文/烏魯木齊市技術創(chuàng)新研發(fā)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(yè)用電等優(yōu)勢，工業(yè)硅、多晶硅等硅基產能居全國第一。經過十幾年的布局和發(fā)展，目前，已形成具有規(guī)模優(yōu)勢的地方主導特色產業(yè)集群。然而，從硅基產業(yè)鏈來看，新疆硅基產業(yè)主要集中在產業(yè)鏈的中上游，且部分企業(yè)間已形成了穩(wěn)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(yè)卻基本還是空白。產業(yè)鏈不完整、韌性不強，企業(yè)同質化競爭激烈等問題已嚴重影響新疆硅基產業(yè)的健康發(fā)展。

一、相關理論概述

（一）產業(yè)鏈

產業(yè)鏈最早是1958年由赫希曼在其所著的《經濟發(fā)展戰(zhàn)略》一書中提出。產業(yè)鏈在產業(yè)經濟學中應用廣泛，是工業(yè)化發(fā)展成熟階段的產物，其本質是對亞當·斯密專業(yè)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(yè)組織體系不可或缺的一部分。邁克爾·波特在《國家競爭優(yōu)勢》一書中指出， 在提高區(qū)域競爭力的過程中， 產業(yè)鏈之間的競爭處于最核心地位。產業(yè)鏈對一個產業(yè)、部門甚至地區(qū)都至關重要， 其鏈長、韌性、創(chuàng)新能力決定了該產業(yè)在同類型產業(yè)中是否具有核心競爭力。由此可見，產業(yè)鏈在構建現代化產業(yè)體系、實現高質量發(fā)展、維護國家安全中具有十分重要的意義。

（二）創(chuàng)新鏈

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

（三）產業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈融合

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

二、新疆硅基產業(yè)發(fā)展現狀

（一）政策優(yōu)勢

黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央把生態(tài)文明建設作為中國特色社會主義事業(yè)“五位一體”總體布局中重要一環(huán)，提出了實現2030年實現碳達峰、2060年實現碳中和的重大戰(zhàn)略部署。國家“十四五”規(guī)劃提出“我國要加快發(fā)展非化石能源，大力提升風電、光電發(fā)電規(guī)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(fā)電的主要構成之一。近幾年，隨著我國光伏發(fā)電成本的持續(xù)下控，光伏產業(yè)迎來了井噴式發(fā)展，據國家能源局發(fā)布統(tǒng)計數據：2022年，我國太陽能發(fā)電裝機容量約3.9億千瓦，同比增長28.1%。工業(yè)硅作為光伏發(fā)電的主要原材料，也是應聲而起，2022年我國工業(yè)硅產量為349.51萬噸，同比增長20%。我國是世界上最大的工業(yè)硅生產國，新疆憑借儲量豐富、品質優(yōu)良的原料資源和低價工業(yè)用電等優(yōu)勢，產能居全國第一，經過十幾年的布局和發(fā)展，目前，已形成具有規(guī)模優(yōu)勢的地方主導特色產業(yè)。

（二）新疆硅基產業(yè)現狀

硅基產業(yè)是先進結構材料戰(zhàn)略性新興產業(yè)。2020年新疆工業(yè)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(yè)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(yè)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(yè)逐步向西部地區(qū)集聚，按照美國學者貝恩對產業(yè)集中率的劃分標準，硅基產業(yè)已形成了高度集中寡占型產業(yè)。新疆硅基行業(yè)主要呈現出以下特點：一是產業(yè)布局相對集中，主要集中在具有電力、石英石等資源優(yōu)勢的北疆、東疆地區(qū)，且主要集中在石河子、伊犁州、哈密地區(qū)、烏魯木齊及周邊地區(qū)；二是產業(yè)鏈初步建立。新疆硅基產業(yè)已形成了穩(wěn)定的中上游產業(yè)鏈，在新疆產業(yè)政策的引導下，下游產業(yè)正在加速布局中；三是產業(yè)發(fā)展寡頭壟斷型格局，因硅基產業(yè)屬于技術和資金密集型產業(yè)，行業(yè)壁壘較高，新疆硅基產業(yè)主要有合盛硅業(yè)、新疆東方希望、新疆大全、新特能源、通威股份、協(xié)鑫新疆等一批國內有較大影響力的行業(yè)龍頭企業(yè)；四是產業(yè)優(yōu)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(yè)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(yè)鏈基本情況

