气相二氧化硅行业特性及技术水平特点发展概况机遇挑战壁垒构成

1、行业特性

（1）周期性

气相二氧化硅应用领域较为广泛，主要用作有机硅弹性体的补强剂，在其他有机硅产品如硅树脂中也有应用；另外在涂料油墨、胶粘剂、合成树脂、化学机械抛光、复合材料、胶体电池、消泡剂、污水处理、农业、化妆品、食品、医药、绝热保温材料等领域，气相二氧化硅的应用范围及使用量也保持持续增长的趋势。气相二氧化硅行业作为纳米级的精细化工产业，其运行周期与国家宏观经济的运行情况有一定的正相关性。

（2）区域性

我国气相二氧化硅生产企业的区域布局较为明显，主要集中在华东区域，其中主要生产企业主要分布于湖北、新疆、江苏、浙江及江西等地区。从地区分布来看，华东地区气相二氧化硅生产企业的产能占全国总产能的六成以上。气相二氧化硅产品主要应用于中高端领域，其生产企业的分布与产业集群分布有关。

（3）季节性

气相二氧化硅行业的发展主要根据有机硅、合成树脂、油墨涂料、胶粘剂、复合材料等行业相关应用领域的市场需求量而波动，由于产品应用领域较广，行业整体季节性特征不明显。

2、行业技术水平与特点

（1）行业技术水平

气相二氧化硅技术最早产生于二十世纪四十年代，由德国的 Degussa 公司首先发明这项技术。我国的气相二氧化硅产业起步较晚，二十世纪六十年代我国开始小规模生产气相二氧化硅，气相二氧化硅的制备核心技术和市场主要由德国、美国和日本控制，当时气相二氧化硅主要用于军工领域，在民用领域的使用较少。随着上世纪九十年代民用市场规模的逐渐增大，我国气相二氧化硅产品在较长时间内主要依赖进口。

我国气相二氧化硅的生产工艺和规模近年来得到了较大的发展，目前国内以部分领先企业自主生产的气相二氧化硅已可以部分替代进口，特别是在硅橡胶领域，其产品质量已接近世界先进水平，但与国外大型企业相比还存在着装置规模小、产品品种少等问题，特别是在化学机械抛光、散光材料、高性能复合材料、高强度特种材料等领域，我国气相二氧化硅的需求仍依赖于进口产品。

此外，国外气相二氧化硅生产企业正在积极进入国内市场，我国气相二氧化硅产业面临巨大的竞争压力与挑战。目前市场对表面改性疏水型气相二氧化硅的需求量很大，国内产业化生产已开始起步，但在产能、质量及产品类别上还是与国外企业存在一定的差距。

（2）技术特点

气相二氧化硅原生粒子大小具备了纳米材料的特性，是公认的无机纳米材料，也是世界上最早实现工业化生产的纳米材料之一。其优异的性能使它在众多的现代工业领域中扮演着重要作用，被称之为“工业味精”、“材料科学的原点”，气相二氧化硅在有机硅行业更是具有“芯片”般的作用，目前已成为硅橡胶最关键的补强填料。正是由于气相二氧化硅特殊的性能和作用，在过去相当长的时期内，国外曾经对气相二氧化硅的出口一直有所限制，并禁止技术转让。

根据气相二氧化硅表面性质的不同，产品型号分为亲水型和疏水型两个系列。气相二氧化硅本身具有亲水性，其表面经过疏水基团的改性即可获得疏水产品。亲水型气相二氧化硅是由硅的卤化物（主要是一甲基三氯硅烷和四氯化硅，少部分企业使用三氯氢硅）在氢氧火焰中高温水解生成的带有表面羟基的无定形纳米级白色粉末，常态下为白色絮状粉末，振实密度在 40-100g/L，是一种无毒、无味、无嗅，无污染的非金属氧化物。它具有粒径小（聚集体一般小于 500nm）、比表面积大（一般为 100-400m2/g）、化学纯度高、分散性能好等特征，其生产工艺较为复杂，行业发展与有机硅和多晶硅行业的发展息息相关，目前国内主要采用一甲基三氯硅烷和四氯化硅两种工艺路线进行生产，在生产过程中，生产设备均为非标准化设备，需要自行设计和调试，同时对原材料的比例调节及反应温度等生产条件的控制决定了产品的最终质量。疏水型气相二氧化硅是通过亲水型气相二氧化硅与功能硅烷等发生化学反应而制得。目前国际市场上亲水型和疏水型产品占比约为 87%和 13%，我国正在接近这个比例，但目前我国只有少数企业具备自主生产疏水型产品的能力且产能较小，疏水型产品的市场份额主要由跨国企业占据。

