及有機硅物質為主要原料，開發超強高韌聚合物水泥基防護新型涂料等有機硅新產品。