工業(yè)硅和多晶硅的原材料都是石英石。新疆硅基產業(yè)鏈上游主要有石英砂礦開采、加工等產業(yè)。新疆準噶爾盆地已探明有豐富的優(yōu)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(yè)發(fā)展的自然資源基礎[5]。硅提純所需精煤、石油焦資源豐富，發(fā)展相關產業(yè)具有上游資源優(yōu)勢。產業(yè)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(qū)[6]。產業(yè)鏈下游主要有光伏，其他產品基本還處于空白。

三、硅基產業(yè)鏈路線圖

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

光伏產業(yè)。石英石—工業(yè)硅—工業(yè)硅微粉—多晶硅—多晶硅棒—光伏電池—光伏組件產業(yè)鏈。

冶金硅產業(yè)。冶金硅—硅鋁（錳）合金—硅鋁（錳）合金制品產業(yè)鏈。

有機硅產業(yè)。工業(yè)硅—工業(yè)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(yè)鏈。

碳化硅產業(yè)。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(yè)鏈。

四、新疆硅基產業(yè)發(fā)展存在的短板

產業(yè)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(yè)規(guī)模小，硅石原料利用未形成多層次、多元化產業(yè)鏈，硅石資源開發(fā)升級存在較大空間。

產業(yè)鏈中游：一是疆內工業(yè)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(yè)可持續(xù)發(fā)展關鍵要素，布局相關產業(yè)需引入環(huán)保、節(jié)能技術水平較高企業(yè)。

產業(yè)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(yè)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(yōu)勢；二是有機硅產業(yè)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(guī)模落地延伸深加工產業(yè)。

五、新疆硅基產業(yè)鏈創(chuàng)新鏈發(fā)展對策建議

（一）產業(yè)鏈發(fā)展對策建議

進一步擴大硅基產業(yè)規(guī)模，需保持高品質硅石、低價能源和先進工藝技術三大優(yōu)勢要素支撐。

產業(yè)鏈上游：合理開發(fā)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(yōu)化礦產資源布局，推進資源節(jié)約與合理利用。支持硅礦企業(yè)采用新技術、新工藝開發(fā)硅石資源，鼓勵新建中低品位硅礦石選礦企業(yè)，推動硅基產業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

產業(yè)鏈中游：一是提升工業(yè)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(yè)，形成多個龍頭企業(yè)帶動集群發(fā)展。二是按照有機硅中游單體龍頭引領的發(fā)展模式，加快引入環(huán)保水平較高的單體集中生產有機硅龍頭企業(yè)和大投資項目，緊抓市場持續(xù)擴大機遇，加速擴建產業(yè)鏈。

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

（二）創(chuàng)新鏈發(fā)展對策建議

產業(yè)鏈上游：開展多層次、多品位硅石選礦、開礦技術研發(fā)，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(yè)鏈中游：開發(fā)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(guī)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(fā)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(yè)化，為發(fā)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(fā)電等技術開發(fā)，提高環(huán)保能力，為可持續(xù)發(fā)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(fā)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(yè)鏈下游：鼓勵開發(fā)雙面發(fā)電電池組件。支持超長壽命的抗紫外線、抗?jié)B水、抗高溫高濕、防火絕緣等優(yōu)異性能背板組件開發(fā)。支持背板氟膜材料國產化替代開發(fā)。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(fā)。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(fā)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(fā)、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(fā)。

（三）產業(yè)鏈創(chuàng)新鏈融合發(fā)展對策建議

產業(yè)鏈上游關鍵企業(yè)主要創(chuàng)新方向：面向國內多晶硅產業(yè)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(yè)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(fā)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(yè)配套能力。

產業(yè)鏈中游關鍵企業(yè)主要創(chuàng)新方向：鼓勵開展提升多晶硅副產物回收系統(tǒng)能效研究，開發(fā)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(fā)多晶硅副產物四氯化硅循環(huán)高效回收，提高產業(yè)節(jié)能環(huán)保水平。探索開發(fā)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(fā)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(fā)高導熱率氮化硅陶瓷基板工藝，為拓展硅基材料產業(yè)鏈提供支持等。

產業(yè)鏈下游關鍵企業(yè)創(chuàng)新方向：支持開展大規(guī)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(lián)、交直流混合微電網以及多能互補微網系統(tǒng)光伏電力系統(tǒng)開發(fā)及應用，提升新能源利用率。鼓勵開展中小型光伏系統(tǒng)測試、匹配性評估等服務技術研發(fā)應用。鼓勵有機硅下游應用創(chuàng)新產品開發(fā)，支持以硅基固廢為原料，制取無機發(fā)泡保溫材料的新工藝技術研究。依托電纜產業(yè)發(fā)展基礎，鼓勵硅橡膠柔性絕緣材料開發(fā)，為新型電纜產業(yè)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(fā)超強高韌聚合物水泥基防護新型涂料等有機硅新產品。