3、全球气相二氧化硅发展概况

气相二氧化硅，又名气相法白炭黑，是由硅的卤化物（主要是一甲基三氯硅烷和四氯化硅，少部分企业使用三氯氢硅）在氢氧火焰中高温水解生成的带有表面羟基的无定形纳米级白色粉末。

二十世纪初期，随着世界范围内橡胶工业的快速发展，橡胶工业的补强填料主要是氧化锌，到二十世纪二十年代，随着炭黑的试制成功从而开创了橡胶补强的新时代，将炭黑用于橡胶补强使橡胶的力学性能得到极大的提高，然而炭黑最大的缺点是其本身为一种黑色粉末，其颜色属性决定了炭黑不能用于制备浅色或彩色橡胶制品。到了二十世纪四十年代，德国 Degussa 公司成功开发出以四氯化硅在氢氧火焰中高温水解制备气相二氧化硅的工艺，随着气相二氧化硅产品的出现，赋予了橡胶及硅橡胶产品极好的拉伸强度和撕裂强度，打破了黑色橡胶独占市场的局面。

气相二氧化硅是由氯硅烷在氢、氧火焰中高温水解生成二氧化硅粒子，然后经过聚集、分离、脱酸等处理工艺而获得产品。在二十世纪六十至七十年代，气相二氧化硅主要是以四氯化硅为原料，生产工艺容易控制，但生产成本较高。随着有机硅单体工业的发展，其副产物一甲基三氯硅烷等的处理问题成了束缚其发展的瓶颈。通常情况下，一甲基三氯硅烷被用于硅烷交联剂、硅树脂和防水涂料制造, 但是因为用量有限，因此其急需找到新的出路。到二十世纪八十年代，使用有机硅单体副产物或将该副产物与四氯化硅进行混合制备气相二氧化硅的工艺得到突破和应用，通过有机硅单体副产物生产气相二氧化硅有效的降低了生产成本。

根据 SAGSI 的统计，2021 年全球气相二氧化硅产能为 45.89 万吨/年，同比增加 3.20%，新增产能全部来自我国。结合已公布计划，再考虑新建项目投产可能性及部分落后产能被淘汰，预计到 2026 年全球产能仍将净增 8.99 万吨/年，达到 56.88 万吨/年左右。2022-2026 年全球产能年均增长率预计为 3.60%。

2021 年全球气相二氧化硅产量约为 32.40 万吨，同比增加 8.00%。2017-2021年全球产量年均增长率为 4.60%。根据 SAGSI 预计，2026 年全球气相二氧化硅产量将达到 39.90 万吨，2022-2026 年全球产量年均增长率约 4.50%。

4、国内气相二氧化硅发展概况

我国的气相二氧化硅产业起步较晚,二战以后，气相二氧化硅工业实现了商业化和规模化发展，但整个行业呈现寡头垄断的局面，行业核心技术被少数跨国公司封锁和垄断，二十世纪六十年代我国开始小规模生产气相二氧化硅，气相二氧化硅的制备核心技术和市场主要由德国、美国和日本控制，我国亟需具有自主知识产权的优质气相二氧化硅产品的企业进行技术研发，并打破国外技术封锁和产品垄断的局面。二十世纪九十年代初，随着一大批民营有机硅下游深加工企业的崛起，气相二氧化硅的市场需求快速增长，国内少部分企业开始对气相二氧化硅的生产工艺技术进行持续攻关，2001 年国内首套以一甲基三氯硅烷为原材料的气相二氧化硅装置点火成功，随着国内部分气相二氧化硅生产企业在此后的十几年时间内不断的产能提升和完善工艺技术，国内企业的亲水型气相二氧化硅产品质量和供应量已经达到或接近国外生产企业的水平，我国已经成为全球除德国、美国和日本外能自主生产气相二氧化硅产品的少数国家之一。

