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2017年中國高純四氯化硅行業發展前景分析及預測
2018/4/18 13:14:52 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:2016 年國內光纖出貨量達到 2.02 萬 億芯公里,占到全球總出貨量的 55%。光纖預制棒的制造是整個光纖制造的核心環節,而高純四氯化硅又是光棒生產的核心原材料,其對純度的要求極高,雜質含量需控制在 ppb 級。目前國內光纖用四氯化硅2016 年國內光纖出貨量達到 2.02 萬 億芯公里,占到全球總出貨量的 55%。光纖預制棒的制造是整個光纖制造的核心環節,而高純四氯化硅又是光棒生產的核心原材料,其對純度的要求極高,雜質含量需控制在 ppb 級。目前國內光纖用四氯化硅 80%以上需要從國外進口。
光纖光纜產業鏈
數據來源:公開資料整理
光纖用四氯化硅可分為 OVD 級光纖用四氯化硅、 VAD 級光纖用四氯化硅以及 PCVD 級光纖用四氯化硅。其中 OVD 級和 VAD 級四氯化硅主要用于生產光纖預制棒的包層,而 PCVD 光纖四氯化硅則可用于生產光纖預制棒的芯層,且其純度及雜質要求要高于 OVD 級和 VAD 級四氯化硅。
高純四氯化硅制備工藝
制備工藝制備方式原理優缺點精餾法精餾法是利用四氯化硅與雜質組分之間揮發度的差異,借助“回流”技術,即多次氣化和部分冷凝的過程,實現混合液高純度分離,從而得到高純度的四氯化硅產品。對去除諸如 AlCl3、 BCl3、 FeCl3、 CuCl2、 PCl3等極性雜質有較好的效果,但對含氫雜質( 包括一甲基氯硅烷、二甲基氯硅烷和三甲基氯硅烷等) 的去除較為有限。吸附法固體吸附基本原理是基于化合物中各組分化學鍵極性不同來進行吸附分離的。 SiCl4 是無電偶極矩的對稱分子,與此相反,所含雜質如 AlCl3、 FeCl3、 PCl3 和 BCl3 等是具有相當大偶極矩的不對稱分子,強烈地趨向于形成加成化學鍵,很容易被吸附劑吸附。常用吸附劑如活性炭、沸石、氧化鋁等,均可用于吸附四氯化硅。但吸附過程中容易引入雜質,對系統造成二次污染,因此產品質量無法得到保證。吸附精餾法吸附方法去除極性和含氫雜質,然后利用精餾方法可以將與 SiCl4 揮發度相差較大的雜質有效去除。-部分水解法與四氯化硅相比,三氯氫硅、金屬氯化物、鹵化硼以及其它含硼的絡合物更容易發生水解,或與水反應絡合形成難揮發的物質。因此可采用部分水解法脫除四氯化硅中微量的硼雜質以及金屬雜質。部 分 水 解 法 處 理 后 的 SiCl4 中 , SiCl3OH 和Si2Cl6O 的含量會增加,這兩種雜質不但易堵塞設備,而且會影響氣相沉積法制得光纖的性能,因此需要在后續的工序中進行去除。光氯氣法光氯化法是通過紫外線照射氯氣,使氯氣分子發生自由鏈式反應,離解成 2 個氯原子自由基,氯原子自由基可與SiHCl3 及其他含氫雜質發生反應,含氫雜質發生脫氫氯化反應后,與四氯化硅的相對揮發度增大,從而有利于通過精餾提純進行分離,得到光纖用高純度四氯化硅。由于氯氣危險性極高,且容易腐蝕設備及管路發生泄漏,從而制約了其大規模應用。因此如何制備安全、耐腐蝕、防泄漏的大型光化學反應裝置是工程及設計人員亟需解決的問題。等離子法低溫等離子法制備光纖用四氯化硅,一般采用介質屏蔽放電技術。冷的等離子體在介質屏蔽放電過程中會產生大量活躍的自由基,四氯化硅中的含氫雜質很容易通過這些自由基發生反應,形成穩定的高沸物,然后再通過精餾等方法將其分離。等離子法能夠很好的去除四氯化硅中的含氫組分雜質,其產品可滿足 PCVD 級光纖預制棒的生產需求。但該方法工藝復雜,設備制造難度大,目前只有德固賽掌握該項技術,存在一定的技術壁壘。數據來源:公開資料整理
近兩年隨著“寬帶中國”政策的不斷深化拉動需求,同時疊加國內反傾銷等因素刺激, 光纖光纜行業出現了明顯的復蘇,光纖預制棒需求快速增長,國產化率也不斷提升。
光纖價格 2014 年后出現上漲
數據來源:公開資料整理
國內光棒需求和國產化率不斷提升
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中長期隨著智慧城市、大數據以及 5G 的發展,從光纖對銅纜的不斷替代,以及 5G 基站部署密度遠高于 4G 等角度,對光纖的需求仍將保持高速增長。2021 年全球光纖需求將超過 6.1 億芯公里。這也會帶來光棒需求的增長, 2022 年全球光棒需求有望達到3 萬噸,較現有需求量幾近翻倍。同時 2017 年到 2022 年全球光棒整體擴產速度維持在 12%左右。
國內高純四氯化硅市場快速增長
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我們根據未來光纖預制棒的需求測算, 2017~2022 年高純四氯化硅的國內需求的復合增速將達到 12%,全球增速可能更快。 2017 年國內高純四氯化硅需求在 4 萬噸左右,目前國內可以穩定供貨的企業屈指可數,進口替代空間極大。由于四氯化硅一般都是副產物,因此產業鏈比較完整的公司具有先天的競爭優勢, 外購四氯化硅提純的企業盈利空間不大; 同時多晶硅生產企業雖然復產大量四氯化硅,但該行業空間不大,同時單噸凈利較多晶硅低很多,多晶硅企業多用四氯化硅冷氫化循環利用,我們判斷絕大多數多晶硅生產企業不會實質進入高純四氯化硅行業。
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