经过长期发展，我国气相二氧化硅工艺技术有了较大进展。2010 年至 2021年我国气相二氧化硅产能和产量呈现稳定上升趋势，截至 2021 年，我国气相二氧化硅生产能力为 17.88 万吨/年，占全球总产能的 39.00%；产量约 12.84 万吨，占全球产量的 39.60%。2017-2021 年，我国气相二氧化硅产能年均增长率为 7.20%。

资料来源：普华有策

5、行业发展趋势

（1）多晶硅产业副产物的回用比例显著提高

国内的多晶硅产业起步于上世纪六十年代，随着本世纪初国内光伏产业的快速发展，多晶硅产能在大幅提高的同时，必然导致其还原反应中的副产物四氯化硅的消化成为多晶硅行业发展的瓶颈。四氯化硅作为一种高度危险的化学品，不能用普通的方法进行处理，传统方法是将四氯化硅提纯，然后跟无水乙醇（或甲醇）进行酯化反应，在常温常压下制备硅酸乙酯（或硅酸甲酯），由于使用量十分有限，且处理过程中仍存在一些技术困难，因此利用多晶硅副产物四氯化硅为原料生产气相二氧化硅是一个具有经济和环保双重效益的工艺技术，既解决了束缚多晶硅行业发展的瓶颈问题，降低了多晶硅生产成本，达到多晶硅生产节能减排、洁净环保、循环利用的目的，从而促进我国多晶硅行业健康发展，又可以给气相二氧化硅行业提供大量生产原料，从而形成产业之间的资源互补，互相利用的循环生态产业链。但目前随着国内多晶硅企业普遍采用冷氢化技术回收及循环使用大部分的四氯化硅副产物，导致四氯化硅供应量大幅减少，使得纯粹采用四氯化硅作为原材料生产气相二氧化硅的企业可能面临原材料短缺的风险。

（2）有机硅行业的发展对产业的促进作用

有机硅是“新材料”战略新兴产业的重要分支，被列入《中国制造 2025》重点发展领域。气相二氧化硅主要用作有机硅弹性体的补强剂，目前其在硅橡胶领域的使用量占其总消费量的 60%以上。气相二氧化硅在硅橡胶中最重要的作用是补强，另外还能提高硅橡胶的抗高温性和耐化学性，使硅橡胶应用于更广泛的领域。由于气相二氧化硅产品价格较高，虽然市场上存在使用沉淀法二氧化硅作为替代产品的情形，但气相二氧化硅在硅橡胶中的补强性能仍然具有不可或缺的作用。随着我国有机硅单体工业的快速发展，其副产物一甲基三氯硅烷的出路问题成了束缚其发展的瓶颈，因此以一甲基三氯硅烷为原料制备气相二氧化硅逐渐成为新的生产方式，气相二氧化硅的生产成本明显下降，使得气相二氧化硅的竞争优势不断增强，因此有机硅行业的持续发展无论从原材料供应端还是市场需求端均将促进气相二氧化硅行业的快速稳步发展。

（3）气相二氧化硅的应用领域呈现多元化发展的趋势

气相二氧化硅最重要的用户是有机硅行业，其中以硅橡胶为主，硅橡胶在航空航天、国防工业、机械制造、电子电器、建筑装饰、居家用具、生物医学等多个领域具有不可替代的作用，是公认的新型先进合成材料，在新基建中也发挥了重要重要。除了硅橡胶以外，气相二氧化硅还可以用于填充硅树脂，特别是用于电子领域和硅橡胶混炼中的硅树脂。

我国是涂料生产和消费大国，在涂料中加入气相二氧化硅，可提供防结块、防流挂、乳化性、消光性、悬浮、增稠和触变等功能。气相二氧化硅也为树脂基复合材料的合成提供了新的机遇，可以达到改善树脂基材料性能的目的。在胶粘剂中，气相二氧化硅主要作为补强剂和添加剂，起到流变控制、防沉降、防止流挂和补强作用。此外，气相二氧化硅在化学机械抛光、复合材料、胶体电池、消泡剂、污水处理、农业、化妆品、食品、医药、绝热保温材料等领域中也有广泛的应用空间。随着未来气相二氧化硅下游应用领域的不断拓展，应用领域的多元化为气相二氧化硅提供了广阔的市场空间。

（4）环保政策趋严将推动行业集中度进一步提高

近年来，随着我国环保政策密集出台，环保力度进一步加大，多地陆续出台了多个涉及化工园区的环境、整顿、提升、搬迁等政策。随着环保要求的提高，目前国内生产规模较小、技术水平及环保投入较低的企业将逐步被淘汰。气相二氧化硅由于生产工艺较复杂，设备投入较大，部分企业未来可能将因为产能规模及环保不达标等因素逐步退出市场，市场格局及行业集中度将向研发能力突出、技术工艺先进的企业集中，从而使具有核心竞争能力的企业进一步提高市场份额及竞争力。

6、有利因素

（1）国家产业政策对行业发展的支持

近年来我国出台的相关法律法规和行业政策主要侧重于技术创新、产业结构调整及绿色发展的理念，引导化工新材料和高端专用化学品领域持续创新。公司的主要产品作为重要的功能性新材料已广泛应用于多种行业，属于国家鼓励发展的新材料领域，国家出台的相关政策为气相二氧化硅行业以及上下游相关行业的发展营造了良好的政策环境，有利于我国化工新材料和精细化学品行业的发展。

（2）有机硅行业的发展及有机硅消费品需求的增长

有机硅作为一种高性能的化工新材料，是战略性新兴产业新材料的重要组成部分，在《中国高新技术产品目录》《鼓励进口技术和产品目录》《产业结构调整指导目录》《中国有机硅行业“十四五”发展规划》以及《战略性新兴产业分类目录》等政策文件中，有机硅材料一直被列为鼓励发展的化工新材料。近 20 年来我国有机硅材料在市场需求的推动下一直保持着高速发展趋势，我国有机硅消费已超过全球总量的 50%，但与发达国家相比人均消费量还很低，仍有较大的市场空间，有机硅行业对石油和天然气的依赖度较低，是部分石油基合成材料理想的替代品。目前我国有机硅行业的产能仍然保持持续增长的趋势，随着有机硅行业的不断扩产，将为气相二氧化硅行业带来丰富的原材料及下游市场的应用需求，且随着人们生活水平的不断提高，将进一步提高硅橡胶等消费品的需求量，有机硅行业的发展及硅橡胶等消费品需求的增长将为气相二氧化硅行业的发展带来新的发展机遇。

（3）产品市场应用领域较大

气相二氧化硅主要用作有机硅弹性体的补强剂，目前其在硅橡胶领域的使用量占其总消费量的 60%以上，在其他有机硅产品如硅树脂中也有应用；另外在涂料油墨、胶粘剂、合成树脂、化学机械抛光、复合材料、胶体电池、消泡剂、污水处理、农业、化妆品、食品、医药、绝热保温材料等领域，气相二氧化硅的应用将保持持续增长，根据 SAGSI 预计，未来锂电池市场将是气相二氧化硅行业发展的重要领域和市场增长点。随着气相二氧化硅产品应用领域的不断研究和开拓，产品的应用范围将变得更加广泛，为气相二氧化硅行业的持续发展提供了较大的市场空间。

（4）知识产权保护力度不断增强

由于气相二氧化硅属于技术门槛较高的产业，国外公司对我国长期进行技术封锁，造成国内企业由于缺乏自主研发能力，在知识产权积累方面尚有不足。但随着国内气相二氧化硅持续的研发投入、国家相关知识产权保护政策的不断出台及实施，将严厉打击侵犯知识产权的行为，从而将对国内气相二氧化硅企业已取得的知识产权形成有效的保护，对提高领先气相二氧化硅企业产品的市场竞争力和市场占有率有重要的促进作用。

7、不利因素

（1）市场竞争环境较为激烈

我国气相二氧化硅的生产工艺和规模近年来得到了较大的发展，但与国外大型企业相比还存在着装置规模小、产品品种少等问题。在气相二氧化硅领域，赢创工业集团、卡博特、瓦克化学、德山化工等跨国企业仍是目前世界上最主要的气相二氧化硅制造商，在部分领域长期占据高端产品大部分的市场份额。近年来，国外气相二氧化硅生产企业积极进入国内市场，并在国内投资建厂，对我国气相二氧化硅企业形成了较大的竞争压力与挑战。随着国外知名跨国公司的产业布局更为完整，我国气相二氧化硅行业的市场竞争环境较为激烈，对我国气相二氧化硅企业的综合实力、研发能力及市场开拓能力也提出了更高的要求和挑战。

（2）国际贸易环境的变动影响

随着经济全球化和贸易自由化竞争加剧，反倾销已成为各国普遍采用的贸易保护手段之一。近年来随着中美贸易摩擦等情形的发生使得新贸易保护加剧，反倾销问题已成为我国对外贸易发展的重要屏障，成为影响我国经济健康有序发展的严峻挑战。国际贸易环境的变动可能将影响国内企业产品的出口，对海外市场的开拓产生不利影响。

8、行业的准入壁垒构成

（1）技术壁垒

气相二氧化硅材料属于典型的纳米材料，具有纳米级原生颗粒、特殊的三维枝状结构、绝缘、耐热、化学稳定性好、纯度高等特性，可赋予材料优异的补强、触变性、增稠、流动性、隔热等性能，属于环境友好型材料。

气相二氧化硅的生产工艺主要通过氯硅烷在氢氧焰条件下进行高温水解反应生成二氧化硅粒子，然后骤冷，颗粒经过聚集、分离、脱酸等处理工艺而获得产品，产品纯度高达 99.8%以上。气相二氧化硅的原料、生产装置、生产过程、尾气脱除、包装工艺及产品表面处理等均有较高的技术要求。气相二氧化硅为原生粒子 7-40nm，聚集体为 100-500nm 的无定形纳米级粉体材料，其比表面积、pH 值、粒径、表面化学等均影响产品的质量和性能，在生产过程中对颗粒生成、聚集、分离等各个变量都要求精确的控制和调节，需要较为复杂的工艺技术控制能力才能生产出高品质的产品。除此之外，气相二氧化硅的生产设备多为非标的专业特种设备，需要自行设计，并且该类设备的设计和调试需要长期的工艺实践和技术积累方能确保设备的可靠性，因此从事气相二氧化硅的生产对专业技术的要求较高。

（2）人才壁垒

气相二氧化硅属于纳米材料中的一种，其产品的特殊性对专业人才的知识储备和技术水平要求较高，目前我国在气相二氧化硅领域的专业人才十分紧缺，由于相关高端精细化技术被少数几家国外巨头垄断，国内企业尚需持续加大研发投入和自身及校企联合的人才培养，坚持自主创新，不断加强人才储备，才能在国际化的竞争中具备持续的竞争优势。

（3）环保壁垒

气相二氧化硅的原料氯硅烷为腐蚀性较高的危险化合物，氢气为易燃易爆气体，生产装置涉及高温压力容器，尾气涉及盐酸等强腐蚀气体的处理等，均对环保提出了较高的要求，生产过程中对各类生产装置的安全性要求较高，必须解决易燃、易爆、腐蚀、有毒物质及高温等典型化工工业难题，随着国家相关政策对环保的要求愈发严格，行业准入门槛也逐步提高。

（4）资金壁垒

气相二氧化硅行业属于重资产型产业，在生产装置和研发设备的投入规模上高于沉淀法产品，因装置基本为非标准件且研发设备专业性强，国外大型生产厂商对相关技术严格保密，国内企业主要通过自主创新和研发的方式不断摸索和反复试验，才能掌握相关技术和生产路线，因此相关项目资金投入较大，对生产企业的资金实力有较高的要求。

更多行业资料请参考普华有策咨询《2022-2028年气相二氧化硅行业细分市场调研及投资可行性分析报告》，同时普华有策咨询还提供产业研究报告、产业链咨询、项目可行性报告、十四五规划、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。